DE1577042B1 - Stauchwerkzeug zum fertigformen der vorgeformten ansatz stuecke einer stromlinienfoermigen turbinen oder verdichter schaufel - Google Patents

Description

• Die Erfindung befaßt sich mit einem Stauchwerkzeug zum Fertigformen der vorgeformten Ansatzstücke einer stromlinienförmigen Turbinen- oder Verdichterschaufel mit einem Wurzelteil, einem daran anschließenden, fertiggeformten ersten Schaufelteil und einem jenseits der zum Schaufelverbinden dienenden Ansatzstücke liegenden, fertiggeformten zweiten Schaufelteil, bestehend aus einem geteilten, das Werkstück umfassenden Untergesenk und einem Obergesenk.
• Die in bekannter Weisem der gegenseitigen Befesti-"ung der Schaufeln dienenden AnsatzstÜcke können nicht gleichzeitig mit dem eigentlichen Schaufelteil fertiggeschmiedet werden, da der Drall der- Schaufel und einspringende Winkel zwischen Schaufel und Ansatz die Endbearbeitung behindern. Die Ansätze wurden deshalb beim Fertigschmieden des Schaufelteiles nur roh geschmiedet und anschließend in einem komplizierten, spanabhebenden Verfahren- fertigbearbeitet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigbearbeitung der Ansatzstücke ohne Zuhilfenahme aufwendiger Nachbearbeitung unter Anwendung gleichartiger Arbeitsgänge für Schaufel und Ansatzstücke zu ermöglichen.
• Wird diese Aufgabe gestellt, so vermittelt der Stand der Technik auf dem Gebiet der Anmeldung die Anregung, ein aus Ober- und Untergesenk bestehendes, zum Einlegen der Schaufel längsteilbares Stauchwerkzeug zu verwenden. Bei Stauchwerkzeugen, mit denen ein Materialfluß quer zur Stauchrichtung herbe-.geführt werden soll, ist es allgemein auch bekannt, die Schmiedestempel seitlich nachgiebig an konischen Führungen des Werkzeuges gleiten zu lassen. Dies erfordert eine genaue Passung zwischen Schmiedestempeln und Innenfläche des Werkzeuggehäuses. Ferner ist es bei Auslegung von Schmiedewerkzeugen auch bekannt, Ober- und Untergesenk durch Federn auf Abstand zu halten.
• Die obenerwähnte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Unterwerkzeug Gravureinsätze vorgesehen sind und daß das ebenfalls geteilte Oberwerkzeug über Federn gegenüber dem Unterwerkzeug auf Abstand gehalten und zwischen Ansätzen des Unterwerkzeuges seitlich nachgiebig geführt ist. Erfinderisch ist somit das sachdienliche Zusammenführen an sich bekannter Einzelheiten aus dem Schmiedegebiet.
• Beim Stauchvorgang bewegt sich dann das geteilte Oberwerkzeug entlang des konischen Schaufelteiles und wird dadurch so auseinandergedrückt wie dies für das Fertigschmieden der Ansatzstücke notwendig ist. Da die Führung der Oberwerkzeughälften durch die feingeschrniedeten Flächen der in das Werkzeug eingelegten Schaufel bewirkt wird, kann das Stauchwerkzeug nach der Erfindung wesentlich einfacher ausgebildet werden als die bekannten Werkzeuge. Die Einsatzstempel können, wie bekannt, auswechselbar sein-, auch können, wie bei Stauchwerkzeugen üblich, am Unterwerkzeug sowie an den Oberwerkzeughälften Vertiefungen zur Aufnahme von Grat vorgesehen sein.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen F ig. 1 bis 4 verschiedene Stufen der Verformung einer Rotorschaufel des Verdichters einer Gasturbine, F i g. 5 eine im Schaufelteil fertiggeschmiedete Turbinenschaufel, jedoch mit nur roligeschmiedeten seitlichen Ansätzen, F i g. 6 die gleiche- Schaufel mit fertiggeschmiedeten Ansätzen, F i g. 7 die Schaufel von oben gesehen mit an den Ansatzstück#en befindlichen Gratresten, F i g. 8 das Stauchwerkzeug, teilweise geschnitten, F i g. 9 einen Querschnitt des Werkzeuges nach der Schnittfläche 9-9 in F i g. 8.
• Eine Rotorschaufel 10 (F i g. 6) eines nicht dargestellten Verdichters eines Gasturbinentriebwerks hat einen Schaufelteil 11 und zwei seitliche Ansatzstücke 12, 13, die in einem Stück mit dem Schaufelteil geformt -.sind und an diametral gegenübetliegenden Seiten desselben angeordnet sind. Das Ansatzstück 12 der einen Schaufel kann mit dem Ansatzstück der benachbarten, nicht dargestellten Schaufel durch Schweißen oder Hartlöten verbunden werden.
• Die Schaufel 10 wird aus einem Rohling 14 (F i g. 1) eines schmiedbaren Metalls hergestellt. Dieses Metall ist beispielsweise eine auf Titan aufgebaute Legierung, kann jedoch auch eine auf Nickel aufgebaute Legierung sein.
• Der Rohling 14 wird stranggepreßt, so daß eine Länge 15 zustande kommt (F i g. 2), aus welcher später das Schaufelteil 11 und die Ansatzstücke 12, 13 hergestellt werden. Das übrige Teil 16 des Rohlings dient später zum Herstellen des Wurzeltei Is der Schaufel.
• . -Ein Teil 20 (F i g. 3) der stranggepreßten Länge 15, der von der Spitze21 entfernt ist, wird erhitzt und ein in der Längsrichtung wirkender Schlag wird auf die Spitze 21 ausgeübt, um den Durchmesser des Teils 15 an der Stelle 20 zu vergrößern.
• Das Teil 20 wird dann an diametral gegenüberliegenden Seiten der gtranggepreßten Länge 15 geschmiedet, um Ansätze 22, 23 (F i g. 4) zu erzeugen, die später zu den Ansatzstücken 12 bzw. 13 geformt werden. Der Schaufelzwischenrohling wird dann in ein nicht dargestelltes, zweiteiliges Schmiedewerkzeug eingelegt, in welchem gleichzeitig ein fertiggeschmiedetes Schaufelteil-11 mit kbnventioneller, gedrallter Stromlinienform und grobgeschmiedete Ansätze 12, 13 hergestellt werden. Außerdem'erhält die Schaufel beim Schmieden Einsetzteile 24, 25 an der Schaufelspitze und -wurzel und ein Wurzelteil26, das später noch bearbeitet werden muß. Der bei diesem Vorgang entstehende, nicht dargestellte Grat wird entfernt und die Schaufel 10 wird der in den F i g. 8 und 9 dargestellten Vorrichtung zugeleitet.
• Diese Vorrichtung umfaßt- ein geteiltes Werkzeug mit Unter- und Obergesenk 30 bzw. 31; die Gesenke haben Vertiefungen 32, die genau das Wurzelteil 26 aufnehmen, Vertiefungen 33, welche genau das Schaufelteil 11 aufnehmen und Vertiefungen 34, welche genau das Einsetzteil 25 aufnehmen.
• In dem geteilten - Werkzeug 30, 31 sind gleitend die Teile 35, 36 eines geteilten Oberwerkzeuges angeordnet. Die Oberwerkzeugteile 35, 36 haben Vertiefungen 37, in welche das Schaufelteil 11 und Vertiefungen 38, in welche das Einsetzteil 24 genau einpassen.
• Die Teile 35, 36 des Oberwerkzeuges sind so eingerichtet, daß sie auf einer Seite der Ansatzstücke 12, 13 angeordnet werden. Auf der anderen Seite werden Gravureinsätze 40, 41 auswechselbar vorgesehen. Beim Betrieb sind die Gravureinsätze 40, 41 nicht gegenüber dem Unterwerkzeug verschiebbar, können aber durch andere Teile ersetzt werden, wenn die Form derAnsatzstücke 12,13 geändert werden soll. Die Teile 35, 36 sind von den Gravureinsätzen 40, 41 durch einen Spalt42 (z.B. 0,203 bis 2,54mm) getrennt, welcher die grobgeschmiedeten Ansatzstücke 12, 13 aufnimmt, wobei dieser Spalt 42 den Teilen 35, 36 eine begrenzte Gleitbewegung gestattet, die durch einen Kolben 43 gegen die Gravureinsätze 40, 41 zu und in der Längsrichtung des Schaufelteils 11 erfolgt. Zwischen den Untergesenken 30, 31 und den Teilen 35, 36 sind in an sich bekannter Weis-- Federn 44 vorgesehen, weiche die Teile 35, 36 von dem Unterwerkzeug abdrücken, während die Teile 35, 36 nicht dargestellte Schlitze haben, die Führungsglieder 45 aufnehmen, welche auf den Gesenken 30, 31 angeordnet sind.
• Die Teile 35, 36 sind auch durch einen kleinen, nicht dargestellten Spalt von den daneben liegenden Teilen der Halterung getrennt, um eine sehr geringe Gleitbewegung (z. B. 0,051 mm) der Teile 35, 36 quer zum Schaufelteil 11 zu gestatten.
• Wenn die Schaufel nach F i g. 5 in die Vorrichtung nach F i g. 8 und 9 eingelegt wird und der Kolben 43 bewegt wird, bewegen sich die Teile 35, 36 in der Längsrichtung der Schaufelteile 11 und werden durch die Formung des Schaufelteils 11 so auseinandergedrückt, daß sie sich quer zu diesem bewegen. Durch diesen Vorgang werden die Ansatzstücke 12, 13 fertiggeschmiedet, während jedwedes weitere Schmieden des Schaufelteils 11 vermieden wird.
• Die Unterwerkzeuge 30, 31 sind mit Nuten 46 ausgestattet (F i g. 9), welche den Grat 47 (F i g. 7) aufnehmen; ähnliche, nicht dargestellte Nuten beiiiiden sich auch in den Teilen 35, 36. Die Schaufel 10 wird dann aus der Vorrichtung herausgenommen, der Grat 47 wird beseitigt, das Wurzelteil 26 wird endbearbeitet und die Einsetzteile 24, 25 werden abgenommen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Stauchwerkzeuge zum Fertigformcii der vorgeformten Ansatzstücke einer stromlinienförmigen Turbinen- oder Verdichterschaufel mit einem Wurzelteil, einem daran anschließenden, fertiggeformten ersten Schaufelteil und einem jenseits der zum Schaufelverbinden dienenden Ansatzstücke liegendes, fertiggeformtes zweites Schaufelteil, bestehend aus einem geteilten, das Werkstück umfassenden Untergesenk und einem Obergesenk-, dadurch aekeanzeichnet, daß im Unterwerkzeug(30, 31) Gravureinsätze(40, 41) vorgesehen sind und daß das ebenfalls geteilte Oberwerkzeug(35. 36) über Federn(44) gegenüber dem Unterwerkzeug(30, 31) auf Abstand gehalten und zwischen Ansätzen des Unterwerkzeuges seitlich nachgiebig geführt ist.
2. 2. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (40, 41) des Einsatzstempels in bekannter Weise auswechselbar sind. 3. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiteilige Unterwerkzeug (30, 31) und das zweiteilige Oberwerkzeug (35, 36) mit Vertiefungen zur Aufnahme der Grate versehen sind.