CH321981A - Verfahren zur Herstellung von Hohlschaufeln für Turbinen und Verdichter - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Hohlschaufeln    für Turbinen und Verdichter    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfah  ren zur Herstellung von Hohlschaufeln für  Turbinen, Verdichter oder dergleichen Maschi  nen. Ferner betrifft. die Erfindung eine nach  diesem Verfahren hergestellte Hohlschaufel.  



       Die    Herstellung derartiger Schaufeln ist       werten    der     komplizierten    Formen derselben,  des zu     verarbeitenden    Werkstoffes und der  erforderlichen grossen Genauigkeit ausser  ordentlich schwierig und kostspielig. Es ist  bekannt, solche Schaufeln aus hitzebeständigen  Blechen hohl zu ziehen oder durch Giessen mit       Bohrung    herzustellen. Die Bearbeitung von       gezogenen    oder geschweissten Schaufeln ist  sehr zeitraubend und erfordert eine grosse An  zahl von genau aufeinander abgestimmten  Arbeitsgängen.

   Beim Giessen der Schaufeln  aus hochhitzebeständigen Metallegierungen lie  ssen sieh bisher durch Kernverlagerung, Form  kästenversatz, Ausbröckelung usw. auftretende       Ungenauigkeiten    nicht vermeiden, die dann  durch sehr kostspielige Nacharbeit beseitigt   erden mussten. Es ist auch bekannt, Hohl  schaufeln aus Profilstangenabschnitten zu dre  hen, zu bohren, im Gesenk zum Pressteil zu  schlagen und schliesslich fertigzubearbeiten,  wobei der Fertigungsabfall fast. 90% beträgt.  Im Hinblick auf den sehr wertvollen Werk  stoff ist ein solches Verfahren im höchsten  Grade unwirtschaftlich.  



  Durch die Erfindung wird bezweckt, ein  einfaches, wirtschaftliches, und genaues Ver-    fahren zur Herstellung von Hohlschaufeln der  in Rede stehenden Art zu schaffen.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung be  steht darin, dass zunächst durch Präzisions  Bussverfahren ein hohler Schaufelrohling her  gestellt wird, dessen Innen- und Aussenflächen  sodann durch spanabhebende Werkzeuge be  arbeitet werden, worauf die Schaufel schliess  lich durch spanlose Verformung in die end  gültige Form gebracht wird.  



  Diese Kombination eines Giessverfahrens  mit spanabhebender Bearbeitung und span  loser Verformung ermöglicht es, von einem  bereits mit grosser Genauigkeit     herstellbaren     Schaufelrohling ausgehend, die sich durch  das Giessen ergebenden Toleranzen zunächst  durch eine spanabhebende Bearbeitung auszu  scheiden und dann durch die anschliessende       spanlose    Verformung gleich die Endform der  Schaufel mit den gewünschten Abmessungen  zu erhalten, so dass schliesslich nur noch eine  Feinbearbeitung der Oberfläche durch Schlei  fen bzw. Polieren vorgenommen zu werden  braucht.

   Durch diese Folge von aufeinander  folgenden Verfahrensstufen wird eine wesent  liche Verringerung der Herstellungstoleran  zen erzielt, der Materialverbrauch auf ein  Minimum beschränkt und die gesamte Her  stellung erheblich vereinfacht und verbilligt.  



  Im     naehstehenden    wird das Verfahren ge  mäss der Erfindung an Hand der     Zeichnung     beispielsweise erläutert.      Fig. 1 und 2 zeigen im Längsschnitt. und in  Stirnansicht einen Präzisionsguss - Schaufel  rohling.  



  Fig.3 bis 5 veranschaulichen schematisch  die spanabhebende Bearbeitung des Präzisions  gussrohlings.  



  Fig. 6 veranschaulicht schematisch eine  Ausführungsform der spanlosen Verformung  mittels Walzen.  



  Fig. 7 und 8 veranschaulichen eine weitere  Ausführungsform der spanlosen Verformung  mittels Pressen, und  Fig. 9 und 1.0 zeigen schliesslich die fertige  Schaufel in Seiten- und Stirnansicht.  



  Die erste Stufe des Verfahrens gemäss der  Erfindung besteht darin, dass mit Hilfe des  Präzisionsgussverfahrens (z. B. mit verlorenem  Wachsmodell arbeitend) ein Schaufelrohling  gemäss Fig. 1 und 2 als Vorform hergestellt  wird. Diese Vorform richtet sich einmal nach  der Grösse der auftretenden Toleranzen und  der Bearbeitungsmöglichkeiten und ist. zum  andern abhängig von der Eigenart der jeweils  verwendeten Legierung und der erforderlichen  Warmbehandlung. Der Gussschaufelrohling  erhält eine Schaufelform mit z. B. rundem,  eiförmigem oder dem endgültigen Profil noch  stärker angenäherten Querschnitt. mit einer Be  arbeitungszugabe auf der Innen- und Aussen  fläche der Schaufel, welche so bemessen ist,  dass die sich durch das Giessen ergebenden  Toleranzen zunächst durch eine spanabhebende  Bearbeitung der Innen- und Aussenflächen  ausgeschieden werden können.

   Im übrigen  wird die Querschnittsform des Gussrohlings,  und zwar sowohl des späteren Schaufelblattes  1 als auch des späteren Schaufelfusses 2 vor  teilhaft so gewählt, dass sich die Innen- und  Aussenflächen dieser Teile     leicht,    mit Hilfe von  handelsüblichen Werkzeugsmaschinen oder  Werkzeugen spanabhebend bearbeiten lassen.  



  Fig. 3 der Zeichnung veranschaulicht sche  matisch, wie beispielsweise die Innenfläche  des hohlen Schaufelblattes 1 und des hohlen  Schaufelfusses 2 bei kreisrundem Querschnitt  ausgedreht oder bei profiliertem Querschnitt  geräumt wird.    Sodann wird der Schaufelfuss gemäss Fig. 4  an der Aussenfläche bei kreisrundem Quer  schnitt abgedreht. bzw. bei profiliertem Quer  schnitt kopiergedreht oder kopiergefräst.  



  Die Hohlschaufel kann hiernach gemäss  Fig.5 auf einen genau passenden Dorn auf  gesetzt und auf ihrer äussern Fläche, vorzugs  weise durch Einstechschleifen auf einer auto  matischen Kopierschleifmaschine so genau be  arbeitet. werden, dass die Abweichungen der  Abmessungen in der Grössenordnung von  Bruchteilen von 100stel mm gehalten werden.  



  Nachdem die gewünschten Abmessungen  durch die vorstehenden spanabhebenden Be  arbeitungen unter Einhaltung der erforderten  Toleranzen erreicht worden sind, werden die  Schaufeln je nach der Besonderheit der ver  wendeten     Metallegierung    entweder kalt oder  warm durch Pressen, Prägen, Walzen oder eine  ähnliche spanlose Verformung in die end  gültige Form gebracht.  



  Fig.6 veranschaulicht die spanlose Form  gebung des Schaufelblattes 1 mit Hilfe von  Pendelwalzen 3. Das Walzen mit Hilfe einer  solchen Vorrichtung wird als an sieh bekannt  vorausgesetzt.  



  Gemäss Fig.7 und 8 erfolgt die span  lose     Verformung    der Schaufeln durch Pressen  in entsprechenden Pressformen oder Gesenken  4. Bei dieser Arbeitsstufe durch spanlose Ver  formung wird dann auch die Verwindung des  Schaufelblattes herbeigeführt, so dass an  schliessend die Schaufel 1 mit dem Schaufelfuss  die in Fig. 9 und 10 veranschaulichte end  gültige Form erhält. Der Schaufelfuss wird  ebenfalls entsprechend durch spanlose Ver  formung in die     endgültige    Form gebracht.

    .Je nach der Art, der verwendeten Metall  legierung kann vor oder zwischen den ein  zelnen     Arbeitsgängen    eine     Warmbehandlung     eingeschaltet werden, die der Struktur und  Härte des Schaufelmaterials und den     Erfor-          dernissen    der Bearbeitung angepasst ist.  



  Schliesslich wird die Schaufeloberfläche  durch Feinbearbeitung wie Schleifen und Po  lieren, z. B. durch Schleifen in einer     sogenann-          ten        Tatiehschleifmasehine    in den gewünschten  Endzustand gebracht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von Hohl- seliaufeln für Turbinen und Verdichter, da- dm-eh gekennzeichnet, dass zunächst durch Präzisionsguss ein hohler Schaufelrohling her gestellt wird, dessen Innen- und Aussenflächen sodann durch spanabhebende Werkzeuge be arbeitet werden, worauf die Schaufel durch spanlose Verformung in die endgültige Form gebracht wird. 1 11. Hohlschaufel für Verbrennungsturbi nen, Hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE 1.. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen Arbeitsgängen eine Warmbehandlung der Schaufel eingeschaltet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der fertig geformten Schaufel einer Feinbearbei tung unterzogen wird.