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Luftschraube mit winkelverdrehbaren Einze. Iltfigeln.
Die Erfindung bezieht sich auf Luftschrauben mit winkelverdrehbaren Einzelflügeln jener bekannten Bauart, bei der die aus Metall bestehende Schraubennahe radial abstehende. längs- geschlitzte Klemmbüchsen für die Flügelrundschäfte besitzt und samt den Büchsen nach deren gemeinsamer Achsebene zweigeteilt ist, wobei die Büchsen zur radialen Flügelabstützung innere
Ringrasten für an den Rundschäften befindliche Bünde besitzen.
Die Erfindung bezweckt insbesondere, einen Bruch der Flügelschäfte infolge der hohen
Beanspruchung zu verhindern, einen leichten Zusammenbau der Luftschraube und deren leichte
Montage auf der Triebwelle zu ermöglichen und dabei noch eine leichte Verstellbarkeit der
Flügel, verbunden mit vollkommen sicherer Feststellmöglichkeit zu erreichen. Die bisher be- kannten Konstruktionen konnten alle diese Vorteile nicht miteinander verbinden. Es sind z. B.
Konstruktionen bekannt, bei welcher die Nabe für die Flügelschäfte aus zwei durch eine durch- gängige Stossfuge getrennten Hälften besteht. Die Flügelschäfte können durch Anziehen von Überwurfmuttern, welche auf das konische Aussengewinde der Nabe wirken, geklemmt werden.
Da die Flügelschäfte aber fast bis zur Antriebswelle reichen, so muss auch in der Mitte ein
Spalt bleiben, und die Nabenhälften können dort nicht satt aufeinander aufliegen. Eine andere Konstruktion besteht wieder darin, dass der Querschnitt der Flügelsehäfte an den Einspann- stellen ein Kreis mit abgenommenen Segmenten ist und die Flügelschäfte in radialer Richtung in die aus einem Stück bestehende Nabe eingeschoben werden. Dem Vorteil der Vermeidung von Stossfugen stehen jedoch die Nachteile gegenüber, dass der Steigungswinkel der Flügel infolge der ebenen Seitenflächen der Schäfte nicht einstellbar ist und die Schäfte durch die seitlichen Abnehmungen sehr geschwächt sind. Bei einer dritten bekannten Konstruktion wieder besteht die Nabe aus zwei am Stoss satt aufeinanderliegenden Teilen.
Da aber dadurch selbst bei sehr genauer Bearbeitung eine vollkommene Klemmung der Flügelschäfte nicht erreicht werden kann, müssen diese gegen Verdrehen und Verschieben in axialer Richtung durch in Bohrungen der Schäfte und der Nabe eingreifende Bolzen gesichert werden. Daraus ergibt sich ausser der unvollkommenen Klemmung der weitere Nachteil, der Unmöglichkeit, den Steigungswinkel der Flügel beliebig einstellen zu können.
Die vorliegende Erfindung vermeidet alle diese Nachteile und schafft eine zweiteilige Nabe für gesondert abnehmbare und in beliebiger Lage winkelverdrehbar festzuklemmende Flügel, die auch in axialer Richtung gegen Verschieben gesichert sind, dadurch, dass die Nabe in ihrem von den Flügelschäften freien Mittelteil satt aufeinanderliegende Stossflächen aufweist, während die Teile, in denen die Flügel geklemmt werden, federnd und mit Schlitzen versehen sind, und dass die Flügelschäfte je zwei durch örtliche Einschnürungen ihres verdick-ten Fusses gebildete Aussenbünde und die Ansatznaben je zwei Innenbünde als Widerlager für die Schaftbünde aufweisen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Luftschraube, Fig. 2 ist ein senkrechter Teilschnitt längs lI-lI der Fig. 3, wobei die rechte Hälfte des vorderen Nabenteiles entfernt ist. um die Normallage des Flügelschaftes in der Nabe zu zeigen. Fig. 3 ist ein waagrechter Teilschnitt längs IT-ICI der Fig. 2, wobei die rechte Hälfte der Nabe geschnitten. die linke in Grundriss dargestellt ist. Fig. 4 ist ein Schnitt längs IN-IF der Fig. 3, Fig. : 5 ist ein Schnitt längs V-V der Fig. 2 und Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt und die Vorderansicht einer dreiteiligen Luftschraube.
Die Luftschraube gemäss Fig. 1 besitzt zwei Flügel B und eine Nabe H, die aus zwei Hälften 2 und 3 besteht. Die Triebwelle 1 durchsetzt die Nabe und wird durch eine Endmutter und Gegenmutter befestigt.
Die Nabenhälften sind aus Stahl geschmiedet. Die Vorderhälfte 2, von der in Fig. 2 nur die linke Seite links dargestellt ist, besitzt eine zentrale Kegelbohrung für die Welle 1. Am vorderen Ende setzt an diese Bohrung ein zylindrischer mit Innengewinde versehener Ringflansch 7 von grösserem Durchmesser an, wobei zwischen dem Flansch 7 und der vorderen Kante der Bohrung 6 eine Schulter 8 gebildet ist. Von der Achse der Bohrung 6 erstrecken sich diametral entgegengesetzt zwei halbzylindrische Hülsen 10 und 11, die Teile der Ansatznaben bilden. Je zwei aneinander zur Anlage kommenden Hülsenhälften bilden eine Ansatznabe zur Aufnahme des entsprechenden Flügelschaftes. An der Innenseite der Ansatznaben befinden sich Innenbünde 12 und 13 in grösserem Abstand, zwischen welchen ein breiter Ringkanal 14 vorgesehen ist.
Die Innenflächen der Innenbünde sind eben und senkrecht zur Achse der Ansatz-
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naben ausgebildet. Die Inuenbünde sind mit beträchtlichem Querschnitt versellen. Von dem
Bund 12 gegen die Bohrung 6 ist die Innenwand der Ansatznabe bzw. der Nabenhälfte halb- zylindrisch (bei 15) ausgebildet. Die gegenüberliegende Nabenhälfte 10 hat genan gleich, aber entgegengesetzt angeordnete Innenbünde 12 und 13. einen Ringkanal 14 und eine hall)- zylindrische Innenwand 15. Die ausserhalb der Bünde 13 liegenden Nabenteile sind dünn- wandig und zylindrisch und enden in leicht nach auswärts ahgeschrägten Flanschen 16.
Das rückwärtige Ende der Hauptnabenhälfte ist ebenfalls mit einer Kegelbohrung 21 znr Aufnahme der Triebwelle 1 versehen. An der Innenseite der Kegelbohrungen 6'und 21 ist eine durchlaufende Keilnut. 35 zur Verbindung von Nabe und Welle vorgesehen. Die an der rückwärtigen Hauptnabenhälfte 3 angeordneten Ansatznabenhalften sind ebenfalls mit Innenbünden 12, 13, einer Ringnut 14 und einer zylindrischen Innenwand 15 versehen, so dass nach Vereinigung der beiden Nabenhälften (Fig. 3) die Innenbünde beider Hälften vollkommen glatt aneinander anstossen.
Die äusseren Kanten der aneinander anliegenden Ansatznabenhälften sind durch Schlitze 25 voneinander getrennt, so dass die äusseren Hälften jeder Ansatznabe fest gegen die Flügelschäfte gepresst werden können.
Zwischen den zylindrischen Bohrungen 15 besitzt jede Nabenhälfte massive Wände 26 bzw. 27, in welchen die Keilnut 23 (Fig. 4) verläuft.
Die rückwärtige Nabenhälfte 3 besitzt aussen Einbuchtungen 30, von welchen sich zylindrische Bohrungen 31 senkrecht zur Teilungsebene erstrecken. In die zylindrischen Bohrungen 31 treten Schrauben 33 ein, die ! lei 32 in die andere Nabenhälfte 2 eingeschraubt sind und dazu dienen, die beiden Nabenhälften. vorläufig miteinander zu verbinden, um die richtige relative Längslage der beiden Nabenhälften zu bestimmen.
Am Flügelschaft ist ein besonderer Fuss zwecks Befestigung in der Nabe ausgebildet. Die Flügel bestehen vorzugsweise aus Aluminiumlegierung, können jedoch auch aus Kunstmasse, Sperrholz od. dgl. bestehen. Der Flügelschaft besitzt einen zylindrischen Teil 35, an den die äusseren Enden (die Klemmenden) der Ansatznaben 10 und 11 zur Anlage kommen. An diesen zylindrischen Teil setzt sich ein sich verjüngender Teil 36 an. an dessen Ende ein Aussenbund 37 ausgebildet ist. dessen Durchmesser grösser als der des Zylinderteiles 35 ist. Der Bund besitzt eine zur Flügelachse senkrechte Ringfläche 38. An den Bund 37 schliesst sich ein sich konisch verjüngender Teil 38 a an. auf welchen ein zylindrischer Anssenbund 39 von grösserem Durchmesser als der Flügelteil 35 folgt.
Dieser Bund 39 besitzt seinerseits eine zur Flügelachse normale Ringfläche 40. Der Bund 37 besitzt geringeren Durchmesser als die Ringnut 14, und die freie Stirnfläche des Bundes 39 stösst nicht an die Stimfläche der zylindrischen Bohrung 15 an. Der Bund 1 : 2 ist schmäler als der zwischen den Flächen 38 a und 40 des Flügelschaftes verbleibende Ringraum. Der Flügelfuss ist daher in die Ansatznabe leicht ein-
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Flächen 38 und 40 des Schaftes in Anlage an den inneren senkrechten Flächen der Bünde und 13 und werden in dieser Lage festgehalten.
Da der Flügelfuss grösseren Durchmesser als der Flügelschaft besitzt, können die an die Schaftbünde anliegenden Flächen 38 und 40 genügend gross gehalten werden. um ein Abschleudern des Flügels zu verhindern, ohne den Flügelschaft bedenklich verschwächen zu müssen. Eine grosse Schwierigkeit bestand bei abnehmbaren Flügeln bisher darin, das Gewinde oder sonstige Befestigungsbünde der Flügel zu sehr zu schwächen, so dass diese an oder in der Nabe brachen. Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten infolge der Anordnung der ver- stärkten Flügelfüsse, des tiefen und breiten Ringkanals im Fuss und der tiefen kräftigen Bünde an der Ansatznabe zum Erfassen der Flügelschäfte.
Die Aussenenden der Ansatznaben werden von einem Klemmring R umschlossen, der vorzugsweise aus zwei Hälften 45, 46 besteht, die durch einen Bolzen 47 gelenkig verbunden sind, so dass der Klemmring leicht auf die Ansatznaben aufgebracht werden kann. An einem Ende besitzt der Bolzen 47 einen Kopf und am andern eine Bohrung 48 für einen Splint. Die freien Enden der Ringteile besitzen Ansätze zur Aufnahme eines Tangentialbolzens 49 mit einem unrunden Kopf und einer am andern Ende vorzusehenden Mutter 51. Der Ansatz 52 für Aufnahme des Kopfes 50 besitzt eine Wand 53. gegen die eine gerade Kante des Kopfes anliegt, so dass der Bolzen gegen Drehung beim Aufschrauben der Mutter 51 gesichert ist. Die Mutter besitzt mehrere Schlitze 54 zur Aufnahme eines Splintes 55, der durch ein Loch im Bolzen hindurchtritt.
Wenn der Schaft eines Flügels zwischen die Ansatznabenhälften eingebracht, diese am Schaft zusammengezogen, die Schrauben 33 angezogen, die Ringe R um die äusseren Enden der Ansatznaben herumgelegt und die Mutter 51 am Bolzen 49 fest angezogen ist, ist der Flügel in den Ansatznaben absolut starr befestigt.
Bis zum Anziehen der Mutter 51 kann jeder Flügel um seine Längsachse in der Ansatznabe verdreht und somit seine Steigung eingestellt werden. Der Klemmring hält die eingestellte
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geändert werden. Um dies zu erleichtern, ist am Flügelschaft eine feste Marke angebracht, die mit einer Skala an der Aussenfläche des Nabenflansehes 16 zusammenwirkt (Fig. 5).
Die fertig montierte Luftschraube wird an der Triebwelle in folgender Weise befestigt : Das konische Ende der Triebwelle tritt in die Kegelbohrungen 6 und. 21 der Nabe ein (Fig. 4), wobei ein in der Keilnut 23 angeordneter Keil Nabe und Welle auf Drehung kuppelt. Auf
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die Welle in die Kegelbohrung der Nabe eingezogen und darin festgeklemmt wird. Die Mutter ss. 5 sitzt auf der Schulter 8 an der Vorderhälfte der Nabe auf und besitzt einen nach aussen gerichteten Bund 66 an ihrem inneren Ende. Über die Mutter 63 wird eine mit Aussen- gewinde versehene Sperrmutter 65 geschoben, die mit dem Innengewinde des Flansches 7 zusammenwirkt und sich auf den Bund 66 der Mutter 63 aufsetzt.
In der Mutter 63 und der
Sperrmutter 65 sind eine Reihe von Löchern vorgesehen, die fallweise miteinander zur Deckung gebracht werden können und zur Aufnahme von Sperrstiften 68 zur Verhinderung des Ver- drehens der Mutter dienen.
Die Flügel sind hinsichtlich Gewicht mit Abmessungen genau abgeglichen und gegen einen Normalftügel geprüft, so dass sie ausgetauscht werden können. Vorzugsweise geht die Achse der zylindrischen Teile 35 und 39 durch das Massenmittel jedes zu dieser Achse normalen
Querschnittes, so dass eine vollständige Ausbalancierung unabhängig von Steigungsänderungen erhalten wird. Dadurch werden unerwünschte periodische Vibrationen, die sich manchmal bei hohen Tourenzahlen ergeben, verhindert..
Bei der dreiflügeligen Luftschraube nach Fig. 6 ist die Konstruktion im wesentlichen gleich der vorbeschriebenen. Die Hauptnabe besitzt eine vordere und eine rückwärtige Hälfte. 9 und 3a, die zusammengeschlossen um 120 versetzte Ansatznaben bilden. Die Nabenhälften werden durch Bolzen 70 mit Muttern 71 und Splinten 72 vorläufig miteinander verbunden.
Die Flügel besitzen genau die obige Schaftkonstruktion. Die Bezugszeichen für die korrespondierenden Teile besitzen den Index (t. Der Klemmring Ra besitzt eine etwas abweichende Konstruktion. Die beiden mit Gewinde versehenen Enden eines Ringes ragen durch ein Schloss SO und tragen Muttern 81, mittels welcher der Ring an den Enden der Ansatznaben festgeklemmt wird. Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann durch axiales Verschieben längs der Ansatznabe die Balance des Flügels geändert werden. so dass bei geringen Ungleichmässigkeiten der Ausgleich allein durch Verschiebung der Klemmringe erzielt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Luftschraube mit winkelverdrehbaren Einzelflügeln, deren Wellennabe radial abstehende. z. B. längsgeschlitzte Klemmbüchsen für die Flügelrundschäfte besitzt und samt den Büchsen nach deren gemeinsamer Achsebene zweigeteilt ist, wobei die Büchsen zur radialen Flügelabstützung innere Ringrasten für an den Rundschäften befindliche Bünde besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelschäfte (B) je zwei durch Einschnürungen (36, 38 ; Ihres verdickten Fusses gebildete Bünde (37. 39) und die Klemmbüchsen (10, 11) je zwei die Ringrasten bildende Innenflanschen (S,- besitzen.