DE623520C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metallpropellers durch Walzen oder Strecken eines Metallstückes in der Längsrichtung.
Bisher wurden Massivpropeller in der Weise hergestellt, daß man zuerst einen kurzen rechteckigen Barren für das darauffolgende Schmieden formte und ihn zu roher Propellerform mit dem Schmiedehammer ge-

to staltete. Hierbei wurde ein Teil der Länge des Barrens in einen rechteckigen Klotz von kleinerem Querschnitt als der ursprüngliche Barren umgewandelt und das schrittweise stattfindende Hammerschmieden bis zur Erreichung der gewünschten Länge fortgesetzt. Das Material befand sich alsdann in einer teleskopartig übereinandergeschichteten oder stufigen Form und. bestand aus einer Reihe von Teilen von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, von denen jeder von der Nabe bis zur Spitze einen kleineren Querschnitt als der vorhergehende Teil hat. Dieses Werkstück wurde dann durch Verhämmern der Ecken und Abflachen der Flügelteile zu roher Propellerform und darauf in fertigbearbeitende Gesenke gebracht und zu der fertigen Form gepreßt.

Es ist auch eine Herstellung von Metallpropellern bekanntgeworden, bei der die Flügel aus keilförmigen Metallstücken, die in der Längsrichtung gestreckt sind, erzeugt werden. Hierzu wurde ein in "der Längsrichtung gestreckter Barren diagonal geteilt, wodurch zwei symmetrische keilförmige Einzelstücke erhalten werden, die alsdann zu der Propellergestalt umgewandelt werden.

Zur Herstellung von Metallpropellern ist auch bereits vorgeschlagen worden, den bzw. die Flügel aus Vollwerkstoff von der Flügelwurzel nach der Spitze zu bei gleichzeitiger Geradehaltung des Werkstückes in einem Hilfsglied zu walzen, wobei der Einwirkungspunkt der Kraft in nur einer Richtung fortschreitend von der Nabe zur Spitze verlegt wird.

Gemäß der Erfindung wird demgegenüber in der Weise vorgegangen,- daß ein Barren oder' Metallstück zunächst durch eine Reihe in einer Richtung erfolgender Walzdurchgänge an einem Ende zu konischer Gestalt verjüngt und dann zu einem Werkstück von roher Propellerform dadurch gestreckt wird, daß man es weiteren Walzdurchgängen unterwirft, während deren die Stärke der form-

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ändernden Kraft von der Nabe nach der Spitze hin gesteigert wird, worauf die erhaltene rohe Propellerform durch Schmieden oder Pressen weitergeformt wird.

⁵, Diese fortschreitende Einwirkung der formändernden Kraft auf den Flügel während des Walzvorganges mit allmählich steigendem Druck von der Nabe nach der -Spitze hin ergibt einen gleichförmigen Gradienten der Korngrößen, ohne örtliche Stellen von übermäßigem Korngrößenunterschied. Das Metall wird daher so homogen wie möglich gemacht, so daß die durch den Schmiedehammer sonst verursachten Beanspruchungen vermieden werden. Weiterhin wird hierdurch erreicht, daß das ganze Fließen des Metalls längs des Flügels erfolgt, so daß im wesentlichen gerade Flußlinien erzeugt werden, die sich dem Umriß des Flügels anpassen. In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines -einflügeligen oder mehrfiügeligen Propellers beispielsweise dargestellt, und zwar ist Fig. ι ein Schaubild eines Barrens, bevor er dem Verfahren unterworfen wird.

Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. ι und zeigt den Barren nach seinem ersten Walzdurchgang.

Fig. 3 und 4 sind ähnliche Schaubilder wie Fig. 2 und zeigen die Gestalt des Barrens nach den folgenden Durchgängen durch die Schmiedewalzen.

Fig. 5 ist eine Aufsicht auf einen Propeller, nachdem er durch die Schmiedewalzen roh geformt worden ist.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5.

Fig. 7 ist eineDraufsicht.auf einen fertigen einflügeligen Propeller.

Fig. 8 ist eine Drauf sieht auf einen fertigen doppelflügeligen Propeller.

Fig. 9 zeigt schematisch die Sch/miedewalzen und deren Wirkung auf den Barren.

Fig. 10 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Metallstückes', das nach den bekannten Methoden ausgehämmert worden ist.

Zur Veranschaulichung und Beschreibung einer bevorzugten besonderen Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren zur So Herstellung eines Flugzeug- oder Luftschiffpropellers aus einer Legierung auf Aluminiumbasis beschrieben, die ungefähr 94°/o Aluminium, 4,5% Kupfer, 0,75 °/o Mangan und 0,75 °/₀ Silicium enthält. Propeller, die für andere als Luftschiffahrtszwecke bestimmt sind und aus anderen Metallen und Legierungen als den genannten bestehen, können gemäß den Vorschriften dieser Erfindung ausgeführt werden. Es können nicht nur andere Legierungen auf Aluminiumbasis als Metall zur Herstellung der Propeller verwendet wer-

den, sondern es können auch Legierungen auf Magnesiumbasis benutzt werden. Derartige Legierungen haben viele Eigenschaften der Aluminiumlegierungen, die sie besonders ge- G5 eignet zur Herstellung von Propellern für Flugzeuge oder Luftschiffe machen. Propeller der bezeichneten Art können ferner aus Eisen und Stahl, Kupfer und seinen Legierungen, wie Messing und Bronze, ferner aus Nickel in kombinierter Form, z. B. Monelmetall, hergestellt werden.

Der Ausgangspunkt für das Verfahren ist in Fig. ι in Form eines Barrens A dargestellt. Der Barren A kann die Form eines Rohlings haben, der ursprünglich gegossen ist, oder eines Barrens, der aus einem Rohling heruntergearbeitet worden ist.

An dem Barren A wird ein Handstück oder ein Zangenhalter 1 in geeigneter Weise ausgebildet. Dieses Stück wird durch Zangen oder ähnliche Werkzeuge erfaßt, um den Barren während der Formungsoperationen zu handhaben. Nachdem der Propeller fertiggestaltet worden ist, wird dieses Handstück 1 beispielsweise durch Abschneiden entfernt.

Der Barren A wird zunächst auf einen Zustand erhitzt, in dem er sich ohne weiteres bearbeiten läßt, beispielsweise auf 438 ° C. Er wird dann der Wirkung von Schmiedewal- zeaB unterworfen (Fig. 9). Das bevorzugte Walzverfahren umfaßt verschiedene Walzoperationen, die den Barren stufenweise durch aufeinanderfolgende Formänderungen zu der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Form bearbeiten. Es ist zu beachten, daß Auswalzoperationen, die durch Änderung in Barrenform gemäß den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellt sind, die rohe Form des Barrens beibehalten und ihn nur in eine konische Form gezogen haben. Der letzte Durchgang durch die Schmiedewalzen indessen dient dazu, den konischen Abschnitt in eine etwas flügelartige Form abzuflachen.

Die Formgebung durch Walzen ist durch die Anwendung einer formändernden Kraft auf das Metall gekennzeichnet, die fortschreitend an Stärke während des Walzvorganges zunimmt und ferner fortschreitend den Einwirkungspunkt der Kraft längs des auszuwalzenden Gegenstandes in der Walzrichtung vorrückt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, hat der Barren die allgemeine Form eines Propellers angenommen. Er wird dann weitergeformt, indem man ihn der Wirkung von Schmiedewerkzeugen unterwirft. Wie beim Walzen wird das Metall zunächst erhitzt, um es bearbeitbar zu machen. Auch das Schmieden besteht vorzugsweise aus einer Anzahl von Stufen, um die Formgebung mehr oder weniger allmählich durchzuführen.

Preßoperationen können ergänzend hinzukommen oder an die Stelle des Schmiedens treten. Dieser · Prozeß wird ebenfalls ausgeführt, während das Metall des Propellers sich in erhitztem Zustande befindet. Diese Stufe der weiteren Formgebung des Gegenstandes ähnelt der Wirkung des Auswalzens darin, daß eine formändernde Kraft angewendet wird und diese während einer längeren Zeitdauer zur Wirkung kommt. Diese Wirkung dient dazu, die Kristalle des Metalls vollständig zu bearbeiten, im besonderen die innenliegenden. Die dem Propeller durch das Walzen aufgeprägten Eigenschaften werden durch die Preßoperationen erhöht, und man erhält ein in hohem Grade verbessertes Produkt, wenn die Schmiede- und Preßoperationen vereinigt werden.

Für die Zwecke der Beschreibung sind die verschiedenen Formgebungsarbeiten, die an dem Propeller nach dem Walzen vorgenommen werden können, im allgemeinen als Schmieden bezeichnet. Dieser Ausdruck soll einige der Formgebungsverfahren einschließen, die nach der rohen Formgebung ausgeführt werden, in denen das Metall durch eine unter Druck zur Anwendung gebrachte Kraft bearbeitet wird, z. B. mittels Schmiedens durch Werkzeuge und mittels Pressens.

Nachdem der Propeller durch Schmieden oder Pressen mittels Werkzeuges oder beides geformt worden ist, wird er durch die üblichen Fertigbearbeitungen fertiggestellt, die Reinigen, Putzen und Aufmaßbringen umfassen. Er wird dann erhitzt, indem er zunächst auf eine Temperatur von 515⁰C während etwa 12 bis 16 Stunden gebracht wird, falls der Propeller die obengenannte Zusammensetzung hat. Die Zeit ist abhängig von der Größe des Produktes und der Größe der Bearbeitung, die das Metall erfahren hat, sowie von der Zusammensetzung der Legierung. Der Propeller wird dann abgeschreckt und bei einer Temperatur von ungefähr 155° C

*5 während etwa 18 Stunden gealtert.

Im wesentlichen dieselben Verfahren werden bei der Herstellung eines doppelflügeligen Propellers verwendet. Wie bei dem einflügeligen Produkt wird der Barren von dem Nabenabschnitt aus nach den Enden zu ausgewalzt. Außerdem wird in dem Nabenabschnitt ein Loch 2 hergestellt zur Schaffung einer Nabenbefestigung. Diese Operation wird vorzugsweise ausgeführt, nachdem der Propeller im übrigen seine endgültige Form erhalten hat. Ein zweiflügeliger Propeller C ist in Fig. 8 dargestellt.

Die Auswalzoperationen stellen ein Produkt her mit einem metallischen Gefüge, das von groben Körnern verhältnismäßig frei ist und mit einem Korngefüge, das durch Flußlinien und durch Lamellenplatten gekennzeichnet ist, die mit der Richtung des Umrisses des Propellers gleichlaufen und in denen die Größe der Körner gleichmäßig und fortschreitend sich über den ganzen Propeller ändert. Außerdem ist das Metall im wesentlichen frei von örtlichen Blasen an der Oberfläche oder über den Flügeln hin.

In Fig. 10 ist ein Abschnitt eines roh geformten Propellers dargestellt, der durch Hämmern und Schmieden nach den alten Verfahrensstufen hergestellt worden ist. Die Hammerwirkung hat die Bildung von Scherlinien X hervorgerufen. Wie angedeutet, rufen die Kanten X eine unerwünschte Flußlinienanordnung des Metalls hervor, die in dem ausgewalzten Produkt nicht vorhanden ist. ■

Claims (1)

1. 80 Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines Metallpropellers durch Walzen (oder Strekken) eines Metallstückes in der Längsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Barren oder Metallstück zunächst durch eine Reihe in "einer Richtung erfolgender Walzdurchgänge an einem Ende zu konischer. Gestalt verjüngt und dann zu einem Werkstück von roher Propellerform dadurch gestreckt wird, daß man es weiteren Walzdurchgängen unterwirft, während deren die Stärke der formändernden Kraft allmählich von der Nabe nach der Spitze hin gesteigert wird, worauf die erhaltene rohe Propellerform durch Schmieden oder Pressen weitergeformt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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