[发明专利]制造风扇叶片的方法

说明书

本发明涉及制造玻璃纤维风扇叶片的方法，更具体地说，是涉及使用玻璃纤维预型件制造空心单件风扇叶片的方法。    

有很多制造风扇叶片的技术，所用的方法依赖于制成的叶片是空心的还是实心的，是单件的还是由多件固定在一起的。所用的方法也依赖于所需的翼面形状，简单的形状适于压制，较复杂的形状则要求模制或敷层工艺。本发明涉及外形较复杂的空心、单件玻璃纤维风扇叶片的结构，它采用了树脂转移或喷射模制法。在操作期间，不需要内翼梁或充填物来提供附加的弯曲强度，与具有嵌入模内的翼梁的叶片相比较，它的空心的轻的结构能提供一种运转更安全的叶片。

在过去，这样的空心的风扇叶片被制成两件。第一件包括翼型，而第二件包括用于将翼面连接到转轴或轮毂上的叶柄。在一些例子中(U.S.4,345,877，R.C.Monroe)，翼面和叶柄由不同的材料制造，在另外的例子中(U.S.4,720,244，Kloppel et al)，其部件由玻璃纤维制造，然后被粘结或铆接在一起。

后来，所有的玻璃纤维叶片是绕一个在模子中的柔性袋缠绕多层玻璃纤维布层，再向袋内充气，然后将树脂压入模子，以致浸透玻璃纤维布而制成的。然后，使风扇叶片固化，并将柔性袋取出。为了使树脂更均匀地分布(以避免出现树脂加厚或浓稠部分，这可能导致破裂)，并避免玻璃纤维出现褶皱，在柔性袋中装有“摊铺器”或硬模，它们在该处扩张以进一步支承玻璃纤维布。在模制期间，摊铺器用于玻璃纤维叶柄或连接端中，以及翼面端中。在叶片和叶柄组装之前，先插入，再取下摊铺器是很费力的，并限制了风扇叶片颈部的最小尺寸和形状。虽然摊铺器大大提高了产品质量，但是因为必须将其从部件内取出，所以需要将叶片制成两件。

制造空心的单件风扇叶片的典型方法涉及在加压的柔性袋中采用粗制的纸板模型。这就必然导致风扇叶片的不均匀的壁厚。另外，因为当树脂经颈部注入时，模子中的玻璃纤维布会移动，所以，用纸板模型制造出的风扇叶片的玻璃纤维层上有许多褶皱，并有裂开的树脂浓稠区域。在大多数普通例子中，在注入树脂之前，纸板不能精确地固定玻璃纤维层并使其定位。

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种制造空心的单件风扇叶片的方法，它与以前制造这种风扇叶片的方法相比，更省力，制出的叶片更结实，看上去更美观，所以次品率也较低。本发明的另一个目的是提供一种方法，它尤其能减少树脂浓稠区域的出现，同时也对玻璃纤维布提供支承和精确的布置和固位，以致当将树脂压入模子时，能减少其出现褶皱和移动。通过下面进一步的描述，对本发明的上述和其他目的将会更清楚。

本发明提供了一种制造空心风扇叶片的方法，它包括下述步骤：在模子的下部铺设玻璃纤维布或其他种类的纤维，在模子中的玻璃纤维布上放置一个柔性袋，在该柔性袋顶部没置一个玻璃纤维预型件，用另外的玻璃纤维布复盖预型件，将模子闭合，将柔性袋充气，将树脂注入模子使之处于柔性袋周围，并浸透玻璃纤维布和玻璃纤维预型件，由此，在该组合体的模制和固化期间，将二者粘结在一起形成一个单一元件。

图1是一个已制成的风扇叶片的部分剖视图；

图2是玻璃纤维预型件的视图；

图3是沿图2中3-3线的剖视图；

图4是沿图2中4-4线的剖视图；

图5是沿图2中5-5线的剖视图；

图6是铺设操作图；

图7是封闭了预型件和柔性袋的模子的视图；

图8是固化作业期间模子的视图；

首先参照图1，其中示出了空心的风扇叶片10，它具有一颈部12和一个翼面部分14。颈部12有一个凸缘16，用于与一个转轴或轮毂(未显示)相连。翼面部分14的形状根据工作条件的需要而定，但在任何情况下，其中空结构都是由多层玻璃纤维构成的。不需要有金属内翼梁来提供安全运转所需的足够强度。

图2示出了用于风扇叶片10结构中的预型件18，事实上，预型件18最后要成为风扇叶片10的一部分。预型件18的曲率可根据需要变化，其典型的曲率示于图3，图4和图5中。正如可以想到的那样，预型件18是仅用于支承模子中玻璃纤维布的上层，直至它们被浸透树脂和固化。玻璃纤维布的下层将由模子的下半部支承。所以，风扇叶片10的整个形状不需要由预型件18支承，而仅是其上半部需要支承。