DE1173732B - Gegossene Turbinenschaufel - Google Patents

Gegossene Turbinenschaufel

Info

Publication number
DE1173732B
DE1173732B DEG32337A DEG0032337A DE1173732B DE 1173732 B DE1173732 B DE 1173732B DE G32337 A DEG32337 A DE G32337A DE G0032337 A DEG0032337 A DE G0032337A DE 1173732 B DE1173732 B DE 1173732B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
blade
plate
mold
casting
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.)
Pending
Application number
DEG32337A
Other languages
English (en)
Inventor
Hamilton Lee Mccormick
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.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
Motors Liquidation Co
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 Motors Liquidation Co filed Critical Motors Liquidation Co
Publication of DE1173732B publication Critical patent/DE1173732B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/18Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/06Core boxes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/106Vented or reinforced cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: F 02 c
Deutsche Kl.: 46 f-4/02
Nummer: 1173 732
Aktenzeichen: G 323371 a / 46 f
Anmeldetag: 25. Mai 1961
Auslegetag: 9. Juli 1964
Die Erfindung betrifft eine gegossene Gasturbinenschaufel mit hohlem Blatt, an dessen sich gegenüberliegenden Innenflächen zueinander parallele Längsrippen zur Bildung von Kühlmittelkanälen gebildet sind. Bekannt ist die Herstellung von solchen Gasturbinenschaufeln aus mehreren gegebenenfalls auch mechanisch bearbeiteten Gußteilen, die anschließend miteinander verbunden werden. Diese Herstellungsweise wird den zu stellenden Forderungen jedoch nicht gerecht.
Zunächst muß eine Schaufel so gestaltet sein, daß ein wirksamer Übergang der Wärme von der Schaufel zum Kühlmittel erzielt wird. Dabei muß die Schaufel trotz ihrer Ausbildung als Hohlschaufel eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um den erheblichen Belastungen durch die Treibgaskräfte und die Fliehkraft gewachsen zu sein.
Die Erfüllung dieser Forderungen allein stellt aber nur einen Teil der zu lösenden Probleme dar, denn es ist weiterhin eine verhältnismäßig einfache Massenfertigung anzustreben. Dies führt in der Regel dazu, die Herstellung im Wege eines Gießverfahrens möglich zu machen. Die Bildung der Hohlräume in der Schaufel durch maschinelle Bearbeitung ist für die billige Massenfertigung nicht geeignet; die Herstellung von Hohlschaufeln aus mehreren Teilen führt zu recht komplizierten Verfahren.
Die Erfindung erfüllt diese Forderungen dadurch, daß die Schaufel als einteiliges Gußstück hergestellt ist, bei dem sich gegenüberliegende Längsrippen durch einen Luftspalt getrennt sind und bei dem die sich gegenüberliegenden Innenflächen durch in Längsrichtung in Abstand voneinander liegende Stützen miteinander verbunden sind.
Für das Merkmal der Herstellung der Schaufel als einteiliges Gußstück wird Schutz nur in Verbindung mit den übrigen Merkmalen der Erfindung beansprucht.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Gasturbinenschaufeln, bei dem ein zerstörbarer Kern in der Form des Hohlraums der Schaufel gebildet, auf den Kern danach ein schmelzbares Modell der Schaufel aufgebracht wird, dann der Kern mit dem Modell in ein feuerfestes Material eingebettet und das Modell zwecks Bildung des Gießraumes ausgeschmolzen wird und der Kern nach dem Abgießen der Form entfernt wird. Erfindungsgemäß erfährt dieses Verfahren eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, daß an dem Kern Längsnuten entsprechend den zu bildenden Rippen und in Abstand voneinander liegende Öffnungen entsprechend den zu bildenden Stützen gebildet werden.
Gegossene Turbinenschaufel
Anmelder:
General Motors Corporation, Detroit, Mich.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwalt,
Berlin 19, Bolivarallee 9
Als Erfinder benannt:
Hamilton Lee McCormick, CarmeL Ind.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Juni 1960 (34 792)
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Kern a.us keramischem Werkstoff gebildet und durch ein Lösungsmittel entfernt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser ist
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Turbinenschaufel, F i g. 2 ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
F i g. 3 eine Seitenansicht eines Kernes zum Gießen der Turbinenschaufel nach Fig. 1,
Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 5, F i g. 5 ein Querschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3,
F i g. 6 eine Stirnansicht einer Einrichtung zum Bilden des Kernes nach Fig. 3 in geöffneter Lage,
F i g. 7 eine Stirnansicht der Einrichtung nach F i g. 6 in geschlossener Lage,
Fig. 8 ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7, F i g. 9 eine Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 6 in der offenen Lage,
Fig. 10 ein Querschnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 8.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte gegossene Turbinenschaufel hat ein Blatt 10 mit einem Längskanal 11, eine Grundplatte 12, einen Schaft 14 und einen Fuß 16. Das hohle Blatt 10 wird durch eine konkave Wand 18 und eine konvexe Wand 20 gebildet. Die konkave Wand 18 trägt an der Innen-
409 629/10&
fläche nach innen ragende Längsrippen 19, ebenso trägt die konvexe Wand 20 Längsrippen 21. Die Innenkanten der Längsrippen 19 und 21 haben Abstand voneinander. Das Blatt 10 enthält ferner eingegossene Stützen 22, die die beiden Wände 18 und 20 miteinander verbinden. Diese Stützen 22 liegen im wesentlichen in der Längsachse der Schaufel und haben Abstand voneinander, so daß sie das Schaufelblatt über seine ganze Länge verstärken.
Im Schaft 14 befindet sich eine Öffnung 13 zur Zufuhr des Kühlmittels zum Längskanal 11.
Die Längsrippen 19 und 21 haben im mittleren oder stärkeren Teil des Blattes 10 eine größere Breite, während ihre Höhe zu den Kanten des Blattes hin fortschreitend geringere Höhe aufweist. Der Teil des Längskanals 11 zwischen den Rippen 19 und 21 hat daher über die Breite der Schaufel etwa gleiche Weite, wodurch eine gleichmäßige Kühhvirkung erzielt wird.
Die Turbinenschaufel nach den F i g. 1 und 2 wird im Wachsausschmelzverfahren gegossen. Hierzu ist die Bildung eines Kernes erforderlich, wie er in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist. Er hat die Gestalt des Längskanals 11 des Blattes und der Öffnung 13 im Schaft 14. Über diesen Kern wird eine Wachsschablone gebildet, die die Außenform der Turbinenschaufel hat, worauf ein Einbetten in ein feuerfestes Material erfolgt. Dieses wird dann gebrannt und das Wachs ausgeschmolzen, so daß eine Form für die Schaufel entsteht, in der ein für die Bildung der Hohlräume dienender Kern enthalten ist. Diese Form wird sodann abgegossen, worauf der Kern, der vorzugsweise aus einem lösbaren sauren Keramikwerkstoff besteht, ausgewaschen wird, um die fertige Turbinenschaufel zu erhalten.
Wie Fig. 3 zeigt, besteht der Kern aus einem Teil 24 zur Bildung des Längskanals 11 und einem Teil 26 zur Bildung der öffnung 13. Der Teil 26 hat Ansätze 28 und 30, die als Kernstützen dienen. Ebenso hat der Teil 24 eine Verlängerung 31, die ebenfalls als Kernstütze verwendet werden kann. Der Teil 24 enthält eine Reihe von in Abstand voneinander liegenden Nuten 32 (F i g. 5) an der konkaven Fläche und eine entsprechende Reihe von Nuten 34 an seiner konvexen Fläche, die zur Bildung der Längsrippen 19 bzw. 21 des Blattes dienen. An Stellen 36, 38, 40 und 42, die in gleichem Abstand voneinander liegen, sind Teile des -Kerns zwischen benachbarten Nuten entfernt, so daß an diesen Stellen im Kern Löcher entstehen, die den Stützen 22 der fertigen Schaufel entsprechen. Die Nuten 32 und 34 erstrekken sich von einer Stelle unterhalb des oberen Endes des Teils 24, so daß der obere Teil des Blattes späterhin keine Rippen enthält.
Der Kern gemäß den F i g. 3 bis 5 wird wie folgt hergestellt. Es wird eine keramische Mischung bereitet, die durch Spritzen geformt werden kann und beim Brennen sich nicht unmäßig wirft oder schrumpft und ferner dem Wärmestoß beim Beginn des Gießvorganges zu widerstehen vermag. Ferner muß das gebrannte Kernmaterial auswaschbar oder sonstwie aus dem Gußstück entfernbar sein.
Eine geeignete Mischung für diese Zwecke enthält Oxyde des Aluminiums und Silizium, einen Weichmacher und einen Binder, wie z. B. Polystyrol. Als spezifisches Beispiel für eine solche keramische Mischung wird angegeben: 84 Gewichtsteile Aluminiumoxyd, 5 Gewichtsteile Schellack, 5 Gewichtsteile Ethocol, 0,2 Gewichtsteile Stearinsäure, 2 Gewichtsteile Heizöl, 2 Gewichtsteile Butylphthalat, 0,5 Gewichtsteile Oleinsäure und 2 Gewichtsteile n-Butylstearat. Eine Einrichtung zur Bildung des Kernes gemäß den Fig. 3 bis 5 ist in den Fig. 6 bis 10 dargestellt. Diese Einrichtung hat einen unteren Formteil 44, der mit Schrauben 45 auf einer Platte 46 befestigt ist und in begrenztem Ausmaß senkrecht zu dieser einstellbar ist. Die Platte ist starr an einer Grundplatte 47 befestigt. Ein oberer Formteil 48, der senkrecht bewegbar ist, ist zu einer Platte 50 in senkrechter Richtung in begrenztem Umfange einstellbar.
Der untere Formteil 44 enthält, wie Fig. 10 zeigt, ein Gesenk 49, das den unteren Teil des Formhohlraumes 51 bestimmt. Das untere Gesenk 49 enthält eine Reihe von Schlitzen, durch die Platten 52 ragen. Diese werden in Abstand voneinander von einer Stange 54 getragen, die unterhalb des unteren Formteils mit Schrauben 106 an der Platte 46 befestigt ist. Die Platten 52 haben eine solche Länge, daß bei Aufliegen des unteren Formteils 44 auf der Platte 46 die oberen Enden der Platten in den Formhohlraum 51 entsprechend der Tiefe der Nuten 32 des Kerns ragen.
Ein oberes Gesenk 56 in dem oberen Formteil 48 bestimmt den oberen Teil des Formhohlraumes 51 und enthält eine Reihe von Schlitzen, durch die Platten 58 ragen. Diese sind an der Platte 50 über eine Stange 60 mit Schrauben 108 befestigt und haben eine solche Länge, daß bei Aneinanderliegen der Formteile 44 und 48 und der Platten 46 und 50 ihre unteren Enden in den Formhohlraum 51 entsprechend der Tiefe der Nuten 34 des Kerns ragen. Eine der Platten 52 des unteren Formteils 44 ist an voneinander in Abstand liegenden Stellen verlängert und füllt dort den Raum zwischen zwei Platten 58 und 52 aus, wenn die Platten 58 in ihrer tiefsten und die Platten 52 in ihrer höchsten Stellung sind. Hierdurch werden im Kern späterhin die Löcher 36, 38. 40 und 42 gebildet.
Die Einrichtung enthält eine Platte 68 (F i g. 5, 7, 9), die, an vier Stangen 70 (F i g. 9) befestigt, mit diesen eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann, und eine Platte 74, die zu den Stangen 70 und zu Führungsstangen 75 beweglich ist. Die vier Führungsstangen 75 sind an den Ecken des oberen Formteils 48 befestigt und treten gleitend durch Löcher der Platte 74 hindurch. Die untere Platte 68 trägt einen Einspritzzylinder 76, der unten ein durch die Platte 68 ragendes Einspritzmundstück 78 hat. Dieses paßt auf eine Einspritzöffnung 80 in der Platte 50 und deren oberen Formteil 48, wenn die Platte 68 in ihrer tiefsten Stellung gegen die Platte 50 anliegt. Die Einspritzöffnung80 führt zum Formhohlraum51.
Die Platte 74 trägt einen mit dem Zylinder 76 zusammenarbeitenden Kolben 82. Befindet sich die Einrichtung in der geschlossenen Stellung der Formteile 44 und 48 (F i g. 7) und liegt die Platte 50 gegen den Formteil 48 an, so kann die Platte 68 zur Anlage gegen die Platte 50 gebracht werden, wodurch das Einspritzmundstück 78 gegen die Einspritzöffnung 80 des oberen Formteils anliegt. Dann kann die Platte 74 und damit der Kolben 82 gesenkt werden, um im Zylinder 76 enthaltenes Kernmaterial in den Formhohlraum 51 einzuspritzen.
Der obere Formteil 48 trägt ferner zwei schwenkbare Haken 84 und 86, die bei der vollen Schließlage der Einrichtung eine Schulter 88 am unteren Formteil 44 fassen. Normalerweise ruht die Platte 68 auf
der Platte 50, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. In den Fi g. 6 und 9 ist die Platte 68 in der angehobenen Stellung gezeigt. Jede der vier Stangen 70 ist von einer Schraubendruckfeder 90 umgeben, die auf die •Platte 50 eine Kraft ausüben, wenn.die den Kolben -82 tragende -Platte 74 beim Einspritzhub gegen die -Federn 90 zur Anlage kommt. Zwei der Führungsstangen 75, die sich diagonal gegenüberliegen, sind von je einer Schraubenfeder 94 umgeben, die auf die Formteile 44 und 48 und die Platte 46 eine Kraft ausüben, wenn die Platte 74 gesenkt -.wird. Die den Kolben 82 tragende Platte 74 ist über Lappen 104 mit einer hydraulisch betätigbaren Stange 102 verbunden, die mit einem nicht gezeichneten Kolben verbunden ist.
Die Platten52 und58 (Fig. 10) sind;an den Platten 46 bzw. 50 befestigt, so daß bei -deren Relativbewegung in senkrechter -Richtung zu den Formteilen 44 bzw. 48 das Einführen der Enden der Platten 52 und 58 in den Formhohlraum 51 bzw. deren Herausziehen aus dem Formhohlraum bewirkt wird. Die Stangen 54 bzw. 60(Fig. .10) halten hierbei die Platten 52 bzw. 58 parallel zueinander ausgerichtet.
In der Platte 46 sind einstellbare .Blöcke 130 und 132. In ihrem Bereich sind im unteren Formteil 44 Nockenwellen 114 ibzw. 116 gelagert, .die L-förmige Hebel 110 bzw. 112 tragen. An diesen sitzende Stifte 118 bzw. 120 greifen an Nuten 122 bzw. 124 im unteren Formteil 44, durch die die Arme .110 bzw. 112 über einen'Winkel von 90° gesteuert werden. Die ■Wirkung dieser Steuerung ist aus einem Vergleich der Fi g. 6 und 7 zu ersehen. .In F i g. 6 haben die Arme 110, 112 eine senkrechte Lage, während sie in F i g. 7 waagerecht liegen. In der senkrechten -Lage der Arme 110 und 112 (Fi g. 6) stützen die Nocken 114 und 116 den unteren Formteil 44 mit einem abgerundeten Teil ab, so daß dieser etwas von der Platte 46 angehoben ist. In der waagerechten Lage der Arme 110, 112 liegen die flachen Teile 126 und 128 der Nocken 114 und 116 gegen den unteren Formteil 44 .an, so ,daß dieser auf der Platte 46 aufliegt. In der angehobenen Stellung des unteren Formteils 44 sind -die Platten 52 aus dem Formhohlraum 51 zurückgezogen.
Der obere Formteil 48 hat in ähnlicher Weise L-förmige Arme 134 und 136, die mit Nockenwellen 138 bzw. 140 verbunden sind. Diese tragen Stifte 142 und 144, die -in bogenförmige Nuten 146 bzw. 147 eingreifen. Hierdurch können die Arme 134 und 136 über einen Winkel von 90° bewegt werden. In der oberen Stellung gemäß Fig. 6 tragen die Nocken 138 und 140 die Platte mit einem runden Teil, so daß die Platten 58 aus dem Formhohlraum 51 zurückgezogen sind. In der horizontalen tage der Arme 134 und 136 dagegen liegt die ,Platte ,50 gegen die flachen Teile 139 bzw. 141 an, so daß die Platten .58 in den Formhohlraum 51 hineinragen.
Die den Kolben 82 tragende Platte 74 hat einen nach unten ragenden starr befestigten Arm 148, der unten zwei seitlich vorstehende Sperrnasen 150 und 152 trägt. Wird der Arm 148 nach unten bewegt, so bewegen die Sperrnasen 150 und 152 zunächst die Arme 134 und 136 um einen Winkel von 90° und bei der weiteren Abwärtsbewegung des Armes 148 die Arme 110 und 112 ebenfalls um einen Winkel von 90°. Dann befindet sich die Einrichtung in der in F i g. 7 gezeichneten Stellung. Die Arme 134 und 136 sind ebenso wie die Arme 110 und 112 in der waagerechten Lage, so daß also die Platten 52 und 58 in den Formhohlraiim 51 ragen, wie dies Fig. 10 zeigt. Bewegt sich der Arm 148 nach oben, so werden die Arme 110 und 112 und danach die Arme 134 und 136 in die senkrechte Lage bewegt, so daß die Platten 52 und 58 aus dem Formhohlraum 51 zurückgezogen werden.
Das Einspritzen des Kemmaterials erfolgt, wenn die Einrichtung in .der Arbeitsstellung ist, also die beiden Formteile 46 und 48 durch die Haken 84 und 86 zusammengespannt sind und die den Zylinder tragende Platte 68 auf der Platte 50 aufliegt. In dieser Stellung stützen die Nocken 138 und 140 die Platte 50 mit ihrem abgerundeten Teil ab, während die Nocken 114 und 116 mit ihrem abgerundeten Teil den unteren Formteil 44 tragen. Die Platten 52 und 58 sind also aus dem Formhohlraum Sl zurückgezogen. Ein Kuchen weichgemachter Keramikmischung wird vorzugsweise vorgewärmt in den Zylinder 76 eingebracht und die Platte 74 durch Zuleitung hydraulischen Druckes zur !Betätigungseinrichtung gesenkt. Bei der Abwärtsbewegung der Platte 74 bewirkt der Arm 148 zunächst das Umstellen der Arme 134,136,110 und 112 in die waagerechte Lage (F ig. 7), so daß die flachen Teile 139, 141 der Nocken 138 bzw. 140 gegen :die Platte :50 und die flachen Teile 126, 128 der Nocken 114 bzw. 116 gegen den unteren Formteil 44 anliegen, so daß die Platten 52 und 58 in den Formhohlraum 51 eingeführt .werden. Danach kommt gegen Ende der Abwärtsbewegung der Platte 74 der Kolben 82 in Anlage gegen den Kuchen aus !Keramikwerkstoff und drückt diesen durch die Einspritzorgane 78 und 80 in den Formhohlraum 51. Dann wird die Platte 74 angehoben, wobei .die Arme 134, 136, 110 und 112 wieder in die senkrechte Lage zurückbewegt und wodurch wegen der Relativbewegung der Platte 50 bzw. des unteren Formteils 44 die Platten 52 und 58 zurückgezogen werden. Dann wird die Form geöffnet und .der Kern nach dem Ausnehmen getrocknet und gebrannt.
Um den so gebildeten Kern wird eine Schablone aus zerstörbarem Werkstoff gegossen und.diese Schablone in feuerfestes Material eingebettet. Die Schablone besteht aus einem bei niedriger Temperatur schmelzendem Werkstoff, wie Wachs, oder einem thermoplastischen Kunstharz, wie z.B. Polystyrol, oder polymerisierte Derivate der Akrylik- und Methakryliksäure.
Die Schablone wird dadurch gebildet, daß der gebrannte Kern gemäß Fig. 3 in eine nicht gezeichnete Einrichtung eingesetzt wird, die einen Formhohlraum von der Gestalt der zu gießenden Schaufel hat. Der Kern wird hierbei von den Kernstützen 28, 30 und 31 getragen. Das eingegossene Material bildet dann eine Schablone, die den Kern umgibt und die Außenform der Schaufel gemäß F i g. 1 hat.
Die Oberfläche der Schablone wird dann mit einem keramischen Wasch- oder Überzugsstoff versehen, um eine glatte Gußfläche in der zu bildenden feuerfesten Gießform zu erhalten. Dieser Stoff besteht aus einer wäßrigen Lösung feinverteilten feuerfesten Werkstoffs, einem Binder, z.B. einem lufttrocknenden Silikatzement und Entschäumungs- und Netzungsmitteln.
Der Überzug kann durch Eintauchen der Schablone in die Lösung oder durch Aufsprühen oder Aufstreichen der Lösung auf die Schablone erfolgen.
Beim Eintauchverfahren wird die Lösung in dauernder Bewegung gehalten, indem sie mit Ausnahme der eigentlichen Eintauchzeit umgerührt wird, wobei nach Möglichkeit das Einführen von Luft in die Lösung vermieden werden soll. Ebenso soll beim Eintauchen darauf geachtet werden, daß keine Luftbläschen zwischen der Schablone und dem Überzug vorhanden sind. Die Lösung soll weiterhin möglichst Raumtemperatur haben, da bei zu hoher Temperatur die Schablone beschädigt werden könnte. Den überschüssigen Überzugswerkstoff läßt man vor dem Einbetten der Schablone abtropfen.
Nach dem vollständigen Trocknen des Überzugs wird dieser gesandet oder in ähnlicher Weise behandelt, um die Oberfläche aufzurauhen, damit eine innige Verbindung zwischen dem Überzug und der eigentlichen feuerfesten Form entsteht. Das Sanden kann durch Aufbringen von Kieselsand oder anderen feuerfesten Stoffen auf den durch Eintauchen gebildeten Überzug erfolgen, worauf ein Trocknen der Schablone in Luft erfolgt.
Danach wird die Schablone in eine nicht gezeichnete Gußform eingebettet, die aus grobkörnigem feuerfestem Material besteht und Steiger enthält, durch die das geschmolzene Material der Schablone abfließt und das Gußmetall eingeführt wird. Ein zweckmäßiges Verfahren zum Einbetten besteht darin, den feuerfesten Werkstoff in einen flüssigen Binder einzumischen, die Schablone in ein Gefäß oder eine Büchse einzusetzen und die Mischung über die Schablone zu gießen, worauf man dieses abbinden läßt. Die Mischung kann aus einem Silikawerkstoff mit einem Äthyl-Silikat-Binder bestehen. Als Beispiel sei eine Mischung angegeben, die zu einem großen Teil aus feingemahlenem gebranntem Ton und Silikamehl und einem geringen Teil Magnesium- und Boraxglas besteht. Als Binder für diese Mischung wird eine wäßrige Lösung von kondensiertem Äthylsilikat, Äthylalkohol und Salzsäure benutzt. Beim Einbetten werden die Kernstützen 28, 30 und 31 des Kerns von feuerfestem Material umschlossen, so daß der Kern fest in der Form liegt.
Hat sich die feuerfeste Form genügend verfestigt, so wird diese erwärmt, um die Schablone zu schmelzen. Die Temperatur der Form muß über den Schmelzpunkt der Schablone gesteigert werden, damit das geschmolzene Material vollständig abfließt.
Nach dem Entfernen der Schablone wird das Gußmetall in die Form eingegossen, das den bisher von der Schablone eingenommenen Raum ausfüllt. Nach dem Erstarren des Metalls wird die Form zerbrochen, um das Gußstück freizulegen, das in ein Lösungsmittel eingetaucht wird, um das im Gußstück enthaltene Kernmaterial aufzulösen oder auszuwaschen. Geeignet ist hierzu ein reduzierendes Salzschmelzbad, das keine Entlüftung benötigt und das Gußmetall nicht angreift.
Ist die Abkühlung der Schaufel im Betrieb zu groß, so kann die Größe des Kühlkanal verringert werden, indem nur ein Teil des Kerns durch das Lösungsmittel abgetragen wird. Eine Säurelösung aus ml 52- bis 55°/oiger Fluorwasserstoffsäure und ml 36°'oiger Salzsäure entfernt etwa 0,1 mm auf jeder Seite des Kerns in drei Minuten bei etwa 65° C. feile des Kerns, die dem Lösungsmittel nicht ausgesetzt werden sollen, können durch ein Schutzmittel abgedeckt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Gegossene Gasturbinenschaufel mit hohlem Blatt, an dessen sich gegenüberliegenden Innenflächen zueinander parallele Längsrippen zur Bildung von Kühlmittelkanälen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufel als einteiliges Gußstück hergestellt ist, bei dem sich gegenüberliegende Längsrippen (19, 21) durch einen Luftspalt getrennt sind und bei dem die sich gegenüberliegenden Innenflächen durch in Längsrichtung in Abstand voneinander liegende Stützen (22) miteinander verbunden sind.
2. Verfahren zur Herstellung einer Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, bei dem ein zerstörbarer Kern in der Form des Hohlraums der Schaufel gebildet, auf den Kern danach ein schmelzbares Modell der Schaufel aufgebracht wird, dann der Kern mit dem Modell in ein feuerfestes Material eingebettet und das Modell zwecks Bildung des Gießraumes ausgeschmolzen wird und der Kern nach dem Abgießen der Form entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kern Längsnuten (32, 34) entsprechend den zu bildenden Rippen (19, 21) und in Abstand voneinander liegende öffnungen (36, 38, 40, 42) entsprechend den zu bildenden Stützen (22) gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus keramischem Werkstoff gebildet und durch ein Lösungsmittel entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 zur Herstellung einer Gasturbinenschaufel mit einer Grundplatte und einem eine öffnung zum Schaufelhohlraum enthaltenden Schaufelfuß, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kern ein dieser öffnung entsprechender Teil (26) gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in einer Gießform hergestellt wird, die aus zwei einen Gießraum (Sl) begrenzenden Formhälften (44,48) und zwei Sätzen von sich gegenüberliegenden, den Nuten im Kern entsprechenden Metallplatten (52, 58) besteht, wobei die Platten durch Schlitze in mindestens einer der Formhälften beweglich gehalten sind, um in den Gießraum (51) bewegt bzw. nach dem Formen des Kerns aus diesem herausgezogen werden zu können.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1032898; schweizerische Patentschrift Nr. 323 718; britische Patentschrift Nr. 731292; USA.-Patentschriften Nr. 2 923 525, 2 848 192, 779 565;
»Metall«, Dezember 1957, S. 1066 bis 1069; »Zeitschrift des VDI«, Januar 1956, S. 97;
»Motortechn. Zeitschrift«, November 1955, S. 319 bis 326.
In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent 1157432.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
409 629η08 6.64 © Bundesdruckerei Berlin
DEG32337A 1960-06-08 1961-05-25 Gegossene Turbinenschaufel Pending DE1173732B (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3479260A 1960-06-08 1960-06-08
US132150A US3192578A (en) 1960-06-08 1961-08-17 Core making apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1173732B true DE1173732B (de) 1964-07-09

Family

ID=26711369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEG32337A Pending DE1173732B (de) 1960-06-08 1961-05-25 Gegossene Turbinenschaufel

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3192578A (de)
DE (1) DE1173732B (de)
GB (1) GB910579A (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3260732D1 (en) * 1981-10-01 1984-10-18 Bbc Brown Boveri & Cie Apparatus and method for making thin-walled wax models for fine casting
US4641702A (en) * 1985-03-28 1987-02-10 Mercury Machine Company Method and mold for molding investment casting patterns of irregular shape
US5217728A (en) * 1991-06-21 1993-06-08 Amp Incorporated High density mold
US5810552A (en) 1992-02-18 1998-09-22 Allison Engine Company, Inc. Single-cast, high-temperature, thin wall structures having a high thermal conductivity member connecting the walls and methods of making the same
US5295530A (en) 1992-02-18 1994-03-22 General Motors Corporation Single-cast, high-temperature, thin wall structures and methods of making the same
GB0327462D0 (en) * 2003-11-26 2003-12-31 Rolls Royce Plc An arrangement for providing heat to a portion of a component of a gas turbine engine
US7252481B2 (en) * 2004-05-14 2007-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Natural frequency tuning of gas turbine engine blades
CN102019358A (zh) * 2011-01-13 2011-04-20 芜湖聚达汽车零部件有限公司 一种泥芯铸造机
US9777575B2 (en) 2014-01-20 2017-10-03 Honeywell International Inc. Turbine rotor assemblies with improved slot cavities
US10808547B2 (en) 2016-02-08 2020-10-20 General Electric Company Turbine engine airfoil with cooling
GB2571549A (en) * 2018-03-01 2019-09-04 Rolls Royce Plc A core for an investment casting process
CN115091696B (zh) * 2022-05-24 2023-11-24 江门佳久精密制造科技有限公司 一种树脂基蜡模快速成型模具

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB731292A (en) * 1951-10-10 1955-06-08 Gen Motors Corp Improvements in processes of making turbine and compressor blades
US2779565A (en) * 1948-01-05 1957-01-29 Bruno W Bruckmann Air cooling of turbine blades
CH323718A (de) * 1953-01-30 1957-08-15 Gen Motors Corp Schaufel für Gasturbine
DE1032898B (de) * 1953-09-19 1958-06-26 Miguel Schmitt Giesskern und Verfahren zur Herstellung von Gussteilen
US2848192A (en) * 1953-03-12 1958-08-19 Gen Motors Corp Multi-piece hollow turbine bucket
US2923525A (en) * 1958-04-04 1960-02-02 Orenda Engines Ltd Hollow gas turbine blade

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US417591A (en) * 1889-12-17 Jean pierre serve
US1347080A (en) * 1920-07-20 Adjustable core-box
US928786A (en) * 1909-01-05 1909-07-20 Thomas E Mcnamara Molding-machine.
US1187027A (en) * 1916-01-05 1916-06-13 W L Moss Molding apparatus.
US1378524A (en) * 1920-08-19 1921-05-17 Stanley S Turner Core-box for pistons
US1968703A (en) * 1931-07-24 1934-07-31 Peyinghaus Walter Core molding apparatus
US2278190A (en) * 1940-10-07 1942-03-31 Samuel A Bodi Core machine
US2474186A (en) * 1947-02-07 1949-06-21 Crane Co Reinforced core
US2688781A (en) * 1949-11-12 1954-09-14 Schwoegler Self-eliminating core wire and core
US2749586A (en) * 1952-08-14 1956-06-12 Mercast Corp Process of forming shell mold
US2835006A (en) * 1954-09-29 1958-05-20 Ile D Etudes Pour Materiel De Casting machines
US2829409A (en) * 1955-12-13 1958-04-08 Star Expansion Ind Corp Die casting apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779565A (en) * 1948-01-05 1957-01-29 Bruno W Bruckmann Air cooling of turbine blades
GB731292A (en) * 1951-10-10 1955-06-08 Gen Motors Corp Improvements in processes of making turbine and compressor blades
CH323718A (de) * 1953-01-30 1957-08-15 Gen Motors Corp Schaufel für Gasturbine
US2848192A (en) * 1953-03-12 1958-08-19 Gen Motors Corp Multi-piece hollow turbine bucket
DE1032898B (de) * 1953-09-19 1958-06-26 Miguel Schmitt Giesskern und Verfahren zur Herstellung von Gussteilen
US2923525A (en) * 1958-04-04 1960-02-02 Orenda Engines Ltd Hollow gas turbine blade

Also Published As

Publication number Publication date
US3192578A (en) 1965-07-06
GB910579A (en) 1962-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69323817T2 (de) Präzisionsgiessen unter Verwendung von Kern mit integrierter Wanddickenkontrollvorrichtung
DE874269C (de) Verfahren zur Herstellung keramischer Artikel, insbesondere Isolierkoerper fuer Zuendkerzen
DE1173732B (de) Gegossene Turbinenschaufel
DE7532061U (de) Einrichtung fuer den mechanisierten niederdruckguss
DE602005002854T2 (de) Presse zum Halten und Pressen eines Werkstücks
DE1195910B (de) Verfahren zur Herstellung von gegossenen hohlen Turbinenschaufeln
DE3221546A1 (de) Gesenk-schmiedepresse
DE3504118C1 (de) Verfahren zur Herstellung faserverstaerkter Leichtmetall-Gussstuecke
EP3725262B1 (de) Dentales ausbettverfahren sowie muffel
DE900189C (de) Vorrichtung und Giessform zum Schneiden von halbplastischen Koerpern, insbesondere Leichtbetonkoerpern
DE3039707A1 (de) Gesenkgruppe, mit dieser versehene schmiedevorrichtung und schmiedeverfahren
DE102008037778A1 (de) Gießvorrichtung und Kokille für eine Gießvorrichtung
DE10235492A1 (de) Verfahren zum Brennen eines keramischen Kerns
DE2853444A1 (de) Vorgeformter keramikuntersatz und -aufsatz sowie verfahren zum brennen von offenen keramikschalenformen
DE2757472C2 (de) Verfahren zum Entformen eines Schlickergußstückes
DE3300701A1 (de) Druckguss-verfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
DE2939974A1 (de) Verfahren zum giessen von metall in eine selbsttragende, gasdurchlaessige sandorm und sandform sowie giessvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2050750B2 (de) Einrichtung zum herstellen von kolben nach dem niederdruckgiessverfahren
AT520370B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Werkstückes
DE2360339A1 (de) Giessform zur herstellung von kernen und kernformen zum einsatz in tragfluegelelementen
DE3212352C2 (de)
DE102014207791A1 (de) Verfahren zum Feingießen von metallischen Bauteilen
DE976942C (de) Druckgiessmaschine mit mechanischen Mitteln zum Abtrennen des Giessrestes vom Eingusskanal
DE1582941C3 (de) Vorrichtung zum Ausformen von Käsemasse
DE1204364B (de) Verfahren zur Herstellung einer wiederholt benutzbaren Giessform