DE3839467A1

DE3839467A1 - Detachable propellor blade fastening

Info

Publication number: DE3839467A1
Application number: DE19883839467
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Fischer
Original assignee: F+E Fischer and Entwicklungen GmbH and Co KG
Current assignee: F+E Fischer and Entwicklungen GmbH and Co KG
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1988-11-23
Publication date: 1990-05-31

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Propellerblatt-Befesti gung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Propeller in den bekannten Ausführungsformen als Gase oder Flüssigkeiten bewegende Maschinen bzw. durch Gase oder Flüssigkeiten angetriebene Maschinen haben häufig von der Nabe lösbare, einzelne Blätter, insbesondere dann, wenn die Blätter verstellbar sind. Die Montageverbindung zwischen Blattfuß und Nabe muß alle Kräfte, vor allem die hohen Fliehkräfte, aufnehmen.The invention relates to a detachable propeller blade attachment gung according to the preamble of claim 1. Propellers in the known embodiments as gases or Liquids moving machines or by gases or Liquids powered machines are often used by the Hub detachable, single blades, especially if the Blades are adjustable. The assembly connection between Blade base and hub must have all powers, especially the high ones Centrifugal forces.

Es werden heute Blatt/Naben-Verbindungen mit Formschluß bevorzugt wegen der Zuverlässigkeit, Kontrollierbarkeit und Demontierbarkeit dieser Verbindungsart.Today there are blade / hub connections with positive locking preferred for reliability, controllability and disassembly of this type of connection.

In einer bekannten Ausführungsform wird ein Blatt durch mehrere prismatische Verdickungen am Blattfuß per Form schluß im Nabenkörper gehalten, wie z. B. das Tannenzapfen profil bei Gasturbinenschaufeln. Ein solcher Blattfuß mit prismatischen Hinterschneidungen erlaubt nicht ohne weiteres ein Verstellen des Blattes. Soll ein Blatt verstellbar sein, wird heute der Blattfuß in der Grundform meist zylindrisch ausgeführt, Zylinder-Längsachse in Richtung Blattachse. In a known embodiment, a sheet is through several prismatic thickenings on the leaf base per form finally held in the hub body, such as. B. the pine cone profile in gas turbine blades. Such a leaf foot with prismatic undercuts are not readily allowed an adjustment of the blade. If a blade should be adjustable, the base of the leaf becomes mostly cylindrical today executed, cylinder longitudinal axis in the direction of the blade axis.

In einer bekannten Ausführungsform wird das Blatt im zylin drischen Naben-Verstellkopf dadurch gehalten, daß mehrere Schrauben in den Blattfuß-Zylinder mit Schraubenachse par allel zur Zylinderachse gedreht werden. Diese Schraubenver bindung muß für die Aufnahme der Fliehkraft sicher dimensi oniert sein. Außerdem ist erforderlich, daß es sich im Be reich des Zylinders um einen Vollquerschnitt handelt. Diese Technik wird bei Propellerblättern aus Metall oder Holz mit Vollquerschnitt angewandt.In a known embodiment, the leaf in the zylin Drische hub adjustment head held in that several Screw in the blade base cylinder with screw axis par allel be rotated to the cylinder axis. This screw ver Binding must certainly dimensi for the absorption of centrifugal force be on. It is also necessary that it is in the loading range of the cylinder is a full cross section. This technique is used with metal or propeller blades Full cross-section wood applied.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform hat der zylin drische Blattfuß einen oder mehrere umlaufende Wülste, die in entsprechenden Hinterschneidungen bei der Nabe form schlüssig eingreifen. Zwecks Lösbarkeit dieser Verbindung muß die Nabe teilbar sein.In a further known embodiment, the cylin one or more circumferential beads, the in corresponding undercuts in the hub form intervene conclusively. In order to detach this connection the hub must be divisible.

Vielfach werden heutzutage Propellerblätter ähnlich wie Flugzeugflügel in einer energiesparenden Leichtbauweise hergestellt, bei der eine äußere Schale die Kräfte aufnimmt, der Kern aber entweder hohl bleibt, oder durch einen leich ten Hartschaum gefüllt ist. Wenn solch ein Leichtbau-Pro pellerblatt verstellbar sein soll, muß die Nabe teilbar sein, da ein Hartschaumkern keine sichere Aufnahme der Fliehkraft durch Schrauben ermöglicht. Eine teilbare Nabe bzw. ein teilbarer Naben-Verstellkopf macht den Propeller teurer, schwerer und anfälliger. Nowadays propeller blades are often similar to Aircraft wing in an energy-saving lightweight design manufactured in which an outer shell absorbs the forces, but the core either remains hollow or through a light one hard foam is filled. If such a lightweight pro If the peller blade is to be adjustable, the hub must be separable be, since a rigid foam core is not a safe absorption of the Centrifugal force enabled by screws. A divisible hub or a divisible hub adjustment head makes the propeller more expensive, heavier and more vulnerable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer lös baren Propellerblatt-Befestigung die auftretenden Kräfte sicher per Formschluß zu übertragen, ohne daß man auf einen Vollquerschnitt des Blattfußes oder eine Teilbarkeit der Nabe angewiesen ist.The invention is based, to solve a problem the propeller blade attachment the forces that occur to be transmitted safely by positive locking, without being on one Full cross-section of the leaf foot or a divisibility of the Hub is instructed.

Diese Aufgabe ist gemäß den Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is according to the characteristics of the claim 1 solved.

Demnach erschöpft sich die Erfindung weder in einer Kraft aufnahme durch in einen schwergewichtigen Vollquerschnitt eingedrehte Schrauben noch in der Forderung nach einer Tei lung der Nabe, was höhere Herstellungskosten, höheres Ge wicht und die geringere Betriebssicherheit eines komplexen Bauteils mit sich bringt.Accordingly, the invention is not limited to one force inclusion in a heavy full section screwed screws still in the call for a part development of the hub, which means higher manufacturing costs, higher Ge importance and the lower operational reliability of a complex Component.

Vielmehr liegt der Erfindung die Idee zugrunde, nicht das sowieso komplexe Bauteil Naben-Verstellkopf durch Teilbar keit noch komplexer zu machen, sondern die für die Montage erforderliche Veränderbarkeit der Geometrie in den einfa cheren Blattfuß zu legen.Rather, the invention is based on the idea, not that anyway complex component hub adjustment head by divisible to make it even more complex than the assembly required changeability of the geometry in the simp to lay the leaf base.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß der verwendete Werk stoff für den Blattfuß hauptsächlich in Längsrichtung durch Fliehkraft beansprucht wird und in dieser Richtung ausrei chend fest und steif sein muß; quer dazu aber ist kaum Festigkeit oder Steifigkeit erforderlich. The invention takes advantage of the fact that the work used fabric for the leaf base mainly in the longitudinal direction Centrifugal force is claimed and out in this direction must be firm and stiff; but hardly across Strength or rigidity required.

Durch entsprechende Material- und Formgestaltung kann also der Blattfuß in seiner Außenkontur elastisch verformbar ausgelegt werden; führt man ihn in eine ungeteilte Nabe ein, muß sich seine Außenkontur so lange der Naben-Innen kontur anpassen, bis er in Position ist und in eine Hinter schneidung der Nabe rückfedern kann. In vorteilhafter Weise wird auch ausgenutzt, daß eine günstige Leichtbauweise mit Hohlquerschnitt dünne Schalen-Wandstärken beinhaltet, was von Haus aus zu guter elastischer Verformbarkeit führt. Gerade moderne Faserverbundwerkstoffe können gut für hohe Zugfestigkeit in der einen Richtung und hohen elastischen Verformungsgrad quer dazu ausgelegt werden. Ein nachträglich eingefügter Spreizdorn verhindert, daß sich die elastische Schnappverbindung zwischen Nabe und Blatt ungewollt löst.By appropriate material and shape design can the leaf base is elastically deformable in its outer contour be interpreted; you lead it into an undivided hub one, its outer contour must be as long as the inside of the hub Adjust the contour until it is in position and into a rear cutting the hub can spring back. Advantageously is also exploited that a cheap lightweight design with Hollow cross-section thin shell wall thicknesses contains what inherently leads to good elastic deformability. Modern fiber composite materials in particular can do well for high Tensile strength in one direction and high elastic Deformation degree can be designed across. An afterthought Inserted expanding mandrel prevents the elastic Unintentional release of the snap connection between the hub and the blade.

Bei einer erfindungsgemäßen lösbaren Propellerblatt-Befesti gung können die Bauteile Blatt und Nabe jedes für sich optimal leicht und kostengünstig hergestellt und anschlie ßend sicher per Formschluß montiert oder demontiert werden.In a detachable propeller blade attachment according to the invention The components of the blade and hub can be used individually optimally light and inexpensive to manufacture and connect can be securely fitted or removed by positive locking.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Dazu zeigt die Zeichnung in Fig. 1 ein Propeller blatt (1) mit zylindrischem Blattfuß (2), zwei Längsschlit zen (3) im Blattfuß und einen umlaufenden Wulst (4) am Blattfuß-Ende. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. For this purpose, the drawing in Fig. 1 shows a propeller blade ( 1 ) with a cylindrical blade base ( 2 ), two Längenschlit zen ( 3 ) in the blade base and a circumferential bead ( 4 ) at the blade foot end.

Fig. 2 zeigt einen vorzugsweise zylindrischen Nabenkörper (5) mit umlaufender Rille (6), in den ein hohles Propellerblatt teilweise eingeschoben ist. Die dünne Propellerblatt-Schale (7) ist in dieser Zwischenstellung elastisch verformt; die Verformung wird durch die Schlitze (3) gefördert. Fig. 2 shows a preferably cylindrical hub body ( 5 ) with a circumferential groove ( 6 ) into which a hollow propeller blade is partially inserted. The thin propeller blade shell ( 7 ) is elastically deformed in this intermediate position; the deformation is promoted by the slots ( 3 ).

Fig. 3 zeigt den Nabenkörper mit vollständig eingeschobenem Blattfuß, dessen Wulst (4) in die vorgesehene Rille (6) rückgefedert ist. Ein Spreizdorn (8) ist in den Hohlquer schnitt des Blattfußes (2) eingeführt und verhindert ein Austreten des Wulstes (4) aus der Rille (6). Der Spreizdorn (8) wird vorzugsweise über ein Gewinde (9) im Nabenkörper (5) gehalten. Als Trimm-Masse (10) ist in dem Spreizdorn (8) vorzugsweise eine Schraube mit passender Masse per Gewinde gehalten. Fig. 3 shows the hub body with the blade foot fully inserted, the bead ( 4 ) of which is spring-back into the groove ( 6 ) provided. An expanding mandrel ( 8 ) is inserted into the hollow cross section of the blade foot ( 2 ) and prevents the bead ( 4 ) from escaping from the groove ( 6 ). The expanding mandrel ( 8 ) is preferably held in the hub body ( 5 ) by means of a thread ( 9 ). A screw with a suitable mass is preferably held by thread in the expanding mandrel ( 8 ) as the trim mass ( 10 ).

In der bevorzugten Ausführungsform (Fig. 1-3) sind Blattfuß und Nabenkörper zylindrisch. Solch ein vorzugsweise metal lischer Nabenkörper läßt sich auf einfache Weise in einer Nabe verstellbar anbringen. Die Zylinderform bringt auch fertigungstechnische Vorteile.In the preferred embodiment ( Fig. 1-3), the blade base and hub body are cylindrical. Such a preferably metallic hub body can be attached in a simple manner in a hub. The cylindrical shape also has manufacturing advantages.

Die Erfindung läßt sich allerdings auch auf nicht zylin drische Blattfüße anwenden, wenn ein Spezialfall dies ver langt. The invention can, however, also not be applied to the cylinder Use dry leaf feet if a special case ver reaches.

Nabenkörper, Blattfuß und Spreizdorn können auch anstelle der streng zylindrischen Form eine leichte Konusschräge aufweisen, um durch ein Zustellen des Spreizdorns einen spielfreien Sitz des Blattfußes zwischen Nabenkörper und Spreizdorn zu erreichen.Hub body, blade base and expanding mandrel can also be used instead the strictly cylindrical shape has a slight taper to have a by adjusting the expanding mandrel play-free seat of the blade foot between the hub body and To reach expanding mandrel.

Gegenüber der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform mit hohlem Propellerblatt eignet sich die Erfindung auch für die heute vielfach verwendete Faserverbund-Bauweise, bei der der Hohlraum zwischen den Schalen aus Faserver bundmaterial durch einen leichten Hartschaumkern ausge füllt ist. Dieser Hartschaumkern kann zwecks elastischer Verformbarkeit der Schale im Blattfußbereich entfernt wer den; der entstehende Hohlraum wird nach der Montage durch den entsprechend gestalteten Spreizdorn wieder gefüllt.Compared to the embodiment shown in the drawing the invention is also suitable with a hollow propeller blade for the often used fiber composite construction, in which the cavity between the shells made of fiber ver bundle material characterized by a light hard foam core is filling. This rigid foam core can be elastic for the purpose Deformability of the shell in the leaf foot area is removed the; the resulting cavity is removed after assembly filled the appropriately designed expanding mandrel.

Claims

1. Detachable propeller blade attachment with positive connection and undivided hub, characterized in that the blade base is inserted into the hub in an elastically deformed manner and a positive connection is produced by springbacks.

2. Detachable propeller blade attachment according to claim 1, characterized in that the leaf foot has a cylindrical shape, at the end a circumferential bead has, is hollow and at the end one or more Has slits in the longitudinal direction of the cylinder that the sheet divide foot into segments.

3. Detachable propeller blade attachment according to claim 1, characterized in that the leaf foot consists of elastic material.

4. Detachable propeller blade attachment according to claim 1, characterized in that in the hollow Blade base end of an expanding mandrel that is inserted resilient leaf base segments with bulge outwards presses the wall of the hub, in which there is a groove for the bead is located.

5. Detachable propeller blade attachment according to claim 1 u. 4, characterized in that the expanding mandrel Trimming weights can be used to balance the prop lers.