DE1615408A1

DE1615408A1 - Elektrode zum elektrochemischen Herstellen mehrstufiger Turbinenlaeufer

Info

Publication number: DE1615408A1
Application number: DE19671615408
Authority: DE
Inventors: Rolf Geissler; Klaus Dipl-Chem Otto; Gustav Dipl-Ing Stark
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-09-02
Filing date: 1967-09-02
Publication date: 1972-01-05
Also published as: GB1203232A; US3523876A; CH472936A; SE349493B

Description

3ISIvIENS AK^IEMGESdLuSCHAFT

»Ve-rrier-yon-yie-iaen:3-3tr.

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Elektrode -zum elextrochemisclien Herstellen mehrstufiger

Turbinenläufer

Die Erfindung bezieht oich auf eine Elektrode zum elektrochemischen Her a teil en mehrstufiger Turbinenläufer ""'bestehend.- aus einem innen und auöert isolierten metallischen Slektrodenschaft, an dein ein metallischer Elektrodenfuß mit einer Außen- und Innenkontur angebracht ist, und dessen Innenkontur dem Schaufelprofil angepaßt ist.

Türen die deutsche Ausle-geaich-rift /1V237 713 ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Metallbearbeitung mittels Eleictro-iSrosion bekannt, bei dem in einem ζwiachen dem zu bearbeitenden Werkstück und

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der Arbeitsfläche des die Elektrode bildenden Werkzeuges in einem geschlosaenen System liegenden Spalt, in den ein Elektrolyt mit Druck gepumpt wird, ein Stronfeld aufgebaut wird, durch das Material abgetragen wird, während Elektrode und Werkstück gegeneinander vorgeschoben werden. Die Vorricntung zur Durchführung dieses Verfahrens iat derart aufgebaut, daß durch eine Konstruktion, die .elektrode und das Werkstück gegeneinander mit einer Vorschubgeschwindigkeit bewegt werden, die im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit der Mate rialabnahme von dem Werkstück ist. Bei der verwendeten Elektrode ist die Frontfläche etwas breiter als der Elektrodenschaft ausgebildet. Die nicht zur Erosionaarbeit bestimmten Elektrodenflächen sind mit einer Isolierschicht bedeckt.

Es ist bereits bekannt, einzelne Turbinenechaufelräder elektrochemisch so herzustellen, daß eine Hohlelektrode radial in eine Kreisscheibe eingesenKt wird, derart, daß der Raum zwischen nebeneinanderliegenden Schaufeln elektrochemisch vollständig abgetragen wird.

Weiterhin iat es bekannt, einzelne Turbinenachaufeln elektrochemisch £50 herzustellen, daß eine Schaufel-Pormelektrode in ein angepaßtes Werkstück eingesenkt wird. Die einzelnen Schaufeln können durch entoprechende Gestaltung des Schaufelfußes zu Schaufelrädern zusammengefügt werden.

Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mehrstufige lurbinenläufer, d.h. Turbinenläufer mit mehreren Schaufelxränzen aus einen vorbearbeiteten massiven Block, durch radialos Senden einer Schaufel-Form-

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elektrode elektrochemisch durch einen sich wiederholenden Arbeitsgang herzustellen.

Würde hierzu eine Schaufel-Formelektrode bekannter Ausführung verwendet werden, so würde zwischen jeweils nebeneinanderliegenden Schaufel: ein Materialien stehen bleiben und der Übergang von Schaufelfuß zu Schaufelfuß stufenförmig verlaufen. Der Keil müßte außerdem anschlie.-ßend mechanisch entfernt werden. Dieser zusätzliche Arbeitsgang wäre sehr aufwendig und bei einer sehr dichten Beschaufelung kaum durchführbar.

Demgeisäß besieht eich die Erfindung auf eine Elektrode, durch die die obengeschilderten Schwierigkeiten überwunden werden.

SrfindungsgcniJiie ist Ake Außenkontur des ElektrodenfuSes so geformt, daß bei aufeinanderfolgenden Einsenkungen im Zwischenraum zwischen nebeneinanderliegenden Schaufeln eine-Überlappung erfolgt; daß die Arbeitsfläche des Elektrodenfü3e3 dem Wellenhalbmesser am Schaufelfuß angepaßt i3t und daß der Elektrodenfuß an seiner Innenkante mit einem vorgegebenen Radius versehen ist.

Der Elektrodenfuß der Elektrode gemäß der Erfindung, dessen Innenkontur in bekannter Weise dem Schaufelprofil angepaßt ist, ist an der Innenkante so abgerundet * daß nach der Eineenkung der am Schaufelfuß geforderte Radius entsteht. Weiterhin ist die Außenkontur des Elektro-4enfu8 <*s ao geformt, daß zwischen zwei Schaufeleinsenkungen eine -Überlappung der eingesenkten Außenkontur vor Erreichen des Schaufelfußes

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erfolgt, so daß der elektrochemisch nicht aufgelöste Materialien zwischen den einzelnen Schaufeln vollständig von der Welle abgetrennt wird. Außerdem ist der Elektrodenfuß in Abhängigkeit von Wellenhalbmeoser, Schwerpunktslage, Anstellwinkel und Sehnenlänge der Schaufel so gekrümmt, daß die beim Senken entstehende stirnseitig eur Elektrode liegende Bearbeitungsfläche genau der Zylinderfläche der Welle am Schaufelfuß entspricht.

Anhand der Zeichnung werden Einzelheiten der Erfindung näher erläutert. Er zeigen:

^rigur 1a in schematischer Darstellung die Aufsicht eines Schaufelkranzes,

Figur 1b in sehematischer Darstellung den Elektrodenfuß einer herkömmlichen Elektrode,

Figur 1c den Schnitt A-B von Figur 1a,

Figur 2a die schemati sehe Darstellung einer Aufsicht eines Schaufelkranzea mit einer sich überlappenden Einsenkung,

Figur 2b in sehematischer Darstellung den Elektrodenfuß mit der erfindungsgemäßen Außenkontur,

Figur 2c den Schnitt C-D von Figur 2a,

Figur 2d einen Schnitt durch eine Elektrode mit der erfindungsgemäßen Außenkontur, jedoch mit planer Elektrodenfußflache,

Figur 3a einen Schnitt durch eine Elektrode mit der er· findungsgemäßen Außenkontur und der erfindungagemäßen Ausbildung der Arbeitsfläche und Innenkante des Elektrodenfußes,

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Figur 3b einen Schnitt durch einen Schaufelkranz hergestellt mit der Elektrode nach Figur 3a.

Die Figur 1a zeigt die Aufsicht eines Schaufelkranzes. Mit 11 sind das massive Rad, mit 12 und 13 Schaufeln bezeichnet. Die Einsenkung wurde mit einer Elektrode bekannter Ausführungsform durchgeführt, deren Fuß Jj£ in Figur 1b dargestellt i'st. In dieser Figur ist mit 15 der Verlauf der Außenkontur und mit 16 der Verlauf der Innenkontur bezeichnet. Die Figur 1c zeigt- den Schnitt A-B von Figur 1a und l^ßt _# den zwischen den Schaufeln 12, 13 entstehenden Materialkeil 17 erkennen. Dieser Keil 17 muß anschließend mechanisch entfernt werden.

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Figur 2a zeigt die Aufsicht eines Schaufelkranzes mit einer sich überlappenden Einsenkung. Mit 21 sind das massive Rad, mit 22 und 23 Schaufeln bezeichnet. Die Linien 210 und 211 zeigen die Überlappung. Der Elektrodenfuß 24, zu dieser ßinsenkung ist, wie in Figur 2b darge-^ stellt ist, mit der erfindungsgemäöen Außenkontur versehen. Die Außenkontur des SleiCtrodenfußes ist mit 25 und die Innenkontur des Elektrodenfußes, die dem Schaufelprofil entspricht, mit 26 bezeichnet. Mit dieser Auflenkontur 25 wird, wie der Schnitt C-D in Figur 2c zeigt, der 5/iaterialkeil 37 zwischen den Schaufeln 22 und 23 bereits vor Erreichen der gewünschten Senktiefe abgetrennt. Weiterhin ist aus diener Figur zu erkennen, daß wegen der besonderen Lage der Schwerpunktslinie a Einrenkungen mit einer Elektrode, wie sie im Schnitt in Figur 2d dargestellt ist, zu Stufen 28 an der Welle am Fuß der Turbinenschaufeln 22, ,23 führen, da bei dieser der ElektrodenfuQ 24, der,am Elektrodensehaft 29 befestigt ist, wohl mit der erfindungsgemäßen

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A.ußenkontur versehen ist aber mit einer planen Arbeitsfläche.

Die iigur 3a zeigt im Schnitt die erfindungsgemäße Elejctrode. Der Elektrodenfuß 34 ist zusätzlich unter Berücksichtigung der Schwerpunkt; Linie s_t den Anstellwinkel und der Sehnenlänge des Schaufelprofils, dem Wellenhalbmesser R entsprechend gekrümmt. Die Innenkante des Εΐβκ-trodenfußes 34 ist außerdem an den Stellen 36 mit einem vorgegebenen Radius versehen. Der Elektrodenschaft ist mit 35 bezeichnet* Mit Hilfe dieser .Elektrode erhält man, wie im' Schnittbild der Figur 3b gezeigt ist, eine stufenlose Zylinderfläche am Fuße der Turbinenschaufeln 31 * "32, 33. Die Abrundungen 36 an der Innenkante des Elektrodenfußee bewirken, daß nach der Einsenkung am Schaufelfuß ein Raiius 37 entsteht, so daß keine Kerbwirkung auftritt.

^Datentanspruch

3 Figuren

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Claims

Patentanspruch

Elektrode zum elektrochemischen Herstellen mehrstufiger Turbinenläufer bestehend aus einem innen und außen isolierten metallischen Elex— trodenschaft, an dem ein metallischer EleictrodenfuS mit einer Außen- und Innenkontur angebracht ist und dessen Innenkontur dem Schaufelprüf 11 angepaßt ist, dadurcli gekennzeichnet', daß die Außenkontur des Elektrodenfußes (34) so geformt ist, daß bei aufeinanderfolgenden Einsendungen im Zwischenraum zwischen ,nebeneinanderliegenden Schaufeln (31* 32, 33) eine Überlappung erfolgt, daß die Arbeitsfläche des Elektro'denfußea (34) dem Wellenhalbmesser (R) am Schaufelfuß angepaßt ist und daß der Elektrodenfuß (34) an seiner Innenkante mit einem vorgegebener. itaäiu3 (36) versehen ist.

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