DE10041505A1

DE10041505A1 - Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen

Info

Publication number: DE10041505A1
Application number: DE2000141505
Authority: DE
Inventors: Jun Samuel R Miller; David Naeve
Original assignee: Alstom Schweiz AG
Current assignee: General Electric Switzerland GmbH
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2001-09-06
Also published as: GB2359042A; GB0031369D0

Abstract

Ein Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen (31, 32, 33, 34, 35, 36) für die Fertigung hohlgegossener Schaufeln (5) besteht aus wenigstens je einer druckseitigen Matrize (1) und einer saugseitigen Matrize (2). Die Matrizen werden zur Herstellung des Gusskernes zusammengefügt und geben dann im wesentlichen eine Innenkontur der zu fertigenden Schaufel wieder. Dabei wird die Form von in der Schaufel zu fertigenden Rippen durch Stege (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24; 71; 81) in den Matrizen wiedergegeben. Eine Teilmatrize (7), die in der druckseitigen Matrize angeordnet ist, weist einen Steg (71) auf, der ein Abbild wenigstens eines Teils einer am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegenen Rippe darstellt. Diese Teilmatrize ist zum Entnehmen des Gusskernes aus den Matrizen schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse (72) so angeordnet ist, dass der Steg eine Tangente der Schwenkbewegung darstellt. Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht die präzise Herstellung von komplexen Gusskernen zum Guss von Schaufeln mit günstigen Kühlkanalgeometrien bei hoher Schaufelkrümmung.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Die Schaufeln moderner Turbomaschinen, insbesondere Gasturbinen, werden häufig als hohlgegossene Bauteile hergestellt. Die Hohlräume stellen beispielsweise komplexe Kühlluftkanäle dar. Innerhalb der Schaufeln ist dann nicht nur ein Hohlraum zu schaffen, sondern ein System aus einzelnen, durch Rippen getrennter Kanäle. Eine moderne gekühlte Gasturbinenschaufel etwa schliesst in ihrem Inneren eine Anzahl vom Schaufelfuss zum Schaufelkopf verlaufender Kühlkanäle ein, die durch eine Anzahl von Rippen, die von einer druckseitigen Schaufelwand zu einer saugseitigen Schaufelwand verlaufen, voneinander getrennt werden. Die zur Fertigung einer hohlgegossenen Schaufel notwendigen Gusskerne stellen entsprechend komplexe Gebilde dar.

Häufig werden derartige komplexe Kerne selbst gegossen. Zur Herstellung der Kerne werden Werkzeuge eingesetzt, die aus zwei Matrizen, einer druckseitigen und einer saugseitigen Matrize, bestehen. Die Matrizen werden zusammengefügt und bilden in Ihrem Inneren im Wesentlichen - abgesehen von Masszugaben für Gussschwunde - ein Abbild des Inneren der zu fertigenden Schaufel. An den Matrizen angebrachte Stege bilden die späteren Rippen im Inneren der zu fertigenden Schaufel ab. Das Werkzeug, das aus den beiden zusammengefügten Matrizen besteht, wird zur Herstellung des Gusskernes mit einem flüssigen aushärtenden Material, beispielsweise einer Keramik, ausgegossen. Nachdem der Kern eine Formstabilität gewonnen hat, werden die Matrizen auseinandergezogen und der Kern wird entnommen. Aus Gründen einer werkstoff- und fertigungsgerechten Konstruktion liegt die Trennebene der beiden Matrizen in etwa auf der Skelettlinie der zu fertigenden Schaufel. Dieser Arbeitsschritt zur Herstellung der Gusskerne bedeutet aber eine wesentliche Einschränkung bei der Konstruktion der Kühlkanäle beziehungsweise der Anordnung der Rippen im Inneren der zu fertigenden Schaufel. Um die Matrizen nämlich auf die beschriebene Weise trennen zu können, dürfen in der Bewegungsrichtung der Matrizen keine Hinterschneidungen vorhanden sein. Mit anderen Worten, alle Stege der Matrizen, und damit alle Rippen in Inneren der Schaufel, müssen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und parallel zu der Translationsrichtung der Trennbewegung der Matrizen. Gerade bei Schaufeln mit einer starken Krümmung der Skelettlinie führt dies aber zu ungünstigen Geometrien der am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegenen Kühlkanäle. Daher wurden zur Herstellung von Gusskernen zur Fertigung stark gekrümmter Schaufeln Werkzeuge eingeführt, bei denen im Bereich der Vorderkante der zu fertigenden Schaufel Teilmatrizen angeordnet sind, welche Teilmatrizen eine Translationsbewegung in einer anderen Richtung als die druckseitige und die saugseitige Matrize ausführen können. Die Teilmatrizen sind ebenfalls mit Stegen versehen, die Abbilder von am weitesten stromauf innerhalb der zu fertigenden Schaufel angeordneten Rippen darstellen. Der Verlauf dieser Rippen ist wiederum durch die Richtung der Translationsbewegung der Teilmatrizen vorgegeben, und darf deutlich von dem der restlichen Rippen abweichen, was die konstruktiven Möglichkeiten bei der Gestaltung der Kühlkanäle erheblich erweitert.

Bei sehr stark gekrümmten Schaufeln stösst aber auch ein solches Werkzeug an Grenzen der Realisierbarkeit. Eine auf der Druckseite einer sehr stark gekrümmten zu fertigenden Schaufel angeordnete Teilmatrize wird beim Öffnen der Matrize zum Entnehmen des Gusskernes in Richtung auf die Schaufelhinterkante bewegt, und muss dort an den Kernelementen für weiter stromab der zu fertigenden Schaufel angeordnete Kühlkanäle vorbeipassen. Hierdurch wird der mögliche Winkel, den die am weitesten stromauf gelegene Rippe mit den anderen Rippen einschliesst, wiederum eingeschränkt. Aus fertigungstechnischen Gründen wird es daher notwendig, für die im stromaufwärtigen Teil der zu fertigenden Schaufel gelegenen Kühlkanäle funktionell ungünstige Geometrien vorzusehen.

Darstellung der Erfindung

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug der eingangs genannten Art so anzugeben, dass die am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegene Rippe auch bei einer Schaufel mit einer stark gekrümmten Skelettlinie mit einem funktionell notwendigen Verlauf gefertigt werden kann. Erfindungsgemäss wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs erreicht.

Kern der Erfindung ist es also, das Werkzeug zur Herstellung der Gusskerne so auszulegen, dass unterschiedliche Teilmatrizen eine unterschiedliche Bewegungsrichtung zum Öffnen des Werkzeugs und zum Entnehmen des Gusskernes aufweisen, um auf diese Weise in unterschiedlichen Richtungen verlaufende Rippen im zu fertigenden Gussteil realisieren zu können. Dabei werden die beschränkten Platzverhältnisse berücksichtigt, die insbesondere für eine auf der Druckseite der zu fertigenden Schaufel befindliche Teilmatrize herrschen, und die eine Translationsbewegung dieser Teilmatrize in der erforderlichen Richtung behindern. Daher wird die druckseitig angeordnete Teilmatrize erfindungsgemäss schwenkbar gelagert, wobei die Lagerung der Teilmatrize in einer bevorzugten Ausführungsform unmittelbar in der druckseitigen Matrize integriert ist. Die Funktion des erfindungsgemässen Werkzeuges setzt voraus, dass der Steg der Teilmatrize beim Öffnen des Werkzeuges zumindest in einer Anfangsphase der Bewegung eine Translationsbewegung in Richtung des Steges ausführt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schwenkachse so angeordnet ist, dass der Steg eine Tangente der Drehbewegung bildet, also eine gedachte radial verlaufende Linie von der Schwenkachse zu dem Steg mit einer Richtung des Steges näherungsweise einen rechten Winkel einschliesst.

Weiterhin ist es aus fertigungstechnischen Gründen ohnehin günstig, den Steg so auszuführen, dass er sich zur Trennstelle hin verjüngt. Dadurch hebt die Matrize bei der Öffnungsbewegung des Werkzeuges unmittelbar vom hergestellten Gussteil ab, anstatt in einer Translationsbewegung an dem frisch gegossenen Bauteil entlangzustreifen und so eine hohe Ausschussrate zu produzieren. Diese ohnehin mit Vorteil vorgesehene geometrische Ausgestaltung bietet weitere Freiheiten beim Ausschwenken der Teilmatrize aus dem gegossenen Gusskern.

Das erfindungsgemässe Werkzeug ist dann mit Vorteil einzusetzen, wenn innerhalb einer zu fertigenden stark gekrümmten Schaufel eine Anzahl von Rippen parallel verlaufen, und wenigstens eine, insbesondere im stromauf gelegenen Kopfbereich der zu fertigenden Schaufel angeordnete Rippe mit diesen einen Winkel einschliesst, insbesondere, wenn dieser Winkel ein bestimmtes Mass, beispielsweise 60°, überschreitet. Bei der Herstellung des Gusskernes für eine solche Schaufel verlaufen beim zusammengefügten Werkzeug alle Stege der druckseitigen und der saugseitigen Matrize mit höchstens marginalen Abweichungen und Toleranzen parallel zueinander, während die Stege der schwenkbaren Teilmatrize eben diesen Winkel mit den Stegen der druckseitigen und der saugseitigen Matrize einschliessen.

Bei einem erfindungsgemässen Werkzeug wird bevorzugt auch auf der Saugseite der zu fertigenden Schaufel eine Teilmatrize als Gegenstück zu der druckseitigen Teilmatrize angeordnet. Diese wird ebenfalls schwenkbar oder verschieblich gelagert, so, dass ihre anfängliche Translation beim Öffnen des Werkzeuges derjenigen der druckseitigen Teilmatrize entgegengerichtet ist. Bevorzugt trägt auch diese zweite Teilmatrize einen Steg, der einen Teil einer späteren Rippe im Inneren der zu fertigenden Schaufel abbildet. Dabei werden die Stege der beiden Teilmatrizen so angeordnet, dass sie beim zusammengefügten Werkzeug in einer bevorzugt auf der Skelettlinie der zu fertigenden Schaufel liegenden Trennebene zusammentreffen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen

Fig. 1 ein Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen für die Fertigung hohlgegossener Schaufeln, wie es nach dem Stand der Technik üblich ist, wobei das Werkzeug in Fig. 1a im zusammengefügten Zustand und in Fig. 1b mit getrennten Teilmatrizen dargestellt ist;

Fig. 2 ein erfindungsgemässes Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen für die Fertigung hohlgegossener Schaufeln, wobei das Werkzeug in Fig. 2a im zusammengefügten Zustand und in Fig. 2b mit getrennten Teilmatrizen dargestellt ist;

Fig. 3 einen Detailausschnitt der schwenkbaren Teilmatrize.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Werkzeug zur Kernherstellung, wie es nach dem Stand der Technik eingesetzt wird. Dabei zeigt Fig. 1a das Werkzeug in einer Lage, in der es zu einer Kerngussform zusammengefügt ist, und Fig. 1b zeigt das Werkzeug in einem teilweise geöffneten Zustand, mit getrennten Teilmatrizen. Herzustellen ist ein Gusskern für die Fertigung einer Schaufel mit der in der Zeichnung angedeuteten Konturline 5. Der Kern muss dabei die komplexe Geometrie der Kühlkanäle nachbilden. Der Kern wird hergestellt, indem die in Fig. 1a dargestellte Kerngussform ihrerseits mit einem erstarrenden Kernmaterial, beispielsweise einer Keramik, ausgegossen wird. Das Werkzeug besteht im wesentlichen aus der druckseitigen Matrize 1 und der saugseitigen Matrize 2, die zu einer Form zum Guss des Kernes zusammengefügt werden, und welche Matrizen bis auf Zugaben für Gussschrumpfungen die zu fertigende Innenkontur der Schaufel wiedergeben. In der Figur sind im Querschnitt einzelne Kernelemente 31, 32, 33, 34, 35, 36 zu erkennen. Die Kernelemente 31, 32, 33, 34, 35, 36 stellen die spätere Konfiguration der Kühlkanäle innerhalb der zu fertigenden Schaufel dar. Die einzelnen Kühlkanäle werden innerhalb der zu fertigenden Schaufel durch Rippen voneinander getrennt. Diese Rippen werden im Gusskern durch die Stege 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24, 71, 81 abgebildet. Die Gussform, die aus den Matrizen 1 und 2 besteht, ist entlang einer Trennebene 4 geteilt, die sich auch durch das Innere der zu fertigenden Schaufel hindurchzieht, und zwar im Bereich der Skelettlinie der zu fertigenden Schaufel. Zum Entnehmen des Gusskernes wird die Kerngussform durch eine Translationsbewegung der Matrizen 1 und 2 entlang der durch die Pfeile 19 und 29 gekennzeichneten Richtungen geöffnet. Dieses Herstellverfahren hat erhebliche Konsequenzen für die Gestaltung der Rippen innerhalb der zu fertigenden Schaufel. Die Rippen nämlich werden bei der Kernherstellung durch die Stege wiedergegeben. Um nunmehr die Kerngussform durch eine Translationsbewegung wie beschrieben öffnen zu können, dürfen in Richtung der Translationsbewegung 19, 29 keine Hinterschneidungen der Stege mit dem zu fertigenden Kern vorhanden sein. Es ist dabei festzuhalten, dass die Entnahme des Gusskernes aus dem Werkzeug weitgehend ohne den Einsatz mechanischer Kräfte vor sich gehen sollte. Das im beschriebenen Arbeitsgang herzustellende Werkstück ist seinerseits ein Gusskern, welcher beim späteren Guss der Schaufel aus dem gegossenen Werkstück entfernt werden muss. Daher wird zur Herstellung des Kernes bevorzugt ein sprödes und leicht brechendes Material eingesetzt. Es sollte also wenn immer möglich vermieden werden, bei der Kernherstellung selbst verlorene Formelemente einzusetzen. Diese würden zwar einerseits die konstruktiven und fertigungstechnischen Möglichkeiten wesentlich erweitern, doch würde das Entfernen von verlorenen Formelementen zwangsweise zu einem grossen Ausschuss bei der Kernherstellung führen. Damit ist die Richtung, in der die zu fertigenden Rippen verlaufen können, weitgehend vorgegeben. Es müssen nämlich alle Rippen in einem engen Toleranzbereich parallel zueinander und in Richtung der translatorischen Öffnungsbewegung der Matrizen angeordnet sein. Wie in der Zeichnung zu erkennen, ist dies im Ausführungsbeispiel bei allen zu fertigenden Rippen bis auf die am weitesten stromauf der Schaufel gelegene Rippe erfüllt. Die Stege 11, 12, 13, 14 und 21, 22, 23, 24 der Matrizen sind so angeordnet, dass sie in Richtung der Trennbewegung 19, 29 der Matrizen 1, 2 keine Hinterschneidung mit den Elementen 31, 32, 33, 35, 35 des Gusskerns aufweisen. Zudem verjüngen sich die Stege zur Trennebene 4 hin etwas, was weiterhin die Trennung des Gusskernes von den Matrizen bei möglichst geringer mechanischer Belastung des Kernes erleichtert.

Im Ausführungsbeispiel sind die im stromabwärtigen Teil der Schaufel angeordneten Rippen fertigungsgerecht für die Fertigung des Gusskernes konstruiert. Wie aus der Zeichnung allerdings weiter zu entnehmen ist, führt es bei einer stark gekrümmten Schaufel zu einer funktionell äusserst ungünstigen Geometrie des am weitesten stromauf der im Beispiel dargestellten zu fertigenden Schaufel gelegenen und durch das Kernelement 36 dargestellten Kühlkanals, wenn auch die am weitesten stromauf angeordnete Rippe parallel zu den weiter stromab angeordneten Rippen orientiert ist. Diese Rippe wird bei der Herstellung des Gusskernes durch die Stege 71 und 81 im Kern ausgespart. Aufgrund des stark unterschiedlichen Verlaufs der Stege 71 und 81 gegenüber den Stegen 11, 12, 13, 14 und 21, 22, 23, 24 ist es offensichtlich nicht möglich, zur Entnahme des Gusskernes aus dem Werkzeug die druckseitige und die saugseitige Matrize jeweils als Ganzes in eine Richtung zu bewegen, ohne dass die Bewegung der Matrizen durch den Kern behindert würde. Daher sind die Stege 71 und 81 an Teilmatrizen 7 und 8 befestigt, die unabhängig von den Matrizen 1 und 2 bewegt werden können. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Teilmatrizen 7 und 8 unmittelbar in den Matrizen 1 und 2 gelagert. Zum Entnehmen des Kernes aus der Kerngussform wird bei dem abgebildeten und nach dem Stand der Technik verwendeten Werkzeug die Teilmatrize 7 eine Strecke in die mit 79 gekennzeichnete Richtung verfahren, und die Teilmatrize 8 eine Strecke in die mit 89 gekennzeichnete Richtung. Der teilweise geöffnete Zustand des Werkzeuges mit getrennten Teilmatrizen 7 und 8 ist in Fig. 1b dargestellt. Durch die Verschiebung der Teilmatrizen 7 und 8 sind die die Bewegung der Matrizen 1 und 2 behindernden Hinterschneidungen beseitigt. Das Werkzeug kann auf die oben beschriebene Art vollständig geöffnet und der Gusskern entnommen werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug ermöglicht also wesentlich konstruktive Freiheiten bei der Gestaltung der Kühlkanäle im Inneren der zu fertigenden Schaufel. Bei einer starken Krümmung der Schaufel, die ein wesentliches Merkmal moderner aerodynamisch hochbelasteter Turbinenschaufeln ist, stellen sich Probleme im Bereich der mit "A" bezeichneten Stelle des Werzeugs dar. Um die notwendige Beweglichkeit der Teilmatrize 7 zu gewährleisten, weist die druckseitige Matrize 1 an dieser Stelle einen spitzen Winkel auf, und es resultiert eine Region der druckseitigen Matrize 1 mit einer geringen Materialstärke. Weiterhin wird die Beweglichkeit der Teilmatrize 7 bei stärkerer Krümmung des Schaufelprofils durch stromab gelegene Elemente des Gusskernes eingeschränkt. Vermieden wird dies bei Verwendung des erfindungsgemässen Werkzeuges, das in Fig. 2 dargestellt ist. Die Teilmatrize 7 ist hierbei schwenkbar um eine Drehachse 72 in der druckseitigen Matrize 1 gelagert. Die Lage der Drehachse 72 ist so gewählt, dass der Steg 71 eine Tangente zu der durch den Pfeil 79 gekennzeichneten Schwenkbewegung bildet. Zum Entnehmen des Gusskernes werden in einem ersten Schritt die Teilmatrizen 7 und 8 geöffnet. Die druckseitige Teilmatrize 7 führt eine Schwenkbewegung 79 um die Drehachse 72 aus, während die saugseitige Teilmatrize 8 eine Translationsbewegung 89 ausführt. Nach diesem Schritt liegt die in Fig. 2b dargestellte Konfiguration vor. In diesem Zustand kann die druckseitige Matrize 1 in die Richtung 19 und die saugseitige Matrize 2 in die Richtung 29 bewegt werden, ohne dass einer der Stege 11, 12, 13, 14, 71, oder 21, 22, 23, 24, 81 mit einem der Kernelemente 31, 32, 33, 34, 35, 36 die Bewegung behindert. Auf diese Weise kann der Kern problemlos aus dem Werkzeug entnommen werden.

In Fig. 3 ist zur Verdeutlichung der Vorteile des erfindungsgemässen Werkzeuges gegenüber dem Stand der Technik die Umgebung der schwenkbaren Teilmatrize vergrössert dargestellt. Dargestellt ist ein Teil der druckseitigen Matrize 1, mit dem Steg 14, sowie ein diesem Steg gegenüberliegender Steg 24 der saugseitigen Matrize. Die Teilmatrize 7 ist um die Drehachse 72 schwenkbar in der druckseitigen Matrize 1 gelagert. Einem Steg 71 der druckseitigen Teilmatrize 7 liegt ein Steg 81 gegenüber. Die Stege 14 und 24 sowie 71 und 81 bilden im Gusskern die zu fertigenden Rippen ab, die innerhalb der zu fertigenden Schaufel die einzelnen Kühlkanäle voneinander trennen. Die Teilmatrize 7 ist in der Stellung für die Kernfertigung dargestellt, sowie gestrichelt in der geöffneten Stellung zum Öffnen der Gussform und zum Entnehmen des Kernes. Dargestellt in der Figur sind weiterhin Kernelemente 34, 35, 36, wobei das Kernelement 36 das am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegene Kernelement ist. Die Richtung der jeweils innerhalb der Schaufel zu fertigenden Rippen respektive der Stege der Matrizen ist durch die strichpunktierten Linien 711 und 141 angedeutet. Zu erkennen ist einerseits, dass die Richtung 711 des Steges 71 mit einer Verbindungslinie 712 von der Drehachse der Teilmatrize 7 zum Kopf des Steges 71 in guter Näherung einen rechten Winkel einschliesst. Der Steg 71 bildet damit eine Tangente zur Schwenkbewegung der Teilmatrize 7. Daher wird der Steg 71 beim Öffnen der Teilmatrize 7 am Anfang der Bewegung translatorisch parallel zu seiner eigenen Richtung 711 bewegt, und wird problemlos aus dem Kern entfernt. Deutlich wird in Fig. 3 weiterhin, dass, wenn die Teilmatrize 7 wie in Fig. 1 dargestellt einfach durch eine rein translatorische Bewegung in der durch die Linie 711 gegebene Richtung geöffnet würde, diese Translationsbewegung durch das Kernelement 34 behindert würde. Hingegen kann die Teilmatrize 7 ohne weiteres um die Drehachse 72 geschwenkt werden. Mit dem erfindungsgemässen Werkzeug werden konstruktive Freiheiten zur Gestaltung des Inneren stark gekrümmter gekühlter Turbinenschaufeln geschaffen. Der Winkel α, den die Richtungen 711 und 141 der zu fertigenden Rippen miteinander einschliessen, ist praktisch unbeschränkt, und insbesondere bei Winkeln, die 60° überschreiten, kommen die Vorteile des erfindungsgemässen Werkzeuges gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik in vollem Umfang zum Tragen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, dass an der Teilmatrize 7 mehrere parallel zueinander verlaufende Stege angeordnet sind. Ebenso ist es denkbar, in einem Kernwerkzeug mehrere Teilmatrizen an unterschiedlichen Stellen schwenkbar anzuordnen. Schliesslich ist die Verwendung eines erfindungsgemässen Werkzeuges zur Kernherstellung nicht auf die Herstellung von Gusskernen in Gasturbinenschaufeln beschränkt.

Bezugszeichenliste

1

druckseitige Matrize

2

saugseitige Matrize

4

Trennebene

5

Kontur einer zu fertigenden Schaufel

7

druckseitige Teilmatrize

8

saugseitige Teilmatrize

11

Steg

12

Steg

13

Steg

14

Steg

19

Öffnungsrichtung der druckseitigen Matrize

21

Steg

22

Steg

23

Steg

24

Steg

29

Öffnungsrichtung der saugseitigen Matrize

31

Kernelement

32

Kernelement

33

Kernelement

34

Kernelement

35

Kernelement

36

Kernelement

71

Steg

72

Drehmittelpunkt einer Schwenkbewegung

79

Öffnungsrichtung der druckseitigen Teilmatrize

81

Steg

89

Öffnungsrichtung der saugseitigen Teilmatrize

141

Richtung von Rippen innerhalb einer zu fertigenden Schaufel/ von Stegen der Matrizen

1

,

2

711

Richtung von Rippen innerhalb einer zu fertigenden Schaufel/ von Stegen der Teilmatrizen

71

,

81

712

radiale Verbindungslinie
α Winkel zwischen den Richtungen unterschiedlich verlaufender Rippen oder Stege

Claims

1. Werkzeug zur Herstellung von Gusskernen (31, 32, 33, 34, 35, 36) für die Fertigung hohlgegossener Schaufeln (5), welches Werkzeug aus wenigstens je einer druckseitigen Matrize (1) und einer saugseitigen Matrize (2) besteht, welche zur Herstellung des Gusskernes zusammengefügt werden, wobei

- die zusammengefügten Matrizen im wesentlichen eine angestrebte Innenkontur der zu fertigenden Schaufel wiedergeben,
- die Form von in der Schaufel zu fertigenden Rippen durch Stege (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24; 71; 81) in den Matrizen wiedergegeben ist,
- die saugseitige Matrize auf einer Saugseite der zu fertigenden Schaufel angeordnet ist, und die druckseitige Matrize auf einer Druckseite der zu fertigenden Schaufel angeordnet ist,
- auf der Druckseite der zu fertigenden Schaufel im Bereich einer Vorderkante eine beweglichen Teilmatrize (7) angeordnet ist, welche Teilmatrize wenigstens einen Steg (71) beinhaltet, welcher Steg ein Abbild wenigstens eines Teils einer am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegenen Rippe darstellt,

dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmatrize (7) schwenkbar gelagert ist, wobei eine Schwenkachse (72) so angeordnet ist, dass der Steg als Tangente der Schwenkbewegung (79) verläuft.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmatrize in der druckseitigen Matrize gelagert ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim zusammengefügten Werkzeug alle Stege (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24) der druckseitigen Matrize und der saugseitigen Matrize parallel zueinander verlaufen, und ein Steg (71) der schwenkbaren Teilmatrize einen Winkel (α) mit diesen einschliesst.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel grösser als 60° ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Saugseite der zu fertigenden Schaufel im Bereich der Vorderkante eine zweite Teilmatrize (8) angeordnet ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmatrize derart schwenkbar oder verschiebbar gelagert ist, dass eine anfängliche Translation (89) bei einem Öffnen des Werkzeuges derjenigen Bewegung (79) der druckseitigen Teilmatrize parallel entgegengerichtet ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmatrize (8) mit einem Steg (81) versehen ist, welcher einen Teil der am weitesten stromauf der zu fertigenden Schaufel gelegenen Rippe darstellt.

8. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilmatrize in der saugseitigen Matrize (2) gelagert ist.