DE69110129T2

DE69110129T2 - Kunststoffgebläseschaufel für industriekühlungstürme und ihr herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69110129T2
Application number: DE69110129T
Authority: DE
Inventors: Harry Bendick; Larry Burdick; William Immell; Scott Mayes
Original assignee: Marley Cooling Tower Co
Current assignee: SPX Cooling Technologies Inc
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2011-07-25
Also published as: US5096384A; EP0541718A1; CA2087846A1; ZA915855B; AU8501991A; JPH06500157A; DE69110129D1; WO1992002410A1; EP0541718A4; ATE123264T1; AR246787A1; AU646891B2; EP0541718B1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Kühltürme und insbesondere auf eine geformte eine Verbund-Tragfläche definierende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser.

2. Beschreibung des bekannten Standes der Technik

Saugzug-Wasserkühltürme in industrieller Größe haben ein oder mehrere Gebläse mit verhältnismäßig großem Durchmesser, welche Luft aus der umgebenden Atmosphäre hereinziehen und eine solche Luft durch das durch Verdampfungswirkung zu kühlende Wasser zu lenken, bevor die warme Luft durch einen Schacht zur Geschwindigkeitsrückgewinnung abgegeben wird. Gebläse für diese Art von Anwendungen haben generell einen Durchmesser innerhalb des Bereichs von 3,7 Metern (12 Fuß) bis zu 18,3 Metern (60 Fuß) oder mehr.
Kühlgebläse kleinen Durchmessers mit einem Durchmesser innerhalb des Bereichs von 0,61 Metern (2 Fuß) bis zu 3,7 Metern (12 Fuß) sind größtenteils aus Metall, wie beispielsweise aus Aluminium, hergestellt. Große Industrie-Kühlturmgebläse, die einen Durchmesser von 3,7 Metern (12 Fuß) bis zu 18,3 Metern (60) Fuß haben, werden andererseits häufig aus mit Glasfasern verstärktem Kunstharz hergestellt, um des Gesamtgewicht der Baueinheit Flügel und Nabe zu reduzieren. Bei kleinen Durchmessern sind Kühlgebläseflügel aus Aluminium weniger kostenaufwendig, als Kunststoff-Flügel. Jedoch schließen bei Flügeln für große Industriegebläse konstruktive Beschränkungen häufig die Verwendung von Aluminium oder anderen Metallen aus. Kunststoffe, die gewöhnlich mit solchen Werkstoffen, wie Glasfasern verstärkt sind, sind die gewählten Herstellungsmaterialien. Aluminiumflügel werden beispielsweise dann zu schwer, wenn die Flügel bei Gebläsen verwendet werden sollen, die einen Durchmesser von 6,1 Metern (20 Fuß) oder mehr haben.
Die Umlaufgeschwindigkeit von Kühlturm-Flügelgebläsen ist verhältnismäßig hoch und kann irgendwo im Bereich von 3.000 Metern (10.000 Fuß) pro Minute bis zu ungefähr 4.600 Metern (15.000 Fuß) pro Minute liegen. Die Folge davon ist, daß ein Kunstharzflügel für einen Kühlturm in der Lage sein muß, Spitzengeschwindigkeiten dieser Größenordnung über einen langen Nutzungszeitraum ohne eine Verschlechterung der Flügeloberfläche oder seiner internen Bestandteile auszuhalten. Dies ist ein besonderes schwierig zu überwindendes Problem wegen der außergewöhnlichen Feuchtigkeitsbedingungen, die man beim Betreiben des Kühlturmgebläses antrifft. Ein Abrieb der Oberfläche des Flügels kann auch auf Grund von Fremdkörpern auftreten, die in dem Luftstrom vorhanden sind, der durch das Gebläse erzeugt wird.
Kunststoff-Gebläseflügel, die aus einem Kunstharzmaterial hergestellt sind, das mit Glasfasern verstärkt ist, werden größtenteils bisher aus einem Epoxidharz hergestellt, das eine Glasfaserverstärkung enthält. Jedoch haben die Kosten des Harzes und die Einschränkungen auf die Verwendung von duroplastischen Harzen, wie beispielsweise Epoxiden, Epoxidflügel sehr teuer in der Herstellung und schwierig mit einer vernünftigen Rendite verkaufbar gemacht.
Polyester-Gebläseflügel sind andererseits wegen des billigeren Harzes weniger kostenaufwendig, doch ist es bis jetzt noch nicht praktisch machbar geworden, Polyester herzustellen, das physikalische und chemische Eigenschaften hat, die vergleichbar mit jenen von Epoxiden sind.
Schwierigkeiten sind auch dabei angetroffen worden, für ein effektives Mittel zu sorgen, um einen Kunststoff-Flügel an der Stahlnabe eines Lüftergetriebes zu befestigen. Der Flügelschaft, der für eine Befestigung an der Gebläsenabe angepaßt ist, muß nicht nur starr an verschiedenen Nabentypen zu befestigen sein, sondern, was sehr wichtig ist, es darf keine Tendenz geben, daß sich der Schaft bezogen auf den Flügel bewegt, was zu einem verhältnismäßig schnellen Verzerren jenes Endes des Flügels führen und diesen letzteren bestenfalls uneffektiv und schlimmstenfalls wegen des Loslösens des Schaftes von dem Flügel selbst vollkommen unwirksam machen würde.
Die Herstellung von Kunststoff-Flügeln mit großem Durchmesser stellt vor allem auch wegen der Tendenz der Flügelspitzen, in Gebrauch bei bestimmten Umgebungswindbedingungen und bei einem speziellen Drehzahlwert zu schwingen, eine beträchtliche Herausforderung dar, wodurch der Flügel beschädigt werden kann, wenn die Spitzenauswanderung groß genug wird und auch eine effektive Flügelfunktion gestört wird.
Es besteht folglich die Notwendigkeit für einen Kunststoff-Flügel mit einem vernünftigen Preis für die Anwendung bei einem industriellen Kühlwasserturm mit großem Durchmesser, bei dem für eine gute Oberflächengüte gesorgt werden kann, wobei der Flügel notwendige Festigkeitseigenschaften hat, die erforderlichen Verbundbögen gebildet werden können, man angemessene Verhältnisse von Festigkeit zu Gewicht erhalten und die erforderliche Langlebigkeit gesichert werden kann. Bis jetzt stehen diese Erfordernisse nicht zu einem konkurrenzfähigen Preis zur Verfügung.
Verbund-Flugzeugpropeller, die aus mit Glasfasermaterial verstärktem Kunstharz und über Schaumkernen geformt worden sind, stehen schon seit einer Reihe von Jahren zur Verfügung, doch sind die Probleme, die bei der Herstellung von Flugzeugblättern auftreten, in bedeutender Weise von jenen verschieden, die man bei der Konstruktion und der Herstellung von nennenswert längeren Flügeln antrifft, die bei Industrie-Kühltürmen verwendet werden. Beispiele für Verbund-Flugzeugblätter werden in Hartzell Propeller, Inc., US-Patente Nr. 4,302,155 und 4,810,167 veranschaulicht und beschrieben. Flugzeugpropeller werden freilich zu nennenswert höheren Kosten auflinearer Basis verkauft, als sie für Industrie-Wasserkühlturmgebläse in Rechnung gestellt werden können, und folglich ist es kommerziell nicht praktisch, die Technik anzuwenden, die entwickelt und in Gebrauch befindlich ist, um Wasserkühlturm-Gebläseflügel herzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung löst viele der bis jetzt ungelösten Probleme, die bei der Herstellung verhältnismäßig langer Kunststoff-Flügel für Industrie-Wasserkühlturmgebläse mit großem Durchmesser angetroffen werden. Insbesondere gestattet das vorstehende Verfahren für die Herstellung von mit Glasfaser vestärkten Kunststoff- Flügeln die Erzeugung einer sehr langen Flügelkonstruktion, welche ausreichend steif ist, derart, daß keine Tendenz besteht, daß der Flügel mit seiner Eigenfrequenz schwingt, wenn er bei allen seinen normalen Betriebsdrehzahlen betrieben wird und während er gleichzeitig bei einer maximalen Drehzahl ausreichend weit unter seiner Eigenfrequenz bleibt.
Die Flügelkosten können im Vergleich zu Flügeln auf Epoxidbasis dank der Tatsache nennenswert reduziert werden, daß, wenn gewünscht, eine billigere Polyester-Kunstharzmischung für die Herstellung des Produktes ohne nennenswerte Opferung bei den Eigenschaften verwendet werden kann. Desgleichen besteht der größere Teil jedes Flügels aus einem vorgeformten abgestuften Schaumkern, welcher mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden kann.
Die Schichtkörper-Lagenerfordernisse werden dadurch erfüllt, daß man den Schaumkern, der Abmessungen hat, die jenen der endgültigen Flügelgestalt nahekommen, in einen Formkörper bringt, welcher den Kern zu der erforderlichen verdrillten Gestalt ausbildet. Die Spezifikationen von Festigkeit zu Gewicht werden durch die Verwendung eines leichten Schaumkerns befriedigt, welcher dann mit einer verhältnismäßig zähen, abriebbeständigen glatten Außenschicht überzogen wird, welche den Gütegrad des Flügels verbessert. Die Außenschicht für den Schaumkern besteht aus einer Reihe von getrennt aufgebrachten Schichten eines vorgefertigten mit flexiblen Glasfasern verstärkten Kunstharzes. Der Schaumkern und die Außenschicht aus Kunstharz darüber werden in einen geeigneten Formkörper gebracht, welcher den Flügel zu der vorbestimmten verdrillten Gestalt ausbildet und gleichzeitig das endgültige Aushärten der Harzaußenschicht erleichtert, während eine Verdichtung zwischen den Oberflächen von Kern und Formkörper erfolgt, um dadurch eine monolithische Haut mit glatter Oberfläche zu bilden, die die Oberfläche des Kerns bedeckt.
Diese Erfindung sorgt auch in freigestellter Weise für ein einzigartiges Verfahren für die Befestigung des Schaftes an dem Flügelkörper in einer Art und Weise, welche die Unversehrtheit der Koppelung des Schaftes mit dem Flügel unter sich ändernden Betriebsbelastungen sicherstellt, während gleichzeitig eine Verbindung des Schaftes und dadurch des Flügels mit einer Anzahl unterschiedlicher Nabenanordnungen ermöglicht wird.
Insbesondere ermöglichen der Verbundflügel und sein Herstellungsverfahren die Anfertigung eines Kunstharz-Gebläseflügels, welcher sich während des Gebrauchs ohne bleibende Formänderung, Bruch- oder Rißbildung in angemessener Weise biegen kann und zu vernünftigeren Kosten als bisher zur Verfügung stehende Flügel hergestellt werden kann. Die Verwendung eines vorgeformten Schaumkerns, welcher einen sehr großen Teil des Flügels bildet, gestattet die Verwendung eines Materials mit verhältnismäßig geringem Gewicht. Jedoch wird die Dichte des Schaums wünschenswerterweise sehr genau kontrolliert bzw. gesteuert, um nicht die Festigkeit des Flügels als Trägers insgesamt in schädlicher Weise herabzusetzen.
Um die konstruktive Unversehrtheit des Flügels ungeachtet der Verwendung eines Schaumkerns zu erhöhen, hat der Kern eine Reihe abgestufter Bereiche an den kritischsten Stellen oder Bereichen in Längsrichtung des Flügels. Die gestattet das Aufbringen zusätzlicher Schichten von mit Glasfasern verstärktem Polyestermaterial, die auf den Kern in Bereichen aufgebracht werden, wo die größte Festigkeit benötigt wird. Dank der Tatsache jedoch, daß es erforderlich ist, daß die Bereiche, wo die dickste mit Glasfaser verstärkte Polyesteraußenschicht erforderlich ist, durch Hinterschneiden des Schaumkerns an diesen Stellen untergebracht werden, behält die Außenseite des Flügels ihre geforderte glatte Gestalt über die gesamte Ausdehnung des Flügels bei.
Ein weiteres freigestelltes, obwohl bevorzugtes Merkmal ist die Bereitstellung eines Auflegeverfahrens von mit Glasfasern verstärkten Polyesterschichten, welches ein angemessenes Binden eines Metallschaftes mit dem Schaumkern so gewährleistet, daß es eine ausgeglichene Verteilung von Kräften auf die dickeren Bereiche der Außenschicht über den Schaumkern gibt, um zu verhüten, daß örtliche Spannungen gebildet werden, welche die Außenschicht oder den Schaumkern selbst anreißen, deformieren oder zerreißen würden.
Die äußere Außenschicht über dem Schaumkern kann so hergestellt werden, daß für verbesserte Festigkeitseigenschaften gesorgt wird, ohne so dick zu sein, daß der Flügel vom Gewichtsstandpunkt aus überlastet wird, indem man die Herstellung in einer solchen Art und Weise berechnet, daß sie aus einer Vielzahl einzeln aufgetragener Schichten von teilweise ausgehärtetem Kunstharz, das mit Glasfasern verstärkt ist, aufgebaut wird, welche sich in Längsrichtung des Flügels im Fall einer Schicht und sowohl in Längs-, als auch in Querrichtung des Flügels bei einer anderen Schicht erstrecken.
Eine glatte Oberflächengüte der Außenseite des Flügels kann wenn gewünscht durch Bereitstellung eines äußeren Kunstharzschleiers hergestellt werden, der mit verhältnismäßig dünnem Glasfasermaterial verstärkt ist. Es können auch metallische Stützstreifen entlang der Grenzen bestimmter abgestufter Bereiche vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß die äußere Flügeloberfläche glatt ist und keine Eindrücke oder eine Rille definierende Vertiefungen hat, welche die Glätte oder das Lastaufnahmevermögen der äußeren Blattseite beeinträchtigen könnten.
Es hat sich herausgestellt, daß die strukturelle Unversehrtheit und Langlebigkeit der monolithischen laminierten Kunstharzaußenschicht größer als erwartet ist, und es wird geglaubt, daß dies der Tatsache zuzuschreiben ist, daß die vorgefertigten Bögen, die anfänglich auf den Schaumkern vor dem Einsetzen des Verbundflügels in einen geeigneten Formkörper aufgebracht werden, unter Temperatur- und Druckbedingungen in der Form zwischen dem Schaumkern und den Oberflächen der Form gehärtet werden, die bewirken, daß sich die Kunstharzschichten miteinander vermischen und zu einer monolithischen laminierten Außenschicht ohne Hohlräume, Oberflächenunvollkommenheiten oder Bereichen mit ungenügend Harzanteil zusammenfließen und so, daß die Außenschicht mit dem Schaumkern innig verbunden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine bruchstückartige Grundrißansicht eines industriellen Wasserkühlturmgebläses, welche die Nabe veranschaulicht, die eine Vielzahl der Kunststoff-Flügel dieser Erfindung trägt;
Fig. 2 ist eine bruchstückartige Seitenaufrißansicht der Naben- -und Flügelbaueinheit, die in Fig. 1 gezeigt wird, in verkleinertem Maßstab, welche weiterhin ein konventionelles Getriebe für das Drehen der Flügelbaueinheit veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine Grundrißansicht eines Flügels, der in Übereinstimmung mit den bevorzugten Konzepten dieser Erfindung hergestellt ist;
Fig. 4, 5 und 6 sind vergrößerte Schnittansichten entlang der Linien 4 - 4, 5 - 5 bzw. 6 - 6 von Fig. 3;
Fig. 7 ist eine Grundrißansicht des Schaumkerns, des in Fig. 3 veranschaulichten Flügels mit demselben Maßstab, wie letztere;
Fig. 8 ist eine vergrößerte bruchstückartige perspektivische Ansicht des Schaftendes des Schaumkerns, wie er in Fig. 7 veranschaulicht ist;
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Unterseite des Schaumkerns, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, welche in sequentieller Reihenfolge die verschiedenen Kunstharzschichten veranschaulicht, die auf die Unterseite des Kerns während der Herstellung der Flügel aufgebracht werden;
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von Fig. 9, welche aber die Oberseite des Schaumkerns veranschaulicht und in sequentieller Reihenfolge die Kunstharzschichten zeigt, die auf die Oberseite des Schaumkerns während der Herstellung des Flügels aufgebracht werden;
Fig. 11 ist eine bruchstückartige vertikale Schnittansicht des Schaftendes des Flügels, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, in vergrößertem Maßstab, aber so, daß der Flügelzusammenbau vor dem Einsetzen in die Form zum Härten desselben veranschaulicht wird;
Fig. 12 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht der Eintrittskante des Flügels, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, aber vor dem Aushärten;
Fig. 13 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht der Austrittskante des Flügels, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, ebenfalls vor dem Aushärten des Flügels;
Fig. 14 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht der Eintrittskante des Flügels, wie er in Fig. 6 abgebildet ist, die die Flügelbaugruppe vor dem Aushärten veranschaulicht;
Fig. 15 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht der Austrittskante des Flügels, wie er in Fig. 6 abgebildet ist, vor dem Aushärten der Harzschichten;
Fig. 16 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht des mittleren Teils des Flügels, wie er in Fig. 5 abgebildet ist, vor dem Aushärten der Harzschichten;
Fig. 17 ist eine vergrößerte bruchstückartige vertikale Schnittansicht durch das Schaftende des Flügels, wie er in Fig. 3 abgebildet ist und entlang einer Linie auf einer Seite des Schaftes, vor dem Aushärten der mit Glasfasern verstärkten Kunstharzschichten;
Fig. 18 ist eine bruchstückartige, vergrößerte, generell schematische Darstellung einer Kunstharzschicht, die mit im wesentlichen in einer Richtung verlaufenden Glasfasern verstärkt ist und welche auf den Kern während der Herstellung des Flügels aufgebracht wird;
Fig. 19 ist eine bruchstückartige, vergrößerte, generell schematische Darstellung einer Kunstharzschicht, die mit im wesentlichen in zwei Richtungen verlaufenden Glasfasern verstärkt ist und welche auf den Kern während der Herstellung des Flügels aufgebracht wird;
Fig. 20 ist eine vergrößerte, bruchstückartige, generell schematische Darstellung des Kunstharzschleiers, der mit Glasfasermaterial verstärkt ist und welcher die Oberfläche des Flügels bildet;
Fig. 21 ist eine schematische vertikale Schnittdarstellung eines Formkörpers zum Formen des Flügels in die gewünschte endgültige Gestalt und für das Ausüben von Druck auf den Flügel, wenn die Außenschicht desselben bei einer erhöhten Temperatur ausgehärtet wird; und
Fig. 22 ist eine vertikale Längsschnittansicht des Flügels, wie er in Fig. 3 abgebildet ist, in schematischer Form.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Der Kunststoff-Gebläseflügel 30, der in Übereinstimmung mit den bevorzugten Konzepten der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist so angepaßt, daß er an der Nabenbaueinheit 32 montiert werden kann, die einen Teil des Gebläses 34 eines industriellen Wasserkühlturms bildet.
Das Gebläse 34 wird in konventioneller Weise durch ein Getriebe 36 (Fig. 2) angetrieben, das eine Eingangswelle 38 hat, die durch einen (nicht gezeigten) entfernt montierten Motor gedreht wird. Querstreben, ebenfalls nicht in Fig. 2 abgebildet, tragen den Getriebekasten 36 und auch den Antriebsmotor dafür. Die Abgangswelle aus dem Getriebekasten 36 wird innerhalb der Mittelnabe 40 von Baueinheit 32 aufgenommen.
Die Nabeneinheit 32 hat, bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform, ein Paar vertikal in einem Abstand voneinander angebrachte kreisförmige Platten 42 und 44, welche mit der Mittelnabe 40 verschraubt sind. Eine Reihe von Klemmeinheiten 46 liegt zwischen den Platten 44 in sich radial erstreckender Anordnung, über den Umfang in einem Abstand voneinander angebracht und an den Umfangsrändern der Platten angeordnet. Die Klemmeinheiten 46 haben trennbare, generell U-förmige Klemmelemente 48 und 50, welche durch geeignete Verbindungselemente in der Form von Schrauben 52 miteinander verbunden werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Nabeneinheit 32 mit acht Klemmeinheiten 46 für die Montage von acht gesonderten Gebläseflügeln 30 in sich radial erstreckender Beziehung von der Einheit 32 versehen. Es ist jedoch auch selbstverständlich, daß die Anzahl der Flügel je nach den für das Gebläse 34 gegebenen Vorschriften unterschiedlich ist, welche die verfügbare Leistung, die Luftstromerfordernisse, den Gebläsedurchmesser und die Art des Geschwindigkeits-Rückgewinnungsschachtes 54, in welchem bewirkt wird, daß sich das Gebläse dreht, einschließen.
Beim Betrachten von Fig. 3 kann man sehen, daß jeder Flügel 30 einen länglichen Körper 56 umfaßt, der über seine Länge in Längsrichtung konisch ist, wobei das Schaftende 58 wesentlich breiter als das Spitzenende 60 ist. Die Konizität des Flügels ist derart, daß die Dicke desselben in einer Richtung von dem Schaftende zu dem Spitzenende hin abnimmt, wie dies am besten in Fig. 22 veranschaulicht ist. Die Eintrittskante 62 und auch die Austrittskante 64 des Flügels sind in Grundrißansicht entlang der Länge in Längsrichtung des Flügels etwas gebogen. Weiterhin ist wünschenswerterweise der Flügel in Querrichtung gebogen, so daß die Oberseite etwas konkav ist, während die Unterseite konvex ist, wie in Fig. 4 - 6 veranschaulicht.
Der Flügel 30 ist im wesentlichen aus Kunststoff hergestellt, wobei nur der röhrenförmige Schaft 66 eine Metallkonstruktion ist. Der Schaft 66 kann beispielsweise aus einen Kohlenstoff- Stahl mit Lehrenmaß 10 und von solchen Abmessungen sein, daß er in die Klemmelemente 48 und 50 entsprechender Klemmeinheiten 46 paßt und darin festgeklemmt wird. Ein diesbezüglicher typischer Metallschafteinsatz kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 6,4 cm (2,5 Zoll) und eine Länge von 25,4 cm (10 Zoll) haben.
Jeder Flügel 30 besitzt als Hauptelemente einen in der Mitte liegenden Schaumkern 68, den zylindrischen metallischen Schafteinsatz 66, der sich vom Schaftende 58 des Flügels 30 aus erstreckt und eine äußere monolithische laminierte Außenschicht, die mit 70 bezeichnet ist.
Bei der Herstellung jedes Flügels 30 wird der Kunstharz-Schaumkern 68 in einer geeigneten Form dafür gebildet, um die Gestalt zu definieren, wie in Fig. 7 gezeigt. Ein mit einem Isozyanat- Katalysator gehärteter Polyurethanschaum wird bevorzugt, der eine Dichte von ungefähr 1,6 bis zu 2,5 kg pro cm³ (2 1/2 bis 4 lbs pro Kubikfuß) hat, wobei die besten Ergebnisse dann erreicht werden, wenn der Schaum eine Dichte von ungefähr 2,2 kg pro cm³ (3 1/2 lbs pro Kubikfuß) hat. Polyurethanschäume, die man ohne Bewegungseinschränkung expandieren läßt, führen zu einem Produkt, das eine endgültige Dichte von nur ungefähr 0,32 kg pro cm³ (1/2 lbs pro Kubikfuß) hat. Jedoch kann durch Bildung des Schaumkerns in einer geschlossenen Form unter Druck die Dichte des Kerns genau gesteuert und ein Kern hergestellt werden, der eine praktisch hohlraumfreie Außenseite hat. Der geformte Kern wird vorzugsweise einem Nachhärtungszyklus bei einer Temperatur von ungefähr 37,8 ºC (100 ºF) nach Entfernen des Kerns aus der Form über einen Zeitraum unterzogen, der ausreichend ist, um überschüssiges Isozyanat auszutreiben, welches freigesetzt werden und Hohlräume in der äußeren Außenschicht 70 während der endgültigen Bildung des Flügels 30 verursachen könnte.
Zusätzlich wird, wie aus Fig. 7 offenkundig wird, der Stahlschaft 66 in die Form für den Schaumkern in einer solchen Anordnung eingesetzt, daß der zylindrische Schaft 66 teilweise in dem Schaftende von Kern 68 eingebettet ist und nach außen von da hervorsteht, so daß der aus dem Kern 68 gebildete Flügel 30 fest an der Nabeneinheit 32 befestigt werden kann.
Der Formkörper für das Bilden des Schaumkerns 68 hat eine Reihe erhöhter Teile, die sich von der Oberfläche desselben erstrekken, welche abgestufte Bereiche in dem Kern bilden, wie am besten in Fig. 7 gezeigt. Die trapezförmigen hinterschnittenen Bereiche 72 von Kern 68 auf gegenüberliegenden Seiten davon in direkter Fluchtung mit dem innersten Ende von Schaft 66 bilden einen ersten Übergangsbereich in den Flächen des Schaumkerns 68.
Die trapezförmigen Bereiche 74, die dann an entsprechende Bereiche 72 angrenzen und höher ausgebildet sind, sind durch Stufen 76 getrennt. In gleicher Weise sind die trapezförmigen Bereiche 78 in der Nähe der entsprechenden Bereiche 74 gegenüber den Bereichen 74 abgestuft und höher ausgebildet. Generell erstrekken sich rechteckige Bereiche 80 (Fig. 7 und 8), die etwas gegenüber angrenzenden Bereichen 78 erhöht sind, über die volle Breite des Schaumkerns 68. Man erkennt jetzt aus Fig. 7, daß die Seitenkanten der Bereiche 72, 74 und 78 auf der Unterseite und der Oberseite von Kern 68 unter einem solchen Winkel liegen, daß die Kanten in einer Richtung weg von dem Schaft 66 divergieren. Folglich sind die Bereiche 72, 74, 78 und 80, welche nacheinander stufenförmig in einer Richtung weg von dem Schaft 66 ansteigen, durch gegenüberliegende dreieckige Flügelbereiche 82 und 84 am Schaftende von Kern 68 sowohl auf der Unter-, als auch der Oberseite des Kerns verbunden.
Äußere Übergangsbereiche 86, 88 und 90 steigen wieder stufenförmig von den Bereichen 72, 74, 78 und 80 an, wenn man sich dem Spitzenende des Kerns nähert. Die Folge davon ist, daß sich quer erstreckende Stufen 92 die Bereiche 74 und 78 auf jeder Seite des Kerns verbinden, die Stufen 94 die Bereiche 78 und 80 verbinden, die Stufen 96 die Bereiche 80 und 86 verbinden, die Stufen 98 die Bereiche 86 und 88 auf jeder Seite des Kerns verbinden und die Stufen 100 entsprechende Bereiche 88 und 90 verbinden. Die Eintritts- und die Austrittskante des Kerns 68 sind auch in den Zonen 102 und 104 entlang der in Längsrichtung verlaufenden Länge des Kerns hinterschnitten.
In dem äußersten Spitzenende 105 von Kern 68 ist ein Schlitz 107, welcher so gestaltet ist, daß darin in Beuteln abgefülltes Bleischrot oder ein anderes verhältnismäßig schweres kornförmiges Material untergebracht werden kann, das dem Flügel in dessen endgültigem Herstellungsstadium zugefügt wird, um ein Auswuchten des Flügels zu gestatten, insbesondere nach der Montage einer Reihe von Flügeln an der Nabe 34 und zum Betreiben des Mehrflügel-Gebläses mit seiner normalen Drehzahl.
In den meisten Fällen ist es wünschenswert, daß der Flügel 30 eine in Längsrichtung verdrillte, einen Tragflügel definierende Gestalt aufweist. Deshalb kann man, obwohl der Kern 68 in einem Formkörper so gebildet werden kann, daß der Kern die endgültige gewünschte in Längsrichtung verdrillte Gestalt von Flügel 30 hat, in gleicher Weise effektive Resultate dadurch erreichen, daß man den Kern in einem verhältnismäßig ebenen Zustand gießt, wobei man sich darauf verläßt, daß die endgültige Form so ausgebildet ist, daß der Flügel dank der Tatsache in seine verdrillte Gestalt gebracht wird, daß der Grad der Verdrillung nominell nicht mehr als 12º von einem Ende des Flügels zum anderen beträgt.
Nach Herausnehmen des gegossenen Schaumkerns mit dem darin eingebetteten Stahlschaft 66 aus der Kernform wird der Schaumkern 68 auf einen geeigneten Tisch geschoben, welcher wünschenswerterweise eine geformte Oberseite hat, die mit der des Kerns übereinstimmt, wenn er in Längsrichtung verdrillt ist, um für eine bessere Auflage für den letzteren zu sorgen.
Fig. 9 veranschaulicht in schematischer Form die Art und Weise, in welcher einzelne Bögen aus Kunstharzmaterial auf die Unterseite von Schaumkern 68 aufgebracht werden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß zuerst auf dem Tisch eine flexible Schicht Kunstharzmaterial ausgelegt wird, welche vorzugsweise den Schleier 104 der Unterseite des Flügels 30 ausmacht. Wie man aus Fig. 9 erkennen kann, ist die Schicht aus flexiblem glasfaserverstärktem Kunstharzmaterial, aus der die Schleierschicht 104 besteht, von generell derselben Gestalt wie der Kern 68, hat aber eine etwas größere Länge und Breite, als der Kern, 50 daß die äußeren Randteile des Schleiers schließlich um die Eintritts- und Austrittskante des Flügels und auch um die Endränder desselben gewickelt werden können.
Der Schleier 104 ist vorzugsweise eine chemisch verdickte Polyesterschicht, wie schematisch in Fig. 20 veranschaulicht und besteht aus einer Harzmischung, die auf Gewichtsbasis ungefähr 66,27 % Isophthal-Polyesterharz (z.B. Harz Aristech 14017) und ungefähr 0,66 % Tertiärbutylperbenzonat als Härter enthält. Zusätzlich enthält die Mischung ungefähr 1,99 % Zinkstearat, ungefähr 3,31 % ASP-400-P, ungefähr 0,2 % CM-2006 und ungefähr 1,99% MgO (z.B. Aristech Modifier M, 33 % aktiv), welche dazu dienen, das Basisharz in angemessener Weise zu verdicken. Die Verstärkung für den Schleier kann, wieder auf Gewichtsbasis, die Form von ungefähr 4,24 % einer 10 Mil dicken Querfaser-Baumwollflächenmatte, die durch die Zahl 104a in Fig. 20 bezeichnet ist und 21,34 % Glasseidenmatte mit in Zufallsform orientierten Fasern mit einer Länge von jeweils ungefähr 2,5 cm (1 Zoll) annehmen. Die in Zufallsform orientierten Glasfasern liegen auf der Innenseite der Glasfaseroberflächenmatte bei der endgültigen Verbundflügel-Baueinheit.
Dann wird, fortfahrend mit der schematischen Darstellung von Fig. 9, eine vorbereitete flexible Kunstharzschicht 106 auf den Tisch ergänzend über den Schleier 104 gelegt. Die Außenschicht 106, wie sie schematisch in Fig. 19 gezeigt wird, ist von im wesentlichen derselben Gestalt und denselben Abmessungen, wie die Schleierschicht 104. Die Außenschicht 106 besteht auf Gewichtsbasis aus einer Harzmischung, die vorzugsweise ungefähr 32,634 % des Isophthalpolyesters, der für die Herstellung von Schleier 104 verwendet wird und ungefähr 0,326 % Tertiärbutylbenzoat enthält, um das Härten des Polyesters zu bewerkstelligen. Wieder können Additive in der Harzformel enthalten sein, die aus ungefähr 0,82 % Rußschwarz-Pigment, 0,979 % Zinkstearat und 0,979 % MgO als Harzverdickungsmittel bestehen. Die Verstärkungskomponente der Außenschicht 106 kann auf Gewichtsbasis aus ungefähr 64,0 % eines biaxial gewebten Glasseidenstrangs und ungefähr 1,0 % Glasseidenstrang bestehen, der aus einzelnen Fasern von generell 2,5 mm (1 Zoll) aufgebaut ist. Die relative Orientierung des Glasseidenstrangs 106a bezogen auf den gewebten Strang 106b, der in dem Harz 106c eingebettet ist, wird in Fig. 19 veranschaulicht. Beim Orientieren von Schicht 106 auf dem Tragtisch sollte der Glasseidenstrang 106a nach unten zeigen und dadurch auf der Innenseite der Außenfläche des endgültigen Flügels liegen.
Das chemisch verdickte Isophthalpolyester-Harzmaterial, das mit gewebten Glasfasern und Glasseidenstrang verstärkt ist, wie schematisch in Fig. 19 veranschaulicht, wird im Nachstehenden als Material "W" bezeichnet.
Dank der Abmessungen des Außenschichtbogens 106 bezogen auf die Gesamtform des Kerns 68 sind die äußeren Ränder des Bogens 106a ebenfalls so angepaßt, daß sie um die Eintritts- und die Austrittskante des Kerns 68 und auch um die Enden davon gewickelt werden können.
Eine mit Glasfasern verstärkte vorbereitete flexible Kunstharz- Schaftbögenschicht 108 wird über Schicht 106 plaziert, wobei aus Fig. 9 zu vermerken ist, daß der am weitesten links liegende Rand des Schaftbogens generell von derselben Gestalt ist, wie das linke Ende von Bogen 106, mit der Ausnahme, daß der Fahnenteil 108a davon nicht so groß ist, wie der Fahnenteil 106a von Bogen 106. Der Schaftbogen 108 besteht aus derselben Mischung, wie die von Bogen 106 und wird so über Bogen 106 plaziert, daß sie im wesentlichen mit dem linken Ende der letzteren fluchtet.
Längliche dünne Metallauflagestreifen 110 und 112 werden dann über Bogen 108 in einer solchen Anordnung aufgelegt, daß sie mit den winklig gegenüberliegenden Enden der abgestuften Bereiche 72, 74 und 78 fluchten, welche durch die abgestuften Bereichslinien 114 und 116 von Kern 68 definiert werden, welche konvergieren, wenn man sich dem Schaftende des Flügels nähert. Die genaue Orientierung der Auflagestreifen 110 und 112 kann am besten nachgeprüft werden, nachdem der nächste vorbereitete Kunstharz-Innenschichtbogen 118 auf der geschichteten Baueinheit aufgebracht ist. Wie aus Fig. 9 offensichtlich wird, hat der Bogen 118 generell dieselbe Gestalt wie Kern 68, mit der Ausnahme, daß sie winklige Schaftendenränder 120 und 122 hat, welche so gestaltet sind, daß sie die Bereiche der abgestuften Linien 114 und 116 auf einer entsprechenden Seite von Kern 68 ergänzen.
Weiterhin hat der Bogen 118 eine generell rechteckige Verlängerung 124, welche so angepaßt ist, daß sie um den metallischen Schaft 66 gewickelt werden kann. Folglich können nach Anbringen von Bogen 118 über dem Bogen 108 und dem darunterliegenden Bogen 106 nach Ausrichten der Enden von Bogen 118 mit den Enden der Bögen 104 und 106 die Metallauflagestreifen 110 und 112 so positioniert werden, daß sie nur teilweise unter den Rändern 120 und 122 von Bogen 118 liegen.
Der Bogen 118 wird schematisch im Schnitt in Fig. 18 veranschaulicht und besteht auf Gewichtsbasis aus ungefähr 32,634 % des vorstehend beschriebenen Isophthalpolyesterharzes und ungefähr 0,326 % Tertiärbutylperbenzoat-Härter. Additive bestehen aus ungefähr 0,82 % Rußschwarzpigment-, 0,979 % Zinkstearat- und 0,979 % MgO-Verdickern. Der Verstärkungsteil des Bogens besteht aus ungefähr 64,0 % vernähter Einrichtungs-Glasfasern und ungefähr 1,0 % Glasseidenstrang mit Zufallsorientierung, der Fasern von 2,5 cm (1 Zoll) hat. Die relative Orientierung der Verstärkung von Bogen 118 ist in Fig. 18 abgebildet, wobei man sehen kann, daß die zufällig orientierte Schicht 118a unter der Einrichtungs-Glasfasermatte 118b liegt. Beim Aufbringen des Bogens 118 auf die geschichtete Baueinheit zeigt der Glasseidenstrang 118a nach oben und ist dadurch auf der Innenseite der Einrichtungsmatte 118b bezogen auf den Innenkern 68 des Flügels orientiert.
Das mit Einrichtungs-Glasfasern und Glasseidenstrang verstärkte chemisch verdickte Isophthalpolyester-Kunstharzmaterial, wie es schematisch in Fig. 18 veranschaulicht ist, wird im Nachstehenden als Material "U" bezeichnet.
Bögen aus flexiblem Kunstharz, mit Glasfasern verstärkt, die eine Randschutzaußenschicht definieren, 126, 128 und 130, werden dann auf dem Tragtisch gelegt, wobei sie jeweils die Zusammensetzung "W" haben. Der verhältnismäßig kurze rechteckige Bogen 126 ist so orientiert, daß er letztendlich um den Rand-Schaftabschnitt 69a von Kern 68 gewickelt wird, während der viel längere rechteckige Bogen 128 so positioniert ist, daß er Ende an Ende mit Bogen 126 liegt, aber so angepaßt ist, daß er um den Eintrittskantenteil 68b von Kern 68 gewickelt werden kann. Der Bogen 130 liegt dem Bogen 126 gegenüber und ist so angebracht, daß er um das Schaftende der Austrittskante von Kern 68 gewikkelt werden kann.
Dann werden die Schaft-Einwickelbögen 132 und 134 auf den Auflagetisch gelegt, und diese bestehen aus verhältnismäßig kleinen rechteckigen Elementen der Zusammensetzung "W". Die Bögen 132 und 134 sind so gestaltet, daß sie um das innenliegende Ende der Flügelbereiche gewickelt werden können und bilden die anfängliche Umwickelung auf dem Schaftende des Schaumkerns 68, wie in Fig. 17 gezeigt.
Ein weiterer dünner metallischer Auflagestreifen 136 wird auf den Tisch oder die Auflage in einer solchen Anordnung gelegt, daß er letztendlich über der Stufe 100 auf einer entsprechenden Seite des Kerns 68 liegt.
Dann wird eine vorbereitete mit Einrichtungs-Glasfasern verstärkte Innenbögenschicht 138 der Zusammensetzung "U" auf der geschichteten Baueinheit so angebracht, daß das am weitesten links liegende Ende davon mit den linken Enden der vorangehenden Bögen fluchtet. Man sieht aus Fig. 9, daß der Bogen 138 eine linke Verlängerung 138a hat, welche generell mit der Verlängerung 124 übereinstimmt, einen in der Mitte liegenden trapezförmigen Abschnitt 138b, generell in der Form ähnlich dem mittleren trapezförmigen linken Ende von Bogen 118 und mit dem ähnlichen trapezförmigen Teil von Kern 68, der durch die Linien 114 und 116 definiert wird und einem größeren trapezförmigen Abschnitt 138c, welcher generell mit dem trapezförmigen Teil von Kern 68 zwischen den Stufen 96 und 100 übereinstimmt. Wie aus Fig. 9 offensichtlich wird, ist der Auflagestreifen 136 so angeordnet, daß er teilweise unter dem rechten Endrand von Abschnitt 138c von Bogen 138 liegt. In jener Anordnung fluchtet der Auflagestreifen 136 mit der angrenzenden Stufe 100 von Kern 68 und liegt darunter.
Ein weiterer dünner metallischer Auflagestreifen 140 wird dann in einer solchen Anordnung über die zusammengefügten Schichten gelegt, daß er mit der Kernstufe 98 des fertigen Flügels 30 fluchtet. Eine vorbereitete flexible Kunstharzschicht 142, die mit Einrichtungs-Glasfasern verstärkt ist und die Zusammensetzung "U" hat, wird auf die Auflage über dem Bogen 138 aufgebracht. Der Bogen 142 hat generell dieselbe Gestalt, wie der Bogen 138, ist aber etwas kürzer, so daß das rechte Ende davon mit der Stufe 98 von Kern 68 fluchtet. Der Auflagestreifen 140 liegt teilweise unter dem rechten Rand von Bogen 142, so daß er zwischen den Bögen 138 und 142 mit einer Stufe 98 von Kern 68 fluchtet.
Der Bogen 142 wird von einer verhältnismäßig schmalen rechteckigen vorbereiteten flexiblen mit Einrichtungsglasfasern verstärkten Kunstharzschicht 144 gefolgt, die mit der Zusammensetzung "U" hergestellt ist. Der Bogen 144 liegt in der Mitte des darunterliegenden Bogens 142 in gleichem Abstand von den Seitenrändern davon. Ein dünner metallischer Auflagestreifen 146 wird auf die geschichtete Baueinheit in einer solchen Anordnung gebracht, daß er mit einer Stufe 96 von Kern 68 fluchtet und hat im wesentlichen dieselbe Länge, wie die entsprechende Stufe.
Der vorbereitete flexible Kunstharzbogen 148, der über dem rechteckigen Streifenbogen 134 aufgebracht wird, hat die Zusammensetzung "U" und hat dadurch eine Einrichtungsglasfaserverstärkung. Die rechteckige Verlängerung 148a von Bogen 148 fluchtet mit Verlängerung 142a von Bogen 142, während der trapezförmige Abschnitt 148b der Bogen 148 ebenfalls von einer Gestalt ist, daß er komplett mit dem trapezförmigen Abschnitt 142b von Bogen 142 zum Fluchten gebracht werden kann.
Ein rechteckiger vorbereiteter flexibler mit Einrichtungsglasfasern verstärkter Versteifungsbogen 150 von der Zusammensetzung "U", welche dieselbe Breite wie die Bogen 144, aber eine kürzere Länge hat, wird dann auf Bogen die 148 aufgelegt, wobei die linken Ränder jeweils fluchten.
Eine generell trapezförmiger Bogen 152 von der Zusammensetzung "U" wird dann auf den rechteckigen Bogen 150 so gebracht, daß er ebenfalls mit dem linken Rand der gestapelten Bögen fluchtet. Der Bogen 152 hat einen trapezförmigen Abschnitt 152a, welcher mit der Trapezform der Bereiche 72 und 74 des Kerns 68 übereinstimmt. Die rechteckige Verlängerung 152b von Bogen 152 hat dieselbe Form, wie die Verlängerung 148a von Bogen 148.
Ein abschließender trapezförmiger Bogen 154 von der Zusammensetzung "U" wird über den Bogen 152 gelegt, wieder so, daß sein am weitesten links liegender Rand mit dem linken Rand von Bogen 152 und den darunterliegenden Bögen fluchtet. Die rechteckige Verlängerung 154a von Bogen 154 steht generell in Übereinstimmung mit den rechteckigen Abschnitten der darunterliegenden Bögen, wie beispielsweise der Bogen 152, während der trapezförmige Abschnitt 154 generell von einer Gestalt ist, die mit dem trapezförmigen Bereich 72 von Kern 68 übereinstimmt.
Der Kern 68 ist jetzt bereit für ein Auflegen über die aufgelagerte "Sandwich-Konstruktion", die aus den Bögen 104, 106, 108, 118, 138, 142, 144, 148, 150, 152 und 154 aufgebaut ist.
Vor dem Aufbringen des Kerns 68 auf die "unteren" Schichtbögen wird der Schafteinsatz mit glasfaserverstärkten vorbereiteten flexiblen Kunstharzbögen umwickelt, wobei die in der linken oberen Ecke von Fig. 9 veranschaulichten Bögenkomponenten verwendet werden. Der Kunstharz-Endbogen 160 mit Verstärkung aus Glasfasergewebe der Zusammensetzung "W" wird anfänglich über das Ende von Schaft 66 gelegt, wobei die Enden davon über die Seiten des Schaftes gezogen werden. Dann wird ein kleiner rechteckiger Bogen 156 mit der Zusammensetzung "W" um Schaft 66 gewickelt. Danach wird ein kleiner rechteckiger Bogen 158 von der Zusammensetzung "U" um den Schaft 66 gewickelt, wobei dieser Bogen eine Verstärkung aus Einrichtungsglasfasern hat. Schließlich wird ein Paar vorbereitete flexible Kunstharzbögen 162 und 164, die mit Einrichtungsglasfasern verstärkt sind und die Zusammensetzung "U" haben, nacheinander über den Bogen 158 gebracht und fest gegen die Bögen gezogen, die über dem Schaft 66 angebracht sind. Danach wird ein länglicher Streifen 166 um den Schaft 66 angrenzend an Kern 68 gewickelt. Der Streifen 166 besteht ebenfalls aus Kunstharz, das mit Glasfasergewebe verstärkt ist und die Zusammensetzung "W" hat.
Es ist auch diesbezüglich zu vermerken, daß die Bögen 154, 152, 148, 142 und 138 alle einen rechten Rand haben, welcher generell mit entsprechenden abgestuften Bereichen des Kerns 68 fluchtet. Die Höhe jedes abgestuften Bereichs von Kern 68 bezogen auf den angrenzenden Bereich ist vorzugsweise geringfügig geringer als die effektive Dicke des Bogens, welcher unmittelbar über jenem Teil von Kern 68 liegt.
Die nächste Operation bei der Vorbereitung von Flügel 30 umfaßt das Auflegen von Schichten über dem Kern, während er noch auf dem Tisch oder einer anderen Auflage aufliegt, wobei das Auflegen der einzelnen Bögen und deren Plazierungsfolge schematisch in Fig. 10 angegeben ist. Ein Bogen 168 von der Zusammensetzung "U", ähnlich dem Bogen 154, wird über den Kern so gebracht, daß ihr am weitesten links liegender Rand mit dem äußeren Ende von Schaft 66 fluchtet und ihr linker Rand mit Stufe 75 fluchtet. Die generell rechteckige Verlängerung 168a von Bogen 168 wird um den Verbundschaft, der aus den Bögen 156 bis 164 und dem Streifen 166 besteht, in Verbindung mit dem Umwickeln von Verlängerung 154a um diesen herum gewickelt.
Der Bogen 170, ebenfalls von Zusammensetzung "U" und von generell ähnlicher Gestalt, wie Bogen 152, wird über Bogen 168 gebracht und die Verlängerungen 152a und 170a um das darüberliegende Ende 154a und 168a von Schaft 66 gewickelt. Ein rechteckiger Bogen 172 von derselben Größe wie Bogen 150 und auch aus Material mit einer Zusammensetzung "U" hergestellt, wird über den Bogen 170 gelegt und die am weitesten links liegenden Teile der Bögen 150 und 172 um den aufgebauten Verbundschaft gewikkelt.
Ein dünner metallischer Auflagestreifen 174 ähnlich dem Auflagestreifen 136 und der dazugehörige trapezförmige Bogen 176, der ähnlich dem Bogen 148 geformt ist und die Zusammensetzung "U" hat, werden über den Kern an einer solchen Stelle gelegt, daß der Auflagestreifen 174 über dem Bogen 176 und der angrenzenden Kernstufe 96 liegt. Weiterhin fluchtet die Verlängerung 176a von Bogen 176 mit dem Verbundschaft. Die Verlängerungen 148a und 176a der Bögen 148 und 176 werden dann fest um den Schaft gewickelt, der am linken Ende von Kern 68 aufgebaut ist.
Ein länglicher rechteckiger Bogen 178, die eine Verstärkung aus Einrichtungsglasfasern hat und aus Material mit der Zusammensetzung "U" hergestellt ist, hat dieselben Abmessungen wie der Bogen 144. Nachdem der Bogen 178 über den trapezförmige Bogen 176 aufgelegt worden ist, wird das am weitesten links liegende Ende des Bogens zusammen mit dem linken Ende des rechteckigen Bogens 144 um den Verbundschaft gewickelt.
Ein generell trapezförmiger, mit Einrichtungsglasfasern verstärkter Kunstharzbogen 180 wird dann auf den Schichtaufbau auf Kern 68 gelegt. Der Bogen 180 hat generell dieselbe Form und ist von derselben Zusammensetzung "U", wie der Bogen 142. Die Verlängerung 180a wird zusammen mit der Verlängerung 142a des darunterliegenden trapezförmigen Bogens 142 um den Verbundschaft gewickelt. Ein dünner metallischer Auflagestreifen 182 wird über den am weitesten rechts liegenden Rand von Bogen 180 so angeordnet gelegt, daß er teilweise über dem rechten Rand von Bogen 180 liegt und mit einer Stufe 98 an der angrenzenden Seite von Kern 68 fluchtet.
Eine mit Einrichtungsglasfasern verstärkte Kunstharzbogen 184 mit der Zusammensetzung "U", welche eine ähnliche Form wie der Bogen 138 hat, wird über dem Bogen 180 zusammen mit einem dünnen Metall-Auflagestreifen 186 angebracht, welcher teilweise über dem rechten Rand von Bogen 184 liegt, wie in Fig. 10 gezeigt. Die linke rechteckige Verlängerung 184a von Bogen 184 wird im Zusammenhang mit der Verlängerung 138a von Bogen 138 um den Verbundschaft gewickelt.
Ein länglicher, generell trapezförmiger Kunstharzbogen 188, der mit Einrichtungsglasfasern verstärkt ist und aus Material "U" gebildet wird, wird über den Bogen 184 aufgebracht, wobei der Bogen 188 von ähnlichen Gesamtabmessungen wie der Bogen 118 ist. Wie ebenfalls aus Fig. 10 hervorgeht, werden zwei längliche, verhältnismäßig dünne metallische Auflagestreifen 190 und 192 über die winkligen, konvergierenden Ränder 188a und 188b von Bogen 188 an solchen Stellen gelegt, daß die Auflagestreifen mit den abgestuften Bereichen 114 und 116 an der angrenzenden Seite von Kern 68 fluchten. Die linke generell rechteckige Verlängerung 188c von Bogen 118 wird zusammen mit der Verlängerung 124 von Bogen 118 um den Verbundschaft gewickelt.
Ein verhältnismäßig schmaler länglicher Kunstharzstreifen 194, der mit Glasfasergewebe verstärkt und aus Material mit der Zusammensetzung "W" hergestellt ist, wird spiralförmig um die aus dem zylindrischen Element 66 und den mit Glasfasern verstärkten Bögenteilen, die vorher darum gewickelt worden sind, gewickelt.
Ein mit Glasfasergewebe verstärkter Kunstharzbogen 196 der Zusammensetzung "W", welcher dieselbe Gestalt wie das innenliegende Ende von Bogen 198 hat, wird über den Bogen 188 und die daran befindlichen Auflagestreifen 190 und 192 gebracht, so daß die sich nach links erstreckende, generell rechteckige Verlängerung 196a des Bogens 196 mit der Verlängerung 108a von Bogen 108 fluchtet.
Die Bögen 108, 106 und 104 werden entlang einer hundekurvenartigen Linie nach innen geschnitten, die sich von den Ecken 108b, 106b bzw. 104a erstreckt, wie in Fig. 9 gezeigt, so daß die am weitesten linksliegenden Ränder solcher Bögen um das Schaftende des Kerns 68 herumgewickelt werden können. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß zuerst die Laschen von Bogen 108 nach oben über den Endrand von Kern 68 gebogen werden, wonach dann ein Falten der Laschenteile von Bogen 106 und 104 nacheinander folgt. Die Segmente 108a und 106a der Bögen 108 beziehungsweise 106 und auch die Lasche 104b von Bogen 104 werden nach oben in eine generell übereinstimmende Beziehung mit der Unterseite des Zylinders gefaltet, der durch den Schafteinsatz 66 und die Bögen 156 bis 166 und die Verlängerungen 154a, 152b, der Bogen 150, die Verlängerungen 148a, der Bogen 144, die Verlängerungen 142a, 138a und 124 definiert wird, die darüber angebracht worden sind. Die Eintritts- und die Austrittskante und der Spitzenbereich der Bögen 106 und 104, welche über dem Umfang von Kern 68 hinaus vorstehen, werden ebenfalls nach oben und um den Kernumfang gefaltet und flach nach unten gegen die Oberseite der Bögen 196 und 198 gedrückt.
Ein Kunstharzbogen 198, der mit einer Glasgewebefasermatte verstärkt und deshalb aus Material mit der Zusammensetzung "W" hergestellt ist, wird über bewickelte Kanten der Bögen 108, 106 und 104 und auch die Bögen 196 und 188 gebracht, die als Bindungsbogen dienen, um das Paket zusammenzuhalten, während die Form weitergetragen wird. Der Bogen 198 hat im wesentlichen dieselbe Gestalt, wie die Grundrißform des Flügels. Die rechteckige linke Endverlängerung 198b von Bogen 198 wird zusammen mit der Verlängerung 106a von Bogen 106 um den Verbundschaft gefaltet.
Eine äußere Schleierschicht 200 aus Kunstharzmaterial, das Glas- Querfasermaterial von 10 Mil enthält und die Zusammensetzung hat, wie sie bezogen auf Fig. 20 beschrieben wird und die so gestaltet ist, daß sie mit dem Bogen 198 übereinstimmt, wird über Bogen 198 damit fluchtend gebracht. Die rechteckige Verlängerung 200b von Bogen 200 wird um den Schaft, der von Kern 68 vorsteht, in Verbindung mit der Verlängerung des darunterliegenden Schleierbogens 104 gefaltet.
Ein abschließend kleiner rechteckiger mit Glasgewebe verstärkter Kunstharzbogen 202 mit der Zusammensetzung "W" wird um den Verbundschaft gewickelt, der von dem linken Rand des Kerns 68 vorsteht.
Der den Flügel definierende Verbundkörper aus glasfaserverstärkten Kunstharzbögen einschließlich eines äußeren Schleiers, welcher über dem internen geformten Kern 68 liegt, wird dann von dem Auflagetisch abgehoben und in eine Form gebracht, welche schematisch in Fig. 21 veranschaulicht und generell mit der Zahl 204 bezeichnet ist. Die Form besteht aus einem Paar Abschnitten 206 und 208, wobei der Abschnitt 206 mit einem einen Hohlraum definierenden männlichen Abschnitt 206a versehen ist, während Formabschnitt 208 einen Hohlraum 208a definiert. Die äußeren Ränder der Formen 206 und 208 haben Auflagerflächen 206b beziehungsweise 208b, welche den Bewegungsgrad von Formabschnitten relativ begrenzen.
Die vorbereiteten flexiblen Kunstharzbögen, welche eine Glasverstärkung in einer Richtung haben und welche als von der Zusammensetzung "U" gekennzeichnet sind, sind jeweils 2,3 mm (0,9") dick, wohingegen die Bögen mit der Zusammensetzung "W" alle ungefähr 1,5 mm (0,06") dick sind. Die Dicke des Schleiers kann variiert werden, beträgt aber normalerweise ungefähr 0,4 mm (0,015").
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der glasfaserverstärkte Kunstharzbögen zusammen mit einem Schleier definierenden Bögen 104 und 200 verwendet werden, wird der Flügel-Schichtkörper in einer Form 204 bei einer Temperatur von 121,1 ºC bis zu 176,6 ºC (250 ºF bis 300 ºF) und vorzugsweise bei ungefähr 132,2 ºC (270 ºF) 25 bis 60 Minuten lang und vorzugsweise 45 Minuten Aushärtezeit in der Form ausgehärtet. Der auf den Flügel-Schichtkörper in der Form aufgebrachte Druck liegt wünschenswerterweise in der Größenordnung von ungefähr 861,9 kPa bis 1551,3 kPa (125 bis 225 psi) und vorzugsweise bei ungefähr 1206,6 kPa (175 psi). Die Temperatur des Harzes wird bis auf einen Punkt erhöht, bei dem ausreichend Fließen stattfindet, um zu bewirken, daß die einzelnen diskreten Bögen aus Kunstharzmaterial zusammenfließen und eine Verbund-, im wesentlichen monolithische laminare Außenschicht bilden, die mit Einrichtungs-, gewebten und Zufalls-Glasfasermatten verstärkt ist.
Ein sehr wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß die Harzschichten, aus denen die Außenschicht 70 von Flügel 30 besteht, während des Aushärtens praktisch inkompressibel sind und daß jene Eigenschaft auf dem Effekt beruht, daß der Kern 68 während des Aushärtens dadurch verrichtet wird, daß der Hohlraum von Form 204 bezogen auf die Abmessungen des Flügel-Verbundkörpers vor dem Einsetzen eines solchen Flügels in die Form unterdimensioniert ist. Der Grad der Verdichtung, die auf den Flügel-Schichtkörper aufgebracht wird, sollte ausreichend sein, um ein vollständiges Laminieren der verschiedenen mit Glasfaser verstärkten Kunstharzbögen zu gewährleisten, die auf den Kern aufgebracht werden, um einen monolithischen Außenschichtbogen zu formen, welcher eine glatte, im wesentlichen nicht unterbrochene äußere Fläche aufweist. Zusätzlich muß ein Ausgleich für die Tatsache vorgesehen werden, daß die Gesamtdicke der Bögen aus mit Glasfasern verstärktem Kunstharz, die die Außenschicht 70 bilden, über die Länge des Flügels unterschiedlich ist.
Es ist jetzt entdeckt worden, daß dadurch, daß der den Flügel definierende Hohlraum der Form so dimensioniert wird, daß die gegenüberliegenden den Haupttragflügel definierenden Flächen 206a und 208a um einen Abstand entfernt sind, wenn die Form geschlossen ist, welcher in Korrelation mit der Verbundkörperdicke des Kerns und der oberen und unteren die Außenschicht definierenden Kunstharzbögen dazwischen steht, wobei der Kern bis zu einem Ausmaß verdichtet wird, daß dessen Dicke von ungefähr 15 % bis zu ungefähr 40 % der kombinierten Dicke der oberen und der unteren Außenschichtbögen und vorzugsweise ungefähr 25 % einer solchen kombinierten Dicke reduziert wird. Zum Beispiel können unter Bezugnahme auf Fig. 22 die folgenden Gleichungen verwendet werden, um die relativen Dickenmaße des unverdichteten Kerns zwischen den Punkten A und B des oberen Außenschichtbogens 70a und des unteren Außenschichtbogens 70b von Außenschicht 70 zu bestimmen:
TU TA-B - 0,75 (tA + tB) [I]
TC TA-B - (tA + tB) [II]
TU unverdichtete Kerndicke
TA-B endgültige Flügeldicke zwischen den Punkten A und B, wie bei Fig. 22 gezeigt
tA Außenschichtdicke der oberen Flügelfläche bei Punkt A
tB Außenschichtdicke der unteren Flügelfläche bei Punkt B
TC endgültige verdichtete Kerndicke.
Folglich wären, wenn angenommen wird, daß die Außenschicht 70 von Flügel 30 aus mit Glasfasern verstärkten inneren Kunstharzbögen und einem verhältnismäßig dünnen mit einer Glasquerfasermatte verstärkten äußeren Schleierbogen bevorzugter Dimensionen, wie vorstehend beschrieben, aufgebaut wird, die Schichten, welche über dem äußersten Spitzenende von Flügel 30 liegen, eine Dicke von ungefähr 4,2 mm (0,165") hätten. (2,3 mm (0,09") Bogen mit Glas einer Richtung, 1,5 mm (0,060") Glasgewebebogen und 0,4 mm (0,15") Schleierbogen). Wenn weiterhin angenommen wird, daß der Abstand zwischen den Punkten A und B des Flügels 30, wie in Fig. 2 gezeigt, 3,2 cm (1,25") beträgt, dann führen diese Werte, angewendet auf die Gleichungen [I] und [II] zu:
tA = TB = 4,9 mm (0,165")
TA-B = 3,2 cm (1,25")
TU = 1,25 - 0,75 (0,165 + 0,165) = 1,0025
TC = 1,25 - (0,165 + 0,165) = 0,9200
Dieselben Gleichungen [I und II] können benutzt werden, um die Kerndicke an irgendeinem anderen beliebigen Punkt entlang seiner Länge festzulegen.
Die Dicke der über dem Kern 68 liegenden Kunstharzaußenschicht wird so variiert, daß es eine größere Dicke an dem Nabenende des Flügels 30, als am äußeren Spitzenende gibt. Diese variable Dicke ist erforderlich, um die Notwendigkeit bezüglich einer größeren Festigkeit angrenzend an den Schaft 66, als an der Spitze des Flügels auszugleichen. Jedoch würden die Differenzen bei der Dicke der Verbundschichten über der Längs- und der Querausdehnung des Kerns zu unterschiedlichen Verdichtungsgraden des Kerns 68 führen und dadurch Änderungen in der querverlaufenden Dicke der mit Glasfasern verstärkten Kunstharzaußenschicht führen, was Unregelmäßigkeiten bei der Außenschichtdicke verursachen und die Biegefestigkeitseigenschaften des Flügels und auch dessen Oberflächengüte ändern könnte. Die Bereitstellung der abgestuften Bereiche des Kerns 68 überwindet das Problem, das man durch Verwendung von Kunstharz-Auflagenschichten unterschiedlicher Gesamtverbunddicke antreffen würde, dank der Tatsache, daß dann, wenn die Bögen aus Kunstharzmaterial in der effektiven Dicke zunehmen, der Kern in der dazu entgegengesetzten Richtung in demselben Umfang von geringerer Dicke ist, wie die Außenschichtbögen dicker sind. Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich wird, hat jeder der abgestuften Bereiche des Kerns ungefähr 75 % der Dicke des unmittelbar darüber aufgebrachten mit Glasfasern verstärkten Kunstharzbogens. Folglich ist die Verdichtung des Kerns 68 verhältnismäßig einheitlich über die gesamte Ausdehnung des Flügels 30 in Längs- und Querrichtung.
Dieses Prinzip wird in Fig. 11 zum Beispiel dadurch veranschaulicht, daß nach dem Aushärten der mit Glasfasern verstärkten Kunstharzbögen, der "Klumpen", der sich offensichtlich in Fig. 11 durch dem Schaum über Schaft 66 zeigt, des Härtungsprozesses begradigt wird, so daß die Außenseite des gehärteten Flügels im wesentlichen dieselbe Höhenausdehnung wie die Bögen des Schichtmaterials hat, das über dem Metallschaft 66 liegt. Diese Bögen können sich dank der Inkompressibilität des Stahlzylinders im Vergleich zu den angrenzenden Teilen des Schaummaterials, das einen Teil von Kern 68 bildet, nicht nach innen bewegen.
Ein Aushärten der Bögen aus Kunstharzmaterial, die über dem Kern 68 liegen, unter Druck und das gleichzeitige unter Druck Setzen von Kern 68 gewährleistet, daß der Flügel eine glatte Oberfläche hat und beseitigt jede Tendenz, daß die Oberfläche eine runzelige Gestalt aufweisen kann. Dies könnte infolge der Tatsache auftreten, daß die Verbundaußenschicht aus einer Reihe anfänglich diskreter Kunstharzbögen aufgebaut ist, welche bei der Aggregation in der effektiven Dicke über die gesamte Länge und Breite des Flügels differieren. Zusätzlich gewährleistet ein Aushärten der Harzbögen unter Druck, unterstützt durch einen kompressiblen Schaumkern, ein einheitliches Fließen des Harzes, wenn das Aushärten davon stattfindet. Übermäßig reiche Harzbereiche werden über die gesamte Ausdehnung des Flügels vermieden. Harzarme Bereiche werden infolge der Tatsache vermieden, daß die mit Harz getränkten Glasfaserbögen anfänglich vollkommen durchfeuchtete Fäden und genaue Verhältniswerte von Glas zu Harz haben.
Die dünnen Metall-Auflagestreifen, wie beispielsweise 110, 112, 136, 140, 174, 186, 190 und 192, liefern eine Auflage für die Kunstharzbögen an den Übergangsbereichen, die durch angrenzende abgestufte Bereiche in dem Kern 68 definiert werden und verhüten Eindrücke in der Außenschicht entlang der Linien der abgestuften Übergänge, welche anderenfalls auftreten könnten.
Die Verwendung von vorbereiteten flexiblen Kunstharzbögen, die mit in einer Richtung verlaufenden Glasfasern für die Bögen verstärkt sind, welche der innenliegende Teil der Verbundflügel- Außenschicht werden, erhöht die Längsfestigkeit des Flügels, wohingegen die Verwendung von Kunstharzbögen mit Glasgewebe als äußerer Teil der Verbundaußenschicht die Glätte der Oberfläche des Flügels verbessert und die Fasern in der Querrichtung miteinander bindet, was Wellungen, vorstehende Stellen, Täler oder andere Oberflächen-Unvollkommenheiten verhütet, welche nicht nur das Aussehen des Flügels, sondern auch dessen Bewegungseigenschaften in der Luft als Folge von Verwirbelungen, die durch solche Unvollkommenheiten ausgelöst werden, schmälern würden.
Nach Herausnehmen des Flügels 30 aus der Form 204 ist es nur noch notwendig, irgendwelches überschüssiges Material von der Eintritts- und der Austrittskante des Flügels zu entfernen, welches aus einem Hineintreten von Kunstharzmaterial in die Naht zwischen angrenzenden Formhohlräumen resultiert. Es können konventionelle Schleif- und Oberflächenbehandlungsverfahren verwendet werden, um das Säubern der Kanten des Flügels durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt können auch Gewichte, wie beispielsweise Bleischrot, zum Zweck des Auswuchtens des Flügels in Schlitz 107 zugefügt werden. Um das Zufügen von Gewicht durchzuführen, kann die äußerste Oberfläche des Flügels 30 geöffnet werden, um Zugang zu dem Schlitz 107 zu erhalten, wobei die Zugangsbohrung mit geeignetem glasfaserverstärktem Kunstharzmaterial abgedeckt werden kann, welches über die Öffnung des Schlitzes 107 gebracht werden kann, um ein Verschließen desselben zu bewirken.
Obwohl ein bevorzugter Flügel aus einem Harz auf Polyesterbasis hergestellt wird, wird eingeschätzt, daß statt des Polyesters auch ein Epoxidharz eingesetzt werden kann, wenn die diesem innewohnenden höheren Kostenerwägungen nicht gegen die Verwendung von Epoxid sprechen. In ähnlicher Weise können Vinylester oder andere gleichwertige Harze statt der bevorzugten Polyestermischung eingesetzt werden.

Claims

1. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser, die eine mittlere Nabe haben, mit einem länglichen, relativ kompakten inneren Kern aus Kunstharz-Schaumstoffmaterial, einem länglichen Schaft, der sich von einem Ende des Schaumstoffkerns nach außen erstreckt und dazu ausgebildet ist, um mit der Nabe des Gebläses gekoppelt zu werden, und mit einer im wesentlichen laminaren, monolithisch verstärkten Außenschicht aus Kunstharzmaterial, die über dem Schaumstoffkern liegt, wobei die Schaufel dadurch gekennzeichnet ist, daß die Außenschicht über dem Kern durch eine Vielzahl von vorgefertigten, anfänglich flexiblen, glasfaserverstärkten Kunstharzbögen gebildet ist, wobei der Kern und die darüberliegende Außenschicht unter Druck- und Temperatureinwirkung in ihre endgültig gewünschte Form gebracht werden, indem der Kern zusammengedrückt wird und die glasfaserverstärkten Bögen in die monolithische Außenschicht umgewandelt werden, wobei die laminare Außenschicht zwischen dem zusammengedrückten Kern und der Form aushärtet, wobei die Schaufel mit einer relativ glatten Außenfläche versehen ist und der Kern eine Anzahl von in Längsrichtung konisch zulaufenden, abgestuften Bereichen aufweist, deren tatsächliche Dicke bei Näherung an das äußerste, vom Schaft entfernte Ende der Schaufel abnimmt und deren Höhe bezüglich der Kernmitte an entsprechenden Stufen zunimmt, wobei eine ausreichende Anzahl von glasfaserverstärkten Kunstharzbögen auf den Kern aufgebracht wird, um die Freiräume zwischen den Außenflächen des Kerns und der Form während des Aushärtens des Harzes auszufüllen, und wobei die Außenschicht in Richtung auf das Schaftende eine größere Dicke hat.

2. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der Kern eine anfängliche Dicke hat, so daß dessen Dickenabmessung durch das Zusammendrücken um ein Maß verringert wird, das mit der Dicke der laminaren, monolithischen Außenschicht über dem Kern korreliert.

3. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 2, wobei der Kern zusammengedrückt wird, so daß seine anfängliche Dicke zwischen gegenüberliegenden Hauptflächen vor dem Zusammendrücken um ungefähr 15% bis ungefähr 40% der Gesamtdicke der Außenschicht an gegenüberliegenden Flächen der Schaufel verringert wird.

4. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 3, wobei die Dickenverminderung des Kerns durch das Zusammendrücken ungefähr 25% der Gesamtdicke der Außenschicht an gegenüberliegenden Flächen der Schaufel beträgt.

5. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Höhe jedes der abgestuften Bereiche des Kerns bezüglich seines benachbarten Bereiches anfänglich jeweils ungefähr 65% bis ungefähr 85% der Dicke der direkt darüberliegenden Kunstharzschichten beträgt.

6. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 4, wobei die Höhe jedes der abgestuften Bereiche des Kerns anfänglich ungefähr 75% der Dicke der darüberliegenden Kunstharzschichten beträgt.

7. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der Kern während des Ausformens der Schaufel vor dem Zusammendrücken eine Dicke hat und wobei die Schaufel unter Bedingungen geformt wird, so daß die endgültige Kerndicke im wesentlichen die Gleichungen erfüllt

TU = TA-B - 0,75 (tA + tB) [I]

TC = TA-B - (tA + tB) [II]

wobei

TU Dicke des nicht zusarnrnengedrückten Kerns

TA-B Dicke der endgültigen Schaufel zwischen ausgewählten, direkt gegenüberliegenden Punkten auf den gegenüberliegenden Hauptflächen der Schaufel

TA Dicke der Außenschicht an einem der gegenüberliegenden Punkte der endgültigen Schaufel

TB Dicke der Außenschicht am anderen der gegenüberliegenden Punkte der endgültigen Schaufel

TC Dicke des endgültig zusammengedrückten Kerns.

8. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Dichte des Kerns von ungefähr 1,6 bis ungefähr 2,5 kg/cm³ (2,5 bis 4 Pfund pro Kubikfuß) beträgt.

9. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 8, wobei die Dichte des Kerns ungefähr 2,2 kg/cm³ (3,5 Pfund pro Kubikfuß) beträgt.

10. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der Kern und die darüberliegende Außenschicht in eine in Längsrichtung verdrehte, endgültige Form gebracht sind.

11. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei einer der Bögen des vorgefertigten, anfänglich flexiblen, mit Glasfasern verstärkten Kunstharzmaterials so ausgerichtet ist, daß sich die Glasfasern primär in Längsrichtung der Schaufel erstrecken, wenn er auf den Kern aufgebracht wird.

12. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 11, wobei einer der Bögen des vorgefertigten, anfänglich flexiblen, mit Glasfasern verstärkten Kunstharzmaterials so ausgerichtet ist, daß sich die Glasfasern sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Schaufel erstrecken, wenn er auf den Kern aufgebracht wird.

13. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 12, wobei der Kunstharzbogen Glasfasern aufweist, die sich sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Schaufel erstrecken, wobei der Bogen nach außen gerichtet Glasfasern enthält, die sich primär in Längsrichtung der Schaufel erstrecken.

14. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 12, wobei die Bögen einen äußeren Kunstharzschleier enthalten, der durch ein Gewebe verstärkt ist, welches Fasern aufweist, die sich sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Kerns erstrecken.

15. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 14, wobei das Gewebe einen relativ dünnen Bogen mit querliegenden Glasfasern enthält.

16. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach den Ansprüchen 11 und 12, wobei jeder der Bögen und der Schleier an ihren innersten Flächenabschnitten eine Vielzahl von geschnittenen Glasfasersträngen aufweist.

17. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der Schaft im Schaumstoffkern eingebettet ist.

18. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei der Kern mit zwei gegenüberliegenden abgestuften Bereichen versehen ist, die mit dem innersten Ende des Schaftes fluchten, und der an gegenüberliegenden Seiten mit abgestuften Bereichen versehen ist, deren Höhe in einer Richtung weg vom Schaft zunimmt.

19. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 18, wobei die Breite der abgestuften Bereiche an jeder Seite des Kerns in einer Richtung weg vom Schaft zunimmt.

20. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 18, wobei der Kern konisch zuläuft und dadurch die Dicke bei Näherung an dessen äußerster Endpunkt fern vom Schaft abnimmt.

21. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 20, wobei zumindest vier abgestufte Bereiche an gegenüberliegenden Hauptflächen des Kerns benachbart zum Schaft vorgesehen sind und wobei zumindest zwei abgestufte Bereiche an der Mitte des Kerns an dessen gegenüberliegenden Flächen angeordnet sind.

22. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 14, wobei zumindest einer der Bögen, die mit Glasfasern verstärkt sind, die sich sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Schaufel erstrecken, um einen wesentlichen Bereich der Länge der vorderen Kante der Schaufel gefaltet wird, wenn er auf den Kern aufgebracht wird.

23. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 11, wobei der Kunstharzbogen, der mit Glasfasern verstärkt ist, die sich primär in Längsrichtung der Schaufel erstrecken, zu ungefähr 30% bis 40% des Gewichts Harz und zu ungefähr 60% bis 70% des Gewichts Glasfasern enthält.

24. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 12, wobei der Kunstharzbogen, der mit Glasfasern verstärkt ist, die sich sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Schaufel erstrecken, zu ungefähr 30% bis 40% des Gewichts Harz und zu ungefähr 60% bis 70% des Gewichts Glasfasern enthält.

25. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die laminare, monolithische Außenschicht ein Polyesterharz ist.

26. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 25, wobei das Polyesterharz ein Isophthalpolyester ist.

27. Als Schichtkörper geformte, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 1, wobei die Außenschicht auch mit unregelmäßig gerichteten Glasfasern verstärkt ist.

28. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser, die eine mittlere Nabe aufweisen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt Herstellen eines länglichen, in Längsrichtung konisch zulaufenden Kerns aus relativ kompaktem Kunstharz-Schaumstoffmaterial und mit Abmessungen, deren tatsächliche Dicke bei Näherung an das äußerste Ende der Schaufel abnimmt und die im wesentlichen gleich denen der endgültigen Schaufel sind, und mit einer Dickenabmessung, die im wesentlichen gleich oder etwas größer ist als die Dicke der endgültigen Schaufel, wobei der Schritt der Kernherstellung das Ausbilden von Vertiefungen im Schaumstoffkern beinhaltet, wodurch darin eine Anzahl von abgestuften Bereichen gebildet wird, deren Höhe bezüglich der Kernmitte an entsprechenden Stufen zunimmt; Anbringen eines länglichen Schaftes an den Kern in einer sich von dessen Ende nach außen erstreckenden Anordnung, der dazu ausgestaltet ist, um mit der Nabe des Gebläses gekoppelt zu werden; Aufbringen einer Außenschicht auf den Kern, die eine Anzahl von vorgefertigten, flexiblen Kunstharzschichten enthält, die mit Glasfasern verstärkt sind; Einsetzen des Kerns mit den darüberliegenden, glasfaserverstärkten Kunstharzbögen in eine Form, die eine Vertiefung hat, die mit einer endgültig gewünschten Form der Schaufel übereinstimmt; Anwenden von ausreichender Hitze und Druck auf die sich in der Form befindlichen Verbundschaufel, um den Kunstharz der Bögen auszuhärten, während Druckkräfte auf den Kern auf gebracht werden, um dadurch eine laminare, im wesentlichen monolithische Außenschicht zu bilden, indem die Kunstharzbögen zwischen dem zusammengedrückten Kern und der Form aushärten, wobei eine ausreichende Anzahl von glasfaserverstärkten Kunstharzbögen auf den Kern aufgebracht werden, um den Freiraum zwischen den Außenflächen des Kerns und der Form auszufüllen, während das Harz aushärtet; und Entfernen der Schaufel aus der Form, nachdem das Kunstharzmaterial ausgehärtet ist.

29. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, bei dem die Schritte der Ausbildung einer Form und der Herstellung eines Kerns mit einer Dicke enthalten sind, so daß die Dicke des Kerns durch Aufbringen von Hitze und Druck auf die Schaufel um ein Maß verringert wird, das mit der Dicke der darüberliegenden, laminaren, monolithischen Außenschicht korreliert, wenn die Schaufel mit den darüberliegenden Bögen aus verstärktem Kunstharzmaterial in der Form angeordnet ist.

30. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 29, bei dem die Größe der Formvertiefung und die Dicke des Kerns in der Art korrelieren, daß der Kern um ein Maß zusammengedrückt wird, daß seine Dicke um ein Maß von ungefähr 15% bis ungefähr 40% der Gesamtdicke der Außenschicht an gegenüberliegenden Flächen der endgültigen Schaufel verringert wird.

31. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 29, bei dem die Größe der Formvertiefung und die Dicke des Kerns in der Art korrelieren, daß der Kern um ein Maß zusammengedrückt wird, daß seine Dicke um ein Maß von ungefähr 25% der Gesamtdicke der Außenschicht an gegenüberliegenden Flächen der endgültigen Schaufel verringert wird.

32. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 29, bei dem die Größe der Formvertiefung und die Dicke des Kerns in der Art korrelieren, daß die Dicke des nicht zusammengedrückten Kerns und die Dicke des endgültig zusammengedrückten Kerns die Gleichungen erfüllen

TU = TA-B - 0,75 (tA+tB) [I]

TC = TA-B - (tA + tD) [II]

wobei

TU Dicke des nicht zusammengedrückten Kerns

TC Dicke des endgültig zusammengedrückten Kerns.

33. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, mit den Schritten der Ausbildung von Vertiefungen im Schaumstoffkern, die eine Tiefe haben, so daß die Stufe zur nächsten benachbarten Vertiefung in einer Längsrichtung der Schaufel ungefähr gleich der Dicke eines der Kunstharzbögen ist.

34. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, mit den Schritten der Aufbringung von vorgefertigten, flexiblen Bögen aus Kunstharzmaterial auf den Kern, die Abmessungen haben, so daß zumindest einer der Bögen um die vordere Kante der Schaufel entlang dessen Länge in Längsrichtung gefaltet werden kann.

35. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 34, wobei das Kunstharzmaterial ein chemisch eingedicktes Polyester ist.

36. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 34, wobei das Kunstharzmaterial ein Isophthalpolyester ist.

37. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, wobei die Temperatur zwischen 121ºC und 177ºC (250ºF bis 350ºF) beträgt.

38. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, wobei die Schaufel für eine Zeit von ungefähr 25 bis 60 Minuten dieser Temperatur ausgesetzt wird.

39. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, wobei der auf den Kompositkern und die Kunstharzbögen aufgebrachte Druck zwischen ungefähr 860 kpa und 1550 kpa (125 psi bis 225 psi) beträgt.

40. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 28, mit dem Schritt, auf die Bögen einen äußeren Kunstharzschleier aufzubringen, bevor der Kern mit der darüberliegenden Abdeckung in die Form eingesetzt wird.

41. Verfahren zur Herstellung einer als Schichtkörper geformten, eine Tragfläche bildende Kunstharzschaufel für Kühlturmgebläse mit großem Durchmesser nach Anspruch 40, wobei der Schleier mit einem Material aus querverlaufenden Glasfasern verstärkt wird.