DE1222803B - UEberstroemte Wand, insbesondere bei Luftfahrzeugen, mit Schlitzen zur Grenzschichtabsaugung - Google Patents
UEberstroemte Wand, insbesondere bei Luftfahrzeugen, mit Schlitzen zur GrenzschichtabsaugungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
B64c
Deutsche KL: 62 b - 4/04
Nummer: 1222 803
Aktenzeichen: P 30859 XI/62 b
Anmeldetag: 24. Dezember 1962
Auslegetag: 11. August 1966
Zur Widerstandsverminderung hat man in der Profilhaut von Tragflügeln Schlitze zum Absaugen
wandnaher Teile der Grenzschicht vorgesehen. Es ist dabei erforderlich, die Schlitze sehr schmal und in
großer Zahl über die Flügellänge verteilt auszuführen. Blechstreifen mit dazwischen angeordneten Schlitzen
verschlechtern die Festigkeit, ebenso poröse Wandflächen, welche sich bald zusetzen. Die Flügelflächen
müssen auch mit Schlitzen sehr glatt sein und genaue Profilform haben.
Die Gefahr des Zusetzens einfacher schmaler Schlitze macht außerdem die Grenzschichtabsaugung
problematisch, weil ein dadurch eintretendes Versagen der Schlitzwirkung das Flugzeug beeinträchtigt
oder gefährdet.
Die Grenzschichtabsaugung wird daher bis jetzt nur versuchsweise bei Flugzeugen angewendet.
Die Erfindung bezweckt daher, den Schlitzen eine solche Form zu geben, daß sie sich nicht verstopfen,
und ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von strömungstechnisch einwandfreien Schlitzen anzugeben.
Die Beeinträchtigung der Gestaltfestigkeit der vorzugsweise aus Blechwerkstoffen hergestellten
Profilwände soll dabei weitgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß haben die Schlitze die Form von Kerben mit von der Innenseite der Wand bis zur
überströmten Außenseite hin zusammenlaufenden Flanken.
Die Kerben werden zur Vermeidung von Oberflächenfehlern und Anrißwirkungen durch Prägen
mittels eines polierten etwa keilförmigen Werkzeuges mit glatter, riefenfreier Oberfläche erzeugt. Die Enden
der Schlitzkerben laufen dabei in einer Abrundung aus.
Beim Prägen der Kerbschlitze wird der verdrängte Werkstoff an der Unterseite in entsprechende Nuten
oder Rillen eines Gegenwerkzeuges hineingepreßt, so daß der rippenförmig herausgepreßte Werkstoff aus
der Blechoberfläche hervorragt. Durch das Prägen wird der Werkstoff an den Schlitzen nicht herausgebogen,
sondern unter Schubumformung herausgedrückt. Die Blechfläche bleibt daher in der nächsten
Umgebung der Schlitze eben.
Der auf die Außenseite des Blechs herausgepreßte Werkstoff wird nach der Befestigung des Blechs auf
dem Stützgerippe oder nach einer sonstigen Formgebung, z. B. der Bildung eines Schaufelprofils, durch
Bearbeitung entfernt, wodurch die Schlitze geöffnet werden.
Dies geschieht auf einfache Weise mit Handfräswerkzeugmaschinen
mit auf Ebenfräsen eingestellten Führungsstützen unter Längsfräsen der Rippen. Das
Überströmte Wand, insbesondere bei
Luftfahrzeugen, mit Schlitzen zur
Grenzschichtabsaugung
Luftfahrzeugen, mit Schlitzen zur
Grenzschichtabsaugung
Anmelder:
Hermann Papst, St. Georgen (Schwarzw.)
Als Erfinder benannt:
Hermann Papst, St. Georgen (Schwarzw.)
Fräswerkzeug kann auch vorteilhaft automatisch mit
ao Kopiersteuerfühlern von der Profilfläche neben den Prägerippen mittels einer selbsttätigen Fräsmaschine
geführt werden. Das Überfräsen der Prägerippen auf der Profilaußenfläche kann dabei gleichzeitig mit
mehreren Werkzeugen ausgeführt werden.
Danach werden die Reste der Rippen durch Querschleifen mit einer Bandschleifmaschine entfernt und
die Profilfläche fein geschliffen oder poliert.
Die an der Außenseite die kleinste Breite zeigenden Schlitze haben scharfe Kanten und erweitern sich
sofort mit glatten Flanken nach innen. Es ist daher ohne weiteres ersichtlich, daß sie nicht verstopft
werden können. In einem sich erweiternden Spalt oder Schlitz der Strömungsrichtung kann sich nichts
stauen oder festhalten.
Die Schlitzlänge ist beschränkt, so daß sich die Kanten nicht gegeneinander in der Höhe verschieben.
Kleine, gleichzeitig beim Prägen erzeugte Verbindungsstege können dies noch sichern. Die Schlitze
werden gegeneinander versetzt in Reihen angeordnet. Die Schlitzkerben werden vorteilhaft mit einem
Schlagprägewerkzeug mit vorstehenden dachförmigen Schneiden in die mit der späteren Profilinnenseite
nach oben liegende Profilblechwand in entsprechend geformte längliche Mulden oder Nuten einer Gegenwerkzeugplatte
schlaggeprägt, beispielsweise mit einem Fallhammer. Die Schlitzkerben können auch mit
einer Druckpresse geprägt werden. Die Kerben können auch mittels Explosionsdruckwellen oder Stoßentladungen
in einer Flüssigkeit hergestellt werden. Die Tiefe der eingeprägten länglichen Kerbschlitze ist
etwas größer als die Stärke der Blechplatte. Mit diesem Maß und dem Winkel zwischen den Kerbflanken
609 609/28
Claims (1)
- 3 4wird auch eine geringe Breite der zu erzielenden flächen. Die Prägestempel 1 werden beispielsweise an Schlitzöffnungen mittels der Formgüte des Präge- einem breiten und langen Hebel 11 über den Rillen 3 Werkzeuges selbsttätig genau bestimmt. Man kann so der Prägegegenplatte 2 geführt. Die Stempel sind auf einfache Weise die Schlitze auch mit einer Breite daran quer oder schräg befestigt, so daß man Flugvon wenigen ZehntelmilHmetern genau ausschuß- 5 zeugflügel-Deckbleche in unbeschränkter Länge besicher und schnell mit sehr glatter Fläche herstellen. handeln kann.Die Kerbschlitze sind auch durch Erodieren mit Diese Werkzeuge werden beispielsweise durchFunkenentladungen herstellbar, doch ist dieses Ver- freien Fall oder mittels eines Drackluftzylindersfahren ebenso wie Fräsen langsamer und teurer. Die schlagartig betätigt. Die Schlagarbeit entspricht je-Schlitze müssen dabei vor der Befestigung durchge- io weils der erforderlichen Verformungsarbeit. Diearbeitet sein. Maschine wird dadurch einfach. Es empfiehlt sichDie gegenüberliegenden Kanten langer Schlitze im allgemeinen, die Prägungen schlagartig auszu-werden durch kleine Stege verbunden. Diese werden führen. Man kann auch das gesamte Flügelhautprofilbeim Prägen mit erzeugt, indem das Prägemesser in mittels Impulsentladungs- oder Explosionsdruck-Abständen mit kleinen Einschnitten versehen ist. 15 wellen in einer Flüssigkeit in an sich bekannter WeiseMittels in mehreren Reihen gegeneinander versetzten umformen.Schlitzen mit entsprechender Länge und Verteilung F i g. 6 gibt eine Werkzeuganordnung wieder, beikönnen diese Kerbschlitzwände neben den Längs- der Prägewalzen 21 unter Hin-und Herrbllen in daskräften auch Diagonalkräfte fast ebensogut wie eine Blech 9 gepreßt und die Schlitzkerben 6 eingewalztvolle Blechwand übertragen. Die Festigkeit tragender 20 werden.Außenwände wird daher durch die Schlitze nur wenig ■ F i g. 7 zeigt ein Handfräswerkzeug 25 mit Füh-vermindert. rungsrollen 26 an den Handgriffen 27, welche einDie aus der Grenzschicht in die sich nach innen schnelles Arbeiten ohne Verletzung der ungeprägten erweiternden Schlitze abschälende Strömung erfährt Blechflächen erlauben. Die an der Rückseite eingenur mäßige Ablenkung und geringen Widerstand/Die 25 prägten Schlitzkerben 6 mit schrägen Flanken 7 werstarke Erweiterung der Schlitze hinter deren Kanten den durch Abarbeitung der herausgeprägten Mateläßt, wie oben begründet, eine Verstopfung durch rialrippen 12 bis zur Blechoberfläche auf die vorbe-Staub, Regen, Schnee und Vereisung oder beim stimmte gewünschte Schlitzweite 10 geöffnet.
Lackieren und Reinigen nicht zu. F i g. 8 stellt den nächsten Arbeitsgang des Quer-. Bei derartig mit Schlitzen versehenen Flügel- oder 30 überschleifens der Frässtellen mit einer beweglichen Schaufelwänden werden Scherungen und andere Bandschleifmaschine 30 mit einer biegsamen Stütz-Kerbwirkungen erzeugende Störungen mit Sicherheit platte 31 zwischen den Führungswalzen 32 dar.
vermieden. Die polierten Prägestempel erzeugen auch Der nicht mehr abfräsbare Rest der aus der Blechvöllig glatte Keilschlitze. Die die Schlitze öffnende fläche 9 herausgeprägten Rippen 12 wird so weit Profilüberarbeitung durch einfaches Abfräsen und 35 abgeschliffen, bis die Profilfläche völlig glatt ist. Diese Glattschleifen der Ausprägungen ist unvergleichlich ist durch das auf den Spanten 13 der Flügelträger 14 sicherer und schneller als eine Herstellung der entsprechend befestigte Profilhautblech 9 festgelegt. Schlitze durch Einfräsen. Die Zeichnung zeigt in Die Prägewerkzeuge erzeugen durch die flach aus-Fig. 1 bis 8 die nicht verstopfbaren Schlitze zur führbaren Kerben6 lediglich eine Fließumformung, Grenzschichtabsaugung sowie Vorrichtungen und 40 ohne ein Schneiden oder Reißen im Gefüge der Blech-Werkzeuge zu deren Herstellung in beispielsweiser platte 9 zu bewirken. Dabei formen die Prägestemschematischer Darstellung. pel 1 ihre glatte Oberfläche ab, so daß auch von derFig. 1 und 2 zeigen ein Prägewerkzeug mit keil- Oberfläche des geprägten Bleches her keine Einrisseförmigen Stempeini, welche über einer Gegenplatte2 entstehen. Die Winkelkanten 7 der Prägestempel 1mit keilförmigen Rillen 3 parallel geführt sind. 45 sind ferner an den Enden entsprechend auslaufendZweckmäßig sind mehrere solcher Prägekeile 1 zu abgerundet. Die Profilflächenbehandlung kann man ineinem Gruppenprägewerkzeug vereinigt und versetzt der Praxis von außen am fertigen Flugzeug jederzeitzueinander angeordnet. Die Prägestempelkante 4 einer Kontrolle unterwerfen. Man ist an sehr glattenkann mit eingeschliffenen kleinen Lücken 5 versehen Flügeln schon aus aerodynamischen Gründen inter-sein, so daß beim Prägen der Kerben 6 zwischen 50 essiert, so daß das Überschleifen ein erwünschter,deren Flanken 7 kleine Verbindungsstege 8 mitge- sowieso nötiger Arbeitsgang ist. Das beschriebeneprägt werden. Verfahren zur Herstellung der nicht verstopfendenIn F i g. 3 und 4 ist ein mit einem solchen Werk- Absaugschlitze entspricht daher allen Anforderungenzeug behandelter Blechausschnitt 9, etwa aus Al-Le- der Praxis,
gierung, zu sehen. Die Tiefe der Einprägungen ist 55etwas größer als die Dicke des Bleches, so daß bei Patentansprüche:
der späteren Nachbearbeitung von der anderen Seite 1. Überströmte Wand, insbesondere bei Lufther kleine, vom Werkzeug in der Breite bestimmte fahrzeugen, mit Schlitzen zur Grenzschichtabsau-Schlitze 10 geöffnet werden. Die keilförmigen Präge- gung, dadurch gekennzeichnet, daß die stempel 1 werden mit Schulterplatten 11 verbunden, 60 Schlitze die Form von Kerben mit von der Innenweiche das Einprägen begrenzen. Die Eindringtiefe seite der Wand bis zur überströmten Außenseite wird außerdem von der Prägegegenplatte 2 durch die hin zusammenlaufenden Flanken haben.
Tiefe der Nuten oder Rillen 3 begrenzt. F i g. 4 zeigt 2. Verfahren zur Herstellung der Schlitze nach die Kerben 6 an ihrem Grund durch Überarbeitung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der anderen Blechseite zu schmalen Schlitzen 10 ge- 65 Kerben mit den winkelig zusammenlaufenden öffnet. Flanken mittels Prägestempeln durch Verdrän-F i g. 5 zeigt eine Werkzeugmaschinenanordnung gung des Werkstoffes in längliche Mulden oderfür die Prägung der Schütze in ausgedehnten Blech- Nuten der Werkzeuggegenplatte geprägt werden.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kerben prägenden Werkzeugstempel dachförmige Schneiden aufweisen und zwischen aufsitzenden Preßstempeln geführt sind.4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben mittels Prägewalzen eingewalzt werden.5. Verfahren zur Herstellung der Schlitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerben mittels Flüssigkeitsstoßwellen durch Sprengstoffwirkung oder Stoßentladung hergestellt werden, wobei das zu prägende Blechteil den dachförmigen Prägestempeln der Werkzeuggrundplatte unter Entlüftung des Zwischenraumes an-Hegt6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzflanken in Abständen verbindende Stege mitgeprägt werden.7. Verfahren nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Prägen herausgedrückte Werkstoff von außen weggearbeitet wird, so daß die Schlitze mit den spitzwinkeligen Flankenkanten erzeugt werden.8. Verfahren nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Prägen herausgedrückte Werkstoff mittels eines auf der Wand geführten Fräswerkzeuges entfernt wird.9. Verfahren nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der herausgedrückte Werkstoff mittels Kopiersteuerung abgefräst wird.10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Profiloberfläche der Wand bis zum Verschwinden der Reste der herausgeprägten Werkstoffrippen quer überschliffen und poliert wird, vorzugsweise mit Bandschleifmaschinen mit in ihrer Biegung einstellbaren Stützplatten.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen609 609/28 8.66 © Bundesdruckerei Berlin
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