DE1071491B

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Publication number: DE1071491B
Application number: DENDAT1071491D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-17

Description

DQQ

Zur Verhütung von Ermüdungsschäden hat man bei Schraubenblättern schon versucht, in schwingungsdämpfendes Material Zugorgane einzubetten. So wurden schon Zugorgane runden Querschnittes in Leichtmetall eingebettet und mit zusätzlichen dämpfenden Zwischenlagen versehen. Auch tafelförmige Zugorgane aus Metall hat man schon in Vorschlag gebracht und mit nichtmetallischen Schichten umgeben, wobei diese Schichten aufgeschraubt oder aufgenietet werden konnten.

Nichtmetallische Schichten, die mit Metallblecheinlagen wechselten und miteinander z. B. durch Klebung verbunden werden sollten, sind ebenfalls schon versucht worden. Hierbei waren die Blecheinlagen zur besseren Verleimung durchlöchert.

Die meisten Bemühungen, schwingungsfeste Flügelblätter zu erhalten, befriedigten jedoch nicht voll.

Die Erfindung schlägt nun einen Weg vor, der besonders geeignet ist, insbesondere Luftschraubenblätter schwingungsfest auszubilden und herzustellen.

Erfindungsgemäß wird ein Zugorgan verwendet, welches mit den schwingungsdämpfenden Einrichtungen 'aus einem Stück besteht. Diese schwingungsdämpfenden Einrichtungen sind Erhöhungen, die so angeordnet sind, daß Knotenpunkte für die Schwingungen nicht mehr beliebig auftreten können, sondern in vorherbestimmten Grenzen festgelegt sind. Verlaufen die Erhöhungen in Form von Rippen in einer bestimmten Richtung, z. B. senkrecht zu den Knotenlinien, so ist die schwingungsdämpfende Wirkung besonders stark.

Da nun bei Schraubenflügeln Schwingungen in verschiedenen Richtungen auftreten, hat es sich gezeigt, daß gebogenen rippenförmigen Erhöhungen besonders günstige schwingungsdämpfende Wirkungen zuzuschreiben sind und die Bogenform daher besonders geeignet ist.

Nun sind bei Zugorganen Querschnittsänderungen, besonders plötzlicher Art, unerwünscht. Es ist daher von besonderem Vorteil, wenn die Erhöhungen aus dem Material des Zugorgans herausgearbeitet sind, so daß in gleichem Maße, wie die Erhöhungen eine Querschnittsvermehrung bringen, durch eine Art Durchbrechung eine Querschnittsverminderung auftritt, so daß im Endergebnis der, Querschnitt des Zugorgans gleichbleibt. Diese Durchbrechungen können auch zur Vermeidung von unerwünschten Hohlräumen z. B. mit einem Werkstoff geringerer Dichte wieder verschlossen werden.

Da die Erhöhungen von einem Mindestwert auf einen Höchstwert ansteigen, können auch die Durchbrüche entsprechend veränderlich sein, d. h. von einem Kleinstwert zu einem Größtwert anwachsen.

Schraubenflügel

30

Anmelder:

Deutsche Propellerbau Gesellschaft, Haw & Co., Berlin-Charlottenburg 2, Ernst-Reuter-Haus

Jakob Haw f, Berlin, ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung ist an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. I zeigt ein Schraubenblatt, bei dem die Verdrehung infolge der Steigung der Einfachheit halber nicht besonders dargestellt ist und welches einen Fuß 20 aufweist, in dem das Zugorgan 30 mit dem profilbildenden Füllmaterial 40, 41 zusammenläuft, um in üblicher Weise in einer Nabe gelagert zu werden.

Das Zugorgan besitzt. Durchbrüche 31, an deren Rändern Erhöhungen 32 vorhanden sind, die die schwingungsdämpfenden Mittel darstellen. In

Fig. II ist eine derartige Unterbrechung 31 in der Draufsicht vergrößert dargestellt, während

Fig. III einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. II wiedergibt.

Das Zugorgan 30 kann in der Füllmasse 40, 41 eingebettet sein, wobei sich das profilgebende Füllmaterial an den Erhöhungen 32 und den Durchbrechungen 31 so abstützen kann, daß die Fliehkräfte der Füllmasse an diesen Stellen auf das Zugorgan übergeleitet werden. Die profilgestaltende Füllmasse braucht nicht metallisch zu sein und kann auch zusätzlich mit dem Zugorgan durch Klebung od. dgl. verbunden sein. Außer an den Erhöhungen 32 kann das profilgebende Material auch an den Ein- und Austrittskanten, wie z. B. aus Fig. I an der Stelle 33 ersichtlich, abgestützt und so verbunden sein, daß ein Teil. seiner Fliehkräfte auf das Zugorgan 30 abgegeben werden kann. Für Bearbeitungszwecke besitzt der Flügelfuß 20 und das Zugorgan 30 jeweils einen Vorsprung 24, 34, die als Zentrierung dienen können. Diese Zentrierungen dienen auch gleichzeitig zur Lagerung beim Auswuchten.

Die Durchbrechungen 31 mit den Rippen 32 liegen bei einer bevorzugten Ausführungsform so auf einem durch die Drehachse der, Luftschraubenwelle gehenden Strahl, daß sie symmetrisch zu diesem Strahl r-r angeordnet sind.

909S89/63

Claims

Fig. IV zeigt einen Schnitt durch ein Schraubenblatteil entlang einem Radialstrahl, und zwar mit einem Zugorgan, das doppelt angeordnet ist, d. h. aus zwei Teilen besteht und zu beiden Seiten einer Zwischenlage 42 so angeordnet sein kann, daß das Zugorgan. 30' mit den Rippen 32' nur an einer Seite, nämlich gegen die Füllmasse 40, versehen ist, während die Rippen 32" an dem Zugorgan 30" nur in die profilgebende Füllmasse 41 hineinragen. Wird das Schraubenblatt noch mit einem galvani- *° sehen Überzug 50 versehen, sind die Rippen 32 besonders gute Stützen für diesen Überzug. Auch kann das profilbildende Material lediglich aus einer Außenhaut bestehen, so daß die mit den schwingungsdämpfenden Mitteln \rersehenen Zug- *5 anker dann nur in der Außenhaut eingebettet sind, wobei die Außenhaut dann Fliehkräfte über die Erhöhungen sowie über die Verbundstellen an den Ein- und Austrittskanten auf die eingebetteten Zugorgane übertragen kann. ao In der Nähe des Flügelfußes sind die mit dem Zugorgan aus einem Stück bestehenden schwingungsdämpfenden Einrichtungen an den Außenkanten des Zugorgans so angeordnet, daß allmählich eine I-Form entsteht, dessen Schenkel sich mit abnehmendem Abstand von der Drehachse verbreitern, während sich gleichzeitig der Steg des !-Querschnittes mit abnehmendem Abstand von der Drehachse in seiner Höhe verringert. Schenkel und Steg des !-Querschnittes werden dabei in ihrer Stärke mit abnehmendem Drehachsenabstand immer dicker. Die Fig. V, VI und VII zeigen einen Schnitt durch das Schraubenblatt entsprechend den Linien V-V, VI-VI und VII-VII der Fig. I. An Stelle eines !-Querschnittes des Zugankers kann auch ein Z-Querschnitt angewendet werden, wenn sich hierdurch eine besonders einfache Herstellung des Zugorgans, z. B. aus entsprechend umgebogenem Blech, ergibt. ^in Ί C-Querscnnitt ist aber dann besonders vorteilhaft, wenn der Zuganker aus zwei Teilen (konischen Blechen) hergestellt ist. Die schwingungsdämpfenden Mittel können auch dadurch erzeugt werden, daß das Zugorgan an radial verlaufenden Schlitzen in gleicher oder entgegen- *5 gesetzter Richtung ausgebeult wird, wie dies in den Fig. VIII, IX, X und XI dargestellt ist. Dabei zeigt Fig. VIII eine der Fig. I entsprechende weitere Ausbildung eines Schraubenblattes mit kugelkalottenförmigen, mit dem Zuganker aus einem Stück bestehenden schwingungsdämpfenden Rippen 310,320, die über das ganze Schraubenblatt verteilt angeordnet sind. Fig. IX ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstabe entsprechend der Linie IX-IX der Fig. VIII. Der Zuganker 300 ist an den Rippen 310, 320 durch Lötung oder Schweißen mit der profilbildenden Haut 600, 601 und an den Ein- und Austrittskanten verbunden. Fig. X zeigt einen der Fig. IX entsprechenden Schnitt, jedoch mit einem aus zwei Blechen 300, 300' bestehenden Zuganker. Aus Fig. XI ist ersichtlich, daß der Zuganker 300 nicht in der Profilmitte angeordnet sein muß, sondern verschiedenen Abstand von der Außenhaut 600, 601 haben kann. Der sich von der Nabe bis zur Flügelspitze verjüngende Zuganker 300 kann auch in seinem Querschnitt verschiedene Wandstärken aufweisen, z. B. an der Eintrittskante dicker als an der Austrittskante sein. Der Raum zwischen Zuganker und Außenhaut kann durch eine leichte Füllmasse 500 ausgeschäumt sein, derart, daß diese Füllmasse noch mit dem Zuganker und der Außenhaut durch Haftung verbunden ist. Die halbkugelkalotten- oder kegelstumpfförmigen Rippen werden in den Zuganker eingepreßt, wobei das Einpressen durch Werkzeuge erfolgen kann, die von einer Vorrichtung umgeben sind, welche einen Wirbelstrom erzeugt, damit die Preßstelle des Zugankers auf eine für das Eindrücken günstige Temperatur erwärmt werden kann. Das erfindungsgemäße Schraubenblatt ist infolge seiner Bauart geeignet, auch für dünnste Profile jeder Breite mit äußerst glatter Oberfläche, besonders für Überschallgeschwindigkeiten, verwendet zu werden. In ausgeschäumtem Zustande ist es auch für größte Flughöhen verwendbar und zeichnet sich besonders in Verbindung mit einer Ausschäumung im Inneren durch seine Geräuscharmut aus. Die besondere Art seiner Zusammensetzung und Herstellung macht das Schraubenblatt unempfindlich gegen äußere Einwirkungen, insbesondere aber gegen Beschuß. Die Zuganker, z. B. aus konischem Stahlblech, dessen Festigkeit gleich oder größer als die der Außenhaut sein kann, sind gegen einen Beschuß kaum empfindlich, da selbst eine Durchlöcherung dem Schraubenblatt nichts anhaben kann und dessen Betriebssicherkeit kaum beeinträchtigt. Dadurch, daß der Zuganker mit seiner hohen Kante in der Drehebene angeordnet ist und an den Ein- und Austrittskanten mit der Außenhaut verbunden ist, eignet sich ein derartiges Schraubenblatt besonders gut, etwaige Hindernisse, wie etwa Ballonsperren u. dgl., zu durchschneiden, ohne dabei in Mitleidenschaft gezogen zu werden. Eine besondere Verstärkung der Eintrittskanten oder eine Verstärkung der Außenhaut an der Eintrittskante ist bei dieser Bauart nicht erforderlich. Zudem kann die Eintrittskante messerscharf ausgebildet werden, was besonders bei Uberschallbereich von Wichtigkeit ist. Patentansprüche:

1. Schraubenflügel, dessen Zentrifugalkräfte von einem Zugorgan aufgenommen werden, das in einer profilbildenden Füllmasse eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan mit schwingungsdämpfenden Mitteln (32, 310, 320) versehen ist, die mit dem Zugorgan (30, 30', 30", 300, 300') aus einem Stück bestehen und über den der Druck- und Saugseite des Schraubenprofils zugewendeten Seiten des Zugorgans derart verteilt sind, daß sich überschneidende Schwingungsknoten entstehen.

2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfenden Mittel aus Erhöhungen bestehen, die aus dem Werkstoff des Zugorgans, vorzugsweise aus Durchbrüchen durch das Zugorgan, gebildet sind.

3. Flügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (31) im Zugorgan (30, 300) sich der zunehmenden Erhöhung der Rippen (32, 310, 320) entsprechend verbreitern.

4. Flügel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (32, 310, 320) konisch verlaufen und als Abstützung der das Zugorgan einhüllenden profilgebenden Teile (40, 41, 50, 500, 600, 601) ausgebildet sind.

5. Flügel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des Zugorgans angeordneten profilbildenden Teile (40, 41, 500) an den Durchbrüchen der schwingungsdämpfenden Mittel (32, 310, 320) miteinander verbunden sind. S

6. Flügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die profilbildenden Teile (40, 41, 50, 500, 600, 601) außer an den Durchbrüchen (31) auch noch über die äußeren Umrißkanten des Zugorgans miteinander verbunden sind.

7. Flügel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (32, 310, 320)

annähernd querschnittsgleich den Durchbrüchen (31) sind.

8. Flügel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen kugelkalottenoder kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

9. Flügel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen in der Flügelfußgegend an den Ein- und Austrittskanten des Zugorgans angeordnet sind.

10. Flügel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan Z- oder I-förmigen Querschnitt besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen