DE522122C - Auf Torsion beanspruchter Bauteil, z. B. Holm von einholmigen Flugzeugtragfluegeln, Welle fuer Kraftuebertragung u. dgl. - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein auf Torsion beanspruchter Bauteil, z. B. ein Holm für einholmige Tragflügelkonstruktionen oder eine Kraftübertragungswelle u. dgl.

^ 5 Holme, wie sie z. B. bei frei tragenden Flugzeugtragflügeln Verwendung finden, werden bekanntlich durch horizontale, vertikale und hieraus resultierende Kräfte nicht nur auf Biegung, sondern auch auf Torsion beansprucht. Mit Rücksicht hierauf wurden bis jetzt meist zwei oder mehrere Holme verwendet. Sie genügend torsionsfest zu machen, bereitete jedoch in Anbetracht des bei Tragflügelkonstruktionen nur sehr beschränkt zur Verfügung stehenden Raumes erhebliche Schwierigkeiten.

Es sind auch einholrnige Tragflügelkonstruktionen bekannt. Diese ohne erheblichen Gewichtsaufwand torsionsfest zu machen, bereitete Schwierigkeiten. Der Zweck der Erfindung ist, den Holm einer einholmigen Tragflügelkonstruktion mit einfachen und billigen Mitteln vollkommen torsionsfest und im Gewicht möglichst leicht zu halten. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Bauart läßt sich auch bei anderen auf Torsion beanspruchten Bauteilen, z. B. Kraftübertragungswelle, anwenden. Ein einzelner Bauteil, beispielsweise ein Holm, kann wohl genügend große Festigkeit gegen Biegung erhalten, sofern er entsprechend dimensioniert wird, jedoch ist es nicht ohne weiteres möglich, ihn genügend torsionsfest zu gestalten, zumal wenn es, wie im vorliegenden Falle, darauf ankommt, das Gesamtgewicht der Konstruktion möglichst gering zu halten.

Das Neue gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein gegebener Bauteil, beispielsweise ein Holm oder eine Kraftübertragungswelle, mit radial angesetzten Druckstreben versehen ist und deren Enden untereinander durch einander entgegengesetzt gerichtete und aus schraubenförmig um den Holm oder die Welle herumgelegten Verspannungen gebildete Verspannungssysteme zusammengeschlossen werden.

Gemäß der Erfindung wird ein gegebener Bauteil, z. B. ein Holm oder eine Welle, mit radial stehenden Druckstreben versehen, deren Enden durch in Schraubenform und gegenläufig um den Holm oder die Welle herumgezogene Verspannungen zusammengeschlossen sind. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden für den Fall

eines torsionsfest zu gestaltenden Holmes beschrieben werden, und zwar an Hand der die Abb. ι bis 15 umfassenden Zeichnungen.

Mit Bezug auf die Abb. 1 und 2 ist der Hohn A mit radial gerichteten längs untereinander auf Abstand gesetzten Druckstreben B, B¹ und C, C¹ versehen. Die Druckstreben B, B¹ stellen ebenso wie die Druckstreben C₁C¹ je eine Gruppe für sich dar. Wie aus der Zeichnung· ersichtlich, wechseln die Druckstreben C, C¹ sich mit den Druckstreben B, B¹ ab. Des weiteren sind die Druckstreben C, C¹ zu den mit B, B¹ bezeichneten Druckstreben rechtwinklig gesetzt. Der Zusammenschluß dieser Druckstreben wird durch Verspannungen hergestellt, von denen in diesem FaUe vier gegeben und mit D, D¹, E, E¹ bezeichnet sind. Der die eine Verspannung darstellende Draht D ist vom Ende der in Abb. 2 ganz links stehenden nach oben gerichteten Druckstrebe B und mit Bezug auf den HoIm^l nach hinten bis zur nächsten nach hinten gerichteten Druckstrebe C¹ und vom Ende dieser Druckstrebe in Richtung nach unten bis zum Ende der nächsten abwärts gerichteten Druckstrebe B¹ gezogen. Vom Ende dieser nach unten gerichteten Druckstrebe B¹ ist der Draht D nach vorn und hoch bis zum Ende der nächsten nach vorn ,gerichteten Druckstrebe C und schließlich vom Ende dieser Druckstrebe C zum Ende der nächstfolgenden aufwärts gerichteten Druckstrebe B gezogen. Der Draht D ist so in Schraubenform um den Hölmyl herumgelegt. Der Draht E, welcher wieder -eine andere Verspannung darstellt, ist von der in Abb. 2 ganz links dargestellten, nach unten gerichteten Druckstrebe B¹ hoch bis zum Ende der nach hinten gerichteten Druckstrebe C¹ und weiter vom Ende dieser Druckstrebe C¹ nach vorn hoch bis zum Ende der hochstehenden Druckstrebe B gezogen." Im Anschluß hieran ist- dieser Draht E vom oberen Ende der zuletzt erwähnten Druckstrebe B vorwärts und abwärts bis zum. Ende der nächsten nach vorn ,gerichteten Druckstrebe C und schließlich vom Ende dieser' nach vorn gerichteten Druckstrebe C zu dem Ende der nächstfolgenden nach hinten gerichteten Druckstrebe ¹B¹ gezogen. Die Verspannung E ist somit um den Hohn A ebenfalls in Schraubenform- herumgewickelt, jedoch in einer Richtung, die derjenigen des Drahtes D entgegengesetzt verläuft. Die Drähte D und E stellen hiernach regelmäßige links- und rechtsgängige, um den Holm herumgezogene und einander auf den Enden der Druckstreben sich kreuzende Verspannungen dar. Es sind zwei Gruppen solcher Verspannungen dargestellt. Die eine-.Gruppe besteht aus den -Drähten -Z)--und E und die/andere--1 Gruppe aus den entsprechenden Drähten D¹ und E¹. Die Verspannung, die hier nur für einen gewissen Abschnitt beschrieben worden ist, wiederholt sich auf der ganzen Länge des Holmes immer wieder in der gleichen Weise. Die Enden der Druckstreben B, B¹ sind durch Längsdrähte F und ebenso die Enden der Druckstreben C und C¹ durch Längsdrähte G zusammengeschlossen. Die Drähte/⁷ kommen auf einander entgegengesetzte Seiten und ebenso die Drähte G auf einander entgegengesetzten Seiten des Holmes zu liegen.

Die Ausführung nach Abb. 3 und 4 ist ahnlieh der in Abb. 1 und 2 dargestellten, jedoch mit dem Unterschied, daß die Druckstreben B, B¹ länger sind als die Druckstreben C, C¹ und die in Abb. 3 punktiert eingezeichnete Verkleidung eines so verspannten Hohnes die Form einer mit der Hauptsache vertikal stehenden Ellipse bekommt.

In Abb. 5 und 6 ist ein einzelner Hohn A₁ wie in der Ausführung gemäß Abb. 3 und 4, mit zwei Gruppen von Druckstreben B₃B¹ und C₁ C¹ versehen, jedoch sind die Druckstreben der einen Gruppe mit den Druckstreben der anderen Gruppe nicht mehr abwechselnd, d. h. nicht mehr in verschiedenen Ebenen, sondern jeweils in ein und derselben Ebene angeordnet. Des weiteren sind in diesem Falle im Gegensatz zu den bereits beschriebenen Konstruktionen nicht zwei Paar, sondern vier Paar gegenläufige Verspannungs drähte vorgesehen und ihrer Zusammengehörigkeit nach bezeichnet mit V₁ V¹, X, X¹, Y, Y¹, Z, ZK

Die Abb. 7 und 8 stellen eine Ausführung dar, in welcher die Druckstreben H, I, J, HK I¹, J¹ in Winkeln von 6o° angeordnet sind. ■ Es sind in diesem Falle sechs Verspannun- 100J gen K₁ K¹, K", K³, L, D gegeben. Hiervon ' sind die Verspannungen bzw. die Drähte K, K}, K², K^s schraubenförmig in der einen Richtung und die Drähte L₁ L¹ schraubenförmig in entgegengesetzter Richtung um den 105; Holm A herumgezogen. Die beiden aus den Drähten K₁ K¹, K², K³ und aus den Drähten L, D gebildeten Verspannungsgruppen stellen somit zwei entgegengesetzte und sich einander auf den Enden der Druckstreben//, /, /, H¹, I¹, J¹ überkreuzende Verspannungen dar.

Abb. 9 und 10 stellen eine Ausführung ähnlich der in Abb. 7 und 8 dargestellten dar. Hier sind jedoch die Druckstreben M jeweils in ein und dieselbe Ebene gesetzt. Gegeben sind in diesem Falle "insgesamt zwölf mit N, m, W₁ N^s, N\ N⁵ und O₁ Q\ O², O³, Oⁱ, O⁵ bezeichnete Verspannungen, von denen die der A^-Gruppe zugehörigen schraubenförmig- in der 'einen Richtung und . die-der -0-Gruppe zugehörigen . schrauben-.

förmig in entgegengesetzter Richtung um den Holm herumgezogen sind, so daß wieder zwei entgegengesetzte Verspannungssysteme gebildet werden, deren Drähte sich auf den Enden der Druckstreben M einander überkreuzen.

In Abb. H₃ 12 und 13 ist die Erfindung an einem doppel-T-förmigen Holm veranschaulicht. Die Druckstreben S -sind in Dreieckform gegeben, wobei die Grundseiten der Dreiecke durch den Steg R des Holmes dargestellt und die Schenkel der Dreiecke gegen die Gurtungen P, Q gestoßen sind. Die Dreiecke sind zur Hochachse des Holmes verschieden winklig und verschieden hoch, im übrigen jedoch so gehalten, daß ihre Spitzen auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser, wie aus Abb. 11 ersichtlich, der Höhe des Steges R bzw. des Hohnes entspricht. Die dreieckigen Streben sind in Abständen über die Länge des Holmes verteilt, wie das aus Abb. 12 und 13 ersichtlich ist, und so gesetzt, daß ihre Spitzen eine um den Hohn herumlaufende Schraubenlinie beschreiben.

Im vorliegenden Falle sind insgesamt sechs mit T, T¹ und U, U¹, U², U³ bezeichnete Verspannungen gegeben, von denen die Verspannungen T, T¹ in Schraubenform um den Holm herumgezogen sind und eine Gruppe für sich darstellen, während die ebenfalls in Schraubenform, jedoch entgegengesetzt um den Holm herumgezogenen Verspannungen U, U¹, U², U^s wieder für sich eine andere Gruppe darstellen. Beide Gruppen ergeben also entgegengesetzte und sich einander auf den Spitzen der Druckstreben S schneidende Verspannungen.

In allen Fällen sind längsgerichtete Verspannungsdrähte F und G zum Zusammen-Schluß der Enden der Druckstreben vorgesehen. Die Verspannungen in Nähe der Einspannstelle des Holmes werden selbstverständlich stärker beansprucht als die von der Einspannstelle weiter ab gelegenen Verspannungen. Aus diesem Grunde kann die Dicke der Verspannungsdrähte jeweils entsprechend dem Abstande von der Einspannstelle gewählt werden. In der Nähe der Einspannstelle können somit dickere Verspannungsmittel oder Drähte und an von der Einspannstelle weiter ab gelegenen Stellen dünnere Verspannungsdrähte verwendet werden. Die Erfindung kann bei Höhnen jeder Form angewendet werden, indem diese mit nach außen gerichteten Druckstreben ver-• sehen werden, derart, daß deren Enden mit in entgegengesetzten Richtungen in Schraubenform herumzulegenden Verspannungen zusammengeschlossen werden können.

Im gleichen Sinne kann die Erfindung auch bei anderen auf Torsion beanspruchten Bauteilen, z. B. bei Kraftübertragungswellen u. dgl., angewendet werden.

Claims (5)

Patentansprüche: 65,

1. Auf Torsion beanspruchter Bauteil, z. B. Holm von einholmigen Flugzeugtragfiügeln, Welle für Kraftübertragung u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Hohn oder die Welle (A) mit radial angesetzten Druckstreben (B, B¹, C, C¹J versehen ist, deren Enden untereinander durch einander entgegengesetzt gerichtete und aus schraubenförmig um den Holm oder die Welle herumgelegten Verspannungen (D, D¹, E, E¹) gebildeten Verspannungssystemen zusammengeschlossen sind.

2. Holm oder Welle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung der Druckstreben in Gruppen, derart, daß die Druckstreben (z. B. H, H¹) einer jeden Gruppe auf entgegengesetzten Seiten des Holmes oder der Welle nach außen gerichtet und mit den Druckstreben anderer Gruppen (z. B. /, 7¹ und /, 7¹) in verschiedenen Winkelstellungen angeordnet sind.

3. Holm nach Anspruch 1, der aus go einem Steg mit Ober- und Untergurt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstreben (S) Dreieckform besitzen, wobei, die Schenkel der Dreiecke an den Gurtungen des Hohnes angreifen, während die Grundseite der Dreiecke durch den Steg des Holmes gebildet ist.

4. Holm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schenkel der Dreieckform besitzenden Druckstreben (S) verschiedene Länge haben und in verschiedenen Winkeln zur Hochachse angeordnet sind, wobei die Druckstreben derart über die Länge des Holmes verteilt sind, daß alle Spitzen auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser der Höhe des Steges entspricht.

5. Hohn oder Welle nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine oder mehrere längsgerichtete, die Enden der Druckstreben untereinander zusammenschließende Verspannungen (F, Q).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen