DE438657C - Herstellung von metallenen Luftschrauben - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. DEZEMBER 1926

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M438657 KLASSE 49 i GRUPPE

(C35792 l\4gi)

Jean Comte in Paris.

Herstellung von metallenen Luftschrauben.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Dezember 1924 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 15. Mai 1924 beansprucht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallener Luftschrauben für Luftfahrzeuge und besonders von Schrauben aus leichtem Metall oder Legierungen leichter Metalle. Das Verfahren bezweckt die Herstellung von Schrauben aus einem einzigen Stück. Die Schrauben sind also aus ein und derselben Metallmasse gezogen oder geschmiedet, um hierdurch die großen Nachteile der verschiedenen bekannten Verfahren zu vermeiden.

Bisher erhielt man durch Schmieden ein Metallstück oder ein Zwischenerzeugnis mit einer in der Mitte liegenden Nabe, zu deren beiden Seiten in derselben Ebene senkrecht zur Nabenachse Flügel liegen, die keine

Steigung besitzen. Diese Flügel werden darauf im Quersinne gedreht, um ihnen die erforderliche Steigung zu geben. Die verschiedenen bekannten \^rerfahren unterscheiden sich voneinander nur durch die Art und durch die Mittel zur Schaffung des erwähnten Mittelstückes oder der Drehung der Schaufeln.

Bei den neueren Luftschrauben geht man ίο mehr und mehr dazu über, den Flügeln eine gleichmäßige Steigung zu geben, so daß die Neigung von deren wirksamen Flächen um so stärker ist, je mehr man sich der Xabe nähert. Diese Neigung ist also am stärksten da, wo der Flügel mit der Nabe zusammenstößt. Hieraus ergibt sich, daß der am stärksten gedrehte Teil des Flügels derjenige ist, der ganz nahe an der Nabe liegt. In demselben · Querschnitte sind die Metallfasern um so mehr gestreckt, je größer ihr Abstand von der Flügelmitte ist.

Dies hat die Wirkung erstens, daß die parallele Lage zwischen den Fasern aufhört und diese daher durch die Fliehkraft verschieden gedehnt werden. Die Fasern des mittleren Teiles des betrachteten Querschnittes, die ja nur eine Drehung erfahren haben, ermüden durch die Streckung der äußeren Fasern außerordentlich stark. Ferner tritt die Wirkung ein, daß bei den großen Umfangsgeschwindigkeiten die Fliehkraft das Bestreben hat, die äußeren Fasern zurückzudrehen und so die Neigung des ganzen Flügels zu verändern.

Die Drehung des Flügels ist bei leichten Metallen, wie Magnesium, Aluminium, oder bei den Legierungen dieser Metalle außerordentlich schwierig auszuführen, da die leichten Metalle zerbrechlich sind und sehr leicht reißen. Dieses Reißen ist praktisch unvermeidlich, wenn man zur Vergrößerung der wirksamen Flügelflächen durch eine verstärkte Drehung den in der Nähe der Nabe liegenden Flügelteilen die zweckmäßige Neigung geben will.

Die Beanspruchungen der neueren Luftschrauben sind infolge ihrer großen Winkelgeschwindigkeit beim Gebrauch so hoch, daß die Verfahren zur Herstellung der Flügel mit Drehung fast vollkommen aufgegeben sind. Um die großen ^Nachteile zu vermeiden, hat man daher die Herstellung von Schrauben aus einem Stück aufgegeben und verbindet die Flügel mit der gewünschten Neigung mit einer unabhängig hergestellten Nabe.

Das Verfahren zur Herstellung der metallenen Luftschrauben gemäß der Erfindung gestattet die Herstellung solcher Schrauben aus einem einzigen Stück ohne die aufgeführten Nachteile, Dieses Verfahren iff dadurch gekennzeichnet, daß eine Metall-, stange in einem Gesenk gepreßt wird, um in < ! eniem einzigen Arbeitsgange eine Nabe mit zwei Flügelansätz'en zu geben, die bereits ihr endgültiges Profil und die endgültige Lage zur Nabe besitzen und deren äußere Enden ■ alsdann ausgeschmiedet werden.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine. ι Ausführungsform des Verfahrens.

Abb. ι ist ein halber Grundriß des Zwischenerzeugnisses, das nach der ersten Arbeitsstufe gewonnen wird. Abb. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A-A der Abb. 1. Abb. 3 ist eine-ähnliche Ansicht wie Abb. 1 für eine andere Ausführungsform und Abb. 4 ein Querschnitt nach Linie B-B der Abb. 3. Abb. 5 ist die halbe Seitenansicht entsprechend Abb. 3 mit einem teilweisen Schnitt, um die mittleren Aushöhlungen der Nabe zu zeigen. Abb. 6 ist die halbe Ansicht einer fertigen Schraube im Grundriß. Abb. 7 ist eine Ansicht entsprechend Abb. 4 für eine andere Ausführungsform. Die Abb. 8 und 9 zeigen Einzelheiten für weitere Ausführungsformen.

Der Querschnitt der Metallstange, von der die Schraube hergestellt wird, wird zweckmäßig nach der Form und den Größenverhältnissen der herzustellenden Nabe gewählt. Diese Stange wird erwärmt derartig gepreßt, daß sie bei der Herausnahme aus dem Gesenk eine Nabe in ihrer endgültigen Form mit Flügelansätzen besitzt, deren Verbindungsstellen mit der Nabe gleichfalls die endgültige Form besitzen. Die Metallfasern an den Verbindungsstellen der Flügel mit der Nabe haben während des Pressens keine Drehung erfahren; sie sind einfach zusammengepreßt und ausgezogen, was für die Legierungen der zur Her stellung von Luftschrauben geeigneten Leichtmetalle eine günstige mechanische Behandlung bedeutet.

Infolgedessen haben alle Metallfasern ihre ursprüngliche Richtung beibehalten und sind im Sinne der Fliehkraft gerichtet geblieben. Alle Punkte ein und desselben Querschnittes ermüden also nur in gewöhnlicher Weise.

Da die Flügel in der Nähe der Nabe aus dem Gesenk mit ihrem endgültigen Querschnitt und ihrer endgültigen Neigung herauskommen, ist praktisch jede weitere Bearbeitung oder Nacharbeit gerade an denjenigen Stellen vermieden, die nachzuarbeiten und zu richten ganz besonders schwierig sind. Da das Gesenk nur einen sehr schwachen Teil der Flügel und der Nachbarschaft der Nabe formt, nämlich an einer Stelle, wo eine Abweichung um wenige Grade den Wirkungsgrad der Schraube nicht merkbar verringert, kann man auf diese Weise Schrauben von ziemlich verschiedenen Eigen-

schäften reihenweise herstellen. Ein solches Gesenk ist nicht teuer, so daß der Preis der Schraube sehr gering wird.

Der Flügel kann über seine ganze Länge ausgenutzt werden, was den Wirkungsgrad der Schraube erhöht.

In den Abb. ι bis S ist ein Ausführungsbeispiel des Zwischenwerkstückes einer Schraube dargestellt, das nach dem Pressen

ίο der Ausgangsstange gewonnen wird.

Alan kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung alle technischen Hilfsmittel des Fressens und Schmiedens zu Hilfe nehmen. Beispielsweise kann man von einer Stange ausgehen, deren Höhe kleiner ist als die der herzustellenden Schraubennabe. Zu diesem Zwecke drücken Dorne der Matrize in den Kern zentrale Einkerbungen oder Höhlungen i, die das Metall in der Höhenrichtung nach den Teilen t¹ stauchen. Man kann so den Umfang der Schmiedearbeit der Flügel jenseits der Verbindungsstellen mit der Nabe verringern.

Die Form der Nabe kann verschieden sein.

Allgemein wird, wenn X-X die gewählte Verbindungsebene für die Matrizenteile ist, die Nabe Verjüngungen / und f¹ besitzen. Die Höhe h der Nabe wird zweckmäßig über eine Achse parallel zur theoretischen Achse der Nabe in der Nähe der Verbindungsstellen zwischen Flügel und Nabe gemessen. Die Form des Querschnittes der Flügelansätze kann so gewählt werden, daß man den verlangten Bedingungen der Starrheit oder des geringen Widerstandes am Anfang der Flügel Rechnung trägt. Die Abb. 8 und 9 zeigen beispielsweise Querschnittsformen, die man herstellen kann.

Die durch das Pressen hergestellten Zwischenwerkstücke, die grundsätzlich den Abb. ι bis 4 entsprechen, bei welchen die Verbindungsstellen zwischen Flügeln und Nabe eine Neigung i iAbb. 2 und 4) besitzen, werden der zweiten Arbeitsstufe gemäß der Erfindung unterworfen, die darin besteht, durch Pressen oder Schmieden die Flügel jenseits ihrer Ansätze, die durch die erste Arbeitsstufe hergestellt waren, zu formen.

Es ist zu betonen, daß die Querschnitte der Schraube von der Nabe bis zum Ende ', des Flügels nach jedem beliebigen Gesetz ι sich ändern können und daß die Erfindung : das beschriebene Verfahren für Flügel anzuwenden erlaubt, die ein beliebiges Profil besitzen, deren Berechnung und Erprobung alle Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrades ergeben haben.

Die Symmetrieachse der Flügel kann durch die Mitte der Nabe hindurchgehen (Abb. 2 und 4) oder kann auch zur Mitte verschoben sein (Abb. 7).

Wenngleich zur größeren Klarheit der Zeichnung eine Schraube mit zwei Flügeln , dargestellt ist, kann das Verfahren selbstverständlich ohne Abänderung auch für die Herstellung von Schrauben mit mehr als zwei Flügeln verwendet werden. In diesem Falle wird man von einem durch Schmieden ■ oder Gießen bereits geformten Ausgangstück ausgehen und in dem besonderen Falle einer Schraube mit vier Flügeln einen kreuzför- ! migen Querschnitt verwenden. Das Pressen ! der Nabe, der Ansatzstücke der Flügel und der Flügel selbst geschieht in der gleichen j Weise.

Es sei noch bemerkt, daß die fertige Schraube auf dem Mitnehmeransatze des Motors mit oder ohne Zwischenschaltung j einer Muffe aus Hartmetall angebracht werden muß. Demgemäß muß man je nach der verwendeten Verbindung zwischen Motor und Schraube, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, auf der Nabe bei der ersten Arbeitsstufe des Pressens eine Vertiefung oder ein Lager ausbilden, das etwa mit Innen- oder Außengewinde versehen ist, um das Verbindungsglied auf den die Schrauben j tragenden Nasenansätzen aufzunehmen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von metallenen Luftschrauben aus einem einzigen Stück für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stange in einem Gesenk in einem einzigen Arbeitsgange zu einer Nabe mit Flügelansätzen gepreßt wird, die bereits ihr endgültiges Profil und die endgültige Lage zur Nabe besitzen und deren äußere Enden alsdann ausgeschmiedet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.