DE1047581B - Method and device for manufacturing turbine blades - Google Patents
Method and device for manufacturing turbine bladesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Turbinenschaufeln, bei dem ein über seine ganze Länge das Profil der herzustellenden Schaufel aufweisender Metallstreifen oder -stab beim Vorschub zuerst mit einem dickeren Teil seines Schaufelprofils mit der Amboß elektrode einer elektrischen Widerstandsstaucheinrichtung in Berührung gebracht wird und durch Anstauchen mit einem Fußteil gleichmäßigen Profils versehen wird, der anschließend durch Preßwerkzeuge in die endgültige Schaufelwurzelform geformt wird und durch Schmieden fertigbearbeitet wird.The invention relates to a method for manufacturing turbine blades, in which a its entire length the profile of the blade to be produced having metal strips or rods Feed first with a thicker part of its blade profile with the anvil electrode of an electrical one Resistance upsetting device is brought into contact and by upsetting with a foot part uniform profile is provided, which then by pressing tools in the final Blade root shape is formed and finished by forging.
Bei diesem Verfahren hat man bisher die bei der Widerstandserhitzung erzielte Temperatur zugleich auch für die Warmverformung beim Pressen der endgültigen Schaufelwurzelform auszunutzen gesucht. Dies führt aber häufig zu Schwierigkeiten, weil die Temperatur bei der komplizierten Formgebung der Schaufelwurzel möglichst genau die vorgeschriebene Schmiedetemperatur sein muß. Es wurde erkannt, daß die Ursache der häufig eintretenden Schwierigkeiten nicht nur in der zwischen Anstauchen und Nachverformung auftretenden Abkühlung unbekannten Ausmaßes, sondern vor allem darin begründet sind, daß bei der Widerstandserhitzung die Temperatur nicht in genauen Grenzen geregelt werden kann. Sie hängt nämlich von dem durch das Werkstück dargebotenen Widerstand und deshalb von unbeeinflußbaren Faktoren des Schaufelwerkstoffes ab, so daß sie von Schaufel zu Schaufel schwanken kann. Dieser Übelstand zeigt sich insbesondere bei Turbinenschaufeln geringer Dicke.In this process, the temperature achieved during the resistance heating has hitherto been available at the same time also sought to exploit the hot deformation when pressing the final blade root shape. However, this often leads to difficulties because the temperature in the complicated shape of the The blade root must be as precisely as possible the prescribed forging temperature. It was recognized that the cause of the frequently occurring difficulties not only in the between upsetting and Post-deformation occurring cooling of unknown extent, but mainly due to it are that with the resistance heating, the temperature is not regulated within precise limits can. This is because it depends on the resistance presented by the workpiece and therefore on the resistance that cannot be influenced Factors of the blade material, so that it can vary from blade to blade. This drawback is particularly evident in the case of turbine blades with a small thickness.
Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch behoben, daß an das Stauchen des Schaufelfußes eine Induktionsnacherhitzung auf Schmiedetemperatur zum Fertigformen angeschlossen wird. Diese Induktionsnacherhitzung gestattet, genau die gewünschte Schmiedetemperatur durch entsprechende Regelung der Dauer der Nacherhitzung herbeizuführen.According to the invention, this deficiency is remedied in the method mentioned at the beginning, that the upsetting of the blade root induction reheating to forging temperature for Finished molds is connected. This induction reheating allows exactly the desired Bring the forging temperature through appropriate control of the duration of the reheating.
Es ist an sich für die verschiedensten Werkstücke bekannt, die für eine Warmverformung notwendige Temperatur durch Induktionserhitzung herbeizuführen. Für die Herstellung von Turbinenschaufeln wurde eine solche Induktionserhitzung aber bisher nicht angewendet, da für den Stauchvorgang die elektrische Widerstandserhitzung einfacher und wirtschaftlicher ist. Man glaubte, auf eine zweite Heizvorrichtung bei der Herstellung des Schaufelfußes auch deshalb verzichten zu sollen, weil der zunächst unregelmäßig geformte Schaufelfuß eine schlechte elektrische Kopplung mit der Wicklung einer Induktionsheizung ergibt. Überraschend hat sich aber gezeigt, daß eine nachträgliche Induktionserhitzung Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von TurbinenschaufelnIt is known per se for a wide variety of workpieces that are necessary for hot forming Bring about temperature by induction heating. For the manufacture of turbine blades However, such induction heating has not yet been used, as the electrical heating is used for the upsetting process Resistance heating is easier and more economical. It was believed on a second heating device in the manufacture of the blade root should also be omitted because the initially irregularly shaped blade root a poor electrical coupling with the winding of an induction heater results. Surprisingly, however, it has been shown that subsequent induction heating Method and device for manufacturing turbine blades
Anmelder:Applicant:
The Austin Motor Company Limited, Northfield, Birmingham (Großbritannien)The Austin Motor Company Limited, Northfield, Birmingham (Great Britain)
Vertreter: Dr. W. Schalk und Dipl.-Ing. P. Wirth,Representative: Dr. W. Schalk and Dipl.-Ing. P. Wirth,
Patentanwälte, Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39Patent attorneys, Frankfurt / M., Große Eschenheimer Str. 39
John Harold Weaving, Knowle, Warwickshire,John Harold Weaving, Knowle, Warwickshire,
Richard Weck, Cambridge,Richard Weck, Cambridge,
und Frank William Wotton Highfield,and Frank William Wotton Highfield,
Broadway, Worcestershire (Großbritannien),Broadway, Worcestershire (UK),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
nicht nur die eingangs genannten Übelstände vermeiden läßt, sondern auch durchaus wirtschaftlich ist, weil der sonst vorkommende Ausschuß vermieden wird.not only avoids the abuses mentioned at the beginning, but is also quite economical, because the otherwise occurring rejects are avoided.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten \7'erfahrens. Dabei wird von einer zweiteiligen, nachstehend Sekundärelektrode genannten Führungselektrode Gebrauch gemacht, wie sie an sich bei einer nicht mit Induktionserhitzung arbeitenden elektrischen Stauchpresse bekannt ist und deren Preßbacken aus der Werkstückbahn zurückziehbar sind. Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist außer dieser Führungselektrode vorgesehen, daß die Preßbacken, die Induktionsspule der Induktionsheizung und die Elektro-S tauchvorrichtung, die durch eine Amboß elektrode verkörpert wird, in Vorschubrichtung des Werkstückes hintereinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, nach dem Anstauchen des Schaufelfußes das Werkstück mit dem Fuß in die Induktionsspule schnell hereinzuziehen, ohne daß ein merkliches Absinken der durch die Widerstandserhitzung erzielten Temperatur eintritt, und dann nach Erreichen der gewünschten Schmiedetemperatur den Schaufelfuß schnell zwischen die auseinandergezogenen Preßbacken wiederum ohne Wärmeverlust einzubringen.The invention also relates to an apparatus for carrying out the aforementioned '7 ' process. Use is made of a two-part guide electrode, hereinafter referred to as secondary electrode, as it is known per se in an electric sizing press that does not operate with induction heating and the press jaws of which can be withdrawn from the workpiece path. In the device for carrying out the method according to the invention it is provided in addition to this guide electrode that the pressing jaws, the induction coil of the induction heating and the electric immersion device, which is embodied by an anvil electrode, are arranged one behind the other in the direction of advance of the workpiece. This results in the possibility of quickly pulling the workpiece into the induction coil with the foot after the upset of the blade root, without a noticeable drop in the temperature achieved by the resistance heating, and then, once the desired forging temperature has been reached, the blade root quickly between the expanded jaws without introducing heat loss.
Es werden Ausführungen der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigenThere are embodiments of the invention with reference to the drawing, for example, shown demonstrate
809 700/340809 700/340
Claims (2)
des Streifens 10 einen Druck ausübt, durch den Die Wicklung 26 wird dann erregt, derart, daß sie dessen anderes Ende 10* stirnseitig in Eingriff mit den Schaufelfußteil 28 auf Schmiedetemperatur einer Amboßelektrode 13 gelangt. Der elektrische 35 bringt, wonach der Streifen 22 mittels der Förder-Widerstand am Berührungspunkt des Streifens 10 mit rollen bzw. -walzen 23 so weit zurückgezogen wird, der Amboßelektrode 13 verursacht, daß der Endteil 10* daß der Schaufelfußteil 28 im Bereich der Prägepreßdes Streifens sich erhitzt. Diese Heizwirkung ver- werkzeuge 25 liegt. Diese schließen sich dann gemäß ursacht in Verbindung mit dem in Längsrichtung aus- Fig. 8 über diesem Fußteil und formen ihn zu seiner geübten Druck, daß der in Berührung mit der Amboß- 40 endgültigen Schaufelwurzelform. Nach Beendigung elektrode 13 befindliche Endteil des Streifens 10 zu des Prägevorganges gehen die Werkzeuge 25 wieder einer halbkugelartigen. Metallverdickung verformt auseinander, und die Elektroden 20 und 21 werden wird. Die durch die elektrische Stauch-Warmverfor- entfernt; dann wird der Streif en 22 wieder mittels der mung des Endteiles des Streifens 10 hergestellte Ver- Förderwalzen 23 um ein bestimmtes Stück vorgedickung schafft einen Fußteil 14 (Fig. 2) von größe- 45 schoben, worauf die Messer 27 vom Streifen 22 den rem Querschnitt als der übrige Streifen 10, der das geformten Schaufelfußteil zusammen mit einem unSchaufelblatt abgibt. verformten Teil des Streifens 22 abtrennen, der dasBaking 11 of a two-part heavy copper After completion of this process step, the lead electrode is stored; the 25 parts of the guide electrode 20 are apart, and the two jaws 11 are designed so that they pinch the strip 10 strip 22 from the electrode 21 by means of the conveyor rollers 23 with a lateral pressing force. This process is sufficient to ensure good electrical contact is supported by a piston 29, which through the points, but nevertheless allows the strip 10 to penetrate the center of the anvil electrode 21 so far, sliding in the longitudinal direction between the jaws 11 30 up to the blade root 28 in the field of the electric shift. This is done by a stamp Irish induction heating coil 26, and here-12, which is attached so that it goes back to the one end to the position shown in Fig. 6,
of the strip 10 exerts a pressure by which the winding 26 is then excited in such a way that the other end 10 * of the latter comes into engagement with the blade root part 28 at the forging temperature of an anvil electrode 13. The electrical 35 brings, after which the strip 22 is withdrawn by means of the conveying resistance at the point of contact of the strip 10 with rollers 23 so far that the anvil electrode 13 causes the end part 10 * that the blade root part 28 in the area of the stamping press of the strip heats up. This heating effect verwerkzeuge 25 is. These then close in accordance with the cause in connection with the longitudinal direction - Fig. 8 above this foot part and shape it to its exerted pressure that the blade root shape final in contact with the anvil. After completion of the electrode 13 located end portion of the strip 10 to the embossing process, the tools 25 go again a hemispherical. Metal thickening will deform apart, and electrodes 20 and 21 will become. The removed by the electrical upsetting hot deformation; then the strip 22 is again pushed by means of the compression of the end part of the strip 10, which is pre-thickened by a certain amount, creating a foot part 14 (FIG than the remainder of the strip 10, which releases the molded root portion along with an un-airfoil. cut off the deformed part of the strip 22, which the
Schaufelfußteil 14 in das Feld einer elektrischen In- Dadurch, daß die Stufe desWiederaufwärmens durch duktioinsheizwicklung 16 einzubringen, wie es Fig. 3 elektrische Induktionsheizung in den Arbeitsgang einzeigt. Hierdurch wird der Fußteil 14 auf Schmiede- 55 geschaltet ist, kann der durch elektrische Stauchtemperatur gebracht, worauf der Streifen 10 in eine Warmverformung hergestellte Schaufelfußteil schnell Prägepresse 17 gemäß Fig. 4 eingeführt wird. Preß- auf Schmiedetemperatur gebracht werden, so daß die oder Prägewerkzeuge 18, die sich in Richtung der Formung der Schaufelwurzel in ihre endgültig geeingezeichneten Pfeile über dem schmiedbaren Fuß- wünschte Gestalt durch Pressen oder Prägen bewirkt teil 14 schließen, geben diesem hierdurch die Gestalt 60 werden kann, ohne daß eine nachfolgende maschinelle, einer Schaufelwurzel, wie sie zur Befestigung der z. B. spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist.
Schaufel an einem Turbinenrotor benötigt wird.The next step in the process is to start the work cycle over.
Blade root part 14 in the field of an electrical induction by introducing the stage of reheating by ductile heating winding 16, as Fig. 3 shows electrical induction heating in the operation. As a result, the foot part 14 is switched to forging 55, which can be brought by an electrical upsetting temperature, whereupon the strip 10 is quickly introduced into the hot-deformed blade foot part 17 according to FIG. Pressing are brought to forging temperature so that the or stamping tools 18, which close in the direction of the shaping of the blade root in their final arrows drawn above the malleable foot-desired shape effected by pressing or stamping part 14, thereby give it the shape 60 can, without a subsequent machine, a blade root, as used to attach the z. B. machining is required.
Blade is needed on a turbine rotor.
Prägevorgang tannenbaumartige Verkeilungen 19,According to FIGS. 4 and 5, the foot part 14 is given by the claims:
Embossing process fir tree-like wedges 19,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA22456A DE1047581B (en) | 1955-04-09 | 1955-04-09 | Method and device for manufacturing turbine blades |
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1955
- 1955-04-09 DE DEA22456A patent/DE1047581B/en active Pending
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