DE1604739B1 - Verfahren zum herstellen von kunststoffmodellen von lauf und leitschaufelraedern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffmodellen von Lauf- oder Leitschaufelrädern unter Benutzung einer Spritzgießform; sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur durch führung eines solchen Verfahrens.
• Es ist bekannt, Metallteile hoher Präzision durch Gießen herzustellen, wobei der Formhohlraum der verwendeten Gießformen durch Ausschmelzen von Modellen aus Wachs oder thermoplastischem Werkstoff hergestellt ist.
• Dieses Verfahren, au als Wachsausschmelzverfahren bezeichnet, erfordert die Hersteilup.g von dellen, die bis in die kleinsten Einzelheiten die Merkmale der Teile aufweisen, die man herstellen will, Sind diese Teile kompliziert, so erfordert die Herstellung der Modelle lange und sehr sorgfältige Vorbereitungen.
• Die Anwendung dieses Verfahrens auf die Herstellung von Lauf- oder Leitschaufelrädern, z. B. für kleine Gasturbinen, erfordert die Lösung sehr schwieriger Probleme. Solche Schaufelräder weisen eine große Anzahl identischer Schaufeln auf, die manchmal sogar verwunden sind. Andererseits müssen die Schaufeln in gleichmäßigen Abständen und in gleichem Winkel an ein und derselben Nabe und gegebenenfalls - bei festen Leitschaufelrädern - an einem zweiten, zu dieser Nabe konzentrischen Element befestigt werden.
• Bei Radialventilatoren (Trommelläufern) ist es bekannt, Nabe und Lüfterschaufeln in einem einzigen Spritzvorgang herzustellen. Die erforderliche Form ist jedoch sehr kompliziert, da für jede einzelne Schaufel ein Formteil erforderlich ist. Die HerstellurTg einer solchen teuren und komplizierten Form ist deshalb nur bei sehr hohen Stückzahlen rentabel.
• Außerdem ist es bei verwundenen Schaufeln sehr viel schwieriger, derartige Formen herzustellen, so daß solche Formen kaum angewendet werden können. Bei einem anderen Verfahren geht man deshalb hier so vor, daß man eine Spritzgießform einer Schaufel herstellt, die Schaufeln getrennt spritzt und dann an der Nabe anbringt; infolge der erforderlichen Präzision sind diese Arbeiten aber sehr langwierig und mühevoll.
• Bei Leitschaufelrädern mit einem äußeren Ring ist es zudem notwendig, das Modell zweiteilig auszubilden und diese Teile dann zusammenzusetzen.
• Der erste Teil besteht aus Nabe und Schaufeln, der zweite aus dem Außenring. Folglich ergibt sich außer den bereits erwähnten Schwierigkeiten bei den Rädern das Problem der Verbindung der Schaufeln mit dem Außenring.
• Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, hier eine Verbesserung zu schaffen, und Kunststoffmodelle von Schaufelrädern von Strömungsmaschinen mit genau kongruenten Schaufeln und exakter Schaufelteilung mit einfachen Mitteln herzustellen.
• Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß ein Nabenmodell an den der Lage der Schaufeln entsprechenden Stellen mit Klebstoff bestrichen wird, und daß dann an jeder dieser Stellen mit der Spritzgießform Schaufeln angespritzt werden, die durch den Klebstoff an der Nabe haften.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es in einfacher Weise ermöglicht, genaue Modelle für Schaufelräder aus geeignetem Material herzustellen.
• Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird so ausgebildet, daß ein drehbarer Träger mit Teilkopf zilin Befestigen des Nabenmodells vorgesehen ist, daß ferner eine Einrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die dazu bestimmten Teile des Nabenmodells vorhanden ist, und daß eine Spritzgießform zum Anformen der Schaufeln vorgesehen ist, mit zwei Teilen, die mitSchwenkarmen bewegbar sind und in Schließstellung an dem Nabenmodell anliegen. Eine solche Vorrichtung ist mit relativ einfachen Mitteln herzustellen und eignet sich deshalb auch für die Herstellung von EinzelstuGkeB oder kleineren Serien.
• Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische, raumbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und F i g. 2 bis 4 schematische Einzeldarstellungen, die verschiedene Phasen der Öffnung der Form zeigen.
• Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Rahmen mit zwei Teilen 10 und 11 auf, auf welchem ein drehbarer Träger 13 befestigt ist. Auf dem drehbaren Träger ist ein NabenmodelllS befestigt, an dem man, jeweils an mehreren Stellen, eine Mehrzahl von Schaufelmodellen befestigen will. Ein Teilkopf 14 von an sich bekannter Art, der auf dem Teil 11 des Rahmens angeordnet ist, erlaubt es, das Nabenmpdell 15 präzise in jede der aufeinanderfolgenden Stellungen zu bringen, die den Stellen entsprechen, an denen gleichzeitig die Schaufelmqdelle 10 auf der Nabe 15 angeformt und befestigt werden sollen.
• Diese Modelle werden mittels zwei eine Spritzgießform bildenden Teile 17 a und 17b geformt, die in Schließstellung an der Außenfläche des Nabenmodells 15 anliegen. Die Teile 17 a und 17 b weisen Ausnehmungen auf, die beim Zusammenfügen eine Formhölung 22 bilden, mit einem Profil, das demjenigen der Schaufeln 16 kqmplementär ist. Die Basis dieser Forrnhöhlung22, die beim Zusammenfügen der Formteile 174 und 17 b entsteht, wird durch das Nabenmodell 15 verschlossen.
• Die Verschiebung jeder Formteile 17a, 17b wird in ei per im folgenden genauer beschriebenen Weise von je einem Schwenkarm 18a, 18b gesteuert, der über eine Achse 19a bzw. 19b am Teil 10 des Rahmens angelenkt ist. Die beiden Schwenkarme werden selbst in an sich bekannter Weise von demselben Arbeitszylinder - gesteuert (nicht dargestellt), und zwar über ein Gestängesystem (ebenfalls nicht dargestellt), das an den von den beiden Formteilenl7a, 17b abgewandten Ende 20a bzw, 20b der Schwenkarme 18a bzw. 18b angreift. Eine an sich bekannte Vorrichtung zum Einspritzen eines flüssigep, härtbaren Kunststoffes, von der nur das Mundstück dargestellt ist, ist gegeiübNer der Formhöhlung 22 der Form angeordnet. ~ Eine ebenfalls bekannte und deshalb nicht dargestellte Vorrichtung zum Versehen mit Klebstoff ist ebenfalls vorgesehen, und zwar zu dem Zweck, um die Oberfläche des Nabenmodells 15 an jeder der Stellen, wo die Schaufeln 16 angeformt und befestigt werden sollen, mit einem Klebstoff zu bestreichen.
• Vor der Beschreibung der beiden Teile der Form 17a und 17b wird zunächst das Verfahren gemäß der Erfindung kurz beschrieben. Dieses besteht darin, daß man das Nabenmodell 15 in die StelIung bringt, an der die Schaufel angespritzt werden soll.
• Dann werden die beiden Formteile zusammengebracht, und in die Formhöhlung 22 ein härtbarer Kunststoff im flüssigen Zustand eingespritzt. Wenn dieser Kunststoff im Inneren der Form verfestigt ist, werden die beiden Teile voneinander getrennt werden.
• Die Bewegung der Formteile wird nun unter Bezugnahme auf die F i g. 2 bis 4 im einzelnen beschrieben.
• Im geschlossenen Zustand der Form stehen die beiden Teile 17a und 17 b über eine als Trennebene dienende ebene Vorderseite im Kontakt miteinander, während sie auf ihrer Rückseite jeweils eine Ausnehmung 23 a, 23b aufweisen, in die das abgerundete Ende des zugeordneten Schwenkarms 18 a bzw. 18 b eingreift. Jede dieser Ausnehmungen hat eine ebene Fläche P1, die mit Bezug auf die Oberfläche des Nabenmodells 17 und die Trennebene der beiden Formteile 17 a, 17 b schräg bzw. geneigt verläuft, so daß in der Schließstellung (F i g. 2) die Schwenkarme 18 a bzw. 18 b gegen diese Oberflächen P 1 anliegen und die Teile gegeneinander und gegen das Nabenmodell 15 drücken.
• Die Ausnehmungen 23 a und 23 b weisen außerdem eine Fläche2 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Trennebene der Formteile verläuft. In der Schließstellung der Teile ist die Flächen2 von den Schwenkarmen 18 a und 18 b getrennt, kommt aber mit ihnen in Kontakt, wenn diese sich um ihre Achsen 19a und 19b unter der Wirkung des ihre Bewegung steuernden Arbeitszylinders drehen.
• Zu Beginn dieser Bewegung (Fig. 3) werden die Formteile durch eine zwischen ihnen angeordnete Feder 25 auseinanderbewegt, und entfernen sich voneinander, bleiben aber gegen das Nabenmodell 15 angelegt, wobei sie die eben geformte Schaufel 16 vollständig freigeben. An Stelle der Feder 25 könnte selbstverständlich jedes andere gleichwertige elastische System verwendet werden.
• Wenn die Schaufel 16 genügend freigelegt ist (Fig. 4), werden die Formteile 17a und 17b durch die Schwenkarme 18 a und 18 b vom Nabenmodell 15 wegbewegt. Das Nabenmodell 15 kann sodann gedreht werden, um einen neuen Arbeitszyklus zu beginnen.
• Selbstverständlich kann die Form der Ausnchmungen 23a und 23b in verschiedenen Weisen modifiziert werden. Man kann auch die relative Lage des Nabenmodells 15 und der Achsen 19 a und 19 b modifizieren, um den Formteilen eine bestimmte Öffnungsbahn zu geben.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffmodellen von Lauf- oder Leitschaufelrädern unter Benutzung einer Spritzgießform, d a dur c h g ekennzeichnet, daß ein Nabenmodell an den der Lage der Schaufeln entsprechenden Stellen mit Klebstoff bestrichen wird, und daß dann an jeder dieser Stellen mit der Spritzgießform Schaufeln angespritzt werden, die durch den Klebstoff an der Nabe haften.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Träger (13) mit Teilkopf (14) zum Befestigen des Nabenmodells (15) vorgesehen ist, daß ferner eine Einrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die dazu bestimmten Teile des Nabenmodells (15) vorhanden ist und daß eine Spritzgießform zum Anformen der Schaufeln vorgesehen ist, die mit zwei Teilen (17 a, 17b), die mit Schwenkarmen (18a, 18b) bewegbar sind und in Schließstellung an dem Nabenmodell (15) anliegen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (17 a, 17b) der Spritzgießform auf der der Trennebene abgewandten Seite eine Ausnehmung (23 a, 23b) aufweisen, in die ein Schwenkarin (18 a, 18 b) greift, der an einem festen Rahmen angelenkt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (23 a, 23b) eine erste gegenüber der Trennebene geneigte Fläche (P 1) und eine zweite, im wesentlichen senkrecht zur Trennebene verlaufende Fläche (P 2) aufweist, und daß das in diese Ausnehmung hineinragende Ende des Schwenkarms abgerundet und bei Schließstellung auf die erste Fläche (Pl) preßbar ist und beim Öffnen der Form mit der zweiten Fläche (P 2) in Berührung kommt.