DE1426846A1 - Verfahren zur Herstellung eines beschaufelten Rotors,insbesondere fuer einen Verdichter - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines beschaufelten Rotors,insbesondere fuer einen VerdichterInfo
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- DE1426846A1 DE1426846A1 DE1965R0039635 DER0039635A DE1426846A1 DE 1426846 A1 DE1426846 A1 DE 1426846A1 DE 1965R0039635 DE1965R0039635 DE 1965R0039635 DE R0039635 A DER0039635 A DE R0039635A DE 1426846 A1 DE1426846 A1 DE 1426846A1
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Description
Patentanwälte i, Jan.
Dipl. Ing. C. Wallach ·
8 München 2
R0LL3-R0T0K LIMITED
Nightingale Road, Darby, England
Nightingale Road, Darby, England
Verfahren nur Harstallung «ines bas chaufel ten Ko tors,
insbesondere für einen Verdichter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines besohaufelten Rotors und insbesondere, obwohl nicht ausschliess- %
lieh darauf beschrankt, ein Verfahren sur Herstellung des
Rotors eines Gasturbinenstrahltriebwerke·
Erfindungsgenass wird ein solcher Rotor hergestellt, indem
eine Vielzahl von Fasern individuell beschichtet wird, diese individuell beschichteten Fasern zur BiIdang der Schaufeln
und eines Nabenteils des Rotors benutzt werden, wobei gleichzeitig
mit diesem Bilden der Schaufeln und des Nabenteils oder auch nachher, diese Schaufeln und der Nabenteil zu einem einzigen
Bauteil vereinigt werden. ™
Der Rotor kann aus einer Vielzahl von Blind ein dieser Fasern
gebildet werden, wobei die Enden jedes solchen Bündels zur Bildung verschiedener Schaufeln benutzt werden und der mittlere
Teil jedes Bündels zum Bilden des Nabenteils dient. Dieser
mittlere Teil jedes Bündels kann in zwei voneinander abstehende Teile geteilt sein.
Die zum Bilden jeder Schaufel eines diametral gegenüberliegenden-Schaufelpaares
benutzten Fasern kennen demselben Bündel oder
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<fi©»fi3®J,£iiS)2a llmdslia oaco^fee^S &® di®s#s Fall« sind di· vonein-
kllTOi©a @£©te d£@ W3t@I*tand®r abstehend· Teile
au §^?©i eaader®» Sehaufeln
eiÄo "vJQffisäsaaadQS3 öfea-Selaeiideß Teile der
Der Nabenteil umffcset mindestens svei Scheiben, die jede eine
VielEahl von Schaufeln tragen, wobei die Schaufeln jeder
Seheibe mit denen der benachbarten Seheibe durch eine Fasergruppe
verbunden sind.
Der Rotor kann aus einer Vielzahl von Lamellen bestehen, die miteinander vereinigt sind und welche jeweils einen Teil
des Nabenteils und der Schaufeln bilden*
Die Fasern können anorganischer Natur sein und beispielsweise aus einem Keramikoxyd, - Nitrid oder -Karbid bestehen. So
können diese Fasern aus Saphir, Kieselsaure» oder Siliciumnitrid
oder Siliziumkarbid bestehen«
Die Fasern können auch aus einem i&^blSAetoffhaltigen Material,
z.B. aus Graphit, verfertigt sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Fasern aus Bor zu bilden.
Jede Faser kann individuell alt eine« Metall oder einer Legierung
beschichtet sein. Sie kann beispielsweise mit Silber oder Nickel
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eder Elsen oder TL tan oder Platin oder Kolumbium oder AltUBlnlum
oder irgendeiner Legierung dieser Netall· bestehen.
Andrereelte kann jede Fa·er auch Individuell alt einen Kunstharz
beschichtet «ein, s.B. alt einen Epoxyd, pplyamid, PoIy-•midazol,
Polyquinoxalin oder MLythlazolharz.
Erwünschtenfalla kann der beschaufelte Rotor aueh au· einem
«it Individuell beschichteten Fasern verstärkten Kunstharz
hergestellt sein.
Die Erfindung umfasst auch einen beschaufelten Rotor« e.B. den
Rotor eines Gasturbinen«trahltriebwerke, der durch das oben
beschriebene Verfahren gefertigt ist·
Weitere Vorteile und Kennzeichen der Erfindung gehen aus der folgenden, beispielsveleen Beschreibung anhand der beillegenden
Zeichnungen hervor·
Flg. 1 ist ein schematisches Schaubild eines Rotors eines
Flg. 1 ist ein schematisches Schaubild eines Rotors eines
Verdichters eines Gasturbinenstrahltriebwerke,
Fig. 2 ist eine «nematische Darstellung der Art und Welse, wie die metallbesehiohteten Fasern sum Bilden der Schaufeln
und Scheiben des Rotors nach Fig· 1 benfitzt werden,
Fig· 3 seigt schematisch, wie die Fasern benutzt werden, um die
Schaufeln zweier Scheiben des Rotors zu verbinden, Fig. k ist eine Abwicklung, gesehen in der Richtung des Pfeils
k±n Fig. 1, jedoch mit abgenommenen Schaufeln,
Fig. 5 1st eine Ansicht ähnlich der in Fig. k und stellt eine
andere Ausführung«form dar.
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r rungsform eines Kompressorrotors eines Gasturblnenstrahl-
triebwerke,
Flg. 7 ist eine Darstellung ähnlich Flg. 2 und zeigt eine weitere AusfBhrungsform,
Flg. 7 ist eine Darstellung ähnlich Flg. 2 und zeigt eine weitere AusfBhrungsform,
Fig. 8 ist ein Querschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 und
Fig. 9 1st ein abgebrochenes Schaubild eines Teils einer
weiteren AusfUhrungsform eines erfindungsgemäesen Rotors
eines Verdichters eines Gasturbinenstrahltriebwerke.
10 eines Gasturblnenstrahltriebwerke einen Nabenteil, bestehend
aus einem zylindrischen Gehäuse 11 und Scheiben 12, 13· Jede
Scheibe 12, 13 trägt eine Vielzahl von winkelmässag versetzten
Schaufeln lh. Die Schaufeln lh, das Gehäuse 11 und die
Scheiben 12, 13 bestehen aus individuell beschichteten Fasern, z.B. aus Kieselsäurefaeern, die mit Aluminium oder mit einem
Epoxyd-, Polyamid-, Polyamidazol-, Polyquinoxalin- oder PoIythiazolharz
beschichtet sind.
Alternativerweisβ kttnnen die Fasern aus einem Keramikoxyd,
-Nitrid oder -Karbid bestehen, z.B. aus Saphir, Kieselsäure, Sillziumnitrid oder Siliziumkarbid, das mit Silber oder Nickel
oder Eisen oder einer Legierung dieser Metalle beschichtet 1st« Die Fasern kennen auch Graphit- oder Borfasern sein, die mit
ein«m Kunstharz (z.B. miteinem Epoxyd- oder Polyamidharz) oder
mit einem Metall, wie beispielsweise mit Silber, Nickel, Platin oder Kolumbium beschichtet sind. Die Schaufeln 14, das Gehäuse
11 und die Scheiben 12,13 kttnnen auch aus einem Kunstharz geformt
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sein, a.B. au· eine« Ipoxydhars oder au· ·1η·η Hochteaperatur~
Polywldhars, welche· durch eine der beschichteten Fasern
verstlrkt Iat.
VI« «as PIg. 2 ersichtlich ist, besteht Jede Scheibe 12, 13 ait
ihren Schaufeln 1% an· einer Vielaahl von Faserbündeln 15, Di·
entgegengesetzten End«n der Bündel werden sum Bilden der
diaeetral gegenttberliegtmden Schaufeln Ik benfltst und der
■ittlere Teil Jede· BBndela iet in svei voneinander »batehende
Teile 16, 17 geteilt, die sum Bilden der Scheiben 12, 13 dienen*
Wie ebenfalla in Pig. 2 darge·teilt ist, «ind die Teile 16, 17
der Bündel katenaxiach gekruMMt und die veracniedenen Teile
16, 17 der Bündel aiad Miteinander verflochten·
Die·· Ausbildung der Teile 16, 17 in katenariaeh gekrümter For«
geiHQtrleisten, daaa »lie Teile unter Spannung atehen; die· ist
-wttnaohenawert, da beiapielaweiae AluMlniuaibeaehiehtete Silikafaaern
unter Spannung atark, und Druck jedoch aehwaoh aind·
Die Schaufeln 1% der Sehelben 12, 13 aind durch beschichtete
Fasern verbunden; dl··· Paaera 20 können entweder einen Teil Aar
Fasern bilden, die fur die Poraning der Schaufeln lh verwendet
werden, oder sie können vollkOMMon aeabatatlndlg sein. Vie aM
beaten aus Pig· h an ersehen, aind die Fasern 20 in eine«
"Scherenapreiser1* Muater angeordnet, das die Vurseln der
Schaufeln ife der Scheiben 12, 13 uefaast. Der Vinatbl % zwiechcn
benachbarten "Schenkeln" dea "Scherenspreizer*Musters iat derart,
das· bei der Relativdrehung der Scheiben 12, 13 zueinander die
Fasern dadurch gespannt werden, daaa der Winkel α gleich des
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Winkel let, bei welch·» die grSsjte Spannung (grSsstenteils al*
Resultierend« der Querkraft) zustande könnt.
Nachdem die Fasern ·ο angrordnet sind, wie in Figuren 1 ble k
gezeigt, werden eie heia· gepresst und bilden, la Falle
aluminiumbeschichteter Sillkafaeern eine durch Silikafasern verstärkte oder armierte Alumlniummaese, wobei die Schaufeln
14 in einem Stück mit dem Nabenteil 11*13 geformt werden.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsforra der Erfindung,
wobei die Wurzeln der Schaufeln 14 der Scheiben 12, 13, anstelle
durch das Seherensprelzermuster der Fasern 20 nach Flg. k ver^
bunden zu sein, durch Fasern 2t τ er bund en sind, die sieb von
der Wurzel einer Schaufel 14 einer Seheibe zu einer anderen,
versetzt hierzu angeordneten Schaufel i4 der anderen Scheibe
erstrecken» Die Fasern 21 eohllessen mit den Ebenen der
Scheiben 12, 13 Im wesentlichen einen Winkel ei ein·
Fig. 6 stellt eine weitere AusfOhrungsform der Erfindung dar}
hler werden beschichtete Fasern 22 zum Bilden der Schaufeln und weitere beschichtete Fasern Zh zum Bilden einer Seheibe
25 benutzt. Die Scheibe 25 und die Schaufeln 23 werden erst
selbstständig geformt und dann durch Heissprossen miteinander
vereinigt.
Fig. 7 und 8 zeigen eine Anordnung, die im wesentlichen der
in Fig. 2 gezeigten Anordnung entspricht, wobei Jedoch die zur
Bildung der Schaufeln eines diametral gegenüberliegend en Schaufelpaares benützten Fasern nicht vom selben Bündel oder von denselben
Bündeln kommen. Xn der Anordnung nach Fig· 7 und 8 sind die
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voneinander abstehenden Teile i6a, 17« jedes Bündels abgeflacht
uz&d erstreck·» eich von einer gem einsamen Schaufel Ua im zwei
verschiedenen Schaufeln \kb, 1fce. Wie bei der Konstruktion
nach Fig. 2 sind auch hier die Teile I6a, 17a mit den anderen
entsprechenden teilen verflochten.
Sine weitere Aueführungsform der Erfindung 1st in Fig. 9 dargestellt; hler besteht der Rotor aus einer Vielzahl von Lamellen
oder Blattern 26, die jeweils aus verflochtenen, beschichteten
Fasern bestehen. Jede Lamelle 26 umfasst einen Teil einer
Rotorscheibe 27 und einen Teil der Schaufeln 28. Der Rotor
nach Fig. 9 wird durch Helsspressen der Lamellen 26 gebildet,
wodurch diese Miteinander vereinigt werden.
.... Patentansprüche ....
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Claims (1)
- U26846-8-Patentansprttche1, Verfahren zum Heretellen eines beschaufelten Rotor·, gekennzeichnet durch das individuelle Beschichten einer Vielzahl von Pasern, Verwendung dieser Fasern zum Bilden der Schaufeln (14) und eines Nabenteils (12,13) des Rotors (lO) und den Zusammenbau der Schaufeln (i4) und des Nabenteile (12, 13) zu einem Gasen gleichzeitig mit der Formung oder nach derselben.2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1O) aus einer Vielzahl von Bündeln dieser Fasern besteht, wobei die Enden jedes Bündele zum Bilden verschiedener Schaufeln (1*O und die Mitte jedes Bündele zum Formen des Nabenteils (12, 13) dienen.3, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teil des Bündels jeweils in zwei voneinander abstehende Teile (16,17) geteilt ist.h. Verfahren nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, dass alle zum Bilden der beiden Schaufeln eines diametral gegenüberliegenden Schaufelpaars benützten Fasern demselben Bündel oder denselben Bündeln angehBren. ~ -.5« Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander abstehenden Teile (16,17) katenarisch gekrümmt sind.6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die voneinander abstehenden Teile (16,17) von einer gemeinsamen Schaufel zu zwei verschiedenen Schaufeln erstrecken.:.:.>?'-;;. 9 0 9 8 T 7/0101 SAD ORtGWAL7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 his 6, dadurch gekennseichnet, dass dl· voneinander abstehenden Teile (16,17} der verschiedenen Bündel mi toi »ander verflochten sind·■ 8» Verfahren nach einem a»r vorangehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabenteil mindesten* swei Scheiben (i2,13) umfasst, dl· Jeweils sin· Vielzahl von Schaufeln tragen, wob·! die Schaufeln jeder Sehelbe mit denen der benachbarten Scheibe dureh «ix· Fasergruppe (2o) verbunden sind.9· Verfahren nach eine» der Ansprache 1 bis 7, dadurch gekennzeleh» I net, dass der Roter (to) aus einer Vielzahl yr<nt Lamellen besteht, die miteinander vereinigt sind, und von welchen Jede •inen T»il des Kabenteils und der Schaufeln bildet·1O» Verfahren nach einem der vorangehend«1 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus eine« anorganischen Werkstoff bestehen.11. Verfahren nach Anspruch to, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus einem Keramikoxyd, -JTitrId oder -Karbid bestehen· ä12. Verfahren naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus Saphir, oder Sllika, oder Siliziuunltrid oder Siliziumkarbid bestehen.13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass di· Fasern ans Bor bestehen.1%. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus einem kohlenstoffhaltigen Material bestehen.909817/0101 badH2684615. Verfahren nach Ansprach Ih9 dadurch gekennzeichnet, dass dl· Fasern aus Graphit bestehen.16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Faser individuell alt Metall oder mit einer Legierung beschichtet ist.17. Verfahren nach Anspruch i6t dadurch gekennzeichnet» dass jede Faser mit Silber, Nickel, Elsen, titan. Platin, Koiumbiuia oder Aluminium oder irgendeiner Eegierung dieser Metalle beschichtet 1st.18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekenn* ■eiohnet, dass jede Faser individuell mit einem Kunstharz beschichtet 1st«19» Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Epoxyd·, Polyamid«·, Polyamidazol-, Polyqulnoxalln- oder Polythlazolharz 1st·· Verfahren naeä. einem der verangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dmr besehaufelte Rotor aus einem mit solchen individuell beschichteten Fasern verstärktest Kunstharz verfertigt ist·21. Beschaufei ter Rotor, dadurch gekennzeichnett, dass er int Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist.22· Beschaufeiter Rotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dasi dies der Rotor des Verdichters eines Gasturbinenstrahltriebwerks ist.909817/0101
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