DE1144571B - Lochanordnung in Knueppeln zum Herstellen von Gasturbinen- und Kompressorschaufeln mit Kuehlkanaelen durch Verformen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

R24879Ib/49i

ANMKLDETAG: 31. J A N U A R 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 28. FEBRUAR 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der parallel gebohrten Längslöcher eines Knüppels, die in der Mehrzahl oder alle mit einem verformbaren Stoff gefüllt werden und durch anschließendes Streckverformen, insbesondere Strangpressen, eines Teils des Knüppels zum Blatt einer Gasturbinen- oder Kompressorschaufel eine Reihe von in ihm entsprechend verteilten Kühlkanälen ergeben, indem der Füllstoff nach dem Verformen bzw. Fertigstellen der Schaufel entfernt wird. Der Ausdruck Kühlkanäle soll nicht ausschließen, daß diese auch ein Heizmedium führen können.

Es ist bekannt, bei Schaufeln sich überschneidende Bohrungen vorzusehen. Der Hauptgrund für das Bohren derartiger Löcher besteht hierbei jedoch darin, das Räumen bzw. Ausdornen in dem Mittelpunkt des Knüppels (Rohlings) zu erleichtern, um Hohlschaufeln mit herabgesetztem Endgewicht herzustellen.

Demgegenüber wird mit der Erfindung bezweckt und durch sie ermöglicht, auf einfache Weise Kanalquerschnittsprofile zu bilden, die insbesondere in den Scheitelteilen des Blattprofils eine große Wandfläche des Kühlkanals für den Wärmeübergang zwischen dem Schaufelblatt und dem Wärmeträger bei Aufrechterhaltung einer angemessenen Wandstärke des Schaufelblattes ergeben.

Das Wesentliche an der Erfindung besteht darin, daß die Kreisumfänge von zwei oder mehr benachbarten Löchern sich überschneiden und so ein gemeinsames Lochquerschnittsprofil bilden. Das so erhaltene Profil ist also das Ausgangsprofil für die Verformung.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Bereich des Knüppelquerschnitts, der nachher innerhalb des vorderen Scheitels des Blattquerschnittsprofils liegt, mindestens drei sich überschneidende Löcher vorgesehen sind, deren Mittelpunkte einen vom Scheitel aus nach hinten offenen Winkel einschließen. Bevorzugt hat das mit seinem Mittelpunkt an der Winkelspitze liegende Loch einen größeren Durchmesser als die es von hinten her überschneidenden Löcher. Hierbei kann zwischen dem mit seinem Mittelpunkt an der Winkelspitze liegenden Loch und den es von hinten her überschneidenden Löchern je ein weiteres Loch, dessen Mittelpunkt im Überschneidungsgebiet des betreffenden Lochpaares liegt, mit mittelgroßemDurchmesservorgeschlagensein.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines den Rohling bildenden Knüppels,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Knüppel in Richtung des Pfeiles 2 der Fig. 1.

Lochanordnung in Knüppeln zum Herstellen von Gasturbinen- und Kompressorschaufeln mit Kühlkanälen durch Verformen

Anmelder: Rolls-Royce Limited, Derby (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt, Hamburg-Harburg, Wilstorfer Str. 32

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 10. Februar 1958 (Nr. 4334)

Nelson Hector Kent, Derby, und George Oswald Eccles, Lancashire

(Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

Fig. 3 bis 7 Draufsichten auf den Knüppel entsprechend der Fig. 2 in aufeinanderfolgenden Stufen der Herstellung und Ausfüllung der Löcher,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Strangpreßgesenk,

Fig. 9 eine Seitenansicht der fertigen Schaufel,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9 und

Fig. 11 bis 14 vergrößerte Draufsichten auf ein Schauelement, zum Teil mit abgewandelten Herstellungs- und Verformungsstufen eines Lochquerschnittes.

In Fig. 1 und 2 ist ein Knüppel 10 mit einer Anzahl von in ihn gebohrten Löchern 11, 12 und 13 gezeigt. Die Löcher sind kreisförmig und werden durch einen gebräuchlichen mechanischen Bohrvorgang hergestellt. Die Löcher 11 und 13 werden dann mit aus Fig. 3 ersichtlichen Füllungen 14, 15 versehen. Als Füllmaterial kann beispielsweise Stahl, z. B. Flußstahl, mit niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet werden. Angrenzend an das gefüllte Loch 11 wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ein sich mit ihm überschneidendes Loch 16 und angrenzend an das gefüllte Loch 13 ein dieses überschneidendes Loch 17 gebohrt. Die Löcher 16 und 17 werden dann (s. Fig. 5) mit Flußstahlfüllungen 18 bzw. 19 versehen.

An der vom Loch 16 abgekehrten Seite des Loches 11 wird, wie Fig. 6 zeigt, ein weiteres, in das Loch

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11 übergreifendes Loch 20 gebohrt. Das Loch 20 wird dann mit einer Füllung 21 aus Flußstahl versehen. Dann werden auch die Löcher 12 mit Füllungen aus Flußstahl versehen (Fig. 7).

Der Knüppel wird dann in einem Gesenk 26 der aus Fig. 8 ersichtlichen Form stranggepreßt, wodurch die Löcher 11, 12, 13, 16, 17 und 20 derart verformt werden, daß sie, wie aus Fig. 10 hervorgeht, einen im wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt erhalten.

Vor dem Strangpressen wird der Knüppel Vorzugsweise mit Nickel plattiert und die Oberfläche mit kolloidalem Graphit überzogen. Die Schaufel wird abschließend mit einem Fuß 22, einer Plattform 23, einem Kopf 24 und Löchern 25 im Schaufelfuß 22 versehen.

Das durch die Überschneidung der Löcher 11, 16 und 20 entstandene Lochquerschnittsprofil 27 ergibt, was gerade im Scheitelteil des Blattprofils wichtig ist, eine große Wandfläche des Kühlkanals bei Aufrechterhaltung einer angemessenen Wandstärke des Schaufelblattes. In gleicher Weise ergibt das durch Überschneidung der Löcher 13 und 17 entstandene Lochquerschnittsprofil 28 eine hinreichende Wandfläche des Kühlkanals im anderen Scheitelteil des Blattprofils bei ausreichender Wandstärke des Schaufelblattes.

Fig. 11 zeigt ein Flächenelement 30 des Knüppels mit drei sich überschneidenden Löchern 31, 32 und 33. Um allzuscharfe Ecken im Kühlkanal, welche sich beim Strangpressen des Blattes gemäß Fig. 10 ergeben würden, zu vermeiden, ist es allenfalls zweckmäßig, zusätzliche, die Löcher 31, 32 und 33 überschneidende Löcher vorgesehen.

Zuerst wird das Loch 33 gebohrt und dann gefüllt; sodann werden die Löcher 31, 32 gebohrt und dann als Führungen für einen Bohrvorgang gehärtete Einsätze bzw. Füllungen 34, 35 und 36 aus einer Nickel-Chrom-Legierung eingefügt. Alsdann werden zwei weitere Löcher 38 gebohrt, deren Mittelpunkte sich im Überschneidungsgebiet der Löcher 34, 35 bzw. 34, 36 befinden und deren Durchmesser durch die bogenförmigen Innenteile der Einsätze (bzw. Einsatzkörper) bestimmt sind.

Die Einsätze (bzw. Einsatzkörper) 34, 35 und 36 werden dann entfernt, indem sie einen in Fig. 13 wiedergegebenen Lochquerschnitt 37 hinterlassen. Beim Strangpressen zieht sich dieser Querschnitt 37 auf das aus Fig. 14 ersichtliche, mit 37 a bezeichnete, beim Strangpressen nicht gefüllte Kanalprofil zusammen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung der parallel gebohrten Längslöcher eines Knüppels, die in der Mehrzahl oder alle mit einem verformbaren Stoff gefüllt werden und durch anschließendes Streckverformen, insbesondere Strangpressen, eines Teils des Knüppels zum Blatt einer Gasturbinen- oder Kompressorschaufeln eine Reihe von in ihm entsprechend verteilten Kühlkanälen ergeben, indem der Füllstoff nach dem Verformen bzw. Fertigstellen der Schaufel entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisumfänge von zwei oder mehr benachbarten Löchern sich überschneiden.

2~Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Knüppelquerschnitts, der nachher innerhalb des vorderen Scheitels des Blattquerschnittsprofils, mindestens drei sich überschneidende Löcher vorgesehen sind, deren Mittelpunkte einen vom Scheitel aus nach hinten offenen Winkel einschließen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit seinem Mittelpunkt an der Winkelspitze liegende Loch einen größeren Durchmesser als die es von hinten her überschneidenden Löcher hat.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mit seinem Mittelpunkt an der Winkelspitze Hegenden Loch und den es von hinten her überschneidenden Löchern je ein weiteres Loch, dessen Mittelpunkt im Überschneidungsgebiet des betreffenden Lochpaares Hegt, mit mittelgroßem Durchmesser vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 604 732; britische Patentschrift Nr. 755 610; »Metal Industry«, 25. Juni 1954, S. 555.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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