DE1627779A1 - Verfahren zur Herstellung einer hohlen Stroemungsschaufel mit Stromlinienprofil fuer eine Stroemungsmaschine - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung Biner hohlen Strdmungsschaufel mit Stromlinienprofil für Bine Strdmungsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung Biner hohlen stromlinienfbrmig gestalteten Schaufel für Strbmungsmaschinen.
• Gemâfl der Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung dieser Schaufel in der Weise durchgeführt, daB zunâchst zwei Platten aus Metall in Biner Form ausgeschnitten werden, die erforderlich ist, um die konkaven und konvexen Flankenabschnitte der Sehaufel zu bilden, daB dann die Platten auf den erforderlichen Querschnittiauf die erforderliche Krümmung und Verwindung -rgebracht werden, dal dann die so gestalteten Flankenabschnitte an ihren Vorder- und Hinterrândern verschweiBt werden, und daB vordere und hintere Kantenabschnitte auf die so verbundenen Flankenabschnitte aufgeschweiBt werden.
• Die Schaufeln kbnnen heiB gepreBt werden, um ihnen die erforderliche Wblbung und Verwindung zu verleihen und sie kbnnen danach chemisch bearbeitet werden, um die erforderliche Querschnittsgestalt und Verjüngung herzustellen.
• Die Vorder- und Hinterrânder der verbundenen Flankenabschnitte kdnnen auch auf die gewünschte Gestalt bearbeitet werden, bevor Bine VerschweiBnng der getrennt geformten Vorder- und Hinterrandabschnitte erfolgt.
• Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt Bines Gasturbinenstrahltriebwerkes, bei dem erfindungsgemâB eingebaute Schaûfeln vorgesehen sind, wobei das Triebwerksgehâuseteilweise aufgebrochen ist, Fig. 2 Bine perspektivische und teilweise auseinandergezogene Darstellung Biner erfindungsgemâBen Schaufel, Fig. 3 einen Schnitt durch den SchaufelfuBi der in Fig. 2 dargestellten Schaufel, Fig. 4 einen der Fig.3 entsprechenden Schnitt Biner alternativen Ausführungsform des Wurzelabschnitts der Schaufel, Fig. 5 einen Querschnitt durch die Schaufel gemâB Fig.2.
• Fig. 1 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk 10 mit einem Vordergeblâse 11, einem Kompressor 12, Biner Verbrennungseinrichtung 13, Biner Turbinenanlage 14 und Biner Schubdüse.15, die sâmt- -lich in Strdmungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Das Gehâuse Bines Teils des Geblâses 11 und der Kompressoranlage 12 ist abgebrochen dargestellt, um die Geblâserotorschaufeln 16 erkennbar*zu machen. Fig.2 ist eine perspektivische Ansicht einer der Schaufeln 16. Nach dnm F@usführungsbeispiel ist es eine Geblâserotorschaufel, kbnnen jedocW auch andere Typen von Schaufeln in der Weise ausgebildet tverden. Um die Konstruktion der Schaufel 16 deutlicher erkennbar zu machen, ist sie in Fig.2 teilweise auseinandergezogen dargestellt, so daB die einzelnen Teile leichter erkennbar werden. Die Schaufel 16 weist zwei Flankenabschnitte 17 und 18 auf. Diese bestehen aus Platten aus Titan. Diese Platten werden zunâchst auf die erforderliche GrUe zugeschnitten. Dann werden sic in einem geeigneten Gesenk belastet und die SchaufelflUBe werden angestaucht, um eine drtliche Verdiekung zu bilden.
• Dann werden die mit der SchaufelfuBverdickung ausgestatteten Platten einem HeiBpreBverfahren unterzogen, durch das sie die erforderliche Krümmung und Verwindung erhalten.
• Die durch das HeiBpreBverfahren geformten Rohlinge werden danach auf chemische Weise bearbeitet und dadurch auf die erforderliche Endgestalt gebracht. Dieser Bearbeitungsvorgang wird benutzt, um die Rohlinge auf die erforderliche Deke zu verjünge nund es kônnen Versteifungsrippen belassen werden, die in Fig.2 mit 19 angedeutet sind, und es kdnnen auBerdem Stellen ausgebildet werden, in die Abstandshalter eingeschweiBt werden ko-nnen, z.B. runde vorstehende Vorsprünge 20 gemâB Fig.2.
• Die beiden so gestalteten Flankenabschnitte werden dann an ihren Vorderrândern und den HinterrUndern einer Argon-Bogenverschwei- Bung unterworfen, so daB die Basis für eine Schaufel gebildet ist. Die Vorder- und Hinterrânder werden als nâchstes so bearbeitet, daB Bine vorbestimmte Gestalt der Rânder erhalten wird und dann werden vorgeformte massive Vorder- und Hinterrandabschnitte 21 und 22 durch ElektronenstrahlschweiBung auf diesen so gestalteten Rândern aufgeschweiBt.
• In der Mitte werden dann die Ansâtze 20 ausgebohrt@und es werden rohrfdrmige Abstandshalter 23 eingefügt und mit den Flankenab- . schnitten der Schaufel verschwei3t. Um die Schaufeln auszubalanzieren und um ihre Massenmittelpunkte an eine vorbestimnt e Stelle zu verlegen, kbnnen die rohrfbrmigen Abstandshalter 23 mit Zapfen 24 aus Werkstoffen unters,chiedlicher Dichte versehen werden. So kann z.B. en Kunstharzzapfen odes ein Metallzapfen eingefügt werden.
• Die Ausbildung der fertiggestellten Schaufel kann am besten aus den Fig.3-und 5 ersehen werden. Fig.3 zeigt, wie zwei verdickte Abschnitte 25 und 26 am SchaufelfuBrand der geformten Flanken 17 und 18 zusammenwirken, um einen SChaufelfuB fUr die Schaufel au bilden1und die Ansâtze 20 mit dem Abstandshalter 23 und dem Zapfen 24 kdnnen aus dieser Schnittdarstellung entnommen werden.
• Fig.5 zeigt im Schnitt die Flankenabschnitte 17 und 18, die am Vorder- und Hinterrand mit Vorderrand- bzw. Hinterrandabschnitten 21 bzw. 22 verschweiBt sind. AuBerdem kdnnen die Ansâtze 20 innerhalb der hohlen Schaufel erkannt werden.
• Eine andere Mdglichkeit der Fertigung der Schaufel besteht darin, einen SchaufelfuBabschnitt 27 der in Fig.4 dargestellten Ausbildung vorzuformen und diese an den SchaufelfuBrand der Flankenabschnitte 17 und 18 anzuschweiBen. In diesem Fall wâre der chemische Bearbeitungsvorgang derart durchzuführen, daB ein vorstehender Rand odes ein Steg liber dem SchaûfelfuBrand der Flankenabschnitte verbleibt: Aus Fig.5 ist ersichtlich, daS der #Schwalbenschwanzfdrmige SchaufelfuB auf einen Radius geformt ist, der der Krümmung des SchaufelfuBes der Stromlinienflâche.folgt. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Spannungsverteilung und auBerdem Bine Verbesserung hinsichtlich der Oberflâchenpressung im Vérgleich mit herkdmmlichen geradén SchaufelfüBen, weil sâmtliche Abschnitte der Schaufel symmetrisch zu dem von dem Schwalbenschwanz getragenen Schaufel sind.
• Dieses Merkmal ist auch deshalb zweckmâBig, weil durch knderung der Axialstellung der Schaufel in ihrem SchaufelfuB der Anstellwinkel (gtagger"angle) der Schaufel bis zu einem gewissen Grade verândert werden kann. Dies kann insbesondere für Versuchszwecke von Nutzen sein. Wie oben beschrieben, bestehen die Vorderrânder 21 und die Hinterrânder 22 aus massven Kdrpern, so daB sie einen maximalen Widerstand gegenüber StUen von Gegenstânden z.B. eingesaugten Vëgeln haben. Es würde jedoch auch mbglich sein, diese Teile als Hohlkbrper auszubilden oder als Teile mit . divergierenden Streifen, die in einem folgenden Arbeitsgang so deformiert werden, daB sie konvergieren und den gewünschten Querschnitt bilden. ./. Patentansprüche:

Claims (9)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung einer hohlen stromlinienfdrmgen mehrteiligen Schaufel für Bine Strdmungsmaschine, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daB zivei Metallplatten in der erforderlichen Form zugeschnitten werden, um die konkaven und konvexen Flankenabschnitte (l'( bzia:.lb) der Schaufel (16) zu bilden, daB dann die Platten auf die erforderliche Quersehnittsgestalt, Krümmung und Verwindung gebracht werden, daB dann am Vorderrand und am Hinterrand die beiden Abschnitte miteinander verschcreiBt werden, und daB auf den Vorderrand und den Hinterrand gesonderte Randabsehnitte (21,22) aufgeschweiBt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n _ z e i c h n e t , daa die Schaufeln einem HeiBprel3verfahren unterzogen werden, um ihnen die erforderliche Wdlbung und Verwindung zu verleihen, und daB sie darauf chemisch bearbeitet werden, um die erforderliche Querschnittsgestalt und Verjüngung zu erzielen. j.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daB der Vorderrand und der Hinterrand der miteinander verbundenen Flankenabschnitte (1'(,18) auf die erfxorderliche Gestalt bearbeitet werden, bevor die bereits geformten Vorder- und Hinterrandabschnitte (21,22) aufgeschweiBt werden. Verfahren nach Ansprueh 1, dadurch g e -k e n n z e i c h net , daB der SchaufelfuB der Schaufeln angestaucht wird, bevor die .
4. Formgebungsschritte durchgefUhrt werden, derart, daB drtliche Verdickungen (25,26) gebildet werden, die zusammenwirken, um den Schâ,ufelfuB zu bilden, wenn die beiden Flankenâbschnitte miteinander verschweiBt sind.
5. 5. Verfahren naeh Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daS der SchaufelfuB von einem gesonderten Teil (27) gebildet wird, der an den miteinander verbundenen Flanken angeschweiBt ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daB Versteifungsrippen (19) an den inneren Oberflâchen beider Flankenabschnitte ausgebildet werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i. c h n e t ,
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g -e k e n n z e i c h n e t , daB die Abstandshalter rohrfbrmige Teile ('23) a-ufweisen, die' sich zwischen den Flankenabschnitten erstrecken und mit einem Werkstoff (24) vorbestimmter Dichte ausgefüilt werden, um die Schaufel auszub%lanzieren.
9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch g e k e n n 1 z e i c h n e t , daB die SchaufelfuBabschnitte (25,26) so gekrümmt sind, dâB sie der Schaufelfu8krümmung des Schaufelprofils entsprechen.