DE529397C - Zweifluegelige Metalluftschraube - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AH 13. JULI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 529397 KLASSE 62 c GRUPPE

Sylvanus Albert Reed in New York, V. St A.

Zweiflügelige Metalluftschraube Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Dezember 1924 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine zweiflügelige Metalluftschraube. Bei früheren Ausführungsformen der Reed-Schraube war auf die Austauschbarkeit mit den gewöhnliehen Holzschrauben unter Benutzung der üblichen Stahlnabe Wert gelegt worden. Verzichtet man auf diese Auswechselbarkeit, so läßt sich eine neue Anordnung schaffen, bei der eine Schraube von besserer Wirkung und Widerstandsfähigkeit bei geringerem Gewicht erzielt wird.

Bei den erwähnten früheren Ausführungsformen der Reed-Schraube hat man, um die Schraube mittels solcher normaler Stahlnaben einbauen zu können, an ihr einen mittleren verstärkten Teil angeordnet, in den ein mittleres Loch von erheblicher Größe zum Aufstecken auf das Ende der Treibwelle angeordnet werden konnte, und der ferner kleinere Löcher für die Nabenschrauben aufnahm.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird das Anbringen einer mittleren Bohrung für das Wellenende in der Schraube vermieden, desgleichen werden die Löcher für die Befestigungsschrauben in geringerer Zahl angeordnet, während gleichzeitig lange Schraubenbolzen überhaupt vermieden werden.

Ganz allgemein wird bei der neuen Anordnung eine besonders gute Wirkung erreicht infolge der für andere Metallschrauben schon bekannten größeren Annäherung der Gestalt der Luftschraube an eine genaue Schraubenform· insbesondere auch in nächster Nachbarschaft der Antriebswelle. Bei dem Erfindungsgegenstand ist die bekannte stetige Verwindung in einer Richtung von Spitze zu Spitze ebenfalls vorgesehen, aber für eine massive Metallschraube.

Bekannt sind auch schon Propeller für Modellflugzeuge aus einem einzigen durch die Nabe hindurchgehenden Materialstück, bei denen ebenfalls durch Verwindung von Spitze zu Spitze die Schraubenform erzielt wird und die Eintrittskante des einen Flügels ohne verdickten Nabenteil in die des anderen Flügels übergeht unter Hochkantstellung des Werkstücks in der Nabe, so daß die mittlere Querachse der Schraube mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt. Eine solche aus einem einfachen Materialstück, etwa einem vorn etwas abgerundeten und hinten etwas zugeschärften Blechstreifen, bestehende Schraube eignet sich aber nicht für Ausführung im großen wegen der viel stärkeren Materialbeanspruchung. Diese bisher nur für kleine Schrauben brauchbare Bauart kann nun aber für große Metallschrauben verwendet werden, wenn man gemäß der Erfindung ein plattenförmiges, an den Flügelenden verjüngtes Werkstück verwendet, das eine für beide Flügelseiten versetzte Wölbung aufweist.

Um eine Luftschraube dadurch zu formen, daß man ein zusammenhängendes längliches plattenförmiges Metallwerkstück biegt, und

um ihr dabei gemäß der Erfindung die übliche gewölbte Vorderfläche und die ebene Fläche auf der Druckseite zu geben, muß das Werkstück vor dem Verwinden die gewölbte 5 Oberfläche für den einen Flügel an der Vorderseite, die gewölbte Oberfläche für den anderen Flügel an der Rückseite der Platte aufweisen. Durch das bekannte Verdrehen des Werkstücks stets in der gleichen Richtung bis zu der geeigneten Steigung bringt man die gewölbten Oberflächen beide auf die gleiche Seite, nämlich auf die Vorderseite der fertigen Luftschraube.

Demgemäß kennzeichnet sich eine zwei-Hügelige Metalluftschraube gemäß der Erfindung insgesamt dadurch, daß sie aus einem ungeteilten massiven Metallwerkstück besteht, welches derart profiliert ist, daß vor seiner Verwindung zur Schraubenform die gewölbte Seite der den einen Flügel bildenden Hälfte auf der entgegengesetzten Seite des Werkstücks liegt wie die gewölbte Seite der anderen Hälfte, und daß das Werkstück in gleichbleibendem Sinne von Spitze zu Spitze derart zur Schraubenform verwunden ist, daß die Eintrittskante des einen Flügelteils, die Mittellinie überschreitend und ohne ' Zwischenschaltung eines verdickten Nabenteils, in die Eintrittskante des anderen ubergeht, und die Schraube derart in die Nabe eingesetzt ist, daß die ihre beiden Kanten verbindende mittlere Querachse mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt.

Um eine derartige Schraube mit der Treibwelle zur sicheren Übertragung der Verdrehungs- und Druckbeanspruchungen zu verbinden, sind Nabenanordnungen besonderer und neuer Art notwendig. Eine dieser Nabenanordnungen weist das Merkmal auf, daß sie aus einem auf der Spitze der Antriebswelle befestigten Nabenstück besteht, das von dem Schraubenwerkstück durchquert wird. Bei dieser Ausführungsform kann das auf der Treibwelle befestigte Nabenstück eine mit ihr gleichachsige Hülse sein, die von zwei einander gegenüberstehenden und gegen die Welle geneigten Schlitzen so durchsetzt' ist, daß die mittlere Querachse der durchgesteckten Schraube mit der verlängerten WeI-lenachse zusammenfällt. Es ist hierbei zweckmäßig, die Treibwelle in einem Verbindungsflansch auslaufen zu lassen, auf dem die Hülse lösbar befestigt werden kann. Um das Schraubenwerkstück in der Hülse ohne verwickelte Einrichtungen hinreichend fest einspannen zu können, sollen die zum Durchstecken des Schraubenwerkstücks bestimmten Schlitze an dem dem Motor zugekehrten Ende der Hülse offen sein, derart, daß das Schraubenmittelstück, in die abgenommene Hülse eingeschoben, durch das Befestigen der Hülse auf dem Flansch der Treibwelle gegen diesen festgedrückt werden kann. Weiterhin kann man einen Sicherungsring anordnen, der, um die Hülse gelegt, stramm durch Ausnehmungen der Schraube geht.

Eine andere Art der Befestigung besteht darin, daß der Schraubenmittelteil durch längsgerichtete Einschnitte in Streifen unterteilt ist, die nach entgegengesetzten Richtungen so ausgebuchtet sind, daß sie die Lagerstelle für eine abnehmbare Nabenbuchse bilden. Die Nabenbuchse erhält zweckmäßig seitlich vorstehende Lappen zum Befestigen an den Streifen des Schraubenmittelteils, die so gestaltet sind, daß sie den Raum zwischen den Streifen tunlichst ausfüllen. Schließlich kann die Nabenbuchse an der dem Motor zugekehrten Seite einen vorstehenden Ringrand als Auflager für die Schraube besitzen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen von der einen Ausführungsform

Abb. ι eine teilweise geschnittene Oberansicht,

Abb. 2 eine Stirnansicht,
Abb. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht von der zweiten Ausführungsform,

Abb. 4 eine Oberansicht der Gesamtanordnung,

Abb. 5 eine Stirnansicht des Schraubenwerkstücks,

Abb. 6, 7 und 8 die Nabenbuchse von oben, von der Seite und von vorn.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel trägt das Vorderende der Treibwelle I eine plattenförmige Stirnscheibe 2. Die eigentliche Schraube besitzt auf einem Durchmesser sich gegenüberstehende Flügel 3 und 4 mit einem mittleren Verbindungsteil 5, durch den die verlängerte Achse 7, 7 der Antriebswelle geht. Die Schraubendrehung erfolgt in Richtung der Pfeile 6 der Abb. 2. Die Steigungswinkel der Schraubenflügel 3 und 4 vergrößern sich in bekannter Weise von der Flügelspitze nach dem Mittelteil der Schraube; die Flügel gehen aber gemäß der Erfindung in der Schraubenmitte nicht in eine massive Verdickung über, wie das bekanntlich bei den Holzschrauben der Fall ist; die Verdrehung wird auch nicht umgekehrt, wie bei manchen durchgehenden zweiflügeligen Schrauben mit mittlerer Bohrung für die Welle. Vielmehr vergrößert sich der Steigungswinkel von der Spitze aus bis zu der Stelle 7 an der Drehachse, wo er den Wert von 90 ° annimmt. Ferner verläuft die Verdrehung um die Längsachse 8, 8 der Schraube in einer Drehrichtung von Spitze zu Spitze, und die eintretende Kante 9 jedes Schraubenflügels kreuzt die Drehachse 7, 7 und wird jenseits

davon die eintretende Kante 9 des anderen Flügels. Desgleichen kreuzt die austretende Kante 10 des einen Flügels die Achse 7, 7 und wird jenseits die austretende Kante 10 des anderen Flügels. Nach dem Verdrehen müssen natürlich die gewölbten Seitenflächen beider Schraubenflügel nach der gleichen Richtung zeigen; infolgedessen muß das plattenförmige Schraubenwerkstück diese gewölbten Flügelflächen auf verschiedenen Seiten zeigen.

Die muffenförmige Nabenhülse 12, die vorzugsweise hohlzylindrisch aus Metall hergestellt ist, soll eine Form besitzen, die den Luftwiderstand nach Möglichkeit herabsetzt. Sie besitzt einen Ringrand 13 an der inneren Stirnseite, der gegen die Scheibe 2 anliegt und dort mittels kurzer Schraubenbolzen 14 befestigt ist. An auf einem Durchmesser einander gegenüberliegenden Stellen ist die Ringwand der Hülse 12 durch geneigte Schlitze 15 durchbrochen, die genau dem mittleren Schraubenteil 5 angepaßt sind, so daß die Schraube in Hochkantstellung vom inneren bzw. unteren Schlitzende aus eingeführt werden kann. Die äußeren bzw. oberen Enden der Schlitze sind geschlossen, und die Länge der Schlitze ist gleich der Breite des betreffenden Teils der Schraube. Die innere bzw. untere Kante der.Schraube wird durch Anziehen der Bolzen 14 fest gegen den Wellenkopf 2 angedrückt.

Ein Metallring 19 ist um die Mantelfläche der Hülse 12 gelegt und geht auch durch genau passende Löcher 16 an dem Schraubenmittelteil 5 an entgegengesetzten Seiten der Hülse. Die freien Enden des offenen Ringes werden durch Verschrauben oder Verschweißen vereinigt und verstärken hierdurch die Hülse 12, wobei sie gleichzeitig die Möglichkeit eines Spiels der Schraube ausschließen. Der Ring 19 kann überdies an der Hülse mittels Schrauben 20 befestigt sein, um ihn sicher an seiner Stelle zu halten. Die Schraube wird so sicher gegen Druck- und Verdrehungsbeanspruchungen gehalten und nimmt die Beanspruchungen durch die Fliehkraft in sich auf, ohne daß hierzu die Hülse 12 herangezogen wird. Diese kann deshalb sehr leicht ausgeführt werden.

Das äußere Ende der Hülse trägt beim ersten Ausführungsbeispiel eine Kappe 17, die in an sich bekannter Weise die Form eines hohlen Blechkegels besitzen kann und über die Hülse gestülpt und dort mittels Schrauben 18 befestigt wird; sie dient zum Herabsetzen des Luftwiderstandes. Die röhrenförmige Hülse 12 kann aber auch so eingebaut sein, daß ein saugender Luftzug darin entsteht, um dem in der Nähe gelegenen Kühler Kühlluft zuzuführen.

Ein wesentlicher Vorzug dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Schraube hochkant mit der Schraubenwelle zusammengebaut werden kann, so daß die Drehachse mit der quergerichteten Mittelachse der Schraube zusammenfällt. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur eine leichtere Bauart, sondern vereinfacht sie auch, wobei zudem noch Vorteile bezüglich der Wirksamkeit erreicht werden.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Abb. 4 bis 8 trägt die Antriebswelle 21 den üblichen Nabenzapfen mit Gewinde 22 für die Mutter 23. Die Nabe besteht aus einer Buchse 24 mit seitlichen Vorsprüngen oder Rippen 25, die einander gegenüberstehend angeordnet sind und eine diagonale Neigung in der Längsrichtung der Buchse besitzen. Das untere Ende der Buchse trägt einen Ringrand 26, und die Buchse wird auf die Welle aufgesetzt und auf ihr von der Mutter 23 gehalten, nachdem Nabe und Schraube zusammengebaut sind.

Die hier gezeigte Flugschraube besteht wieder aus einem einzigen Stück Metall und besitzt beiderseits vorspringende Flügel 27, 28 und einen mittleren Verbindungsteil 29. Die Anordnung ließe sich allerdings auch aus drei Stücken bestehend denken. go

Der mittlere Verbindungsteil 29 besitzt zwei längsgerichtete Einschnitte 30 und 31, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und einen gehörigen Abstand von den Seitenkanten der Schrauben halten. Vorzugsweise liegen die Einschnitte in Ebenen, die die Drehachse der Schraube schneiden. Hierdurch entstehen drei Streifen, und zwar der Streifen 32 zwischen den Einschnitten, der Streifen 33 vor bzw. über dem Einschnitt 30 und der Streifen 34 hinter bzw. unter dem Einschnitt 31. Der mittlere Streifen 32 ist nach außen gebogen, wie in Abb. 4 gezeigt, während der vordere bzw. obere und der hintere bzw. untere Streifen nach der anderen Seite herausgedrückt sind, so daß zwischen ihnen eine axial verlaufende Lagerstelle 35 (Abb. 5) entsteht. Da dem aus Flügeln und Mittelstück bestehenden einheitlichen Schraubenwerkstück eine stetige Verdrehung von der Spitze des einen Flügels nach der Spitze des anderen Flügels erteilt ist, um die geeigneten Steigungswinkel für die Flügel zu erzielen, so erhält auch der Mittelteil eine gewisse Deformation, der nun in drei Streifen zerlegt wird, die wechselweise in entgegengesetzten Richtungen herausgebogen werden. Dies ergibt die eigenartige Anordnung der Streifen, die im wesentlichen in Abb. 5 gezeigt ist, und die längliche Lagerstelle 35, die sich den Rippen 25 an der Mantelfläche der Nabe anpaßt. Diese Anordnung ergibt eine

Claims (9)

1. ausgedehnte Berührungsfläche zwischen den Nabenrippen und der Innenwand der von den Streifen gebildeten Lagerstelle, so daß eine feste und sichere Verbindung zwischen der Nabe und der Schraube erzielt wird, die geeignet ist, die Verdrehungs- und Druckkräfte sicher aufzunehmen.

   Die Nabenrippen tragen Reihen von

   Schraubenlöchern 36, denen Schraubenlöcher in den Streifen 32, 33 und 34 entsprechen.

   Diese nehmen kurze Schraubenbolzen 37 auf, die eine sichere Verbindung zwischen der Schraube und der Nabe herstellen. Die Nabe besitzt innen eine Keilnut 38 zur Verriegelung mit der Welle 21.

   Die gezeigte Ausführungsform nach diesem Beispiel bedarf nur weniger einfacher Bauteile und kurzer Schrauben, um eine sichere Verbindung herzustellen, so daß eine erhebliche Ersparnis an Mühe und Gewicht zu verzeichnen ist. Die seitlich schleifenförmig vorstehenden Streifen 32, 33 und 34 sind aus einem Stück mit dem mittleren Teil der Schraube und sind hinreichend auseinandergebogen, um die Lagerstelle 35 zu schaffen. Wenn die Schraube auf die Nabe aufgesetzt ist, so ruht die innere bzw. untere Schraubenkante auf dem Ringrand 26. Auf die äußere bzw. obere Kante wird eine Scheibe 38 aufgelegt, die durch Aufschrauben der Mutter 23 festgeklemmt wird. Da die Rippen 25 der Nabe mit ihr aus einem Stück bestehen, ergeben die so zusammengesetzten Teile eine feste und einfache Bauweise, die keine Neigung zum Lockerwerden beim Fliegen besitzt.

   PATENTANSfKUCIiJi:

   r. Zweiflügelige Metalluftschraube, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem ungeteilten massiven Metallwerkstück besteht, welches derart profiliert ist, daß vor seiner Verwindung zur Schraubenform die gewölbte Seite der den einen Flügel bildenden Hälfte auf der entgegengesetzten Seite des Werkstückes liegt wie die gewölbte Seite der anderen Hälfte, und daß das Werkstück in gleichbleibendem Sinne von Spitze zu Spitze derart zur Schraubenform verwunden ist, daß die Eintrittskante des einen Flügelteils, die Mittellinie überschreitend und ohne Zwischenschaltung eines verdickten Nabenteils, in die Eintrittskante des anderen übergeht, und die Schraube derart in die Nabe eingesetzt ist, daß die ihre beiden Kanten verbindende mittlere Querachse mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt.
2. 2. Luftschraube nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf der Spitze der Antriebswelle befestigtes Nabenstück, das von dem Schraube'nwerkstück durchquert wird.
3. 3. Luftschraube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Treibwelle (1) befestigte Nabenstück eine mit ihr gleichachsige Hülse (12) ist, die von zwei einander gegenüberstehenden und gegen die Wellenachse (7, 7) geneigten Schlitzen (15) so durchsetzt ist, daß die mittlere Querachse der durchgesteckten Schraube mit der verlängerten Wellenachse (7, 7) zusammenfällt.
4. 4. Luftschraube nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwelle (1) in einem Verbindungsflansch (2) ausläuft, auf dem die Hülse (12) lösbar befestigt werden kann.
5. 5. Luftschraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (15) an dem dem Motor zugekehrten Ende der Hülse offen sind, derart, daß das Schraubenmittelstück (5), in die abgenommene Hülse eingeschoben, durch das Befestigen der Hülse (12) auf dem Flansch (2) gegen diesen festgedrückt werden kann.
6. 6. Luftschraube nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen Sicherungsring (19) der, um die Hülse (12) gelegt, stramm durch Ausnehmungen (16) der Schraube geht.
7. 7. Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenmittelteil (29) durch längsgerichtete Einschnitte (30, 31) in Streifen (32, 33, 34) unterteilt ist, die nach entgegengesetzten Richtungen so ausgebuchtet sind, daß sie die Lagerstelle für eine abnehmbare Nabenbuchse (24) bilden.
8. 8. Luftschraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenbuchse (24) seitlich, vorstehende Lappen (25, 26) zum Befestigen an den Streifen (3²> 33j 34) des Schraubenmittelteils trägt, die so gestaltet sind, daß sie den Raum zwischen den Streifen tunlichst ausfüllen.
9. 9. Luftschraube nach Anspruch 7 undS, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenbuchse an der dem Motor zugekehrten Seite einen vorstehenden Ringrand (26) als Auflager für die Schraube besitzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen