DE2058176A1

DE2058176A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung von Schmiedebauteilen mit entgegengesetzten Verjuengungen

Info

Publication number: DE2058176A1
Application number: DE19702058176
Authority: DE
Inventors: Pierre Portal
Original assignee: Forges de Bologne
Current assignee: Forges de Bologne
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1970-11-26
Publication date: 1971-06-24
Also published as: GB1319093A; BE758732A; SU489288A3; FR2071194A5; US3680381A

Description

Ba 1693

FORGES DE BOLOGNE, BOLOGNE / PRANKREICH

Verfahren und Vorrichtung zur Formgebung von Schmiedebauteilen mit entgegengesetzten Verjüngungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung von Schmiedebauteilen mit entgegengesetzten Verjüngungen, insbesondere von Bauteilen, die Elemente eines Rades bilden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Herstellung von festen oder drehbeweglichen Rädern, die für Turbomaschinen bzw. Turbinen bestimmt sind, verwendet man Schaufeln oder Flügel, die ein aerodynamisches Profil aufweisen und die mit einem oder mehreren Kränzen verbunden sind, welche die Felge oder die Nabe des Rades bilden.

Jede Schaufel oder jeder Flügel enthält wenigstens einen Ansatz, durch den sie bzw. er an der Felge oder der Nabe des Rades befestigt ist. Dieser Ansatz umfaßt kreisförmige Flächen, von denen einige eine entgegengesetzte Abschrägung bzw. Verjüngung aufweisen.

Aus diesem Grunde ist es mit den bekannten Verfahren zum Schmieden zwischen zwei Matrizen oder zwischen zwei Kokillen nicht möglich, Werkstücke, die eine entgegengesetzte Verjüngung aufweisen, nach der Formgebung aus der Form herauszunehmen.

Wenn man gegenwärtig geschmiedete Bauteile verwenden will, 1st es notwendig, diese Bauteile noch einmal aufzunehmen, um einen Bearbeitungsvorgang auf einer Werkzeugmaschine durchzuführen, damit die Flächen mit entgegengesetzten Verjüngungen

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bzw. Abschrägungen auf den Ansätzen versehen werden.

- Dieses lange und kostspielige Verfahren führt daher zur Unbeweglichkeit von Werkzeugmaschinen bzw. macht eine Festlegung der Werkzeugmaschinen erforderlich; außerdem ist dadurch eine Vorrichtung zur Anbringung für die Bearbeitung erforderlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich dadurch, daß ein in bekannter Weise durch Schmieden hergestellter roher Bauteil verwendet wird, der in eine geeignete Formausnehmung eingesetzt wird, welche zwischen zwei Elementen gebildet ist, die eine Formgebung des Bauteiles in mehreren Richtungen und ein Herausnehmen des fertigen Bauteiles durch Schwenken um eine Achse ermöglichen, die insbesondere mit dem Zentrum des Rades übereinstimmt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, von einem rohen Bauteil bzw. Rohling auszugehen, der nach den bekannten Verfahren (durch Schmieden) hergestellt ist, um einen Bauteil mit entsprechend dem Verwendungszweck bemessenen, fertigen Ansätzen zu erreichen.

Außerdem wird es durch das erfindungsgeraäße Verfahren ermöglicht (da eine Bearbeitung der Ansätze vermieden wird), daß die das Profil mit den Ansätzen verbindenden Fasern nicht durchgeschnitten werden, so daß auf diese Weise die Ermüdungstoleranz der Schaufeln vergrößert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung elne3 in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen

Fig.l eine Profilansicht eines durch Schmieden erhaltenen rohen Bauteiles vor seiner Formgebung nach dem

erfindungsgemäßen Verfahren;

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Fig.2 eine Ansieht desselben Bauteiles nach der Formgebung;

Pig.-3 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht einer erfindun^sgemäßen Vorrichtung zur Formgebung von Bauteilen.

In Fig.l ist ein roher Bauteil bzw. Rohling veranschaulicht, der einen Schaufelradflügel oder eine Wasserradschaufel 1 mit einem aerodynamischen Profil sowie zwei Ansätze 2,3 umfaßt, die sich an den beiden Enden des Schaufelradflügels 1 befinden. Die Ansätze 2,3 enthalten Je einen freien Vorsprung 4 bzw. 5, wodurch die Zentrierung des Bauteiles erleichtert wird.

Außerdem.ist in Fig.l zu erkennen, daß die durch Schmieden erhaltenen Ansätze nur Flächen 6,7,8 und 9 enthalten, die sich" verjüngen/bzw. Flächen aufweisen, die abgeschrägt sind.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens will man nun einen fertigen Bauteil erhalten, wie er in Fig.2 dargestellt ist. Der fertige Bauteil weist dabei kreisförmige Flächen 10 mit dem Radius R und dem Zentrum 0 sowie kreisförmige Flächen 11 mit dem Radios r und dem Mittelpunkt 0 auf, die entgegengesetzt verjüngt sein können.

Um einen solchen Bauteil zu erhalten, verwendet man eine Vorrichtung, wie sie in Fig.3 veranschaulicht ist. Die Vorrichtung enthält zwei Formgebunffselemente 12,13, die eine ',Ausnehmung lh aufweisen, in der der in Fig.l veranschaulichte rohe Bauteil angeordnet ist.

Die Ausnehmung 14, deren Form dem fertigen Bauteil entspricht, 1st an ihren beiden Enden offen und durch die Bereiche 15 und 16 verlängert, in denen sich Stempel 17,18 be-' finden. Diese Stempel 17,18 stehen unter der Wirkung von

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Druckkolbeneinrichtungen, deren Kolben 19 und 20 fest mit diesen Stempeln verbunden sind.

Das Pormgebungselement 12 ist mittels Lagerzapfen 21 (von denen in Fig.3 nur einer dargestellt ist) um eine Achse XX₁ schwenkbeweglich am Element 13 angeordnet. Diese Achse XX. entspricht dem Zentrum bzw. Mittelpunkt 0 (vgl. Fig.2) zum Herausnehmen aus der Form.

Der in der Ausnehmung 14 angeordnete Bauteil 1 wird unbeweglich zwischen den beiden Formgebungselementen 12, 13 gehalten, die in Richtung des Pfeiles F gegeneinander gedrückt werden. Die Stempel 17, 18, die unter der Wirkung der Kolben 19 und 20 (der Hubkolbeneinrichtunp;) in Richtung der Pfeile A und B gleitbeweglich in den Bereichen 15₉l6 der Ausnehmung Ik angeordnet sind, formen dann die Ansätze 2 und 3, welche eine Form annehmen, die durch den Boden der Bereiche 15,16, durch die Ausnehmung und durch die Endfläche der Stempel bestimmt wird.

Die so erhaltene Form der Ansätze kann mit der in Fig.2 veranschaulichten Form übereinstimmen.

Zum Herausnehmen aus der Form schiebt man die Stempel 17,18 in entgegengesetzterRichtung der Pfeile A und B zurück und schwenkt das Formgebungselement 12 um die Achse Xx₁ , so daß der Bauteil 1 dem Element 13 in gleicher Weise durch eine kreisförmige Bewegung entnommen wird.

Obwohl sich das oben beschriebene Verfahren insbesondere auf Flügel, Schaufeln oder Blätter für Turbinen bezieht, ist e3, selbstverständlich, daß es auch für die Herstellung; von Bauteilen angewandt werden kann, die mit einer Drehbewegung aus der Form herausgenommen werden müssen, nachdem sie in mehreren Richtungen geschmiedet worden sind.

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Das anhand der Zeichnung beschriebene erfindungsgemäße Verfahren sowie die zur Durchführung des Verfahrens veranschaulichte Vorrichtung sind selbstverständlich nicht durch das dargestellte Beispiel begrenzt. Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich.

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Claims

Patentansprüche

1.))Verfahren zur Formgebung von Schmiedebauteilen mit entgegengesetzten Verjüngungen, insbesondere von Bauteilen, die Elemente eines Rades bilden, dadurch gekennzeichnet , daß ein in bekannter Weise durch Schmieden hergestellter roher Bauteil verwendet wird, der in eine geeignete Pormausnehmung eingesetzt wird, welche zwischen zwei Elementen gebildet ist, die eine Formgebung des Bauteiles in mehreren Richtungen und ein Herausnehmen des fertigen Bauteiles durch Schwenken um eine Achse ermöglichen, die, insbesondere mit dem Zentrum des Rades übereinstimmt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung unter Einwirkung von Wärme erfolgt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung bei einer naheliegenden oder angemessenen Temperatur durchgeführt wird.

k.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere zur Formgebung von Turblnenradflügein oder -schaufeln, die an wenigstens einem die Nabe oder die Felge eines Rades bildenden Kranz angebracht sind, wobei der Ansatz kreisförmige Flächen mit entgegengesetzten Verjüngungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Formgebungselemente vorgesehen sind, die eine geeignete, den rohren Bauteil unter Druck in sich festhaltende Ausnehmung aufweisen, welche zumindest an einem Ende bis zur Aufnahme eines durch eine Hubkolbeneinrichtung betätigbaren Stempel geöffnet ist, der zwecks Formgebung auf went^^tens einen Ansatz des Bauteiles einwirkt, und daß das eine Porragebun^s-

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element auf dem anderen sehwenkbeweglich um eine Achse angeordnet ist, die insbesondere mit dem Zentrum des Rades übereinstimmt, an dem der durch das obengenannte Verfahren erhaltene Bauteil anzubringen ist.

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