Rohling für das Herstellen von Turbinen-oder Kompressorschaufeln Die
Erfindung bezieht sich auf einen Rohling für das Herstellen von Turbinen- oder Kompressorschaufeln,
der im Bereich des durch Streckverformen zu erzeugenden Schaufelblattes mit gefüllten
Längslöchern für die Kühlkanäle versehen ist und im Bereich des einen, für den späteren
Schaufelfuß sowie gegebenenfalls auch des anderen, für einen Schaufelkopf bestimmten
Endteiles einen die Längslöcher verbindenden, aus Füllstoff bestehenden Quersteg
hat, so daß sich nach dem Entfernen des Füllstoffes eine oder zwei die Schaufelblattkühlkanäle
verbindende Sammelkammern ergeben. Ein derartiger Rohling .entsteht auch bei Anwendung
eines Verfahrens, das Gegenstand .eines älteren Patentes ist. Dieses Verfahren,
das insbesondere für die Herstellung von Turbinenschaufeln bestimmt ist, dient zum
Warmstreckverformen von Metallwerkstücken mit einem oder mehreren längsverlaufenden
Hohlräumen, deren Querschnitt mit dem Querschnitt des Werkstückes unter Verwendung
von sie ausfüllenden, später wieder entfernten, verformbaren Einlagen nach Inhalt
und gegebenenfalls Profil geändert wird, wobei das Ausgangswerkstück durch Umgießen
einer Einlage mit dem Metall des Werkstücks erzeugt wird.Blank for the manufacture of turbine or compressor blades
The invention relates to a blank for the manufacture of turbine or compressor blades,
that in the area of the airfoil to be produced by stretch forming is also filled
Longitudinal holes are provided for the cooling channels and in the area of the one for the later
Blade root and possibly also the other, intended for a blade head
End part a transverse web that connects the longitudinal holes and is made of filler material
has, so that after the removal of the filler, one or two of the airfoil cooling channels
connecting collecting chambers result. Such a blank also arises during use
a process that is the subject of an earlier patent. This method,
which is intended in particular for the production of turbine blades, is used for
Hot stretch forming of metal workpieces with one or more lengthways
Cavities whose cross-section matches the cross-section of the workpiece using
of them filling, later removed, deformable inserts according to content
and, if necessary, the profile is changed, the initial workpiece being cast around
an insert is produced with the metal of the workpiece.
Die Erfindung sucht einen anderen Weg zur Herstellung eines Rohlings
der bezeichneten Art zu schaffen. Sie besteht darin, daß der betreffende Quersteg
als eine vom Ende des Rohlings her in ihn einzuführende Scheibe ausgebildet und
mittels eines bis zur betreffenden Stirnfläche des Rohlings reichenden Stopfens
aus dem Schaufelwerkstoff eingeschlossen ist, der den Verschluß der Sammelkammer
bildet. Während beim Umgießen einer Einlage beim Verfahren nach dem älteren Patent
die Einlage einen sie in der Form haltenden Fortsatz haben muß, dem dann im ; Gußstück
ein unter Umständen unerwünscht großes Loch entspricht, kommt man bei der Herstellung
des Rohlings nach der Erfindung mit kleinen Entlüftungslöchern aus, die sich nötigenfalls
mühelos zuschweißen lassen. Daher eignet sich der Rohling nach der Erfindung besonders
für verhältnismäßig kleine Schaufeln.The invention seeks another way of producing a blank
of the designated kind to create. It consists in the fact that the crossbar in question
designed as a disk to be introduced into it from the end of the blank and
by means of a stopper reaching up to the relevant end face of the blank
from the blade material is included, which closes the plenum chamber
forms. While casting around an insert in the method according to the earlier patent
the insert must have an extension that holds it in shape, which is then in the; Casting
a hole that may be undesirably large is obtained during manufacture
of the blank according to the invention with small ventilation holes, which if necessary
Can be welded together effortlessly. The blank according to the invention is therefore particularly suitable
for relatively small shovels.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die im späteren
Schaufelfuß liegende Scheibe und ihr Stopfen vom entgegengesetzten Rohlingsende
her eingeführt, und der Stopfen enthält .die gefüllten Längslöcher für die Schaufelblattkühlkanäle.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines mehrteiligen
Rohlings in auseinandergenommenem Zustande, Fig.2 .einen Längsschnitt durch den
zusammengesetzten Rohling nach Fig. 1, Fig.3 eine Seitenansicht des Rohlings in
Richtung auf .die Schmalseite des Blattes nach der Warmverformung, Fig. 4 eine Seitenansicht
des verformten Schaufelrohlings in Richtung auf die Breitseite des Blattes, Fig.
5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht
eines weiteren mehrteiligen Rohlings, Fig. 7 einen Längsschnitt durch den Rohling
nach Fig. 6, Fig. 8 einen Längsschnitt durch den gleichen Rohling nach der Warmverformung
und Fig. 9 einen Längsschnitt durch den fertigen Schaufelrohling nach einer weiteren
Warmverformung. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 5 besteht der warm umzuformende
Rohling aus zwei Hauptteilen 12 und 13. Teil 12 ist eine zylindrische Hülse, die
an ihrer einen Stirnseite geschlossen ist und aus einer kriechfesten Nickel-Chrom-Legierung
besteht. In diese Hülse wird ein scheibenförmiges Füllstück 14 so eingelegt, daß
es gemäß Fig. 2 an der Bodenfläche anliegt. Dieses Füllstück besteht aus einem Stoff,
der während der anschließenden Warmverformung mit der Legierung fließt und später
durch Säureätzen entfernt werden kann. Nach dem Einlegen des Füllstücks 14 wird
ein Stopfen 13, der aus der gleichen Legierung wie die Hülse besteht, in diese eingesetzt.
Dieser Stopfen hat längsverlaufende Löcher 17, die mit Füllstoff gefüllt sind. Er
kann .durch Strangpressen eines Blockes hergestellt sein, der zuvor mit gefüllten
Löchern versehen worden war. Es empfiehlt sich, den Stopfen 13 außen mit einer Nickelschicht
zu versehen und ihn in die Hülse 12 einzuschrumpfen. Stopfen und Hülse
werden
dann durch Diffusion der Nickelschicht miteinander verschweißt. Zum Luftaustritt
während des Zusammenbaues und,derErhitzung dient einLüftungsloch 15 in der Stirnwand
der Hülse. Nach der Erhitzung wird das Loch 15 bei 11 zugeschweißt und eine Kappe
16 über das offene Ende ,der Hülse geschweißt, um den Austritt von Füllstoff zu
verhindern. Das Ergebnis dieser Maßnahmen ist in Fig. 2 dargestellt.In a preferred embodiment of the invention, the later
Shovel root disc and its plug from the opposite end of the blank
introduced ago, and the plug contains .die filled longitudinal holes for the airfoil cooling channels.
In the drawing, FIG. 1 shows a partially sectioned side view of a multi-part
Blank in a disassembled state, Fig.2. A longitudinal section through the
composite blank according to FIG. 1, FIG. 3 shows a side view of the blank in
Direction to .die narrow side of the sheet after the hot forming, Fig. 4 is a side view
of the deformed blade blank in the direction of the broad side of the blade, Fig.
5 shows a section along the line V-V in FIG. 4, FIG. 6 shows a perspective view
of a further multi-part blank, FIG. 7 shows a longitudinal section through the blank
according to Fig. 6, Fig. 8 shows a longitudinal section through the same blank after the hot deformation
and FIG. 9 shows a longitudinal section through the finished blade blank according to a further one
Hot deformation. In the embodiment of FIGS. 1 to 5, there is the hot to be formed
Blank of two main parts 12 and 13. Part 12 is a cylindrical sleeve which
is closed at one end and made of a creep-resistant nickel-chromium alloy
consists. In this sleeve, a disk-shaped filler 14 is inserted so that
it rests against the floor surface as shown in FIG. This filler piece consists of a material
which flows with the alloy during the subsequent hot working and later
can be removed by acid etching. After inserting the filler piece 14
a plug 13 made of the same alloy as the sleeve is inserted into it.
This plug has longitudinal holes 17 which are filled with filler. He
can be produced by extrusion of a block that was previously filled with
Holes had been made. It is recommended that the plug 13 has a nickel layer on the outside
to provide and shrink it into the sleeve 12. Stopper and sleeve
will
then welded together by diffusion of the nickel layer. To the air outlet
during assembly and heating there is a ventilation hole 15 in the end wall
the sleeve. After heating, the hole 15 is welded shut at 11 and a cap
16 welded over the open end of the sleeve to prevent the escape of filler
impede. The result of these measures is shown in FIG.
Der so entstandene mehrstöckige Rohling wird teilweise durch eine
Matrize hindurch stranggepreßt und hierauf durch Schmieden auf verjüngteForm gebracht,
so daß der Rohling einer Schaufel mit gelängten, engeren Löchern 17' und einem Fuß
gemäß Fig. 3 entsteht. Das Füllstück ist in Fig. 9 mit 14' bezeichnet. Das schmale
Ende der Schaufel kann dann in einen Teil 18 eingepaßt werden, aus dem später
ein Kopf oder Deckband entsteht, und mit diesem Teil durch Diffusionsschweißung
verbunden werden, worauf die Schaufel durch Schmieden weiter verformt werden kann.
Bei diesem Schmieden verschwindet das Loch 15.The resulting multi-storey blank is partially extruded through a die and then given a tapered shape by forging, so that the blank of a blade with elongated, narrower holes 17 'and a foot according to FIG. 3 is produced. The filler piece is denoted by 14 'in FIG. 9. The narrow end of the blade can then be fitted into a part 18 , from which a head or shroud will later be formed, and connected to this part by diffusion welding, whereupon the blade can be further deformed by forging. During this forging, the hole 15 disappears.
Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß in dem Schaufelfuß
Löcher 19 gebohrt werden, die in das Füllstück 14' eindringen. Schließlich wird
der Füllstoff lierausgeätzt, so daß eine Schaufel mit längsverlaufenden Kühlkanälen
17" und einer Sammelkammer 14" gemäß Fig. 4 entsteht.The next step is that in the blade root
Holes 19 are drilled which penetrate into the filler piece 14 '. Finally will
the filler is etched out so that a blade with longitudinal cooling channels
17 ″ and a collecting chamber 14 ″ according to FIG. 4 arises.
3lit der durch das Füllstück 14 entstandenen Kammer 14" im Schaufelfuß
entfällt die schwer erfüllbare Notwendigkeit, Löcher durch den Schaufelfuß so genau
bohren zu müssen, daß sie in die Kanäle 17" münden. Die Kammer 14" verteilt innerhalb
der Schaufel die Kühlluft.3lit the chamber 14 "created by the filler piece 14 in the blade root
there is no need, which is difficult to fulfill, to make holes through the blade root as precisely as possible
to have to drill that they open into the channels 17 ". The chamber 14" distributed within
the shovel the cooling air.
Als Hauptteil des Rohlings dient nach Fig. 6 bis 9 ein stranggepreßter
Block 20 aus hitzebeständiger Legierung mit- gefüllten Längslöchern 21. Dieser Block
wird an seinen beiden Stirnenden mit Ausnehmungen versehen. In jede Ausnehmung wird
ein scheibenföriniges Füllstück 22 aus dem Füllstoff und sodann ein Stopfen 23 aus
der gleichen Legierung wie der Block eingesetzt. Die Stopfen 23 sind zuvor außen
mit :einer \ ickelschiclit überzogen worden und so bemessen, daß sie in die Ausnehmungen
des Blockes bzw. Rohlings eingeschrumpft werden können. Sie haben Entlüftungskanäle
24, durch die die Luft beim Zusammenbau entweichen kann.According to FIGS. 6 to 9, an extruded one is used as the main part of the blank
Block 20 made of heat-resistant alloy with filled longitudinal holes 21. This block
is provided with recesses at both of its front ends. In every recess
a disk-shaped filler piece 22 made of the filler and then a plug 23 from
the same alloy as the block used. The plugs 23 are previously outside
with: a \ ickelschiclit covered and dimensioned so that it fits into the recesses
the block or blank can be shrunk. They have ventilation ducts
24, through which the air can escape during assembly.
Die Stopfen 23 werden mit dem Block hierauf durch Diffusionsschweißung
verbunden; die Entlüftungskanäle werden verschlossen, und das Ganze wird in einem
Streckgesenk einseitig verjüngt, also auf die Form 20' nach Fig. 8 gebracht, wobei
sich gelängte, engere Längslöcher 21' mit verformten Füllstücken 22' bilden. Die
Endteile werden anschließend angestaucht, um einen Fuß 25 und einen Kopf oder ein
Deckband 26 zu schaffen. Das Gebilde wird dann auf die verlangte Form geschmiedet,
und schließlich werden Löcher 27, 28 an beiden Enden so weit gebohrt, daß sie in
die beiden Füllstücke 22' münden. Schließlich wird der Füllstoff herausgeätzt, so
daß Kanäle 21" mit sie an beiden Enden verbindenden Sammelkammern 22" entstehen.The plugs 23 are diffusion welded to the block thereon
tied together; the ventilation ducts are closed and the whole thing becomes one
Stretching die tapered on one side, so brought to the form 20 'according to FIG. 8, wherein
elongated, narrower longitudinal holes 21 'form with deformed filler pieces 22'. the
End parts are then upset to a foot 25 and a head or a
Shroud 26 to create. The structure is then forged to the required shape,
and finally holes 27, 28 are drilled at both ends to the extent that they are in
the two filler pieces 22 'open. Finally, the filler is etched out, like this
that channels 21 "arise with collecting chambers 22" connecting them at both ends.