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DE2242218A1 - Zusammengesetztes ventilatorblatt und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Zusammengesetztes ventilatorblatt und verfahren zu dessen herstellung

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DE2242218A1
DE2242218A1 DE2242218A DE2242218A DE2242218A1 DE 2242218 A1 DE2242218 A1 DE 2242218A1 DE 2242218 A DE2242218 A DE 2242218A DE 2242218 A DE2242218 A DE 2242218A DE 2242218 A1 DE2242218 A1 DE 2242218A1
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DE
Germany
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spar
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DE2242218A
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Edward Allen Rothman
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RTX Corp
Original Assignee
United Aircraft Corp
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/388—Blades characterised by construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Pafenfümvalt -, .,., Z 24 22 18
Dr. Heiiftüt Spa* /' ■;
8200 Roscnheim/Ofcfc. : r ; · {ψ-
Mdx losefs-ΡίαΙ** "■-,'■■
UMITED AIECEAFT CORPOEATION
400 Main Street
East Hartford . , .
Connecticut 06,108. - :?'-,■■ v -■" ? ■ ■ '" K > · ■ * ' ! - '-'"'* USA · ■■ ■- ·:■ ■ ■
Zusammengesetzt es Ventilatorblatt und Verfaliren zu dessen Herstellung» '
Die vorliegende Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Yentilatorblatt und insbesondere seine Herstellung. ■-.- ·
Zusammengesetzte Ventilatorblätter·, wie etwa solche * -welche aus Bor-Epoxyd-Bändern oder Bor-Aluminium-Bändern gefertigt wurden ,--"sind -hergestellt worden indem man den Stromlinienkörper durch Pressen von übereinandergelegten Schichten der Bänder herstellte, wobei ein Kern oder Tragliolm vorgesehen oder auch; nicht vorgesehen sein konnte. Venn der Stromlinienkörper einmal vorhanden war, wurde die gesamte Einheit in bekannter Weise ausgehärtet. Im Fall von zusammengesetzten Blättern auf Borbasis, wurde dasselbe im wesentlichen aus Schichten eines borhaltigen Materials zu einer, festen Struktur aufgebaut und, um die nötige Formtreue und den richtigen Stromlinienkörper zu erhalten, waren grosse Mengen an borhaltigem. MaterIaI1 was sehr teuer ist, erforderlich*
Es ist herausgefunden worden, dass ein strukturmässig gutes Blatt erhalten werden kann, obschon man die Menge an dem kostspieligen zusammengesetzten Material, wie etwa borhaltiges Material herabgesetzt hat, indem man die Aussehhaut aus zwei dünnen Hälften herstellt, ein Tragholm fertigt und die beiden Hälften der Ausse^ihaut auf den Tragholm aufklebt. Venn man den Tragholm über die Aussenhaut hinaus verlaufen lässt, hat man herausgefunden, dass man damit das Blatt befestigen und die
3 0 9 8 3 ß / 0 3 5 1
; . ■■ -2 - ■ 2 .,^,i.
Belastbarkeit des Blattes verbessern kann. ■■::
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Ventilatorblatt aus einem zusammengesetzten Material bereitzustellen, welches', billiger als bekannte zusammengesetzte Blätter int.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelost, dans die Aussenhaut des Blattes aus einem zusammengesetzten Material gefertigt WiT1Cl, welches dann auf einen zentralen Tragholin, &n cloi.-i Befestigungsmittel angeformt sind, aufgeklebt wird.
In Ueber einst iinmung mit der Erfindung wird die Aussenhaut der.; Blattes in zwei getrennten Hälften eines Stromlinienprofils aus dem zusammengesetzten Material hergestellt und diese beiden Hälften mit dem zentralen Tragholm, welcher aus einem zusammengesetzten Material oder Metall gefertigt sein kann, verklebt.
Die Erfindung wird nun an Hand einer bevorzugten Ausführungsform derselben beschrieben, Vielehe in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Darin sind:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Ventilatorblattes; Figur 2 ine vergrösserte Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 der Figur 1;
Figur 3 eine vergrösserte Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der Figur 1.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ventilatorblatt 10 dargestellt, welches in einem Düsentriebwerk als Kompressor- oder Venbilator- oder Antriebsventilatorblatt benutzt werden soll. Die Aussenhaut 12 ist aus einem zusammengesetzten Material, wie etwa Bor-Epoxyd oder Bor-Aluminium, in der weiter unten beschriebenen Weise hergestellt. Es ist selbstverständlich, das σ;, obschon in der bevorzugten Ausführungsform ein borhaltiges, zusammengesetztes Material für die Aussenhaut benutzt wird, jedes andere geeignte zusammengesetztes Materini, wie etwa mit Kohlenstoff, im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann. Der Stromlinienkörper wird in zwei getrennten Hälften 13 und Ii? in Übereinstimmung; mit einem bekannten Veriahren, z.B. dem im
BAD ORIGINAL
309836/035 1
-3- 2 2 μ 2 :>'! 8
US Patent Nr. 3 600 103 beschriebenen Verfahren hergestellt "und für weitere Einzelheiten wird auf dieses US Patent verwiesen.
Wenn einmal die beiden Hälften des gewünschten Stromlinienprofils hergestellt worden sind, werden die beiden Hälften verklebt und auf einen zentralen Tragholm 14 aufgeklebt, vrelcher vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise aus Titan gefertigt sein kann* Das Verkleben kann entweder unter Benutzung eines geeigneten Klebstoffes oder eine der bekannten Lot- oder Diffusionsklebtechniken ausgeführt \\'erden. Ein Metallstreifen 18 kann entlang der vorderen Kante des Blattes angeorndet sein, um dieselbe gegen Beschädigung und Erosion zu schützen. Me hintere Kante und die Spitze kann in gleicher Weise behandelt sein.
Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass der Tro.gholm sich über den Stromlinienkörper hinaus erstreckt, um ein Befestigungsteil 20 zu bilden, mit dem das Blatt an der Scheibe oder Nabe (nicht dargestellt) eines Drehkörpers befestigt werden kann.
Die baden Hälften der Aussenhaut sind entworfen um die kleinste Menge an borhaltigem, zusammengesetztem Material zu verbrauchen, welche notwendig ist um die erforderliche Steifheit für eine besondere Anwendung zu erreichen. Es ist nicht notwendig, dass beide Hälften sich über die ganze Zwischenfläche ihrer gegenüberliegenden Oberflächen berühren, weil es im Rahmen der Erfindung gedacht ist, die Aussenhaut in einem Teil derselben hohl zu gestalten, so wie es in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist.
Da der die Hauptlast tragende Teil der Tragholm ist, welcher die Last direkt auf die Scheibe oder Nabe überträgt, anstatt dass die Aussenhaut die Last zu tragen hat, wie das bei den bekannten Blättern ist, ist eine kleinere Menge borhaltigen Materials erforderlich, wodurch eine bedeutende Einsparung au Kosten erhalten wird.
8AD ORIGINAL
9-8 36/0351

Claims (12)

  1. ©Patentansprüche Ein aus einem zusammengesetzten Material hergestelltes Blatt mit einem Stromlinienkörper und einem Wurzelteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromlinienkörper eine nach aussen gewölbte Aussenfläche (13) und eine nach innen gewölbte Aussenflache (15) aufweist, welche aus einer relativ dünnen Schicht des zusammengesetzten Materials hergestellt sind, und welche mit einander verklebt sind und durch einen Tragbalken (14-), welcher zwischen den beiden Aussenf lachen angeordnet und mit ihnen verklebt ist und dessen ein Ende sich über den Stromlinienkörper hinaus erstreckt um das Wurzelteil (20) des Blattes (10) zu bilden.
  2. 2. Blatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wurzelteil (20) das Befestigungsmittel des Blattes darstellt.
  3. 3. Blatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    das zusammengesetzte Material Bor-Aluminium ist.
  4. 4. Blatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte Material ein Bor-Epoxyd ist. -
  5. 5. Blatt nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragholm (14) aus Titan gefertigt ist.
  6. 6. Blatt nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Tragholm (14) sich über eine relativ grösse Lange des Stromlinienkörpers erstreckt.
  7. 7. Blatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Stromlnienkörpers hohl ist.
  8. 8. Blatt nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Tragholm (15) aus Metall oder einem zusammengesetzten
    < Material gefertigt ist.
  9. 9· Blatt nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kleben ein Klebstoff benutzt wird.
  10. 10. Blatt nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleben durch Löten geschieht.
    309836/0351
  11. 11. Verfahren zum Herstellen eines Ventilatorblattes, gekennzeichnet, durch die folgende Verfahrensschritte;
    a) getrenntes Herstellen der nach aussen.gewölbten Aussenf lache und der nach innen gewölbten Aussenf lache des Blattes aus einem zusammengesetzten Material,
    b) Herstellen des Tragholmes aus einem Metall oder einem zusammengesetzten Material,
    und ; ' : '
    c) Zusammenfügen des Holmes, der nach aussen,gewölbten Aussenflache und der nach innen gewölbten Aussenfläche um ein Stromlinienprofil herzustellen, sodass der Holm sich zwischen den beiden Aus senf lachen, und über dieselben hinaus erstreckt um so ein Wurzelteil für das Blatt zu bilden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Zusammenfügens das Verkleben von Tragholm und Aussenf lachen bedeutet.
    13· - Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Zusammenfügens das Verlöten des Tragholmes und der Aussenflachen bedeutet«
    Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Herstellens der Aussenflache darin besteht Schichten aus bandförmigem, ' zusammengesetztem Material von ungefähr der gewünschten Form übereinander zu stapeln und die beiden Ausssnflächen in einer Pressform durch Steuerung von Druck und Temperatur zu formen, um so eine harte Hülle zu erhalten»
    309836/0351
    Leerseite
DE2242218A 1972-02-28 1972-08-28 Zusammengesetztes ventilatorblatt und verfahren zu dessen herstellung Ceased DE2242218A1 (de)

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