DE3200830C2 - Verfahren zur Herstellung von Holmen für Hubschrauber-Rotorblätter - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Holmen für Hubschrauber-Rotorblätter

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holmen für Hubschrauber-Rotorblätter.
Die heute verwendeten Rotorblätter werden üblicher­ weise aus Kunststoffmaterial hergestellt und weisen eine Unterdruck- und eine Überdruckseite auf, die im wesentlichen symmetrisch zu einer Sehne des Rotor­ blatts verlaufen. Die Unterdruck- und die Überdruck­ seite eines Rotorblatts weisen normalerweise jeweils zwei axial benachbarte im wesentlichen U-förmige Rippen auf, die jeweils von einem Band aus ver­ stärktem Kunstharz gebildet sind, welches so gefaltet ist, daß es zwei benachbarte im wesentlichen recht­ winklig verdrehte und entlang eines bogenförmig gekrümmten Abschnitts verbundene Arme bildet. Der bogenförmig gekrümmte Abschnitt umgibt beim fertigen Rotorblatt eine der bei den Bohrungen, mit denen das innere Ende oder die Wurzel des Rotorblatts an der Rotornabe befestigt wird.
Die erwähnten Rippen werden üblicherweise mit einer automatischen Positionierungs-Vorrichtung hergestellt, die eine hin- und hergehende Bewegung entlang einer U-förmigen Bahn ausführt und dabei das Band in Anlage an den geraden Seiten einer vorläufigen Form oder Schablone ablegt. Das Band wird nach grober Formung auf diese Schablone auf eine erste Formschablone übertragen, auf welcher den Armen der Rippe die erforderliche Verdrehung erteilt wird.
Jede Rippe wird dann zusammen mit einer parallel zu ihr und neben ihr liegenden weiteren Rippe so ins Innere einer zweiten Formschablone überführt, daß sie die Unterdruck- oder Überdruckseite eines Rotorblatts bilden, worauf sie anschließend zur Bildung des Holms, d. h. des Tragskeletts des Rotor­ blatts selbst, mit einer Überdruck- bzw. Unterdruck­ seite verbunden werden.
Das beschriebene Verfahren hat unbestreitbare Vor­ teile, von denen der wichtigste der einfache Aufbau der automatischen Positionierungs-Vorrichtung für das Band ist. Tatsächlich muß diese Vorrichtung also nicht in der Lage sein, der verdrehten Fläche der ersten Formschablone zu folgen, sondern lediglich der geraden Fläche der vorläufigen Schablone.
Ungeachtet dessen ist das vorstehend beschriebene Verfahren nicht völlig frei von Nachteilen, die vor allem auf Komplikationen zurückzuführen sind, welche durch die Verwendung mehrerer Schablonen und die mangelnde Präzision zurückzuführen sind, welche in­ folge der Übertragung des Bandes von der vorläufigen Schablone in die Formschablone und der Ausrichtung des auf die vorläufige Schablone aufgelegten Bandes zur ersten Formschablone auftritt, zumal diese Aus­ richtung oft von Hand durchgeführt wird. Ein weiterer Nachteil ist der relativ hohe Zeitaufwand, der zur Positionierung des Bandes erforderlich ist, weil die Bänder auf der vorläufigen Schablone durch hin- und hergehendes Verfahren der Positionierungs- Vorrichtung abgelegt werden, was zwangsläufig zu relativ niedrigen Durchschnitts-Arbeitsgeschwindig­ keiten führt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Holmen für Hub­ schrauber-Rotorblätter zu schaffen, welches die vor­ stehend angegebenen Nachteile vermeidet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Ver­ fahren zur Herstellung von Holmen für Hubschrauber- Rotorblätter, die jeweils zwei Paare von parallel zu und nebeneinanderliegenden Rippen aufweisen, von denen jede von einem Band gebildet ist, welches im wesentlichen U-förmig gefaltet ist, und zwei im wesentlichen rechtwinklig verdrehte nebeneinander­ liegende und durch einen bogenförmigen Abschnitt verbundene Arme aufweist, dadurch gelöst, daß eine Doppel-Formschablone verwendet wird, mit welcher gleichzeitig zwei der besagten Rippen in einander entgegengesetzten aber an den freien Enden ihrer Arme miteinander verbundenen Lage formbar sind, daß das Band auf der Formschablone in einer ununterbrochen umlaufenden Bewegung so abgelegt wird, daß ein ring­ artig geschlossener Körper entsteht, der von den beiden einander gegenüberstehenden und starr mit­ einander verbundenen Rippen gebildet wird, und daß der auf der Schablone gebildete ringartig geschlossene Körper dann so auseinandergeschnitten wird, daß die beiden Rippen voneinander getrennt werden.
In bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Formschablone entlang der Brenn­ linie der beiden Rippen in zwei Formschablonenhälften unterteilt, und die beiden Formschablonenhälften werden relativ zueinander in eine nebeneinander­ liegende Lage verschwenkt und so eine zweite Form­ schablone für eines der besagten Rippen-Paare gebildet.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Ver­ bindung mit der beigefügten Zeichnung eines Aus­ führungsbeispiels und zwar zeigt bzw. zeigen
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Systems für die Her­ stellung von Holmen für Hubschrauber- Rotorblätter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab darge­ stellte perspektivische Ansicht einer Einzelheit von Fig. 1, welche eine Maschine zur Bildung eines Holms in der erfindungsgemäßen Weise zeigt,
Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab darge­ stellte perspektivische Ansicht einer ersten Einzelheit von Fig. 2;
Fig. 4 und 5 in einer perspektivischen Ansicht bzw. einer perspektivischen Explosionsansicht jeweils eine vergrößerte Einzelheit von Fig. 3;
Fig. 6 eine in vergrößerten Maßstab dargestellte perspektivische Ansicht einer zweiten Einzelheit von Fig. 2; und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit von Fig. 6, wobei Teile der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.
In Fig. 1 und - insbesondere - in den Fig. 3, 4 und 5 ist eine Formschablone 1 oder Form zur Aufnahme eines Bandes 2 gezeigt, welches entlang einer ringartig geschlossenen Bahn 3 positioniert wird, die von den seitlichen Flächen eines Formstücks 4 gebildet wird, welches von einer im wesentlichen rechteckig geformten Trägerplatte 5 vorspringt.
Wie insbesondere in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ist die Formschablone 1 in zwei Formschablonenhälften 6 und 7 unterteilt, die zwei jeweils einander zugewandte Stirnflächen 8 aufweisen, von denen jede mit einem oberen Falz 9 versehen ist. Die beiden Stirnflächen 8 werden normalerweise in Anlage aneinander gehalten, und zwar auf einer Seite mittels eines Schwenkgelenks 10, welches einen rechtwinklig zur Trägerplatte 5 und außerhalb dieser Platte verlaufende Schwenkbolzen 11 aufweist, und auf der anderen Seite durch eine seitliche Platte 12, welche mittels Schrauben an den Formschablonenhälften 6 und 7 befestigt ist, die lösbar in zugeordnete Bohrungen 14 in der Platte 12 und Bohrungen 15 in der Platte 5 eingreifen. Wenn die beiden Formschablonen­ hälften 6 und 7 in Fluchtstellung zueinander aus­ gerichtet und miteinander verbunden sind, bilden die beiden Falzen 9 eine sich quer über die Form­ schablone 1 erstreckende Nut 16.
Die Positionierung des Bandes 2 entlang der ring­ artig geschlossenen Bahn 3 erfolgt mittels einer schematisch in Fig. 2 dargestellten Positionierungs­ apparatur 17, die zwei parallel zur Achse der Bahn 3 angeordnete Längsführungen 18 und 19 aufweist. Die Längsführungen 18 und 19 haben eine größere Länge als die Bahn 3 und werden von Stützen 20 über der Formschablone 1 getragen. Auf den Längsführungen 18 und 19 sind gleitend verschiebbar zwei Schlitten 21 bzw. 22 angeordnet, die über einen parallel zur Trägerplatte 5 verlaufenden Querträger 23 starr verbunden sind. Der Schlitten 21 ist mit einem Schritt­ schaltmotor 24 versehen, der ein (nicht gezeigtes) Ritzel antreibt, welches in Eingriff mit einer an der Seite der Führung 18 gebildeten Zahnstange 25 steht.
Auf dem Querträger 23 ist gleitend verschiebbar ein Schlitten 26 geführt, der von einem Schrittschalt­ motor 27 entlang des Querträgers 23 verfahrbar ist, Der Schrittschaltmotor 27 wird vom Schlitten 26 getragen und treibt ein (nicht gezeigtes) Zahnritzel an, welches mit einer sich über die geamte Länge des Querträgers 23 erstreckenden Zahnstange 28 kämmt.
Der Schlitten 26 wird von einer (nicht gezeigten) Durchgangsbohrung durchsetzt, welche rechtwinklig zur Trägerplatte 5 und koaxial zu einem rohrförmigen Vorsprung 29 verläuft, der vom Schlitten 26 nach oben vorspringt. In der Durchgangsbohrung und dem rohr­ förmigen Vorsprung 29 ist eine Schubstange 30 gleitend verschiebbar eingesetzt, an der einer Seitenfläche eine Zahnstange 31 ausgebildet ist, die mit einem (nicht gezeigten) Zahnritzel kämmt, welches von einem Schrittschaltmotor 32 angetrieben wird, der seinerseits vom rohrförmigen Vorsprung 29 getragen wird.
Die vom Vorsprung 29 und der Schubstange 30 gebildete Anordnung ist durch einen vom Schlitten 26 getragenen Schrittschaltmotor 33 um ihre Achse drehbar.
Wie in Fig. 6 im einzelnen gezeigt ist, hat das untere Ende der Schubstange 30 die Form eines Gabelkopfs 34, durch dessen Gabelarme 35 und 36 ein parallel zur Trägerplatte 5 verlaufender Bolzen 37 gesteckt ist. Der Bolzen 37 dient zur schwenkbaren Lagerung einer oberen Wand 38 eines hohlen einseitig offenen Gehäuses 39, welches so angeordnet ist, daß sein Hohlraum in Abwärtsrichtung zur Bahn 3 weist. Der Bolzen 37 ist außerdem mit dem Abtrieb eines Schrittschaltmotors 40 verbunden, dessen Gehäuse starr mit dem Gehäuse 39 verbunden ist.
Innerhalb des Gehäuses 39 ist eine Positioniervor­ richtung 41 für das Band 2 angeordnet, die in Fig. 7 gezeigt ist und einen drehbar im Gehäuse 39 gelagerten Zapfen 42 aufweist, auf welchen das Band 2 unter Bildung einer Rolle 44 zusammen mit einem Träger­ band 43 aus Papier aufgewickelt ist. Dem Zapfen 112 benachbart ist ein weiterer im Gehäuse 39 gelagerter Zapfen 45 angeordnet, der von einem Schritt­ schaltmotor 46 derart antreibbar ist, daß er das Trägerband 43 abwickelt und auf diese Weise auch eine gesteuerte Abwicklung der Rolle 44 bewirkt.
Das von der Rolle 44 abgewickelte Trägerband 42 tritt in eine Vorschubeinheit 47 ein, die oberhalb des Bandes eine drehbar im Gehäuse gelagerte Andruck­ rolle 48 und - unterhalb des Bandes - einen Förderer 49 mit einem in einer geschlossenen Schleife über zwei vom Gehäuse 39 getragene Umlenk­ rollen 50 und 51 geführten Gurt aufweist. Die zweite Umlenkrolle 51 wird von einem Schrittschalt­ motor 52 angetrieben. Zwischen den beiden gegenüber­ liegenden Trums des Förderers 49 ist ein Rollen­ bett 53 angeordnet, welches als Reaktionsebene für ein Messer 54 dient, welches bei Betätigung eines linearen Betätigungsorgans 55 quer verlaufende Schnitte im Band auszuführen vermag. Das lineare Betätigungsorgan 55 ist starr im Gehäuse 39 befestigt.
In Vorschubrichtung hinter dem Förderer 49 sind aufeinanderfolgend ein starr im Gehäuse 39 befestigter Abstreifkeil, mit welchem das Band 2 vom Förderer 49 abgehoben wird, und eine in einem Gabelkopf 53 gehalterte Andruckrolle 48 vorgesehen, die von einem starr mit dem Gehäuse 39 verbundenen linearen Betätigungsorgan 59 in Richtung auf die Bahn 3 verschiebbar ist. Im Betrieb steuert ein Computer 60 (Fig. 1) die Motoren 24, 27, 32, 33 und 40 so, daß das Gehäuse 39 entlang der Bahn 3 geführt wird, wobei die untere Fläche des Gurts des Förderers 49 ständig parallel zur Seitenfläche des Formstücks 4 und in relativ geringem Abstand von dieser Seiten­ fläche geführt wird. Während dieses Vorschubs bewirkt die gleichzeitige Betätigung der Motoren 46 und 52 ein Abwickeln von der Rolle 44, die Trennung des Bands 2 vom Papier-Trägerstreifen 43 und die Über­ führung des Bandes auf den Förderer 49. Das Band 2 wird dann vom Förderer 49 weitergeführt, von dem es durch die Wirkung des Abstreifkeils 46 getrennt und auf der Seitenfläche des Formstücks 4 aufgelegt wird, wobei es von der Rolle 57 am Formstück 4 angedrückt wird. Die Andrückrolle 57 wird dabei vom Betätigungsorgan 59 in Andrückrichtung gespannt.
In einer anfänglichen Arbeitsphase wird die Positionier- Vorrichtung 41 mit einer kontinuierlichen Zirkulations­ bewegung so um die bogenförmig gekrümmte Bahn 3 geführt, daß verschiedene kontinuierliche Lagen des Bands 2 auf die Seitenflächen des Formstücks aufgebracht werden. Wenn die aufgetragene gleich­ förmige Schicht eine vorgegebene Dicke erreicht hat, und die Schlitten 21 und 22 die Mitte der zugeordneten Führungen 18 und 19 erreichen, löst der Computer 60 das Betätigungsorgan 55 aus und stoppt gleichzeitig die Motoren 46 und 52. Durch die Auslösung des Betätigungsorgans 55 wird das Messer 54 auf den Förderer 49 abgesenkt, wobei das Band 2 zertrennt wird. Ein Schnittende des Bandes gleitet auf den Endabschnitt des Förderers 49 und fällt auf die Seitenflächen des Formstücks 4, auf welche es von der Andrückrolle 57 aufgedrückt wird, während das andere Schnittende auf dem Förderer 49 festgehalten wird.
Die Schnittschaltmotoren 46 und 52 bleiben so lange in Ruhe, bis die Positionier-Vorrichtung 41 eine vorbestimmte Position erreicht, in welcher die Übertragung des Bandes 2 wieder aufgenommen wird.
Durch Ausführung einer Reihe von Schnitten 61 in der in Fig. 3 gezeigten Weise auf jeder der Seiten des Formstücks 4 können in aufeinanderfolgend größeren Abständen von dessen Mittelpunkt die Seiten­ flächen des Formstücks 4 mit einer als Schleife geformten Schicht belegt werden, welche zwei Zwischen­ abschnitte 62 aufweist, die verdreht sind, parallel zu­ einander verlaufen und durch die beiden bogenförmig gekrümmten Abschnitte 63 miteinander verbunden sind und die eine Dicke haben, welche in Richtung auf den bogenförmig gekrümmten Abschnitt progressiv und allmählich zunimmt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die vorstehend beschriebene ringartig geschlossene Lage des Bande 2 am Mittelpunkt der Zwischenabschnitte 62 mittels der Schneidvorrichtung 64 zerschnitten, die einen Tragbügel 65 aufweist, der ein senkrechtes Messer 66 haltert und unter dem die Formschablone 1 zunächst positioniert ist. Während des Schneidvorgangs dringt das Messer 66 durch das Band 2, bis es so in die Nut 16 eintritt, daß die beiden Holmauflageleisten 67 eines (nicht gezeigten) Holms eines (ebenfalls nicht gezeigten) Hubschrauber-Rotorblatts entstehen.
Sobald die ringartig geschlossene Schicht des Bands 2 zerschnitten ist, wird die Platte 12 entfernt und auf diese Weise die beiden Formschablonenhälften 6 und 7 entriegelt, so daß sie in der in Fig. 1 gezeigten Weise relativ zueinander um die Achse des Bolzens 11 so verschwenkbar sind, daß sie seitlich nebenein­ ander liegen und dadurch die neue Formschablone 68 für die Unterdruck- oder Überdruckseite 69 des (nicht gezeigten) Holms bilden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Holmen für Hubschrauber- Rotorblätter, die jeweils zwei Paare von parallel zu- und nebeneinanderliegenden Holmauflageleisten (67) aufweisen, von denen jede von einem Band (2) gebildet wird, welches im wesentlichen U-förmig gefaltet ist und zwei im wesentlichen rechtwinklig verdrehte nebeneinander­ liegende und durch einen bogenförmigen Abschnitt ver­ bundene Arme aufweist, bei dem eine Doppel-Formschablone (1) verwendet wird, mit welcher gleichzeitig zwei der besagten Holmauflageleisten (67) in einander entgegen­ gesetzter, aber an den freien Enden ihrer Arme mit­ einander verbundenen Lage formbar sind, bei dem das Band (2) auf der Formschablone (1) in einer ununter­ brochenen umlaufenden Bewegung so abgelegt wird, daß ein ringartig geschlossener Körper entsteht, der von den beiden einander gegenüberstehend und starr miteinander verbundenen Holmauflageleisten (67) gebildet wird und bei dem der auf der Formschablone (1) gebildete ringartig geschlossene Körper dann so auseinander geschnitten wird, daß die beiden Holmauflageleisten (67) voneinander ge­ trennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschablone (1) entlang der Trennlinie der beiden Holmauflageleisten (67) in zwei Formschablonen­ hälften (6; 7) unterteilt wird und daß die beiden Form­ schablonenhälften (6; 7) relativ zueinander in eine nebeneinanderliegende Lage verschwenkt werden und so eine zweite Formschablone (68) für eines der besagten Holmauflageleisten-Paare (67) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablegen des Bandes (2) mit einer Positionier­ apparatur (17) durchgeführt wird, welche zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Formschablone (1) ange­ ordnete Längsführungen (18; 19), einen oberhalb der Formschablone (1) auf den Längsführungen (18; 19) verschiebbaren Querträger (23) und eine Positionierungs- Vorrichtung (41) aufweist, die mit dem Querträger (23) durch eine Halterung (Schubstange 30) verbunden ist, welche relativ zum Querträger (23) um eine erste rechtwinklig zum Querträger und rechtwinklig zu den Längsführungen (18; 19) verlaufende Achse drehbar und außerdem relativ zum Querträger (23) in Richtung dieser Achse verschiebbar ist, wobei die Positionierungs- Vorrichtung (41) um eine rechtwinklig zur ersten Dreh­ achse verlaufende zweite Achse verschwenkbar an der Halterung (Schubstange 30) angeschlossen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungs-Vorrichtung (41)
eine Träger-Rolle (44) für das Band (2) einen unter der Träger-Rolle (44) ange­ ordneten Gurtförderer (49) Abwickeleinrichtungen (45; 46) zum Abwickeln des Bandes (2) von der Rolle (44) und zur Überführung auf den Gurtförderer (49) am Förderer (49) angeschlossene Betätigungs­ einrichtungen (Schrittschaltmotor 52), welche den Förderer mit der Abwickelgeschwindigkeit der Abwickeleinrichtungen anzutreiben vermögen, und
eine oberhalb des Förderers (49) angeordnete und mit diesem zum Zerschneiden des Bandes (2) zusammenwirkende Schneidvorrichtung (Messer 54) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Positionierungs-Vorrichtungen durch eine logische Einheit (Computer 60) gesteuert werden.
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