DE543363C - Process for the production of solid material propellers with the help of rollers - Google Patents
Process for the production of solid material propellers with the help of rollersInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Vollwerkstoffpropellern mit Hilfe von Walzen Bei der Herstellung von Propellern aus Metall oder sonstigem formbarem Stoff ist die Verwendung von Schmiedevorgängen bekannt, indem man entweder einen Block zwischen Gesenken zu der Endform flach preßte oder gewalzte Baustoffe verwendete, indem man den Propeller aus vollem Walzmaterial herausschnitt oder auch aus Blechen zusammensetzte. Das erste Verfahren des Pressens ergibt nicht den gewünschten Faserverlauf in der Flügellängsrichtung, und die beiden anderen Verfahren des Herausschneidens aus dem Vollen und des Zusammensetzens aus Blechen sind übermäßig kostspielig und ergeben außerdem auch nicht einen Propeller mit überall einstöckigem Zusammenhang von sämtlich gleichmäßig durchgewalzten Fasern.Process for the production of solid material propellers with the help of Rollers In the manufacture of propellers from metal or other malleable material The use of forging is known by making either a block used building materials flattened or rolled between dies to the final shape, by cutting the propeller out of solid rolled material or from sheet metal composed. The first method of pressing does not give the desired fiber orientation in the longitudinal direction of the wing, and the other two methods of cutting out Solid and sheet assemblies are unduly expensive and also do not result in a propeller with a one-story connection everywhere of all evenly rolled fibers.
Bekannt ist ferner die Herstellung von Propellerflügeln aus flachen Profilstäben, die zwischen Walzen, die die Flügelformen in Längsabwicklung über den Walzenumfang enthalten, hindurchgeschoben und so zu dem endgültigen Propellerprofil breitgequetscht werden, wobei der Werkstoff nur quer zur Flügellängsrichtung fließt. Ein Ausstrecken des Werkstoffes in Längsrichtung des Propellerflügels geschieht hierbei nicht.The production of propeller blades from flat ones is also known Profile bars that are between rollers that form the wing shapes in lengthwise development over contain the roller circumference, pushed through and so to the final propeller profile be squeezed wide, the material only flowing transversely to the longitudinal direction of the wing. The material is stretched in the longitudinal direction of the propeller blade not here.
Zur Herstellung von Dreikantfeilen ist es ferner bekannt, Walzwerke zu verwenden, die aus zwei schräg gestellten Oberwalzen oder einer mit 'Tut versehenen Oberwalze und einem das Werkstück aufnehmenden und mit diesem unter den Oberwalzen auf Rollen beweglichen Walztisch bestehen.For the production of triangular files, it is also known to roll mills to use the two inclined top rollers or one with a 'tutu' Upper roller and a workpiece receiving and with this under the upper rollers exist on rollers movable roller table.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Vollwerkstoffpropellern mit Hilfe von Walzen, die die Flügelform in Längsabwicklung über den Walzenumfang enthalten, und das Wesentliche besteht darin, daß ein zweiflügeliger Propeller oder einzelne Flügel eines. mehrflügeligen Propellers aus Vollwerkstoff von der Flügelwurzel nach der Spitze zu bei gleichzeitiger Geradehaltung des Werkstückes in einem Hilfsglied gewalzt werden, und zwar mindestens im Nabenteil und den ihm zunächst liegenden Flügelteilen zu im wesentlichen fertiger Form einschließlich der Steigungswinkel. Dieses Verfahren gewährleistet die ,Möglichkeit des Walzens von Propellerflügeln aus einem Vollwerkstoffblock unter Erreichung guter Durcharbeitung des Werkstoffes und guter Faserbildung, so daß die Festigkeit des Werkstoffes in der Hauptbeanspruchungsrichtung wesentlich erhöht wird, und ferner die gleichzeitige Verhinderung der Entstehung einer säbelförmigen Umrißgestalt des Propellerflügels beim Walzen unsymmetrischer Profile.The invention relates to a method for producing solid material propellers with the help of rollers, which the wing shape in longitudinal development over the roller circumference included, and the essence is that a two-bladed propeller or individual wings of a. multi-bladed propellers made of solid material from the wing root towards the tip while holding the workpiece straight in an auxiliary link be rolled, at least in the hub part and the next to it Wing parts to substantially finished shape including the pitch angles. This process ensures the possibility of rolling propeller blades from a solid block of material, achieving good work-through of the material and good fiber formation, so that the strength of the material in the main direction of stress is substantially increased, and also the prevention of generation at the same time a saber-shaped outline shape of the propeller blade when rolling unsymmetrical Profiles.
Eine wertvolle Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich, indem als Rohstück für den Walzvorgang ein schon die rohe Propellerform enthaltender Block verwendet wird, der in den die Flügelblätter hergebenden Teilen breiter ist als in den die Nabe oder den Flügelschaft hergebenden Teilen, so daß das Auswalzen der Flügelblätter im wesentlichen nur deren Streckung in der Längsrichtung bewirkt. Hierdurch ist ein Aufreißen, daß sonst besonders beim veredelten Aluminium und sonstigen nicht sehr dehnbaren Metallen auftreten würde, wirksam verhindert.A valuable embodiment of the method is obtained by as Raw piece for the rolling process a block already containing the raw propeller shape is used, which is wider than in the parts giving off the blades into which the hub or the Wing shaft giving parts, so that the rolling out of the blades essentially only extends them in the longitudinal direction causes. This causes tearing, which is otherwise particularly the case with refined aluminum and other not very ductile metals would be effectively prevented.
Für kleinere in großen Mengen herzustellende Propeller andererseits ergibt sich ein besonders wirtschaftliches Verfahren, indem ein Rohblock mit einem etwa dem Propellerumriß entsprechenden Querschnitt hergestellt und in Streifen zerschnitten wird, deren jeder zu einem Propeller oder Propellerflügel ausgewalzt wird. Bei diesem Verfahren entsteht infolge des großen Blockes verhältnismäßig wenig Abbrand beim Gießen des Blockes, und Lunkerbildung ist mit besonders hoher Sicherheit vermeidbar, so daß schnelle und zuverlässige Herstellung vieler stets völlig gleichwertiger Rohblöcke ermöglicht ist.On the other hand, for smaller propellers to be produced in large quantities results in a particularly economical process by using an ingot with a produced approximately the propeller outline corresponding cross-section and cut into strips each of which is rolled out into a propeller or propeller blade. With this one Due to the large block, relatively little burn-up occurs during the process Pour the block, and the formation of cavities can be avoided with a particularly high degree of certainty, so that fast and reliable production of many always completely equivalent Rough blocks is enabled.
Die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens besteht in einem Walzwerk mit dem besonderen Kennzeichen, daß die Arbeitsprofile zum Auswalzen der Flügel teilweise in Längsabwicklung über die Walzenumfänge und teilweise in dem zusammen mit dem Werkstück durch die Walzen laufenden Hilfsglied angebracht sind. Dieses Hilfsglied gewährleistet völlig geradlinige Form der Propellerblätter oder bei Aufstellung der Forderung einer bestimmten Krümmung der Propellerblätter, etwa im Sinne der Krümmung nach einer Seillinie der auftretenden Betriebsbeanspruchungen, die genaue Innehaltung dieser Krümmung. Damit ergibt sich von vornherein die Sicherheit, daß gleichmäßige Wirkung und Beanspruchung der einzelnen Propellerflügel und auch der Massenausgleich zweiten Grades erreicht wird, ohne daß noch materialschädigende nachträgliche Nacharbeiten erforderlich sind.The device for performing the new method consists of one Rolling mill with the special feature that the work profiles for rolling out the Wing partly in longitudinal development over the roller circumferences and partly in the auxiliary links running through the rollers are attached together with the workpiece. This auxiliary member ensures completely rectilinear shape of the propeller blades or when setting up the requirement of a certain curvature of the propeller blades, for example in the sense of the curvature according to a rope line of the occurring operational loads, the exact pause in this curvature. This gives you the security right from the start, that uniform effect and stress on the individual propeller blades and also the mass balance of the second degree is achieved without any material damaging subsequent reworking is required.
Das in der Walzrichtung umlaufende Hilfsglied ist zweckmäßig ein nach Art eines seitlich angreifenden Untergesenkes das Werkstück aufnehmender Walztisch, in dessen Längsschlitz die Walzen eingreifen. Die Oberwalze enthält dabei vorteilhaft die Form der Arbeitsprofile für eine Seite und die Unterwalze mit dem Tisch zusammen die Form für die andere Seite des Propellers. Der Tisch kann dabei einen überall gleich breiten Längsschlitz zum Durchlassen der ebenfalls überall gleich breiten Unterwalze enthalten und in ihm können die Formen der Arbeitsprofile für die von der Walze nicht gedeckten Propellerrandteile ausgearbeitet werden. Durch eine derartige Ausbildung wird erreicht, daß das Material unten ähnlich wie oben dem Streckvorgang durch WaIzenzvirkung unterworfen und alles gleichmäßig formverändert beansprucht wird, während doch der Tisch vermöge seines Angreifens an den Randteilen der Flügelblätter deren verbiegungsfreie Geradlinigkeit oder gewollte Krümmung sicherstellt.The auxiliary member rotating in the rolling direction is expediently an after Type of a laterally engaging lower die, the roll table receiving the workpiece, the rollers engage in its longitudinal slot. The top roller advantageously contains the shape of the work profiles for one side and the lower roller with the table together the shape for the other side of the propeller. The table can be used anywhere Longitudinal slot of the same width to allow passage of the equally wide ones everywhere Contained lower roller and in it the shapes of the work profiles for the by the propeller edge parts not covered by the roller are worked out. By such a Training is achieved that the material below similar to the stretching process above Subjected to the effects of rolling and everything is stressed evenly changed in shape becomes, while the table by virtue of its attack on the edge parts of the wing blades ensures their straightness without bending or desired curvature.
Für das Walzen einzelner Propellerflügel wird mit Vorteil die Nabe etwa gemäß einer diagonalen Teilfläche zur Tischebene ausgerichtet, so daß dann die Hauptebene des Flügelblattes in die Tischebene fällt: dies ergibt einfache Gesenkformen und dabei doch schon ein sehr weitgehend vorgearbeitetes und nur geringer Verdrehung bedürftiges Flügelblatt. Andererseits kann für das Auswalzen zweiflügeliger Propeller die Nabenebene parallel zur Tischebene liegen, und die Flügelblatteile sind entsprechend schräg zu stellen, so daß dann hier für beide Flügel gleich die richtigen wesentlichen Steigungswinkel erreicht werden.The hub is advantageously used for rolling individual propeller blades aligned approximately according to a diagonal sub-area to the table plane, so that then the main plane of the blade falls into the plane of the table: this results in simple die shapes and yet a very largely prepared and only slight twist needy blade. On the other hand, double-bladed propellers can be used for rolling the hub plane are parallel to the table plane, and the wing blade parts are accordingly at an angle, so that the right essentials are the same for both wings Incline angle can be achieved.
Für genaue Zusammenarbeit der Walzen und des Tisches ist eine Verbindung durch Zahnräder und Zahnstangen oder ähnliche Glieder so vorgesehen, daß immer die zusammengehörigen Punkte sämtlicher Gesenkformen genau zusammenwirken, und zwar wird zweckmäßig die Unterwalze als Hauptantrieb benutzt und von ihr der Tisch und die Oberwalze angetrieben, so daß nur geringste Ungenauigkeiten durch toten Gang auftreten.There is a connection for precise cooperation between the rollers and the table provided by gears and racks or similar members so that always the related points of all die forms work together exactly, namely the bottom roller is expediently used as the main drive and from it the table and the top roller is driven, so that only the slightest inaccuracies due to dead gear appear.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einer Reihe von Ausführungsbeispielen, und zwar sind Abb. i und 2 Hochkant- und Flachansicht eines Gußblockes für zweiflügelige Propeller, Abb. 3 und q. Schaubild und Axialansicht eines Gußblockes für einen einzelnen zweiflügeligen Propeller, Abb. 5 und 6 Querschnitte nach Linien XIII-XIII und XIV-XIV, Abb. 7 eine andere Ausführungsform des Querschnittes gemäß Abb.6. Abb.8 und 9 Längsansicht und Queransicht eines Walzwerkes zum Herstellen der Propeller.The drawing illustrates the invention in a number of exemplary embodiments, namely Fig. i and 2 are upright and flat view of a cast block for two-winged Propeller, fig. 3 and q. Diagram and axial view of an ingot for a single one double-bladed propeller, Fig. 5 and 6 cross-sections according to lines XIII-XIII and XIV-XIV, Fig. 7 shows another embodiment of the cross-section according to Fig.6. Fig. 8 and 9 longitudinal view and transverse view of a rolling mill for producing the propellers.
Nach Abb. i und 2 ist für Massenherstellung von Propellern als Ausgangsstück ein Gußblock verwendet, der in dem' der Nabe i und den Flügelschäften 2 entsprechenden Teile dünner als in den den Blättern entsprechenden Teilen hergestellt ist und durch Schnitte 9 in einzelne Scheiben mit diesem Profil zerlegt wird. Diese Scheiben dienen als auszuwalzende Rohblöcke.According to Fig. I and 2 is for mass production of propellers as a starting piece a cast block used in the 'the hub i and the wing shafts 2 corresponding Parts thinner than in the parts corresponding to the leaves is made and through Sections 9 is broken down into individual slices with this profile. These discs serve than ingots to be rolled out.
Kommen mehrflügelige Propeller in Frage, so kommt ein ähnlicher Block zur Verwendung, der vom Nabenteile i ausgehend nur nach einer Seite hin die Teile 2 und 3 als Flügelschäfte und Blätter enthält.If multi-bladed propellers come into question, a similar block is used for the use of the parts starting from the hub part i only towards one side Includes 2 and 3 as wing shafts and leaves.
Für größere besonders hoch beanspruchte zweiflügelige Propeller und Einzelflügel mehrflügeliger Propeller kommt gemäß Abb. 3 und ..1. ein einzeln gegossener Block zur Verwendung, der den N abenteil i schon in runder Form enthält und auch die Flügelschäfte 2 und Blätter 3 schon mit angenähert richtigen Profilen und Steigungswinkeln aufweist, so daß hier die Weiterverarbeitung sich im wesentlichen nur noch auf eine Längsauswalzung der Flügel zu erstrecken hat. Für weitestgehende Vorformung weisen die Profile die Gestalten nach Abb. 5 und C auf, während für weniger weitgehende Vorformung nahe der Nabe noch der Querschnitt gemäß Abb. 7 möglich ist.For larger double-bladed propellers and particularly highly stressed Single wing multi-bladed propeller comes as shown in Fig. 3 and ..1. an individually cast block for use, which already has the hub part i in a round shape Contains shape and also the wing shafts 2 and leaves 3 with approximately correct Has profiles and angles of inclination, so that further processing is here essentially only has to extend to a longitudinal roll-out of the wings. For the most extensive preforming, the profiles have the shapes according to Fig. 5 and C. on, while for less extensive preforming near the hub still the cross-section according to Fig. 7 is possible.
Zum Auswalzen der in der genannten Art hergestellten Rohblöcke dient gemäß Abb.8 und 9 ein Walzwerk mit Oberwalzen ii, Unterwalzen 12 und einem Walztisch 13, der auf Rollen 14 in der Walzrichtung leicht beweglich gelagert ist. Die Oberwalze i i enthält in ihrem Umfange die einem gesamten Propeller (oder gegebenenfalls einem einzelnen Propellerflügel ) entsprechende Gesenkform, und zwar begrenzt durch längs den die Umrisse der Flügelblätter bildenden Ein- und Austrittskanten mit geeigneten Überleitungslinien an der habe. Für zu walzende Einzelflügel ist mit Vorteil die Nabe, wie in Abb. 8 bei 15 gestrichelt angedeutet, über Eck eingeformt, so daß ihre Diagonale und der Fliigel2, 3 in einer zu den Walzenachsen parallelen Ebene liegen. Die Unterwalzen 12 und der Tisch 13 enthalten gemeinsam die zur Ergänzung der OberwaIzenform nötige Restform, und zwar enthält der Tisch 13 einen Längsschlitz 16, in den ein geformter Teil 17 der Unterwalze hineinragt. Die Formen beider Walzen des Tisches können so ausgebildet sein, daß überall unmittelbar die endgültigen Profile und Steigungswinkel des Propellers oder Propellerflügels erhalten werden: zweckmäßig wird jedoch die Form vereinfacht derart ausgebildet, daß nur die nahe der Nabe liegenden Flügelschaftteile mit richtigem Steigungswinkel gewalzt werden und die übrigen Flügelteile denselben Steigungswinkel erhalten, also die gesamten Flügel als ebene Teile ausgewalzt werden; die richtigen, sich nach den Flügelspitzen hin immer mehr verkleinernden Steigungswinkel werden dann nachträglich durch Verdrehen der Flügel vorzugsweise in kaltem Zustande erhalten. Die in Abb. io bei 18 dargestellte Verjüngung am Flügelende kann entweder schon beim Walzen mit ausgearbeitet werden, oder sie wird durch nachträgliches Abschneiden der erst in voller Breite ausgewalzten Form hergestellt.Is used to roll out the ingots produced in the type mentioned according to Fig.8 and 9 a rolling mill with upper rollers ii, lower rollers 12 and a roller table 13, which is mounted on rollers 14 so that it can move easily in the rolling direction. The top roller i i contains in its scope that of an entire propeller (or possibly one individual propeller blades) corresponding die shape, limited by longitudinal the leading and trailing edges forming the outlines of the blades with suitable ones Reconciliation lines at the got. For single wings to be rolled, the Hub, as indicated by dashed lines in Fig. 8 at 15, formed over a corner so that their The diagonal and the wing 2, 3 lie in a plane parallel to the roller axes. The lower rollers 12 and the table 13 together contain those to supplement the upper roller shape necessary residual shape, namely the table 13 contains a longitudinal slot 16 into which a molded part 17 of the lower roll protrudes. The shapes of both rollers of the table can be designed so that the final profiles and directly everywhere Pitch angle of the propeller or propeller blade can be obtained: expedient however, the shape is simplified so that only those close to the hub Wing shaft parts are rolled with the correct pitch angle and the remaining wing parts get the same pitch angle, so the entire wing rolled out as flat parts will; the right ones, shrinking more and more towards the wing tips Pitch angles are then preferred afterwards by turning the wings preserved in cold condition. The taper shown in Fig. Io at 18 at the wing tip can either be worked out when rolling, or it is done afterwards Cut off the form, which has only been rolled out to its full width.
Zum Antrieb der Walzen ist die Unterwalze 12, 17 an einer Antriebswelle i9 angeschlossen, und von dieser ist durch Zahnräder 2o die Welle 2 1 der Oberwalze i i angetrieben. Weitere Zahnräder 22 der Unterwalzwelle i9 greifen in Zahnstangen 23 des Tisches 13 ein und treiben diesen an. Sämtliche Zahnräder sind dabei so eingestellt, daß genau zueinander gehörige Teile der Unterwalze, der Oberwalze und des Tisches zum Zusammenarbeiten kommen; zur Vergleichmäßigung des Ganges findet jedenfalls Schräg- oder Pfeilverzahnung Anwendung. Die Lager der Oberwalze i i sind in Spindeln 2.4 höhenverschieblich, und auf diesen sitzen als Spindelmüttern ausgebildete Kegelräder 25, die durch eine Vorgelegewelle 26 antreibbar sind, so daß die Oberwalze während des Walzvorganges gesenkt werden und das Walzstück in: mehreren Hinundhergängen allmählich dünner ausgewalzt werden kann. Biegsame Kupplungen 27 ermöglichen dazu der Welle 2i das Nachfolgen. Zur besonderen Sicherstellung der Tischbewegung können auch, wie dargestellt, die Tischtragrollen 14 teilweise oder sämtlich durch Kegelradv orgelege 28 in Übereinstimmung mit der hin und her gehenden Tischbewegung angetrieben sein.To drive the rollers, the lower roller 12, 17 is connected to a drive shaft i9, and from this the shaft 2 1 of the upper roller ii is driven by gear wheels 2o. Further gears 22 of the lower roller shaft i9 mesh with racks 23 of the table 13 and drive it. All gears are set so that parts of the lower roller, the upper roller and the table that belong together exactly come to work together; In any case, helical or herringbone gearing is used to make the gear even. The bearings of the top roller ii are vertically adjustable in spindles 2.4, and on these are seated bevel gears 25 designed as spindle nuts, which can be driven by a countershaft 26, so that the top roller is lowered during the rolling process and the rolled piece can be gradually rolled out thinner in several steps back and forth . Flexible couplings 27 enable shaft 2i to follow up. As shown, the table support rollers 14 can also be partially or entirely driven by bevel gears 28 in accordance with the reciprocating table movement to ensure that the table movement is particularly ensured.
Beim Auswechseln eines gemäß Abb.3 bis 6 weit vorgeformten Blockes, wo also der Nabenteil fast gar nicht niedergewalzt wird und das 1#Tabengesenk in der Walze entsprechend tief ausgearbeitet ist, kann das -Nachstellen der Oberwalze erfolgen, indem der Propeller mit seinem N abenteil zwischen den Walzen liegt, und dann wird er nach den Flügelenden hin ausgewalzt, indem immer wieder beim 2Tabendurchgang die Walze nachgestellt wird. Beim Auswalzen weniger weit vorgearbeiteter Blöcke gemäß Abb. i und 2 oder auch Abb. 7, wo auch die Nabe noch mehr durchgewalzt «-erden soll, kann ein häufigeres Nachstellen der Walze um jeweils kleinere Beträge erfolgen, und zwar wird dies dann zweckmäßig gegenüber scli-,vächeren Teilen bewirkt, also nicht gerade beim Durchgang der Nabe zwischen den Walzen, sondern beim Durchgang der Flügelschäfte.When replacing a block that is well preformed as shown in Fig. 3 to 6, where the hub part is hardly rolled down at all and the 1 # tab die in The roller can be adjusted accordingly done by the propeller with its hub part between the rollers, and then it is rolled out towards the wingtips, again and again with the 2tab pass the roller is readjusted. When rolling out blocks that have not been prepared so far according to Fig. 1 and 2 or also Fig. 7, where the hub is rolled through even more the roller can be readjusted more frequently by smaller amounts, and this is then expediently effected in relation to smaller, larger parts, that is not just when the hub passes between the rollers, but when it passes through of the wing shafts.
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