DD100058A1

DD100058A1 - Shovels for axial fans and method of making these blades

Info

Publication number: DD100058A1
Application number: DD16617672A
Authority: DD
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1980-10-01
Also published as: FR2203030A1; GB1437236A; FR2203030B1; DE2349641A1

Description

DeutscheGerman

democratic

Republikrepublic

Amtoffice

für Erfindungsund Patentwesenfor invention and patenting

PATENT Business Patent Issued according to § 5 paragraph 1 of the Amendment Act to the Patent Law

Zusatzpatent zum Patent:Additional patent for patent:

Anmeldetag: 12.10.72Filing date: 12.10.72

Priorität:Priority:

(WP F 04 d/166 176)(WP F 04 d / 166 176)

Ausgabetag: 05.09.73Issue Date: 05.09.73

Int. Cl.: F04d, 29/38Int. Cl: F04d, 29/38

Kl.: 27 c, 12/01Kl .: 27c, 12/01

In der vom Anmelder eingereichten Fassung veröffentlichtPublished in the version submitted by the applicant

Erfinder zugleich InhaberInventor at the same time owner

Liebau, Dipl.-Ing. Gottfried; Kauder, Helmut; Schmidt, ChristineLiebau, Dipl.-Ing. Gottfried; Kauder, Helmut; Schmidt, Christine

Blades for axial fans and methods of manufacture

dieser Schaufelnthese shovels

Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Schaufeln eines Axialventilators größerer Abmessungen, welche eine geringere Eigenmasse und hohe Festigkeit besitzenThe invention relates to the design of the blades of an axial fan of larger dimensions, which have a lower intrinsic mass and high strength

Es sind Schaufeln bekannt, welche aus einem Foser-Harz-Gemisch nach dem Quecksilber-Drucksack-Verfahren hergestellt werden. Dabei wird in eine Hohlform das Faser-Harz-Gemisch eingegeben und ein Drucksack eingelegt. Der Drucksack wird durch den hohlen Fuß der Schaufel langsam aufsteigend mit Quecksilber gefüllt und das Faser-Harz-Gemisch gegen die Formwand jo gepreßt. Es entsteht eine Hohlschaufel mit einem hohlen Fuß und einer in mancher Beziehung verfahrensbedingten Formgebung; z.B. sind die nabenseitigen Begrenzungskanten des Schaufelblattes gerundet und die Hinterkanten relativ dick. Der Nachteil ist die verfahrensbedingte Formgebung. Außerdem gibt es keine Möglichkeit der Anbringung von Versteifungsrippen im Schaufelinneren. There are known blades which are produced from a Foser-resin mixture according to the mercury-pressure bag method. In this case, the fiber-resin mixture is entered into a mold and a pressure bag is inserted. The pressure bag is slowly filled with mercury through the hollow base of the blade and the fiber-resin mixture pressed against the mold wall jo. The result is a hollow blade with a hollow foot and in some respects procedural shaping; e.g. the hub-side boundary edges of the airfoil are rounded and the trailing edges are relatively thick. The disadvantage is the process-related shaping. In addition, there is no possibility of attachment of stiffening ribs in the blade inside.

Weiter sind Schaufeln bekannt, welche aus mehreren, vorzugsweise aus 2 Teilen hergestellt werden. Bei die- го sen Schaufeln wurden meistens an ihren Schaufelteilen Flächen oder andere Mittel zur Verbindung der Teile vorgesehen. Diese Hohlschaufeln können auch Versteifungsrippen enthalten. Nachteilig ist aber die wesentlich geringere Belastbarkeit der Klebverbindung im Vergleich zum homogenen Material. Außerdem kann durch die Aufteilung der Schaufeln in mehrere Teile nicht jede beliebige konstruktiv oder funktionell erforderliche Form realisiert werden, da technologische Probleme beachtet werden müssen. Es ist statt der hohlen Ausführung auch die Herstellung von Schaufeln mit leichter Schaumstoffüllung bekannt. Auch hier bleiben die für Hohlschaufeln genannten Nachteile im wesentlichen bestehenNext blades are known, which are made of several, preferably made of 2 parts. With these blades, surfaces or other means for connecting the parts were usually provided on their blade parts. These hollow blades may also contain stiffening ribs. However, the disadvantage is the much lower load capacity of the adhesive bond in comparison to the homogeneous material. In addition, can not be realized by the division of the blades into several parts of any design or functionally required form, since technological problems must be considered. It is known instead of the hollow design and the production of blades with a light foam filling. Again, the disadvantages mentioned for hollow blades remain essentially exist

Schließlich sind Lösungen bekannt, einen Tragbolzen in einem Schaumkern einzubetten und den Schaumkern mit einer Harz-Glasfaser-Schicht zu umgeben. Nachteilig ist die fehlende direkte Verbindung zwischen der Deckschicht und dem Holmen. Diese Schaufeln eignen sich nur für niedrige Belastungen; die Grenze wird durch die Belastbarkeit des Schaumkems bestimmt Finally, solutions are known for embedding a support bolt in a foam core and surrounding the foam core with a resin-fiberglass layer. The disadvantage is the lack of direct connection between the cover layer and the spars. These blades are only suitable for low loads; the limit is determined by the resilience of the Schaumkems

Zweck der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mangel zu beseitigen und eine Schaufel zu entwickeln, die sich technologisch einfach herstellen läßt The purpose of the invention is to eliminate the indicated deficiency and to develop a blade that can be manufactured technologically simple

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaufel und das Verfahren zu ihrer Herstellung so zu gestalten, daß die Schaufel einteilig, d. h. ohne Zusammenfügen mehrerer Teile, und mit Versteifungsrippen hergestellt werden kann. The invention has for its object to make the blade and the method for their preparation so that the blade in one piece, d. H. without joining several parts, and can be made with stiffening ribs.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Hartschaumkern entsprechend der notwendigen Verrippung mit Einschnitten oder Löchern versehen ist. Um diesen Hartschaumkern herum verlaufen die Armierungsmittel beanspruchungsgerecht, ohne Unterbrechung aufzuweisen zwischen den beiden Deckflächen der Schaufel, zwischen den Rippen und den Deckflächen, bzw. zwischen Schaufelfuß und SchaufelblattAccording to the invention this is achieved in that a hard foam core is provided according to the necessary ribbing with cuts or holes. Around this hard foam core, the reinforcing means run according to the load, without interruption, between the two cover surfaces of the blade, between the ribs and the cover surfaces, or between the blade root and the blade leaf

Erfindungsgemäß werden die Schaufeln hergestellt, indem die Hartschaumkerne mit den Armierungsmitteln ein- oder umwickelt bzw. vernäht werden. Dieser mit According to the invention, the blades are produced by wrapping or wrapping or stitching the foam cores with the reinforcing means. This one with

den Armierungsmitteln umgebene Hartschaumkern wird in eine Form eingelegt, welche genau der Schaufel entspricht. Die Form ist mit geeigneten Einguß- und Entlüftungsöffnungen versehen. Die Eingußöffnungen werden mit einem Harzbehälter verbunden, aus welchem das Harz unter geringem Druckunterschied langsam in die Form fließt und die Armierung durchdringtThe hard foam core surrounded by the reinforcing means is placed in a mold which exactly corresponds to the blade. The mold is provided with suitable sprues and vents. The gates are connected to a resin container, from which the resin flows slowly into the mold with slight pressure difference and penetrates the reinforcement

Vorteilhaft ist es, die Formoberflächen vor dem Einlegen des umwickelten Hartschaumkerns mit einer Gelcoat-Schicht zu versehen, welche durch den Gießvorgang an das Bauteil anbindet. It is advantageous to provide the mold surfaces with a gelcoat layer prior to insertion of the wrapped rigid foam core, which binds to the component as a result of the casting process.

Sollen erfindungsgemäß andere Teile mit dem Hartschaumkern verbunden werden, sind sie vorher oder beim Einlegen mit den Armierungsmitteln zu verbindenIf, according to the invention, other parts are to be connected to the rigid foam core, they must be connected in advance or during insertion with the reinforcing agents

Günstig ist es, wenn der Hartschaumkern in eine mit Einschnitten versehenen Gewebebahn eingewickelt ist, wobei deren Enden einander ausreichend überdecken. Eine günstige Kraftübertragung vom Schaufelfuß zum Schaufelblatt erhält man, wenn in Verlängerung des Schaufelfußes zwei Rippen in das Schaufelblatt hineinlaufen, wobei der Schaufelfuß und der Blattbereich zwischen den Rippen von einer Gewebebahn mehrfach umwickelt ist. It is favorable if the hard foam core is wrapped in a fabric web provided with cuts, the ends of which cover each other sufficiently. A favorable force transmission from the blade root to the blade is obtained when two ribs run into the blade in the extension of the blade root, wherein the blade root and the blade region between the ribs is wrapped several times by a fabric web.

Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Gewebebahn zu einem Schal zusammenzulegen und diesen u-förmig um den Schaufelfuß herumzulegen. Die beiden Enden dieser Gewebebahn laufen dann in die Schaufeloberfläche hinein.According to the invention, it is possible to combine a fabric web into a scarf and to put it around the blade root in a U-shape. The two ends of this fabric web then run into the blade surface.

Der Hartschaumkern kann auch von der Fußunterkante bis zur Blattspitze mehrfach mit Rowings umwickelt sein.The hard foam core can also be wrapped several times from the lower edge of the foot to the blade tip with rowing.

Durch die Erfindung wird eine Schaufel geschaffen, die in ihrer Formgebung nur durch die aerodynamischen Forderungen bestimmt wird. Sie besteht aus einem einzigen Teil; dadurch ist der Kraftverlauf günstig und die Schaufel für höhere Belastungen geeignet. Durch die Erfindung entfallen die Flächen zur Verbindung der Schaufelteile.By the invention, a blade is created, which is determined in its shape only by the aerodynamic requirements. It consists of a single part; As a result, the force curve is favorable and the blade is suitable for higher loads. The invention eliminates the surfaces for connecting the blade parts.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den Zeichnungen bedeuten:The invention will be explained using an exemplary embodiment. In the drawings:

Fig. 1: einen teilweise von einer Gewebebahn eingewickelten Hartschaumkern,1: a Hartschaumkern partially wrapped by a fabric web,

Fig. 2: den Schnitt A-B nach Fig, 1,2 shows the section A-B according to FIG. 1,

Fig. 3: den Schnitt C-D nach Fig. 1,3 shows the section C-D of Fig. 1,

Fig. 4: einen Hartschaumkern mit zwei Rippen,4 shows a hard foam core with two ribs,

Fig. 5: den Schnitt F-G nach Fig. 4,5 shows the section F-G of FIG. 4,

Fig. 6: einen Hartschaumkern mit um den Fuß herumgeführtem Gewebeschal,6 shows a hard foam core with tissue scarf guided around the foot,

Fig. 7: den Schnitt H-J nach Fig. 6, Fig. 8: den Schnitt K-L nach Fig. 6,7 shows the section H-J of FIG. 6, FIG. 8: the section K-L of FIG. 6,

Fig. 9: einen Hartschaumkern mit über Fuß und Blattspitze gewickelten Rowings,FIG. 9: a hard foam core with rovings wound over the foot and the blade tip, FIG.

Fig. 10: den Schnitt M-N nach Fig. 9,10 shows the section M-N of FIG. 9,

richtung.direction.

In Fig, 1 ist ein Hartschaumkern 14 in eine Gewebebahn 15 teilweise eingewickelt. Die Gewebebahn 15 ist mit acht kurzen Einschnitten E versehen, und die einzelnen Flächenteile 1 bis 13 der Gewebebahn 15 erhalten die in der Fig. 2 und 3 dargestellte Lage nach dem Einwinkein. Damit sind alle Berührungskanten zwischen Unter- und Oberseite des Hartschaumkerns 14 durch herumgelegte Gewebebahnteile 1 bis 13 bedeckt, so daß eine einwandfreie Verbindung der Ober- und Unterseite des Schaufelblattes hergestellt istIn Fig. 1, a hard foam core 14 is partially wrapped in a fabric panel 15. The fabric web 15 is provided with eight short incisions E, and the individual surface parts 1 to 13 of the fabric web 15 receive the position shown in Figs. 2 and 3 after the Einwinkein. Thus, all contact edges between the bottom and top of the hard foam core 14 covered by folded fabric web parts 1 to 13, so that a perfect connection of the top and bottom of the airfoil is made

In Fig. 4 ist der Hartschaumkern 14 mit zwei Einschnitten 18 versehen, deren Verlauf zwei vom Schaufelfuß 14a aus in das Blatt laufenden Rippen 18a entsprechen. Um den Schaufelfuß 14a bis in die Einschnitte 8 hinein ist eine Gewebebahn 16 mehrfach herumgewickelt, über den Schaufelfuß 14a ist eine Stahlbuchse 17 geschoben, die nach dem Gießvorgang mit diesem fest verbunden ist. Ebenfalls können im Hartschaumkern 14 Löcher 30 zur Verbindung der saugseitigen Schaufelfläche 31 mit der druckseitigen Schaufelfläche 32 angeordnet werden 4, the hard foam core 14 is provided with two cuts 18, the course of which correspond to two ribs 18a running from the blade root 14a into the blade. To the blade root 14a into the incisions 8 into a fabric web 16 is wound several times, on the blade root 14a a steel bushing 17 is pushed, which is firmly connected after the casting process with this. Likewise, holes 30 for connecting the suction-side blade surface 31 to the pressure-side blade surface 32 can be arranged in the hard foam core 14

In Fig. 5 ist die mehrfache Umwicklung des Schaufelfußes 14a bis in die Einschnitte 18 schematisch dargestellt. In Fig. 5, the multiple wrapping of the blade root 14a is schematically shown in the cuts 18.

In den Fig. 6 bis 8 wird um den Schaufelfuß 14a des Hartschaumkernes 14 ein Schal 19, der aus einer u-förmig zusammengelegten Gewebebahn 16 hergestellt ist, herumgelegt und somit eine durchgehende Verbindung vom Schaufelfuß 14a zum Blatt hergestelltIn FIGS. 6 to 8, around the blade root 14a of the hard foam core 14, a scarf 19, which is made of a U-shaped folded fabric web 16, is laid around, thus producing a continuous connection from the blade root 14a to the blade

Die Fig. 9 und 10 stellen die Umwicklung des Hartschaumkerns 14 und des Schaufelfußes mit Rowings 20 dar. FIGS. 9 and 10 illustrate the wrapping of the hard foam core 14 and the blade root with rovings 20.

Fig. 11 stellt die Gießeinrichtung zum Einfüllen des Harzes 21 in die Form 22 schematisch darFig. 11 illustrates the pouring device for filling the resin 21 into the mold 22 schematically

In die Form 22 ist der umwickelte Kern 28 eingelegt, nachdem vorher eine Gelcoatschicht 23 eingebracht wird. Die Form 22 ist mit einer Eingußöffnung versehen, welche über die Leitung 25 mit einem Harzbehälter 26 verbunden ist. Der Harzbehälter 26 besitzt einen gewissen überdruck, den das Manometer 27 anzeigt. Beim Einfließen des Harzes 21 entweicht die Luft und zur besseren Durchspülung auch ein Teil des Harzes 21 durch die Entlüftungsöffnungen 29, welche gleichzeitig oder in vorgegebener Reihenfolge geöffnet und geschlossen werden. In the mold 22, the wrapped core 28 is inserted, after previously a gelcoat layer 23 is introduced. The mold 22 is provided with a pouring port, which is connected via the line 25 with a resin container 26. The resin container 26 has a certain overpressure, which the pressure gauge 27 indicates. As the resin 21 flows in, a portion of the resin 21 escapes through the ventilation openings 29, which are opened and closed simultaneously or in a predetermined sequence, for better flushing.

Entsprechend den Eigenschaften des Harzes 21 ist zur Beschleunigung des Aushärtungsprozesses eine Beheizung der Form 22 möglich.According to the properties of the resin 21, a heating of the mold 22 is possible to accelerate the curing process.

Claims

claims:

Shovel for axial fan, compressor or compressor in composite construction, characterized in that a hard foam core (14) corresponding to the required ribbing (18 a) of the blade with cuts (18) or holes (30) is provided and in that the reinforcing means (15 16, 19) are arranged in the region of the blade root (14a), the ribbing (18a) and the surfaces (31, 32), and run without interruption of their course between the ribs (18a) and the surfaces (31, 32).

FIG. 11 shows a schematic representation of the casting molds. 2. Method for the Production of Vanes for Venting

according to claim 1, characterized in that the hard foam core (14) is surrounded by the reinforcing means (15; 16; 19; 20) in such a way that the wound core (28) thus formed is shaped (22) is inserted and that the resin (21) under the action of a pressure difference in the mold (22) flows, the mold with selectively openable and closing Eingußöffnungen (24) and vent openings (29) is provided so that a good Venting and resin filling of the mold (22) is achieved by sufficient Harzzufluß and partial resin runoff.

3. The method according to claim 2, characterized in that prior to insertion of the wrapped core (28), the surfaces of the mold (22) are provided with a gelcoat layer (23).

4. The method according to claim 2 and 3, characterized in that with the wound core (28) to be joined parts (17) are inserted into the mold and as necessary before or when inserting into the mold (22) with den.Armierungsmitteln ( 15, 16, 19, 20).

5. A blade according to claim 1, characterized in that the rigid foam core (14) is wrapped in a with incisions (E) provided fabric web (15), wherein the ends overlap each other.

6. blades according to claim 1 and 2, characterized in that extend in extension of the blade root (14 a) ribs (18 a) in the blade and that the region of the blade root (14 a) and the hard foam core between the incisions (18) with a fabric web ( 16) is wrapped several times.

7. A blade according to claim 1 and 2, characterized in that a by folding a fabric web (15 or 16) resulting scarf (19) is U-shaped around the blade root (14 a) is placed and with both ends in the blade surfaces (31 ) runs into it.

8. A blade according to claim 1, characterized in that the hard foam core (14) from the lower edge of the blade root (14 a) to the tip of the hard foam core (14) is repeatedly wrapped with rowings (20).

For this 3 sheets of drawings

(52) Ag 141/73 / DDR - 9643