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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Turbinenschaufeln mit Fuss.
Bei Schaufelungen, bei denen der in der zum Festhalten der Schaufeln dienenden Ringnut liegende Schaufelteil den gleichen Querschnitt wie der vorragende Schaufelteil besitzt, können die Schaufeln durch Abschneiden entsprechender Längen von einer auf denerforderliehen Querschnitt gezogenen oder gewalzten Stange hergestellt werden. Es müssen dann entsprechend geformte Beilagstücke zugleich mit den Schaufeln in die Ringnut eingesetzt weiden. Diese Art der Herstellung ist nicht möglich bei Schaufeln mit einem Fuss, dessen Querschnitt von dem des Blattes verschieden ist. Dieser Fuss wird in manchen Fällen so verbreitert, dass er zugleich das benachbarte Beilagstück bildet, und in ändern Fällen so geformt, dass er die Schaufelblätter um den erforderlichen Abstand auseinander und dabei in richtiger Stellung hält.
Auch die Herstellung solcher Schaufeln samt ihrem Fuss durch Walzen oder eine andere Maschinentätigkeit ist sowohl mühsam als auch kostspielig.
Die Erfindung ermöglicht es, das Schaufelblatt mit seinem Fuss oder einem Ansatz, aus dem der Fuss herausgearbeitet werden kann, in einem Stück herzustellen. Die Erfindung besteht darin, dass ein kurzer Metallbarren in die Höhlung eines Gesenkes gebracht und durch eine Öffnung des Gesenkes teilweise derart ausgepresst wird, dass der untere ausgepresste Teil das eigentliche Blatt eines vollständigen Turbinenschaufelelementes bildet. während der im Gesenke verbleibende Teil des Barrens in der Höhlung zum Sehaufelfuss geformt wird. Das Ausstossen des Schaufelblattes und die Bildung seines mit ihm ein Ganzes bildenden Fusses erfolgt in einem Arbeitsgang mittels einer schnell wirkenden Presse oder eines Fallhammers. Das Pressen wird unterbrochen, sobald Blatt und Fuss die erforderliche Länge und Form besitzen.
Das Gesenk wird zweckmässig mit einer sich nach unten erweiternden Ausstossöffnung ausgebildet.
Der Fussteil der Schaufel wird nach allen Seiten wesentlich breiter gemacht als der ausgepresste Blatteil.
Die Ausstossöffnung erhält solche Form, dass an dem scharfen Rande des Schaufelblattes eine geeignete örtliche Verdickung in Gestalt eines Wulstes oder einer Leiste geschaffen wird, die später ent- fernt wird.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 im Schnitt das Gesenk mit eingelegtem Metallbarren ; Fig. 2 eine zugehörige Draufsicht. Die Fig. 3 und 4 zeigen das Gesenk mit fertigem Blatt. Das Gesenk 1 besteht vorteilhaft aus zwei oder mehreren Teilen und ist in einem Halter 2 eingesetzt und mit Hilfe eines oder mehrerer Keile 3 fixiert. Die Höhlung 4 des Gesenkes hat entweder den gleichen Querschnitt wie der Schaufelfuss oder einen solchen Querschnitt, dass der Fuss leicht aus dem an der Schaufel geformten Ansatz herausgearbeitet werden kann. Im Boden der Höhlung 4 ist eine Öffnung oder Bohrung 5 vorgesehen, welche die Gestalt des eigentlichen Schaufelblattes hat.
Die Höhlung 4 ist oben vorteilhaft erweitert, um die Einführung des Metallbarrens 6 zu erleichtern, der im allgemeinen denselben jedoch etwas kleineren Querschnitt hat wie die Höhlung 4.
Die Höhlung 4 hat auf dem grösseren Teil ihrer Höhe parallele Seitenflächen, jedoch kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Höhlung nach unten zu verengen. Auch im Querschnitt kann die Höhlung eine für die besondere Gestalt des erwünschten Schaufelfusses entsprechende Form haben.
Ein Fallhammer oder ein Stempel f ist oberhalb des Gesenkes angeordnet und presst bei seinem Niedergang den Metallbarren 6 in die Höhlung 4 hinein, so dass der Barren deren Gestalt annimmt und den-Fussteil jM bildet, wählend gleichzeitig ein Teil des Barrens durch die Bohrung 5 durchgetrieben und
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ausgestossen wird, um das Blatt 8 zu bilden (Fig. 3 und 4). Auf dem Halter 2 sind Anschläge 9 befestigt, um den Fall des Hammerbärs 7 aufzufangen, sobald eine genügende Menge Metall ausgestossen worden ist..
Die Grösse des verwendeten Metallbarrens richtet sich nach der Blattlänge und der geforderten Grösse des Schaufelfusses. Auf alle Fälle ist aber der Barren verhältnismässig klein und es ist daher wesentlich, dass das Verfahren rasch durchgeführt wird, um eine Abkühlung des Barrens und des ausgetriebenen Metalls unter die Temperatur, bei der es noch ausgepresst werden kann, hintanzuhalten. Bei Anwendung eines Fallhammers können die Fallhöhe und das Hammerbärgewicht geregelt werden, um die erforderliche Pressung und Ausstossgeschwindigkeit zu erhalten.
Bei der Herstellung von Turbi-nenschaufeln nach diesem Verfahren hat es sich zwecks Erzielung des geforderten scharfen Blattrandes als vorteilhaft ergeben, den Fussteil so zu gestalten, dass seine Seitenflächen und besonders seine Kanten nicht mit den scharfen Blattkaneten zusammenfallen, um ein übermässiges Abkühlen des Metalls in der Nähe dieser Kanten durch die Abschreckwirkung des Gesenkes zu vermeiden und eine solche Verteilung des Metalls zunächst den Kanten herbeizuführen, dass sein gleichmässiges Fliessen in die Blattform bewirkt wird. Wird der Fuss in jeder Richtung wesentlich breiter gemacht als das Blatt und der ganze Arbeitsvorgang mit genügender Raschheit ausgeführt, so bleibt das Metall des Barrens durchaus genügend heiss, und fliesst daher gleich gut in alle Ecken, so dass scharfe Kanten gebildet werden.
Durch Versuche hat sich ergeben, dass eine kritische Ausstossgeschwindigkeit besteht, über welche hinaus die Gefahr des Festhaftens im Gesenke besteht. Diese Geschwindigkeit ist in einigem Ausmass abhängig von der Grösse und Gestalt des ausgestossenen Stückes. Während also einerseits ein rasches Arbeiten notwendig ist, um eine zu grosse Abkühlung des Barrens zu verireiden muss anderseits die Pressgeschwindigkeit eine solche sein, dass sie diesen kritischen Wert nicht übersteigt.
Falls die Schaufelblattkanten dünner sein sollen, als dies nach vorliegendem Verfahren in geeigneter Weise gemacht werden kann, so wird die Ausstossöffnung so gestaltet, dass ein Wulst, eine Leiste oder eine andeie geeignete örtliche Verdickung an dem scharfen Rand des Blattes gebildet wird. Vorteilhaft wird dieser Wulst oder diese Verdickung an der konvexen Seite des Blattes ausgebildet, so dass sie durch nachfolgendes Abschleifen, Aushämmern oder andeie mechanische Barbeitung leicht beseitigt werden kann.
In manchen Fällen wird die Verdickung an der konkaven Seite angebracht oder es wird ein auf beiden
Seiten vorstehender Wulst gebildet.
Manchmal wird der Erfolg der Albeit wegen des Umstandes in Frage gestellt sein, dass die Ränder des Blattes und insbesondere der schärfere Rand in einem ausgezackten Zustande ausgeplesst werden.
Dieser Nachteil kann dadurch hintangehalten werden, dass die Seitenwände der Höhlung 4 unmittelbar oberhalb der Bohlung 5 eine oder mehreie Ausnehmungen erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Turbinenschaufeln mit Fuss, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallbarren in die Höhlung eines Gesenks gebracht und in einem einzigen Arbeitsgange ein das Schaufelblatt bildender Teil des Barlens durch eine in der Höhlung vorgesehene Öffnung ausgestossen, der übrige
Teil des Barrens jedoch in der Höhlung zu einem mit der Schaufel ein Ganzes bildenden Grundteil (Fuss) geformt wird.