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Metall-Luftschraubenblatt Die Erfindung bezieht sich auf einen Propellerflügel
und bezweckt insbesondere bei solchen Flügeln, die in ihrem Aufbau nicht aus vollem
Material bestehen, d. h. nicht aus dem vollen Material herausgearbeitet sind, eine
bestimmte, vorher festgelegte Schwerpunktslage zu erreichen. Vielfach ist es wünschenswert,
ja sogar erforderlich, bei Luftschraubenflügeln sowohl in b.ezug auf den Druckmittelpunkt
der angreifendenLuftkräfte, als auch zugleich in bezug auf die Längsachse des Flügels,
besonders wenn die Flügel drehbar angeordnet sind, z. B. bei Verstellschrauben oder
Rotoren, dem Schwerpunkt eine ganz bestimmte Lage zu geben, damit ein Flattern der
Flügel oder andere nachteilige Erscheinungen mit Sicherheit vermieden werden.
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Für die Verlagerung oder Verschiebung des Flügelschwerpunktes in Richtung
quer zur Flügellängsachse, d. h. in tangentialer Richtung, sind schon viele Vorschläge
bekannt. So wurden schon die Holme oder Träger solcher Flügel aus vollem Material
hergestellt und nahe der Eintrittskante des Propellerflügels angeordnet.
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Auch hat man schon Stahlgewichte an Längsträgern aus Leichtmetall
angeschraubt, damit der Schwerpunkt möglichst weit an die Eintrittskante verlegt
wird.
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Weiterhin hat man, was ebenfalls einer Verschiebung des Schwerpunktes
der einzelnen Flügelquerschnitte nach der Eintrittskante gleichkommt, Flügel aus
verschiedenen Werkstoffen so hergestellt, daß die Teile der Flügel in der Nähe der
Eintrittskante aus Werkstoff mit hohem spezifischem Gewicht, die hintenliegenden
Teile aber aus Werkstoff mit geringerem spezifischem Gewicht bestanden.
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Alle bisher bekanntenVorschläge und Ausführungen befriedigten jedoch
nicht vollkommen. Insbesondere war es bisher unmöglich, zu verhindern, daß die zur
Schwerpunktsverlagerung dienenden Teile oder Gewichte zur Fliehkraftübertragung
herangezogen wurden. Übertragen nämlich diese Gewichte, z. B. Stahlgewichte, die
an Leichtmetall befestigt sind, selbst Kräfte derart, daß sie Zugbeanspruchungen
unterworfen sind, dann tritt der Fall ein, daß infolge des weit größeren Elastizitätsmoduls
des Werkstoffes des Zusatzgewichtes ein großer Teil der Flieh- und anderen Kräfte
des gesamten Blattes über die Gewichte geleitet wird. Es ist einleuchtend, daß insbesondere
die Befestigungsmittel für die Gewichte solchen Beanspruchungen nicht mehr gewachsen
sind.
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Hier. setzt die Erfindung ein und schafft Abhilfe, indem die Gewichte,
z. B. auf Rippen abgestützt, derart angeordnet werden, daß die Gewichte nahezu frei
von der Übertragung anderer Kräfte als z. B. der eigenen Zentrifugalkräfte sind
und daß von den Gewichten die eigenen Zentrifugalkräfte nur als reine Druckkräfte
-,weitergeleitet werden, und zwar auf Rippenteile, die in der Nähe der Eintrittskante
massiv, gegen die Austrittskante dagegen hohl ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht,
daß eine einwandfreie Befestigung der Gewichte erfolgen kann, da die Befestigungsmittel
nur ganz geringen Beanspruchungen unterworfen werden. Außerdem können die Gewichte,
zumal wenn die Rippen, auf denen die Gewichte abgestützt werden, in den hintenliegenden
Teilen hohl ausgebildet sind, verhältnismäßig leicht ausgeführt werden. Auch ist
nunmehr die Verwendung von Sinterwerkstoffen möglich, da praktisch lediglich Druckbeanspruchungen
auf die Gewichte ausgeübt werden. Sinterwerkstoffehohen spezifischen Gewichtes wiederum
bedürfen nur eines Bruchteils des Raumes anderer Gewichte, so daß nunmehr aber auch
sehr dünne Profile mit wesentlich geringerem Profilwiderstand und höheren Auftriebswerten
verwendet werden können, was bisher schon wegen der aufwendigen Befestigungsmittel
nicht möglich war. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird also auch ein besserer
Wirkungsgrad erzielt.
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Im einzelnen ist die Erfindung in der Zeichnung näher erläutert.
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Fig. I stellt einen Propellerflügel in der Draufsicht dar; Fig. I1
ist eine Ansicht entsprechend der Linie II-II der Fig. I in vergrößertem Maßstabe;
Fig. III zeigt schematisch die Anordnung der Gewichte in teilweiser Draufsicht entsprechend
der Fig. I ; Fig. IV gibt eine Rippe von oben gesehen wieder; Fig. V ist ein Tangentialschnitt
durch einen Teil der Eintrittskante; Fig. VI ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt
an der Eintrittskante.
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Wie aus Fig. I ersichtlich, besteht das Schraubenblatt aus einem am
Fuß in einem Gelenk endenden Träger 10, aus der profilbildenden Außenhaut
20 und den Rippen 30. Die Schwerlinie des Blattes ist mit S-S bezeichnet
und fällt hier mit der Mittellinie des Blattgelenkes
am Fuß zusammen,
wohingegen die Mittellinie des Trägers 10 in der Drehrichtung des Blattes eine Vorneigung
aufweist und nach der Linie S-10"' verläuft.
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In der Nähe der Eintrittskante sind Gewichte 40 zwischen den Rippen
30 angeordnet, die dafür Sorge tragen, daß die Schwerpunkte der einzelnen Abschnitte
in die Linie S-S gelangen, und zwar unabhängig davon, wie die äußere Form des Blattes
oder der anderweitige Aufbau des Blattes gestaltet ist.
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Die Gewichte 40 sind nun so angeordnet, daß die Fliehkraft der Gewichte
als Druckkräfte auf die inneren Wände der äußeren Rippen geleitet werden, so daß
die Aufnahme von Zugbeanspruchungen durch den Werkstoff der Gewichte ausgeschlossen
wird. Dabei können die Rippen 30, von denen eine in Fig. II vergrößert dargestellt
ist, an der Eintrittskante aus vollem Material bestehen, während das hintere Ende
als hohler Kastenträger ausgebildet ist, der jedoch nicht bis zur Austrittskante
des Profils reicht.
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Im vorderen Teil der Rippe sind die Gurtholme 10' und 10" z. B. durch
Schweißung an den Gurtseiten befestigt, während die Außenhaut 20 um die Rippe herum
angebracht ist. Es genügt dabei die Außenhaut lediglich an den Rippen mittels Punktschweißung
zu befestigen, so daß der Träger 10', 10", der aus hochwertigem Werkstoff besteht,
nach der Verbindung mit den Rippen einer Vergütung unterzogen werden kann, die durch
die Befestigung der Außenhaut, da diese nur an den Rippen zu erfolgen braucht, nicht
in Mitleiden-Schaft gezogen wird.
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Wie Fig. III schematisch zeigt, sind die Gewichte 40, 41, 42 lediglich
an den äußeren Rippen befestigt, d. h. fest verbunden, dagegen beweglich an den
äußeren Wänden 32 der inneren Rippen 30 abgestützt. Dabei sind Führungen 50 vorgesehen,
die eine einwandfreie Beweglichkeit sichern.
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In Fig. IV ist eine besondere Art von Rippen dargestellt, deren vorderer
Teil im Gebiet 33 voll, der rückwärtige Teil 34 dagegen als hohler Kastenträger
ausgebildet ist und deren Breite nach der Austrittskante zu abnimmt. Es ist einleuchtend,
daß eine derartige Rippe besonders dazu geeignet ist, den Schwerpunkt nach der Eintrittskante
zu zu verlagern, und zwar in mehrfacher Hinsicht, einmal wegen der massiv ausgeführten
Nasenspitze und zum anderen wegen der Verjüngung nach hinten.
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Fig. V erläutert in einem teilweisen Tangentialschnitt einer Rippennase,
wie die Holmgurte 10', 10" durch Schweißung 15 mit der vollen Rippennase an den
Gurtseiten verbunden sind und wie beispielsweise eine Führungsleiste 53 geeignet
ist; ein Ausgleichsgewicht, das aus den beiden Teilen 45 und 46 besteht und mittels
einer Schraub- oder anderweitigen Verbindung 47 zusammengehalten wird, gegen tangentiale
Verschiebung gesichert, aufzunehmen. Die Leiste 53 selbst dient noch dazu, die beiden
Außenhauthälften 20' und 20" mittels einer Schweißnaht 55 fest zu verbinden.
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Schließlich ist in der schematischen Draufsicht (Fig. VI) auf einen
Teil einer vorderen Flügelpartie, bei dem die obere Außenhaut weggelassen ist, noch
zu ersehen, daß die Gewichte 40, die an der Rippe 30 fest verbunden sind, an der
inneren Seite, wo sie beweglich abgestützt sind, mittels einer Federkraft 60 noch
unter Vorbelastung gehalten werden können.
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Allgemein ist unter der beweglichen Abstützung der Gewichte das gemeint,
daß die Gewichte die Längenänderungen nicht mitmachen müssen, welche notwendigerweise
auftreten, wenn Fliehkräfte von dem Träger 10 und der Außenhaut 20 zwischen den
Rippen 30 nach dem Flügelfuß übertragen werden.
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Diese Längenänderungen sind zwar sehr gering, wären aber die Gewichte
an beiden Rippen jeweils starr befestigt, dann müßten selbst diese Längenänderungen
von den Gewichten ebenfalls mitgemacht werden und die Gewichte würden dabei Beanspruchungen
unterworfen, welche die Befestigungsmittel, auch in Form von Lötung, nicht aushalten
können, wenn z. B. die Streckgrenze des verwendeten Lotes niedriger liegt als die
Streckgrenze des für die Außenhaut oder den Träger 10 verwendeten Werkstoffes. So
genügt es, wenn z. B. die Gewichte in Form von Lötzinn od. dgl. nachträglich eingebracht
worden sind, daß diese Gewichte nur an der inneren Wand der äußeren Rippe durch
Lötung verbunden sind. Denn die übrigen Verbindungsstellen, z. B. an den Führungen
oder an dem Gewichtsmantel, würden bei Fliehkraftbeanspruchungen den Beanspruchungen
nicht gewachsen sein, da an diesen Stellen die Streckgrenze des die Verbindung bewerkstelligenden
Lotes überschritten wird.