DE3042539C2 - Verfahren zum Herstellen von langgestreckten Bauteilen aus faserverstärkten Werkstoffen - Google Patents

Abstract

Von einem Bewegtbildsignal (Videosignal) werden zur Einsparung von Übertragungskapazität nur diejenigen Teile eines Einzelbildes in digitaler Form übertragen, die sich gegenüber dem vorausgegangenen Einzelbild, soweit dieses dem Empfänger bekannt ist, geändert haben. Der Übertragungs-Kodiervorgang kann mit einer kontinuierlichen, durch die Datenrate des Übertragungsweges bestimmten Arbeitsgeschwindigkeit ablaufen, da für die Datenbearbeitung auf der Senderseite sowohl Änderungsentscheidungen als auch die zugeführten, unkodierten Bilddatenworte zwischengespeichert und nach einer variablen Verzögerung dem Kodiervorgang zugeführt werden. Eine kanalseitige Zwischenspeicherung kann sowohl beim Sender als auch beim Empfänger entfallen. Die empfangenen Bilddaten werden direkt dekodiert, und mit Hilfe der zugehörigen Adreßdaten erfolgt eine Aktualisierung der im Bildspeicher befindlichen Bildinformationen, die erst nach einer Verzögerungszeit - zwischen Null und einer Vollbilddauer - wiedergegeben werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von langgestreckten Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches; ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 17 79 433 oder DE-OS 24 60 808 bekannt

Aus der DE-OS 15 35 442 ist ein Gewebe mit drei Fadensystemen bekannt, das auch als Verstärkungsgewebe in Kunststoffen, d. h. zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Werkstoffen verwendet werden kann. Die Winkel zwischen den einzelnen Fadensystemen können bei diesem bekannten Gewebe in Bereichen zwischen 10° und 90° eingestellt werden. Die Zahl der Fäden in jedem Fadensystem beträgt immer mehr als ein Drittel der Zahl der Fäden in irgendeinem anderen Fadensystem, so daß dieses Gewebe als mehr oder minder isotropes Gewebe zu betrachten ist Ein solches isotropes Gewebe setzt Zug- oder Scherkräften in der Gewebeebene unabhängig von der Kraftrichtung Widerstand entgegen, soll demnach bei derartigen Zugoder Scherkräften nicht verformbar sein.

Im Prinzip könnte ein solches dreiachsiges Gewebe auch zur Herstellung von langgestreckten Bauteilen für Hubschrauberrotorblätter oder dergleichen verwendet werden, indem eine Gewebebahn mit der Breite des Rotorblattes in eine Bauteilform in Längsrichtung eingelegt wird. Die Winkel zweier Fadensysteme gegenüber der Bahnlängsrichtung würden zu ±45° eingestellt, während das dritte Fadensystem in Bahnlängsrichtung verläuft. Das mit einem Bindemittel imprägnierte Gewebe würde manuell bzw. bevorzugt maschinell in einem Zug in die Bauteilform ein- oder mehrlagig abgelegt, dort verpreßt und anschließend ausgehärtet.

Die Torsionssteifigkeit von dynamisch belasteten langgestreckten Bauteilen, wie Hubschrauberrotorblättern, wird im wesentlichen nur durch die Fadensysteme bestimmt, die unter Winkeln von ±45° zur Längsachse des Bauteiles verlaufen. Zusätzliche Fäden in Längsrichtung des Bauteils bringen keine Verbesserung der Festigkeit, erhöhen vielmehr nur unnötig das Gewicht des Bauteiles.

Das bekannte isotrope Gewebe ist daher auch bei einer Anpassung der Winkel zwischen den Fadensystemen nicht optimal für die Herstellung von dynamisch belasteten langgestreckten Bauteilen geeignet.

Aus diesen Gründen werden für die Herstellung solcher Bauteile oftmals nur zweiachsige Gewebe verwendet, deren Fadensysteme senkrecht aufeinander stehen. Das Gewebe wird dann in Bahnabschnitte unterteilt und so in die Bauteilform abgelegt, daß die beiden Fadensysteme unter Winkeln von ±45° zur Längsrichtung der Bauteilform in diese abgelegt werden. Insbesondere bei der Verwendung von dünnen Geweben kann jedoch beim Ablegen in die Bauteilform der sogenannte Kra-

watteneffekt auftreten, wenn auf die Gewebebahnabschnitte in Längsrichtung Zugkräfte wirken. Hierdurch verringert sich die Bahnbreite; außerdem wird die optimale ±45° -Orientierung verlassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Bauteile mit leichtem Gewicht und optimalen Festigkeits- und Torsionseigenschaften mit dünnen Gswebebahnen hergestellt werden können, bei denen die Faserorientierung ±45° zur Bahnlängsrichtung beträgt, ohne daß der erwähnte Krawatteneffekt auftritt

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst
Demgemäß wird für das Verfahren gemäß der Erfin-

dung eine Gewebebahn verwendet bei der die Webdichte der in Bahnlängsrichtung verlaufenden Zugfäden wesentlich kleiner als diejenige der Verstärkungsfäden ist die in Winkeln von ±45° zur Bahnlängsrichtung verlaufen. Dieses Gewebe ist demnach bewußt kein isotropes Gewebe. Beim Ablegen der Gewebebahn in die Bauteilform wirken auf die Gewebebahn jedoch nur Zugkräfte, die durch die Zugfäden aufgenommen werden. Die Zugkräfte verhindern zuverlässig das Auftreten des Krawatteneffektes, so daß die optimale ±45°-Orientierung der Verstärkungsfäden beim Ablegen in die Bauteilform erhalten bleibt Durch diese Maßnahmen können auch sehr dünne Gewebebahnen zuverlässig gehandhabt werden, und zwar sowohl beim Imprägnieren als auch beim Ablegen in die Bauteilform.

Das fertige Bauteil weist optimale Festigkeits- und Torsionseigenschaften auf.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar

Fi g. 1 eine teilweise von einem Vorratswickel abgezogene Gewebebahn zur Herstellung von Hubschrauberrotorblättern nach einem Verfahren gemäß der Erfindung;
Fig.2 eine Aufsicht auf die Gewebebahn gemäß

so F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;

F i g. 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung zur automatisierten Herstellung von Rotorblättern nach einem Verfahren gemäß der Erfindung.

In F i g. 1 ist eine teilweise von einem Vorratswickel 1 abgerollte Gewebebahn 2 dargestellt, die eine Breite b aufweist. Die Gewebebahn 2 wird von dem Wickel in Pfeilrichtung P1 abgezogen. Das Gewebe selbst weist in Abzugsrichtung P1 verlaufende Zugfäden 3 sowie in einem Winkel von ±45° zu diesen Zugfäden verlaufende Verstärkungsfäden 4 auf.

Die Zugfäden dienen im wesentlichen dazu, daß die Breite b der Gewebebahn auch beim Abzug von dem Wickel erhalten bleibt, d. h. daß sich nicht der sogenannte Krawatteneffekt einstellt, durch den die Breite der Gewebebahn beim Abziehen verringert werden würde. In F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab ein schematischer Ausschnitt aus der Gewebebahn dargestellt. Hier

sind nochmals die Zugfäden 3 sowie die in ±45° -Winkelorientierung verlaufenden Verstärkungsfäden 4i sowie die in —45°-Winkelorientierung zu den Zugfäden verlaufenden Verstärkungsfäden 42 dargestellt Die senkrecht aufeinanderstellenden Verstärkungsfäden 4, und 42 können z. B. miteinander verknüpft sein; ebenso wäre es möglich, daß diese Verstärkungsfäden — nur mit einem Heftfaden bzw. dem Zugfaden verbunden — ohne Verknüpfung aufeinanderliegen. Ke Verstärkungsfäden 4 sind sehr dicht gewebt, wohingegen die Anzahl der Zugfäden über die Breite b der Gewebebahn nur sehr gering zu sein braucht

Ein derartiges Gewebe kann mit Flächengewichten zwischen 50 und 500 Gramm pro Quadratmeter verwendet werden. Als Material können Glasseide oder andere Fasern, so z. B. Kohlefasern oder dgL verwendet werden.

In F i g. 3 ist schematisch eine Einrichtung zum Herstellen von langgestreckten Rotorblätter für Hubschrauber mit einem Gewebe gemäß der F i g. 1 und 2 dargestellt Die Glasseidengewebebahn 2 ist auf dem Vorratswickel 1 aufgewickelt und wird von diesem in Pfeilrichtung P1 abgezogen, um eine Umlenkwalze 13 und über eine Tränkwalze 14 geführt Die Tränkwalze 14 läuft mit ihrer unteren Hälfte in einem Bindemittel enthaltenden Tränkbad 15, z. B. einem Harzbad. Die Tränkwalze nimmt aus dem Tränkbad Bindemittel auf und preßt dieses in das Gewebeband 2 ein. Das Gewebeband durchläuft danach einen Adsorptionsturm 16, in dem das Gewebeband über mehrere Adsorptionswalzen 17 umgelenkt geführt wird. Während des Weges des Gewebebandes über die Adsorptionswalzen verteilt sich das Bindemittel gleichmäßig über die gesamte Breite und die gesamte Dicke des Gewebebandes. Die Imprägnierung ist damit abgeschlossen.

Nach Verlassen des Tränkturmes wird das imprägnierte Gewebeband über eine oder mehrere Umlenkwalzen 18 um ca. 90° geneigt und durch eine verstellbare Quetschstiftanordnung 19 aus mehreren Quetschstiften 20 geführt In dieser Quetschstiftanordnung wird überschüssiges Bindemittels aus dem Gewebeband ausgepreßt und in einer Wanne 21 aufgefangen. Der Auspreßdruck, der von den Quetschstiften auf das imprägnierte Gewebeband ausgeübt wird, ist durch hier nicht dargestellte Einstellmittel von Hand oder automatisch veränderbar, z. B. dadurch, daß der Abstand der in der Quetschstiftanordnung vorgesehenen Quetschstifte gegeneinander geändert wird. Nach Verlassen der Quetschstiftanordnung wird das Gewebeband erneut über eine Umlenkwalze 22 um ca. 90° umgelenkt und horizontal weitergeführt

Zur Unterstützung des Imprägniervorganges wird das Gewebeband vor dem Tränken mittels eines Infrarotstrahlers 23 auf etwa 6O⁰C vorgeheizt Zur Unterstützung des Auspressens überschüssigen Bindemittels wird das imprägnierte Gewebeband im Bereich der Quetschstiftanordnung 19 durch einen weiteren Infrarotstrahler 24 geheizt, so daß das überschüssige Bindemittel leicht in die Auffangwanne 21 abfließen kann.

Die beschriebenen Teile sind insgesamt auf einem Schlitten 25 angeordnet, der längs nicht dargestellter Schienen verschoben werden kann. Der Schlitten befindet sich oberhalb einer Rotorblattform 28, deren Längsachse parallel zur Verschiebungsrichtung P 2 ausgerichtet ist. Mit dem Schlitten ist ein Ausleger 29 verbunden, der an seinem freien Ende eine Anpreßrollenanordnung 30 aufweist. Das aus der Queischstiftanordnung 19 kommende imprägnierte Gewebeband 2 wird unter den Anpreßrollen 30 hindurchgeführt und mit Hilfe von diesen in die Rotorblattform 28 abgelegt und in dieser eingepreßt Der Ausleger 29 kann in der Höhe verstellt werden, so daß die AnpreBrollenanordnung 30 an Formänderungen der Rotorblattform angepaßt und weiterhin der Anpreßdruck der Anpreßrollen variiert werden kann. Zum Ablegen der Gewebebahn in der Bauteilform wird der Schlitten über die gesamte Länge der Bauteiiform über diese hinwegbewegt, wobei die imprägnierte Gewebebahn in die Bauteiiform abgelegt und angepreßt wird. Nach Ablegen einer Lage eines Gewebebandes wird dieser Arbeitsschri$t mehrfach wiederholt bis die gewünschte Lagenanzahl erreich^ Ut

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von langgestreckten Bauteilen, wie Rotorblättern für Hubschrauber od. dgL, aus faserverstärkten Werkstoffen, wobei mit einem Bindemittel imprägnierte Gewebebahnabschnitte in Bauteilbreite, die drei Fadensysteme aufweisen, von denen eines (Zugfäden 3) in Bahnlängsrichtung und die beiden anderen Fadensysteme (Verstärkungsfäden) in Winkeln von ±45° dazu verlaufen, in Bahnlängsrichtung in eine Bauteilform ein- oder mehrlagig abgelegt, dort verpreßt und anschließend ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewebebahn mit einer Webdichte der Zugfäden verwendet wird, die über die Bahnbreite wesentlich kleiner &L· die der Verstärkungsfäden ist, und daß die Gewebebahn in einem Zug in die Bauteilform über deren gesamte Länge eingelegt wird.