DE102017200333A1 - Method for closing an elongated passage opening of a workpiece - Google Patents

Method for closing an elongated passage opening of a workpiece Download PDF

Info

Publication number
DE102017200333A1
DE102017200333A1 DE102017200333.2A DE102017200333A DE102017200333A1 DE 102017200333 A1 DE102017200333 A1 DE 102017200333A1 DE 102017200333 A DE102017200333 A DE 102017200333A DE 102017200333 A1 DE102017200333 A1 DE 102017200333A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
passage opening
filler
workpiece
longitudinal
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017200333.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Jens Altenkirch
Torsten Jokisch
Kay Krabiell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102017200333.2A priority Critical patent/DE102017200333A1/en
Publication of DE102017200333A1 publication Critical patent/DE102017200333A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/22Spot welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/007Spot arc welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001Turbines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/20Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21Manufacture essentially without removing material by casting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/307Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the tip of a rotor blade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer länglich ausgebildeten Durchgangsöffnung (5) eines Werkstücks, die eine Werkstückaußenseite mit einem Hohlraum des Werkstücks verbindet, wobei die Durchgangsöffnung (5) in ihrer Längserstreckung durch zwei einander gegenüberliegende Längswände (6) und quer zur Längserstreckung durch zwei gegenüberliegende Stirnwände (7) begrenzt ist, wobei die Länge (L) der Durchgangsöffnung (5) größer als deren Tiefe (T) ist, und wobei die Tiefe (T) der Durchgangsöffnung (5) kleiner als die geringste Breite (B) der Durchgangsöffnung (5) ist, unter Verwendung eines Füllstücks.The invention relates to a method for closing an elongated passage opening (5) of a workpiece, which connects a workpiece outside with a cavity of the workpiece, wherein the passage opening (5) in its longitudinal extent by two opposite longitudinal walls (6) and transverse to the longitudinal extent by two opposite end walls (7) is limited, wherein the length (L) of the through hole (5) is greater than the depth (T), and wherein the depth (T) of the through hole (5) is smaller than the smallest width (B) of the through hole (5), using a filler.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer länglich ausgebildeten Durchgangsöffnung eines Werkstücks, die eine Werkstückaußenseite mit einem Hohlraum des Werkstücks verbindet, wobei die Durchgangsöffnung in ihrer Längserstreckung durch zwei einander gegenüberliegende Längswände und quer zur Längserstreckung durch zwei gegenüberliegende Stirnwände begrenzt ist, wobei die Länge der Durchgangsöffnung größer als deren Tiefe ist, und wobei die Tiefe der Durchgangsöffnung kleiner als die geringste Breite der Durchgangsöffnung ist.The present invention relates to a method for closing an elongated passage opening of a workpiece, which connects a workpiece outside with a cavity of the workpiece, wherein the passage opening is limited in its longitudinal extent by two opposite longitudinal walls and transversely to the longitudinal extent by two opposite end walls, wherein the length the passage opening is greater than its depth, and wherein the depth of the passage opening is smaller than the smallest width of the passage opening.

Bei der gießtechnischen Herstellung einer mit zumindest einem Hohlraum versehenen Turbinenschaufel ist es bekannt, dass in dem den Hohlraum am freien Ende der Turbinenschaufel begrenzenden Kronenboden Durchgangsöffnung verbleiben, die auf während des Gießens eingesetzte Gießkernhaltetechnologien zurückzuführen sind und allgemein auch als Kernhalteöffnungen bezeichnet werden. Derartige Durchgangsöffnungen müssen geschlossen werden, um während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Turbinenschaufel einen unkontrollierten Austritt eines durch den Hohlraum geleiteten Kühlfluids zu verhindern. Zum Verschließen solcher Durchgangsöffnungen werden derzeit unterschiedliche Technologien eingesetzt. Zum einen ist es beispielsweise bekannt, Durchgangsöffnungen unabhängig von ihrer Form mittels manuellen WIG-Schweißens zu verschließen. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht allerdings darin, dass manuelles WIG-Schweißen nicht als prozessstabil gewertet werden kann. Darüber hinaus besteht in Abhängigkeit von der Ausführungsqualität die Gefahr einer Heißrissbildung, wodurch die Lebensdauer der Turbinenschaufel beeinträchtigt wird. Alternativ können Durchgangsöffnungen kreisrunden Querschnitts mit einem Innengewinde versehen und dann mit einem entsprechend ausgebildeten Gewindebolzen als Füllstück verschlossen werden, der anschließend verstemmt wird. Aber auch dieses Verfahren zieht häufig die Ausbildung von Heißrissen nach sich. Eine weitere Methode besteht darin, eine kreisrunde Durchgangsöffnung mit einem kegelförmigen Stopfen als Füllstück zu verschließen, der dann mittels WIG-Schweißens mit dem Kronenboden verbunden wird. Aber auch hier ist die Gefahr der Heißrissbildung sehr hoch. Darüber hinaus ist die schweißtechnische Befestigung des Füllstückes derart auszuführen, dass sichergestellt wird, dass sich dieses während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Turbinenschaufel nicht lösen kann, da hiermit ein großes Gefahren- und Beschädigungspotenzial einhergeht.In the casting manufacturing of a turbine blade provided with at least one cavity, it is known to have through holes in the crown bottom defining the cavity at the free end of the turbine blade, which are due to casting core retention technologies used during casting and are also commonly referred to as core retention apertures. Such passage openings must be closed in order to prevent an uncontrolled exit of a cooling fluid conducted through the cavity during the intended use of the turbine blade. For closing such through-holes different technologies are currently used. On the one hand, it is known, for example, to close passage openings independently of their shape by means of manual TIG welding. A disadvantage of this method, however, is that manual TIG welding can not be considered process stable. In addition, depending on the quality of execution, there is a risk of hot cracking, which affects the life of the turbine blade. Alternatively, passage openings of circular cross-section can be provided with an internal thread and then closed with a suitably designed threaded bolt as a filling piece, which is then caulked. But even this process often leads to the formation of hot cracks. Another method is to close a circular passage opening with a conical plug as filler, which is then connected by means of TIG welding with the crown bottom. But even here, the risk of hot cracking is very high. In addition, the welding technology attachment of the filler is to be carried out such that it is ensured that this can not dissolve during normal operation of the turbine blade, as this is associated with a great potential for danger and damage.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide an alternative method of the type mentioned.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das die Schritte aufweist:

  1. a) Bearbeiten zumindest einer der Stirnwände und/oder zumindest einer der Längswände der Durchgangsöffnung derart, dass sich die Durchgangsöffnung von der Werkstückinnenseite zur Werkstückaußenseite verjüngt;
  2. b) Bereitstellen eines länglich ausgebildeten metallischen Füllstückes mit zwei sich im Wesentlichen parallel erstreckenden Längsseiten, zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten sowie einer Außenseite und einer Innenseite, wobei die Formen und äußeren Abmessungen zumindest der Längs- und Stirnseiten des Füllstückes im Wesentlichen den Formen und Abmessungen der Längs- und Stirnwände der Durchgangsöffnung nach der Durchführung des Schrittes a) derart entsprechen, dass das Füllstück in die Durchgangsöffnung unter Bildung eines Formschlusses einsetzbar ist, und wobei an der Außenseite des Füllstückes ein Draht befestigt ist;
  3. c) Hindurchführen des Füllstückes durch die Durchgangsöffnung ausgehend von der Werkstückaußenseite, wobei das Füllstück am Draht gehalten wird;
  4. d) Einsetzen des Füllstückes in die Durchgangsöffnung ausgehend von der Werkstückinnenseite unter Handhabung des Drahtes, bis der Formschluss erzielt ist; und
  5. e) Fixieren des in die Durchgangsöffnung eingesetzten Füllstückes, insbesondere unter Einsatz eines Schweißverfahrens.
To achieve this object, the present invention provides a method of the type mentioned above, comprising the steps:
  1. a) processing at least one of the end walls and / or at least one of the longitudinal walls of the passage opening such that the passage opening tapers from the workpiece inner side to the workpiece outer side;
  2. b) providing an elongated metallic filler with two substantially parallel extending longitudinal sides, two opposite end faces and an outer side and an inner side, wherein the shapes and outer dimensions of at least the longitudinal and end faces of the filler substantially the shapes and dimensions of the longitudinal - and end walls of the passage opening after the implementation of step a) correspond to such that the filler is insertable into the through hole to form a positive connection, and wherein on the outside of the filler, a wire is attached;
  3. c) passing the filler through the passage opening from the workpiece outside, the filler being held on the wire;
  4. d) inserting the filler in the passage opening, starting from the workpiece inside with handling of the wire until the positive connection is achieved; and
  5. e) fixing the filler used in the passage opening, in particular using a welding process.

Dank der Tatsache, dass in Schritt a) zumindest eine der Stirnwände und/oder zumindest eine der Längswände der Durchgangsöffnung derart bearbeitet wird, dass sich die Durchgangsöffnung von der Werkstückinnenseite zur Werkstückaußenseite verjüngt, ist ausgeschlossen, dass das in Schritt b) bereitgestellte Füllstück, das die entsprechende Negativform der in Schritt a) hergestellten Durchgangsöffnung aufweist, im nach Durchführung der Schritte c) und d) herbeigeführten eingesetzten Zustand in Richtung Werkstückaußenseite aus der Durchgangsöffnung fallen kann, weshalb das von dem Füllstück ausgehende Beschädigungs- und/oder Gefahrenpotential minimal ist. Entsprechend muss das in Schritt e) durchgeführte Fixieren des in die Durchgangsöffnung eingesetzten Füllstückes lediglich derart erfolgen, dass das Füllstück im statischen Zustand sicher innerhalb der Durchgangsöffnung festgelegt ist. Hierzu reichen wenige Schweißpunkte aus, weshalb der Wärmeeintrag in das Werkstück während der Durchführung des Schrittes e) minimal ist. Somit kann einer Heißrissbildung effektiv entgegengewirkt und die Lebensdauer des Werkstückes heraufgesetzt werden.Due to the fact that in step a) at least one of the end walls and / or at least one of the longitudinal walls of the passage opening is machined so that the passage opening tapers from the workpiece inside to the workpiece outside, it is excluded that the provided in step b) filler, the has the corresponding negative shape of the through-hole produced in step a), in the inserted state after the implementation of steps c) and d) can fall out of the through hole in the direction of the workpiece outside, so that the risk from the patch damage and / or danger potential is minimal. Correspondingly, the fixing of the filling piece inserted into the passage opening, carried out in step e), merely has to take place in such a way that the filling piece is securely fixed within the passage opening in the static state. For this purpose, few weld points are sufficient, which is why the heat input into the workpiece during the Implementation of step e) is minimal. Thus, hot cracking can be effectively counteracted and the life of the workpiece can be increased.

Vorteilhaft ist die zu verschließende Durchgangbohrung in einem Kronenboden einer Turbinenschaufel vorgesehen. In diesem speziellen Fall besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Turbinenschaufel sicher verhindert wird, dass das Füllstück aufgrund der auftretenden Fliehkräfte aus der Durchgangsöffnung nach außen entweichen und dort Schaden anrichten kann, selbst wenn die in Schritt e) erzeugte Fixierung versagen sollte.Advantageously, the through hole to be closed is provided in a crown base of a turbine blade. In this particular case, a further advantage of the method according to the invention is that during normal operation of the turbine blade is reliably prevented that the filler due to the centrifugal forces escape from the through hole to the outside and cause damage there, even if in step e) generated fixation should fail.

Vorteilhaft wird das Bearbeiten in Schritt a) unter Einsatz eines spanenden Fertigungsverfahrens durchgeführte, insbesondere mittels Fräsens. Dies führt zu einer kostengünstigen Fertigung.Advantageously, the processing in step a) is carried out using a machining production method, in particular by means of milling. This leads to a cost-effective production.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden in Schritt a) beide Stirnwände und/oder beide Längswände der Durchgangsöffnung bearbeitet, so dass insbesondere die durch Fliehkräfte erzeugten Lasten gleichmäßig verteilt werden.According to one embodiment of the present invention, both end walls and / or both longitudinal walls of the passage opening are processed in step a), so that in particular the loads generated by centrifugal forces are distributed uniformly.

Vorteilhaft wird die Durchgangsöffnung in Schritt a) derart bearbeitet, dass sich diese in zumindest einer Schnittansicht konisch verjüngt, insbesondere gleichmäßig konisch, wodurch eine besonders gute Lastverteilung unter dem Einfluss von Fliehkräften erzeugt wird.Advantageously, the passage opening is processed in step a) such that it tapers conically in at least one sectional view, in particular uniformly conical, whereby a particularly good load distribution is generated under the influence of centrifugal forces.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Winkel, den die Stirnseiten und/oder die Längsseiten des in Schritt b) bereitgestellten Füllstückes gemeinsam definieren, kleiner als derjenige Winkel, den die zugeordneten Stirnwände und/oder die zugeordneten Längswände der Durchgangsöffnung gemeinsam definieren, wobei die Differenz der Winkel bevorzugt im Bereich von 1° bis 10° liegt. Auf diese Weise entsteht ein sich zur Werkstückaußenseite konusförmig aufweitender Spalt, dessen Spaltbreite sich in Richtung des Hohlraums bis auf den Wert Null verringert. Dieser Ringspalt kann dann beispielsweise unter Verwendung eines pulver- oder drahtförmigen Zusatzwerkstoffes im Rahmen eines Auftragsschweißens verfüllt werden.According to one embodiment of the method according to the invention, an angle which the end faces and / or the longitudinal sides of the filler piece provided in step b) jointly define is smaller than the angle which the associated end walls and / or the associated longitudinal walls of the passage opening define together Difference of the angle is preferably in the range of 1 ° to 10 °. In this way, a gap which widens conically towards the outside of the workpiece is produced, the gap width of which decreases in the direction of the cavity to zero. This annular gap can then be filled, for example using a powder or wire-shaped filler material as part of a hardfacing.

Vorteilhaft erfolgt das Fixieren in Schritt e) mittels Heftschweißens, insbesondere mittels eines WIG- oder Strahlschweißens.The fixing in step e) advantageously takes place by means of tack welding, in particular by means of TIG or beam welding.

Das Fixieren in Schritt e) kann unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes erfolgen, insbesondere eines drahtförmigen Zusatzwerkstoffes.The fixing in step e) can be carried out using a filler material, in particular a wire-shaped filler material.

Weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist/sind:

  • 1 eine perspektivische Teilansicht des freien Endes einer Turbinenschaufel;
  • 2 eine perspektivische Draufsicht eines unbearbeiteten Kronenbodens der in 1 dargestellten Turbinenschaufel;
  • 3 eine perspektivische Teilansicht des in 2 dargestellten Kronenbodens von unten in bearbeitetem Zustand;
  • 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV - IV in 3;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Füllstückes; und
  • 6 bis 8 perspektivische Ansichten des bearbeiteten Kronenbodens, die einzelne Schritte während des Einsetzens des in 5 dargestellten Füllstückes in eine Durchgangsöffnung des Kronenbodens zeigen.
Further features and advantages will become apparent from the following description of a method according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. In it is / are:
  • 1 a partial perspective view of the free end of a turbine blade;
  • 2 a perspective top view of an unprocessed crown bottom of in 1 illustrated turbine blade;
  • 3 a partial perspective view of the in 2 shown crown bottom from below in the processed state;
  • 4 a sectional view taken along the line IV - IV in 3 ;
  • 5 a perspective view of a filler; and
  • 6 to 8th perspective views of the machined crown bottom, the individual steps during insertion of the in 5 show filler shown in a through hole of the crown floor.

1 zeigt einen Teil einer einteilig ausgebildeten metallischen Turbinenschaufel 1, die an ihrem freien Ende mit einem Kronenboden 2 versehen ist, der außen von einer auswärts vorstehenden, ringförmig ausgebildeten Wandung 3 begrenzt ist, die auch als Anstreifkante bezeichnet wird. Durch den Kronenboden 2 erstrecken sich mehrere Durchgangsöffnungen, die einen nicht näher dargestellten Hohlraum der Turbinenschaufel 1 mit der Umgebung verbinden und während des Gießens der Turbinenschaufel 1 durch den Einsatz von Gießkernen erzeugt wurden. Vorliegend sind zwei zylindrisch ausgebildete Durchgangsöffnungen 4 und eine längliche Durchgangsöffnung 5 vorgesehen, wobei nachfolgend nur noch die längliche Durchgangsöffnung 5 betrachtet wird. 1 shows a part of a one-piece metal turbine blade 1 , which at its free end with a crown floor 2 is provided, the outside of an outwardly projecting, annular wall 3 is limited, which is also referred to as squealer. Through the crown floor 2 extend a plurality of through holes, a non-illustrated cavity of the turbine blade 1 connect with the environment and during the casting of the turbine blade 1 produced by the use of casting cores. In the present case are two cylindrical passage openings 4 and an elongate passage opening 5 provided, wherein subsequently only the elongated passage opening 5 is looked at.

Die Durchgangsöffnung 5 ist in ihrer Längserstreckung durch zwei einander gegenüberliegende Längswände 6 und quer zur Längserstreckung durch zwei gegenüberliegende Stirnwände 7 begrenzt. Vorliegend erstrecken sich die Längswände 6 parallel zueinander und die Stirnwände 7 definieren die Längswände 6 jeweils miteinander verbindende Radien zur Verringerung der Kerbwirkung. Die Durchgangsöffnung 5 weist eine Länge L auf, die größer ist als deren Breite B und deren Tiefe T, wobei die Tiefe T wiederum kleiner als die Breite B ist.The passage opening 5 is in its longitudinal extent by two opposite longitudinal walls 6 and transverse to the longitudinal extent through two opposite end walls 7 limited. In the present case, the longitudinal walls extend 6 parallel to each other and the end walls 7 Define the longitudinal walls 6 each interconnecting radii to reduce the notch effect. The passage opening 5 has a length L that is greater than its width B and its depth T, wherein the depth T is again smaller than the width B.

Zum Verschließen der länglichen Durchgangsöffnung 5 wird, wie es in den 3 und 4 hergestellt ist, in einem ersten Schritt eine mechanische Bearbeitung der einander gegenüberliegenden Stirnwände 7 derart durchgeführt, dass sich die Durchgangsöffnung von der Werkstückinnenseite zur Werkstückaußenseite im Längsschnitt betrachtet in einem Winkel α konusartig verjüngt. Die mechanische Bearbeitung wird mittels Fräsens durchgeführt. Es sollte allerdings klar sein, dass grundsätzlich auch andere Fertigungsverfahren möglich sind wie Erodieren, um nur ein Beispiel zu nennen.For closing the elongate passage opening 5 will, as it is in the 3 and 4 is manufactured, in a first step, a mechanical processing of the opposite end walls 7 performed such that the passage opening from the workpiece inside to the workpiece outer side viewed in longitudinal section at an angle α conically tapered. The mechanical processing is carried out by milling. However, it should be clear that in principle other manufacturing processes are possible, such as eroding, to name just one example.

In einem weiteren Schritt wird ein länglich ausgebildetes, metallisches Füllstück 8 bereitgestellt, das zwei sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Längsseiten 9, zwei einander gegenüberliegende Stirnseiten 10 sowie eine Au-ßenseite 11 und eine Innenseite 12 aufweist, wobei die Formen und äußeren Abmessungen zumindest der Längs- und Stirnseiten 9, 10 des Füllstückes 8 im Wesentlichen den Formen und Abmessungen der Längs- und Stirnwände 6, 7 der Durchgangsöffnung 5 nach deren Bearbeitung entsprechen. Vorliegend besitzt das Füllstück 8 in seiner Gesamtheit die Negativform der Durchgangsöffnung 5 nach ihrer Bearbeitung. An der Außenseite 11 des Füllstückes 8 ist ein Draht 13 befestigt, der zur Handhabung des Füllstückes 8 dient, was nachfolgend noch näher erläutert ist.In a further step, an elongated, metallic filler 8th provided, the two substantially parallel to each other extending longitudinal sides 9 , two opposite ends 10 and an outer side 11 and an inner side 12 has, wherein the shapes and outer dimensions of at least the longitudinal and end faces 9, 10 of the filler 8th essentially the shapes and dimensions of the longitudinal and end walls 6 . 7 the passage opening 5 according to their processing. In the present case has the filler 8th in its entirety, the negative form of the passage opening 5 after their processing. On the outside 11 of the filler 8th is a wire 13 attached, the handling of the filler 8th serves, which is explained in more detail below.

In einem sich anschließenden Schritt wird das Füllstück 8 ausgehend von der Werkstückaußenseite durch die Durchgangsöffnung 5 hindurchgeführt, wobei das Füllstück 8 am Draht 13 gehalten wird, siehe hierzu die 6 und 7. Anschließend wird das Füllstück 8 gedreht und - mit der Außenseite 11 voran - ausgehend von der Werkstückinnenseite wieder in die Durchgangsöffnung 5 eingesetzt. Hierbei wird zwischen dem Füllstück 8 und den Wandungen der Durchgangsöffnung 5 dank der korrespondierenden Abmessungen ein entsprechender Formschluss erzielt. In einem letzten Schritt wird das so in die Durchgangsöffnung 5 eingesetzte Füllstück 8 fixiert. Vorliegend werden hierzu lediglich zwei Heftschweißungen 14 unter Verwendung eines Strahlschweißens mit drahtförmigem Zusatzwerkstoff vorgenommen, die das Füllstück 8 im statischen Zustand der Turbinenschaufel 1 sicher innerhalb der Durchgangsöffnung 5 halten.In a subsequent step, the filler is 8th starting from the workpiece outside through the through hole 5 passed through, wherein the filler 8th on the wire 13 is held, see the 6 and 7 , Subsequently, the filler is 8th turned and - with the outside 11 ahead - starting from the workpiece inside again in the through hole 5 used. This is between the filler 8th and the walls of the through hole 5 thanks to the corresponding dimensions achieved a corresponding positive connection. In a last step, this will be in the through hole 5 inserted filler 8th fixed. In the present case only two tack welds 14 using a beam welding with wire-shaped filler material, which made the filler 8th in the static state of the turbine blade 1 safely within the passage opening 5 hold.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verschließen der Durchgangsöffnung 5 besteht darin, dass zur Fixierung des Füllstückes 8 innerhalb der Durchgangsöffnung 5 nur wenig Wärme in die Turbinenschaufel 1 beziehungsweise in den Kronenboden 2 eingebracht werden muss, da die Heftschweißungen 14 lediglich den statischen Anforderungen genügen müssen. Denn während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Turbinenschaufel 1 auftretende Fliehkräfte sorgen dafür, dass die das Füllstück 8 in der Durchgangsöffnung 5 fixierenden Kräfte verstärkt werden. Dank des geringen Wärmeeintrags kann die Entstehung von Heißrissen sicher verhindert werden, woraus eine lange Lebensdauer des Werkstücks resultiert.A significant advantage of the method according to the invention for closing the passage opening 5 is that for fixing the filler 8th within the passage opening 5 only little heat in the turbine blade 1 or in the crown floor 2 must be introduced, since the tack welds 14 only have to meet the static requirements. Because during normal operation of the turbine blade 1 occurring centrifugal forces ensure that the filler 8th in the passage opening 5 strengthening forces. Thanks to the low heat input, the formation of hot cracks can be reliably prevented, resulting in a long service life of the workpiece.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sollte es klar sein, dass alternativ oder zusätzlich zu den Stirnwänden 7 die Längswände 6 der Durchgangsöffnung 5 mechanisch derart angefast werden können, dass sich der Querschnitt der Durchgangsöffnung 5 von der Werkstückaußenseite zur Werkstückinnenseite aufweitet. Ferner können die in den 4 und 5 dargestellten Winkel α auch geringfügig, insbesondere im Bereich von 1° bis 10°, derart voneinander abweichen, dass von den Werkstückinnenseite zur Werkstückaußenseite ein sich konusförmig aufweitender Spalt entsteht, dessen Spaltbreite von dem Wert Null kontinuierlich zunimmt, wobei der Spalt dann während des Schweißprozesses zumindest teilweise mit Zusatzwerkstoff verfüllt wird. Zudem können auch andere Schweißverfahren eingesetzt werden, wobei Strahlschweißverfahren wegen ihres geringen Wärmeeintrags bevorzugt werden.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, it should be clear that as an alternative or in addition to the end walls 7 the longitudinal walls 6 the passage opening 5 can be chamfered mechanically such that the cross section of the through hole 5 widens from the workpiece outside to the workpiece inside. Furthermore, in the 4 and 5 shown angle α also slightly, in particular in the range of 1 ° to 10 °, so different from each other that from the workpiece inside to the workpiece outside a conically widening gap is formed, the gap width of the value zero continuously increases, the gap then during the welding process at least partially filled with additional material. In addition, other welding methods can be used, with beam welding methods are preferred because of their low heat input.

Claims (8)

Verfahren zum Verschließen einer länglich ausgebildeten Durchgangsöffnung (5) eines Werkstücks, die eine Werkstückau-ßenseite mit einem Hohlraum des Werkstücks verbindet, wobei die Durchgangsöffnung (5) in ihrer Längserstreckung durch zwei einander gegenüberliegende Längswände (6) und quer zur Längserstreckung durch zwei gegenüberliegende Stirnwände (7) begrenzt ist, wobei die Länge (L) der Durchgangsöffnung (5) größer als deren Tiefe (T) ist, und wobei die Tiefe (T) der Durchgangsöffnung (5) kleiner als die geringste Breite (B) der Durchgangsöffnung (5) ist, umfassend die Schritte: a) Bearbeiten zumindest einer der Stirnwände (7) und/oder zumindest einer der Längswände (6) der Durchgangsöffnung (5) derart, dass sich die Durchgangsöffnung von der Werkstückinnenseite zur Werkstückaußenseite verjüngt; b) Bereitstellen eines länglich ausgebildeten metallischen Füllstückes (8) mit zwei sich im Wesentlichen parallel erstreckenden Längsseiten (9), zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (10) sowie einer Außenseite (11) und einer Innenseite (12), wobei die Formen und äußeren Abmessungen zumindest der Längs- und Stirnseiten (9, 10) des Füllstückes (8) im Wesentlichen den Formen und Abmessungen der Längs- und Stirnwände (6,7) der Durchgangsöffnung (5) nach der Durchführung des Schrittes a) derart entsprechen, dass das Füllstück (8) in die Durchgangsöffnung (5) unter Bildung eines Formschlusses einsetzbar ist, und wobei an der Außenseite (11) des Füllstückes (8) ein Draht (13) befestigt ist; c) Hindurchführen des Füllstückes (8) durch die Durchgangsöffnung (5) ausgehend von der Werkstückaußenseite, wobei das Füllstück (8) am Draht (13) gehalten wird; d) Einsetzen des Füllstückes (8) in die Durchgangsöffnung (5) ausgehend von der Werkstückinnenseite unter Handhabung des Drahtes (13), bis der Formschluss erzielt ist; und e) Fixieren des in die Durchgangsöffnung (5) eingesetzten Füllstückes (8), insbesondere unter Einsatz eines Schweißverfahrens.A method for closing an elongated passage opening (5) of a workpiece, which connects a workpiece outside with a cavity of the workpiece, wherein the passage opening (5) in its longitudinal extent by two opposite longitudinal walls (6) and transverse to the longitudinal extent by two opposite end walls (7) is limited, wherein the length (L) of the through hole (5) is greater than the depth (T), and wherein the depth (T) of the through hole (5) is smaller than the smallest width (B) of the through hole (5 ), comprising the steps: a) processing at least one of the end walls (7) and / or at least one of the longitudinal walls (6) of the passage opening (5) such that the passage opening tapers from the workpiece inside to the workpiece outside; b) providing an elongate metallic filler (8) having two substantially parallel extending longitudinal sides (9), two opposite end faces (10) and an outer side (11) and an inner side (12), wherein the shapes and outer dimensions at least the longitudinal and end faces (9, 10) of the filler (8) substantially correspond to the shapes and dimensions of the longitudinal and end walls (6, 7) of the passage opening (5) after performing step a) such that the filler ( 8) in the through hole (5) to form a positive connection is used, and wherein on the outer side (11) of the filler (8), a wire (13) is attached; c) passing the filling piece (8) through the passage opening (5) starting from the workpiece outside, the filling piece (8) being held on the wire (13); d) inserting the filler (8) in the through hole (5) starting from the workpiece inside with handling of the wire (13) until the positive connection is achieved; and e) fixing the filling piece (8) inserted into the passage opening (5), in particular using a welding method. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verschließende Durchgangsbohrung (5) in einem Kronenboden (2) einer Turbinenschaufel (1) vorgesehen ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the through hole (5) to be closed is provided in a crown bottom (2) of a turbine blade (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten in Schritt a) unter Einsatz eines spanenden Fertigungsverfahrens durchgeführt wird, insbesondere mittels Fräsens.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the processing in step a) is carried out using a machining production method, in particular by means of milling. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) beide Stirnwände (7) und/oder beide Längswände (6) der Durchgangsöffnung (5) bearbeitet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step a) both end walls (7) and / or both longitudinal walls (6) of the passage opening (5) are processed. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (5) in Schritt a) derart bearbeitet wird, dass sich diese in zumindest einer Schnittansicht konisch verjüngt, insbesondere gleichmäßig konisch.Method according to Claim 4 , characterized in that the passage opening (5) is processed in step a) such that it tapers conically in at least one sectional view, in particular uniformly conical. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel, den die Stirnseiten (10) und/oder die Längsseiten (9) des in Schritt b) bereitgestellten Füllstückes (8) betrachtet gemeinsam definieren, kleiner als derjenige Winkel ist, den die zugeordneten Stirnwände (7) und/oder die zugeordneten Längswände (6) der Durchgangsöffnung (5) gemeinsam definieren, wobei die Differenz der Winkel bevorzugt im Bereich von 1 bis 10° liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an angle which the end faces (10) and / or the longitudinal sides (9) of the filler piece (8) provided in step b) define in common is smaller than the angle which the associated end walls (7) and / or the associated longitudinal walls (6) of the through hole (5) define together, wherein the difference in the angle is preferably in the range of 1 to 10 °. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren in Schritt e) mittels Heftschweißens erfolgt, insbesondere mittels eines WIG- oder Strahlschweißverfahrens.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing in step e) takes place by means of tack welding, in particular by means of a TIG or beam welding process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren in Schritt e) unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes erfolgt, insbesondere eines drahtförmigen Zusatzwerkstoffes.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fixing takes place in step e) using a filler material, in particular a wire-shaped filler material.
DE102017200333.2A 2017-01-11 2017-01-11 Method for closing an elongated passage opening of a workpiece Withdrawn DE102017200333A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017200333.2A DE102017200333A1 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Method for closing an elongated passage opening of a workpiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017200333.2A DE102017200333A1 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Method for closing an elongated passage opening of a workpiece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017200333A1 true DE102017200333A1 (en) 2018-07-12

Family

ID=62636600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017200333.2A Withdrawn DE102017200333A1 (en) 2017-01-11 2017-01-11 Method for closing an elongated passage opening of a workpiece

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017200333A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6454156B1 (en) * 2000-06-23 2002-09-24 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for closing core printout holes in superalloy gas turbine blades
EP2918775A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for closing an opening of a turbine blade and plug suited for same
DE102014226055A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for repairing damage to a turbine blade

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6454156B1 (en) * 2000-06-23 2002-09-24 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for closing core printout holes in superalloy gas turbine blades
EP2918775A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for closing an opening of a turbine blade and plug suited for same
DE102014226055A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for repairing damage to a turbine blade

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2723928C2 (en) Method for producing a bearing ring split at one point on its circumference
DE3426725A1 (en) BODY CONNECTION
DE102013008351B3 (en) Component with at least two parts welded together
DE102010015404A1 (en) Method for repairing a rotor assembly of a turbomachine, ring element for a rotor assembly of a turbomachine and rotor assembly for a turbomachine
DE102018117404A1 (en) Link chain with a securing element forming a protruding nose as a contact point and a method for producing a link chain
EP1806168A1 (en) Steam strainer
DE102017200333A1 (en) Method for closing an elongated passage opening of a workpiece
DE102011085104B3 (en) Connecting first shaft portion with second shaft portion of shaft of runner of turbomachine, by fixing first shaft portion and second shaft portion, and welding the first and second shaft portions by an electron beam welding method
DE2730838A1 (en) HANGING HEAD FOR LOAD STRAND-ORIENTED SINGLE CHAIN SYSTEMS
DE102011118587A1 (en) Self-tapping screw connection, has two connection partners respectively comprising threaded hole and threaded shaft with respective tapers, where threaded shaft taper is greater than or equal to threaded hole taper
EP2497962A2 (en) Thread cylinder
DE1164781B (en) Gate valve with elastic, wedge-shaped closure member consisting of two plates connected by welds and a method for producing this closure member
DE2119347A1 (en) Process for the continuous hot forming of continuously cast steel strands
DE202018105623U1 (en) An insulator portion for a mounting fixture for releasably attaching a nozzle to a laser processing head
DE102014102786B4 (en) Construction of a turbine inlet housing assembly
DE102006033594B3 (en) Use of a socket in the connection of tower elements of a tower crane
EP3649371B1 (en) System consisting of statically loadable components in a structure
DE1659169A1 (en) Metal grate
DE3136247A1 (en) Method of producing a ring split at at least one point of its periphery in a longitudinal centre plane
DE1450373C (en) Method for fastening a pipe socket in the wall of a cylindrical, multi-layer high-pressure container
DE202020101249U1 (en) Cutting floor
DE102014101148A1 (en) Method for producing a fluid-carrying component by layered construction
DE102019113215A1 (en) Tool and procedure for internal thread testing
DE102014225094A1 (en) tensile specimen
DE102022124222A1 (en) Method, connection arrangement and use of a connection arrangement for at least two stranded cables

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23P0006000000

Ipc: B23P0006040000

R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee