DE2007736C3 - Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Zellenkerns - Google Patents
Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines ZellenkernsInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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- B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zellenkerns mit einer gekrümmten oberen und
einer gekrümmten unteren Fläche, insbesondere eines wabenartigen Stüizkernes für Strömungskörper, bei
dem ein plattenföimiges Zelleiyebilde. dessen ebene
obere und dessen ebene untere Hattenfläche durch die
stirnseitigen Ränder der Zellenwände gebildet werden,
die zu den Plattenflächen senkrecht stehen und von der einen zur anderen Plattenfläche geradlinig durchgehen,
zunächst beschnitten und dann nach Herabsetzen des Verformunaswidcrstandes der Zcllenwande in einem
Formgesenk unter Druckanwendung spanlos fertiggeformt wird
Derartige /ellenkerne. beispielsweise in Honigwabenaufbau,
werden /ur Aussteifung von Bauteilen insbesondere dort benutzt, wo eine hohe Festigkeit, speziell
eine hohe Verwindungsfestigkeit, bei geringem Gewicht gefordert wird. Ein solches Anwendungsge
biet stellen die hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzten
Schaufeln bei Gasturbinen dar. die aus Gewichtsgründen unc" zum Zwecke der Kühlmitteldurchführung
häufig als Hohlschaufeln ausgeführt sind, und deren mechanische Festigkeit allein nicht ausreicht, so
daß zur Versteifung ein Zellenkcrn eingesetzt wird. Damit
nun ein solcher Zellenkern die ihm zu ' hte Wirkung der \ussteifung übernehmen kann, ist es erforderlich,
daß er genau der Innenform des Hohlkörpers, z. B. einer Hohlschaufel, angepaßt ist Eine spanabhebende
Bearbeitung von Zellengebildcn (FR-PS 1 534 372) ist
verhältnismäßig umständlich und zeitraubend.
Fs ist auch bereits bekannt gewotdcn (>
Aircraft Production«, Juni 1959, S. 215 bis 221) ein ebenes, plattenförmiges
Zcllengebilde zunüchsl zu beschneiden und dann in einem Formgesenk unter Dmcknnwendung
spanlos fertig zu formen, nachdem der Vcrlomiungs·
widerstand der Zellenwände herabgesetzt worden ist. Von einem solchen Verfahren geht die Erfindung aus.
Im bekannten Falle wird der Verfurmungswidersiand
durch Erwärmung herabgesetzt. Dies kann dazu rühren,
daß die Zcllcnwände beim Formpressen an unkonlrollierbaren Stellen einknicken bzw. verbogen werden, so
daß das Zellengebilde seine Steifigkeit und Stützfähigkeit stellenweise einbüßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Formgebung des
Zellengebildcs einwandfrei kontrollierbar ist und insbesondere der Verformungswiderstand für das Formpressen
in d'e Endform nicht über die gesamte Höhe der Wände, sondern an definierten Stellen vermindert wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß durch das Beschneiden die obere Plauenfliichc
des Zellengebildes eine der oberen gekrümmten Fläche des Zellenkernes weitgehend angenäherte Form
erhält, daß das Herabsetzen des Verformungswiderstandes durch geringfügiges Umbiegen der die untere
Plattenfläche bildenden Ränder der Zellcnwände geschieht
und daß das Fertigformen des Zellenkernes durch Kaltpressen in einem geschlossenen Formgesenk
erfolgt.
Hierdurch wird erreicht, daß auch im endgültig ver formten Zustand die Zellenwände über die gesamte
Höhe des Zellkernes gradlinig durchgehen und rechtwinklig zu dessen ebenen Begrenzungsflächen stehen,
die durch die stirnseitigen Zellenwände gebildet wcden.
Die schneidende Bearbeitung nur der einen Seite des Zellengebildes bereitet keine Schwierigkeiten, da das
plattenförmige Zellengebilde mit seiner anderen ebenen Seite aufgespannt werden kann. Infolge der Verminderung
der Steifigkeit der Zellenwände lediglich in deren Rand^ereich durch Umbiegen der an der nicht
durch Schneiden bearbeiteten flachen Seite liegenden stirnseitigen Ränder bleibt die Starrheit der übrigen
Abschnitte der Zellwände. d. h. die Druckfestigkeit, unbeeinträchtigt
erhalten.
im zum Umbiegen der Zeüenwandrandcr geeignetes
Werkzeug ist sehr einfach aufgebaut. Es besteht aus einer Platte mit an deren Unterseite nach unten vorstehenden
/acken, die in ihrer Ebene auf einer dem ZeI-lendurthmesser
angepaßten Kreisbahn ohne Figcndrehung bewegbar und zusätzlich quer verschiebbar ist
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an H;ind eine>
Ausfühningsbeispiels und in Verbindung
mit Werkzeugen zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. I eine schematische Grundrißansicht tines plattenförmigen Zellengebildc in Honigwabcnaufb.iu.
F 1 g. 2 eine Seitenansicht des plattenförmigen Zellengebildcs
nach Fig. I.
F i g 3 eine Schnittansichi des einseitig heschniticnen
Zellengebildcs.
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs zum Umbiegen derZcllcnwandrändcr.
F i g. 5 eine Schnittansicht eines in einem Formgesenk
in die endgültige Gestalt gepreßten Zellengebil des,
Fig.6 eine schematiche Schnittansicht eines ohne
Vorformung verquetschten Zcllengebildcs.
F 1 g. 7 eine perspektivische Ansicht einer Hohl
schaufel eines Gasturbinenstrahltriebwerks, in die ein
fertiger Zellenkern einfügbar ist.
Das Riis F i g. I und 2 ersichtliche Ausgangswerk·
stück besteht aus einem plattenförmigen Zellengebilde 10 mit Honigwabenaufbaii 12. Dieses platienförmigc
Zellengebilde 10 wird mit seiner unteren Platienflilche
14 auf einen Werkstückträger aufgelegt und an seiner
oberen Plattenflüche 16 durch Beschneiden in eine der endgültigen Gestalt des Zellenkerns 26 angenäherte,
gekrümmte Fläche S6' gebracht. Das Beschneiden kann auf herkömmliche Weise z. B. mittel1; eines dünnen
Scheibenmessers erfolgen. Danach wird das so erhaltene Zwischenwerkstiick in den Formhohlraum eines
Triigerblockes 18 eingesetzt, und die die untere Plaitenfläche
14 bildenden stirnseitigen Ränder der Zellenwände 20 werden geringfügig bis zu einer Tiefe von
etwa 0,25 mm umgebogen. Dadurch wird der Verformungswiderstand der Zellenwände 20 gegen das späte
re Umformen an dieser Stelle herabgesetzt. Dieses geringe Vorbiegen bestimmt die Art zind Weise des Verquetschcns
der Zellenwände 20 unter dem Preßdruck eines geschlossenen Formgesenkes 19, 19' (F i g. 5),
denn die Verquetschung setzt beim Verformen in die endgültige Gestalt dann an diesen Rändern ein, während
die übrigen Teile der Zellenwilnde 20 nicht beeinträchtigt
werden. Ohne dices Vorbiegen würden sich die Wände des Zellengubildes 10 beim Uniformen zum
ZclJenkern 26 in unkonlrollierlwrer Weise, wie bei 22 \r
F i g, 6 dargestellt, verformen, was zu einer Verminderung aar Steifigkeit des gesamten Zellcnkcrnes 26 führen
würde.
Ein Werkzeug zum Biegen der stirnseitigen Zellen
wandränder ist in Fig.4 dargestellt. Dieses Werkzeug
•o besieht aus einer ebenen Platte 24, aus deren Unierfläche
Zacken 28 vorstehen. Das Werkzeug wird <iuf die
unlere Platienflüchc 14 des beschnittenen Zellengehildes
tO aufgesetzi. Die Platte 24 wird in ihrer Ebene auf
einer dem Zellendurchmesser angepaßten Kreisbahn ohne Eigendrehung bewegt und zusätzlich quer verschoben.
Dadurch erfassen die Zacken 28 die Ränder der Zellenwände 20 und biegen diese geringfügig um.
Das Fertigformen des Zellenkcrnes 26 erfolgt dann durch Preßdruck innerhalb des geschlossenen Formge-
senkes 19, 19' ohne Zuführung von Wärme. Gemäß
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zcllenkern
26 zum Einsatz in eine Hohlschaufel 30 eines Gasturbinenstrahltriebwerks bestimmt,
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen eines Zellenkertis
mit einer gekrümmten oberen und einer gekrümmten unteren Fläche, insbesondere eines wabenarti
gen Siützkernes tür Strömungskörper, bei dem ein plattenförmiges Zellengebiiue, dessen ebene obere
und dessen ebene untere Plaitenfläche durch die stirnseitigen Runder der Zellenwände gebildet werden,
die zu den Plattenflächen senkrecht stehen und von der einen zur anderen Plattenfläche geradlinig
durchgehen, zunächst beschnitten und dann nach Herabsetzen des Verformungswiderstandes der
Zellenwände in einem Formgesenk unter Druckanwendung spanlos fertiggeformt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß durch das Beschneiden die obere Plattenfläche (16) des Zellengebildes (10)
eine der oberen gekrümmten Fläche (16') des ZcI-lenkernes
(26) weitgehend angenäherte Form erhält, daß dc'S Herabsetzen des Verformungswiderstandes
durch geringfügiges Umbiegen der die untere Plattenfläche (14) bildenden Ränder der Zcllenwände
(20) geschieht und daß das Fertigformen des Zellenkernes (26) durch Kaltpressen in einem geschlossenen
Formgesenk (19,19') erfolgt.
2. Werkzeug zum Umbiegen der Zellenwandränder bei Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
I1 gekennzeichnet durch eine Platte (24) mit
an deren Unterseite nach unten vorstehenden Zakken (28), die in ihrer Fbene auf einer dem Zellendurchmesser
angepaßten Kreisbahn ohne Eigendrehung bewegbar und zusätzlich quer verschiebbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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