【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及由用于涡轮机(特别是用于飞行器)的三维编织材料制成的叶片领域，并且更具体地，涉及将这种叶片固定在涡轮机上。
技术介绍
1、在涡轮机(特别是飞行器)中，已知一种用于将复合材料叶片(例如，风扇的叶片)固定在一种部件上的系统，该部件安装于发动机的中央结构上或形成该结构的一部分。这些部件是金属的，因为他们必须满足发动机的中央结构的机械和集成限制。
2、在涡轮机的运行(飞行器在飞行中)期间，风扇的叶片主要受到生成振动模式的弯曲应力(由于叶片相对于所遇到的气流的入射角)以及恒定的气动压力应力。这些应力静态地和动态地施加到叶片。在受到冲击(例如，鸟类等异物)的情况下，叶片可能会受到更大的应力。
3、目前，已知两种类型的叶片固定，即：
4、-一方面，如图1a中所例示的通过夹紧的固定，其中，由复合材料制成的叶片1a(部分表示)在横截面上具有倒t形，其中，该t的竖直杆1a1形成叶片的翼型，而该t的水平杆1a2形成所述叶片的根部，并且其中，固定元件1a3穿过所述叶片根部1a2的厚度，以将其固定到布置在下方的水平金属件1a4，
5、-并且，另一方面，如图1b中所例示的切向固定，其中，由复合材料制成的叶片1b(部分表示)在横截面上具有大体上竖直的形状，该叶片的叶片根部1b1被设置在布置在下方的金属件1b2中，更具体地，位于设置在部件1b2的两个平行壁1b21和1b22之间的空间中，这两个平行壁1b21和1b22垂直于该部件的水平基部1b23延伸，并且固定元件1b3水平穿过该两个平行壁1b21和1b
6、尽管这些解决方案中的每一个均令人满意，但是它们仍然存在某些改进点。
7、图1a中的夹紧附接需要通过形成具有90°角的复合件(叶片根部1a2垂直于翼型1a1)来修改叶片在其下部处的几何形状。这导致施加在叶片上的应力发生转变，该应力从施加在翼型的平面内的应力转变为施加在平面外的应力，这可能会限制复合材料技术。然而，这种几何修改和机械固定件远离叶片的翼型的情况使得可以获得更大的二次力矩，并且为由此制成的结构提供更大的弯曲刚度/扭转力。
8、图1b的切向附接不需要对叶片进行这种几何修改，并且可以承受由于在固定元件1b3的孔水平处发生的剪切现象而产生的弯曲力。然而，这种结构在图1a和图1b的两个结构之间提供了最低的二次力矩，这使得：具有图1b的切线附接的结构相对于叶片的翼型所经受的弯曲模式比具有图1b中的通过夹紧附接的结构的刚性和阻力小得多。
9、因此，本公开旨在通过提出合适的叶片预成型件、叶片及叶片固定系统来至少部分克服这些问题。
技术实现思路
1、为此，本公开涉及一种用于固定涡轮机叶片的系统，其特征在于，该系统包括：
2、-用于涡轮机的叶片，所述叶片由复合材料整体制成，所述复合材料来自由通过三维编织获得的编织复合材料制成的叶片预成型件，所述叶片预成型件已在模具中成形并且嵌入在基体中，所述叶片预成型件具有在所述第一方向y上伸长并且在两个其他垂直方向上延伸的总体形状，所述第一方向y表示所述叶片的高度方向，所述两个其他垂直方向包括第二轴向方向z和第三横向方向x，第二轴向方向z表示所述叶片的弦方向，第三横向方向x表示所述叶片的厚度方向，所述叶片预成型件包括：在所述第一方向y上对准的下部区域z1以及上部区域z2，所述下部区域能够形成叶片根部，所述上部区域能够形成包括叶片尖端的叶片翼型。所述下部区域z1被编织和成形，以包括两个蒙皮，该两个蒙皮在所述横向方向x上彼此间隔开，从而在所述两个蒙皮之间提供自由空间，所述自由空间在所述编织材料中形成非互连体，每个蒙皮能够形成所述叶片根部的一部分，
3、-所述叶片在所述叶片根部的水平处包括所述叶片根部的两个部分，所述两个部分在所述横向方向x上彼此间隔开，以在它们之间提供腔体c，所述腔体在所述叶片的高度方向y上从腔体底部c1向下延伸到位于外侧上的腔体开口c2，所述腔体开口位于所述叶片根部的下端的水平处，
4、-所述叶片的至少一个附接元件，所述至少一个附接元件在所述腔体内部部分地接合，所述至少一个附接元件的接合部具有在由所述两个方向x和y限定的平面上截取的形状，所述形状朝向所述腔体的底部延伸，同时在所述横向方向x上扩口，与所述至少另一个附接元件的所述扩口形状接触的所述叶片根部的所述两个间隔开的部分具有相应的扩口形状。
5、所述叶片预成型件的配置使得：可以给予用于形成所述叶片根部的区域一种几何形状，该几何形状可以从传统的叶片预成型体形状中简单地获得。这种几何形状适用于叶片固定，在操作中，如此固定的叶片所受的应力保持在所述预成型件的编织平面内，并且不会像上述图1a那样横向施加于该平面上。
6、此外，在将所述叶片固定之后和其使用过程中，使所述两个蒙皮横向间隔开，将允许生成比用于上述图1b的结构更高的二次力矩。
7、所述至少一个附接元件的具有扩口形状(或具有短柱)的配置使得：可以通过确保其有效固定/附接来控制所述叶片的几何形状的变化(所述叶片根部具有两个横向间隔开的部分的配置)。与图1b的结构相比，所述叶片根部的彼此横向间隔开的两个部分(这两个部分来自所述预成型件的彼此横向间隔开的两个蒙皮)可以增加该复合结构的二次力矩。
8、根据其他可能的特征：
9、-所述叶片根部的所述两个间隔开的部分中的每一个包括与所述至少一个附接元件的外面接触的内面，根据在由方向x和y限定的平面中的截面图，所述叶片根部的每个部分的所述内面在与所述至少一个附接元件的所述外面的最扩口部分接触的区域中具有相对于所述方向y包括在5°和35°之间的倾斜度；
10、-所述至少一个附接元件在所述轴向方向z上沿所述叶片根部的腔体的至少一部分延伸；
11、-所述至少一个附接元件沿所述叶片根部的腔体的一部分延伸，并且包括在所述轴向方向z上彼此间隔开的数个附接元件；
12、-所述叶片根部的所述腔体在所述叶片的两个相对端部处闭合，该两个相对端部分别限定在所述轴向方向z上彼此远离的所述叶片的前缘和后缘；
13、-所述叶片根部的所述腔体在所述叶片的两个相对端部之一处开口，该两个相对端部分别限定在所述轴向方向z上彼此远离的所述叶片的前缘和后缘；
14、-所述叶片固定系统包括横向固定元件，所述横向固定元件横向穿过所述至少一个附接元件和所述叶片根部的两个间隔开的部分；
15、-在所述叶片预成型件中，所述两个蒙皮中的每一个沿所述第一方向y在所述叶片预成型件的部分高度上延伸；
16、-所述叶片预成型件在包括所述上部区域的、所述预成型件的延伸超过两个蒙皮的部分中具有整体三维编织；
17、-所述叶片预成型件的两个蒙皮中的每一个沿所述轴向方向z在所述叶片预成型体的整个长度上延伸；
18、-所述叶片预成型件的两个蒙皮中的每一个沿所述轴向方向z在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于固定涡轮机叶片的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述两个间隔开的部分(54、56)中的每一个包括与所述至少一个附接元件(60)的外面(60a、60b)接触的内面(54a、56a)，根据在由所述方向X和Y限定的平面中的截面图，所述叶片根部的每个部分的所述内面在与所述至少一个附接元件的所述外面的最扩口部分接触的区域中具有相对于所述方向Y包括在5°和35°之间的倾斜度。
3.根据权利要求1或2所述的叶片固定系统，其特征在于，所述至少一个附接元件(60)在所述轴向方向Z上沿所述叶片根部的所述腔体(C)的至少一部分延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述至少一个附接元件(60)沿所述叶片根部的所述腔体的一部分延伸，并且包括在所述轴向方向Z上彼此间隔开的数个附接元件(70、72)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述腔体(C)在所述叶片的两个相对端部处闭合，所述两个相对端部分别限定在所述轴
6.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述腔体在所述叶片的所述两个相对端部之一处开口，所述两个相对端部分别限定在所述轴向方向Z上彼此远离的所述叶片的前缘BA和后缘BF。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片固定系统包括横向固定元件(62、64；74、76)，所述横向固定元件横向穿过所述至少一个附接元件(60；70、72)以及所述叶片根部的所述两个间隔开的部分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，在所述叶片预成型件(30)中，所述两个蒙皮(34、36)中的每一个沿所述第一方向Y在所述叶片预成型件的部分高度上延伸。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)在包括所述上部区域的、所述预成型件的延伸超过两个蒙皮(34、36)的部分中具有整体三维编织。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)的所述两个蒙皮(34、36)中的每一个沿所述轴向方向Z在所述叶片预成型件的整个长度上延伸。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)的所述两个蒙皮(34、36)中的每一个沿所述轴向方向Z在所述叶片预成型件的部分长度上延伸。
12.根据权利要求11所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)的所述部分长度位于所述叶片预成型件的所述两个相对端部之间，所述两个相对端部分别能够形成所述叶片的前缘和后缘。
13.根据权利要求11所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)的所述部分长度延伸至所述叶片预成型件的所述两个相对端部之一，所述两个相对端部分别能够形成所述叶片的前缘和后缘。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片预成型件(30)还包括由三维编织材料制成的整体互补区域，特别地，所述整体互补区域抵靠所述叶片预成型件的所述两个蒙皮(34、36)之一延伸，以便在所述横向方向X上形成外部额外厚度，所述整体互补区域与所述叶片预成型件的所述三维编织材料形成非互连体，所述非互连体在所述上部区域中延伸到所述上部区域的上端。
15.一种涡轮机，该涡轮机包括根据权利要求1至14中任一项所述的叶片固定系统。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于固定涡轮机叶片的系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述两个间隔开的部分(54、56)中的每一个包括与所述至少一个附接元件(60)的外面(60a、60b)接触的内面(54a、56a)，根据在由所述方向x和y限定的平面中的截面图，所述叶片根部的每个部分的所述内面在与所述至少一个附接元件的所述外面的最扩口部分接触的区域中具有相对于所述方向y包括在5°和35°之间的倾斜度。
3.根据权利要求1或2所述的叶片固定系统，其特征在于，所述至少一个附接元件(60)在所述轴向方向z上沿所述叶片根部的所述腔体(c)的至少一部分延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述至少一个附接元件(60)沿所述叶片根部的所述腔体的一部分延伸，并且包括在所述轴向方向z上彼此间隔开的数个附接元件(70、72)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述腔体(c)在所述叶片的两个相对端部处闭合，所述两个相对端部分别限定在所述轴向方向z上彼此远离的所述叶片的前缘ba和后缘bf。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片根部的所述腔体在所述叶片的所述两个相对端部之一处开口，所述两个相对端部分别限定在所述轴向方向z上彼此远离的所述叶片的前缘ba和后缘bf。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于，所述叶片固定系统包括横向固定元件(62、64；74、76)，所述横向固定元件横向穿过所述至少一个附接元件(60；70、72)以及所述叶片根部的所述两个间隔开的部分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的叶片固定系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安·保罗·施奈德·戴·格罗斯，西莉亚·伊格莱西亚斯·卡诺，卢卡斯·安托尼·克里斯托夫·洛维克，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：
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