DE216322C

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Publication number: DE216322C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Februar 1907 ab.

Um bei Turbinen, Turbinenpumpen u. dgl. die Verluste, die durch Oberflächenreibung und Wirbelströme erzeugt werden, gering zu halten, ist es wesentlich, für das Treibmittel eine sehr glatte Bahn zwischen den Schaufeln hindurch zu erzielen. Gezogene oder gewalzte Schaufeln besitzen jedoch häufig an ihrer Oberfläche Längsrippen oder Riefen, welche quer zur Richtung des Treibmittels

ίο durch die Turbine liegen. Beim Ausziehen oder Walzen von Schaufeln werden letztere ferner oft durchgebogen, so daß ein nachfolgendes Geraderichten derselben notwendig wird; hierbei wird dann leicht eine Verdrehung der Schaufeln hervorgerufen.

Zweck der Erfindung ist, diese Übelstände zu vermeiden und Schaufeln herzustellen, welche vollkommen glatte Flächen besitzen und sehr hohe Temperaturen aushalten können. Die Erfindung beruht darauf, daß Streifen, aus denen die Schaufeln hergestellt werden, zunächst in einer der bekannten Weisen zu dem annähernd verlangten Querschnitt vorbereitet und dann in einer Presse in kaltem oder beinahe kaltem Zustande unter hohem Druck auf den genauen verlangten Querschnitt gepreßt werden.
■ Mit dem vorliegenden Verfahren wird besonders angestrebt, einen Metallstreifen, von dem Turbinenschaufeln mit feiner Schneidkante abgetrennt werden können, mit solcher feinen Schneidkante fertig auszugestalten, ohne

z. B. eines nachträglichen Schleifens zu bedürfen.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß durch Gießen, Walzen oder Ziehen ein fortlaufender Streifen zunächst von annähernd Schaufelquerschnitt aus Metall, hergestellt, dann auf genauen Querschnitt zwischen Preßstanzen durch eine Reihe von Preßwirkungen gebracht wird, die bei nach Längsrichtung des Streifens erfolgendem schrittweisen Vorrücken ausgeübt werden und ein Fließen von Metall quer zu seiner Längsrichtung bewirken, um die scharfe Kante für die Schaufel zu bilden, und daß der Streifen erst dann in zur Bildung der Schaufeln geeignete Längen zerteilt wird.

Fig. 11 zeigt schematisch einen 1 bis 3 m langen Streifen, wie er zum nachherigen Ausschneiden von Turbinenschaufel·!! dient, und soll seine Behandlung nach dem vorliegenden Verfahren erläutern. . . ·

Der Streifen wird schrittweise von zwei vor und hinter den Stempeln befindlichen Walzenpaaren w² in der Richtung des Pfeiles vorwärts bewegt und nach jeder Vorwärtsbewegung durch die Klemmstanze 20 festgehalten, worauf der Preßstempel 16 ihn in die verlangte Querschnittsform preßt. Der Preßstempel wird dabei 1. ziemlich lang gewählt, wie Fig. 6 zeigt, und 2. an den Enden so' geformt, daß der von ihm ausgeübte Druck nach beiden Seiten zu allmählich abnimmt.

Erster.e Maßnahme verhindert ein Längsausdehnen (Längsfließen) des Materials, drückt es vielmehr in der Querrichtung fort, um den Streifenrand zu einer scharfen Kante auszupressen, während die zweite Maßnahme das Bilden von Kanten oder Riefen am Ende des

. bei jedem Arbeitsschritt ausgepreßten Streifenstückes verhindert.

Fig. 12 zeigt in schematischer Darstellung,

ίο wie die zunächst ziemlich dicke Kante zu einer fast messerartig scharfen Schneide seitwärts ausgepreßt wird. Die Pfeile zeigen das Ausdehnen (Fließen) des Materials an. Der nutzbare Durchflußquerschnitt beträgt jetzt a¹ und der Querschnittsverlust durch die Schaufel beträgt b¹, statt wie früher α und b.

Die Maschine zur Ausführung des Verfahrens wird dabei vorteilhaft derart ausgebildet, daß die Streifen von dem annähernden Querschnitt der Schaufeln absatzweise selbsttätig vorgeschoben werden. Wesentlich für die Maschine ist, daß die Stanzen genügende Länge besitzen, um dem Ausdehnen des Materials in der Längsrichtung einen Widerstand entgegenzusetzen, damit die verlangte Verdichtung des Schaufelmaterials bewirkt wird. Das neue Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Schaufeln mit sehr dünnen Kanten, da der auf den vorbereiteten Streifen ausgeübte seitliche Druck gestattet, das Schaufelmaterial seitlich zu einer dünnen Kante auszupressen. Hierdurch können dann Schaufeln hergestellt werden, wie sie in Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind.

Diese Schaufeln werden vorteilhaft so gesetzt, daß die Räume b, welche zwischen den Treibmitfelstrahlen α (Fig. 1) frei bleiben, möglichst klein sind, um dadurch. Wirbelströme auf ein geringstes Maß herabzudrücken.

Eine Maschine, wie sie vorteilhaft zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung benutzt wird, ist in den Fig. 3 bis 10 dargestellt.

Fig. 3 und 4 zeigen die Maschine in einer Endansicht bzw. einer teilweisen geschnittenen Seitenansicht. Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie A-A der Fig. 3 zur Veranschaulichung eines Teils einer Kniegelenkvorrichtung der Maschine; Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Preßstänzen sowie einer Klemmvorrichtung. Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie A-B der Fig. 6, in Richtung des Pfeiles gesehen. Fig. 8 ist eine Endansicht der Stanzen, gegen die Klemmvorrichtung gesehen. Fig. 9 zeigt die Klemmvorrichtung, wie sie in Fig. 3 erscheinen würde, wenn das Zuführgetriebe entfernt wäre. Fig. 10 ist der Grundriß eines die Klemmvorrichtung betätigenden Hubsegments.

Im Hauptrahmen c der Maschine ist eine mit Schwungrad e versehene Welle d (Fig. 3 und 4) gelagert, welche ihren Antrieb durch Riemscheiben f erhält. Auf der Welle d sitzt eine Kurbel o, welche durch eine Stange r mit dem Arm η verbunden ist, der am oberen, bei i drehbaren Gliede h eines Kniehebels angreift. Dieser ist durch seitliche, einstellbare Stangen s mit dem Träger t der oberen Stanze 16 verbunden und zwischen dem oberen Gliede h und dem Stanzenträger · ist zwischen den Stangen s ein Glied u angeordnet, welches dazu dient, beim Abwärtshub den vollen Druck der Maschine auf die Stanzen zu übertragen. Der Stanzenträger t ist in Führungen υ geführt, die einen Teil des Maschinenrahmens bilden. '

Die Stellung der Teile beim Beginn des Abwärtshubes ist in Fig. 4 und 5 durch punktierte Linien dargestellt.

Um bei der Tätigkeit der Maschine den Streifen, welcher die ungefähre Gestalt der Schaufeln besitzt, in der in Fig. 6 durch Pfeil angedeuteten Richtung vorwärts zu bewegen, sind zwei Paare von Zuführrollen vorteilhaft an jeder Seite des durch die Stanzen geführten Streifens angeordnet. Die obere Walze w jedes Paares liegt in Lagern, die in einem Rahmen χ verschiebbar sind und durch einstellbare Federn ζ gegen die untere Walze 2 gepreßt werden, mit welcher sie durch ein Getriebe 3 verbunden ist. Die Achse jeder unteren Walze trägt ein Schaltrad 4 und an jedem Ende jeder dieser Achsen sitzt ein Arm 5 mit Schaltklinke 6, die in die Zähne des entsprechenden Schaltrades eingreift. Die beiden Arme 5 sind durch eine Stange 7 verbunden und bewegen sich deshalb zusammen. Die Arme 5 erhalten dabei eine hin und her gehende Bewegung mittels einer Stange 8, deren eines Ende an einem der Arme 5 angreift und die am anderen Ende mit einem Stift 9 versehen ist, der in die Seitennut 10 einer Scheibe n (Fig. 4) eingreift. Die Scheibe 11 sitzt auf einer Achse 12, welche von einer Kurbelscheibe 13 der Hauptwelle d durch Stange 14 und Hebel 15 in Kehrdrehung versetzt wird.

Die Preßstanzen sind in Fig. 6 und 7 im größeren Maßstabe dargestellt. Die obere Stanze 16, an welcher der Träger t angreift, ist verhältnismäßig lang, damit der Widerstand gegen Längsausdehnung (Längsfließen) des Materials sehr groß ist, während die Stanze selbst an beiden Enden abgeschrägt werden kann, um ein Ausweichen der Schaufeln in der Querrichtung durch die Kanten der Stanze zu vermeiden. Sind die. untere und obere Stanze in ihrer Endstellung angelangt, so lassen ihre Flächen einen Raum .18, der genau dem Querschnitt der zu pressenden Schaufeln entspricht.

Die untere Preßstanze 19 arbeitet mit einer Klemmstanze 20 zusammen, um den in die Maschine eingeführten Streifen 21 während der

Claims

Preßwirkung festzuhalten. Die Form des dabei eingeklemmten Streifens 21 vor dem Einpressen zeigt Fig. 8. Das Einklemmen des Streifens geschieht dabei selbsttätig im geeigneten Augenblick durch die in Fig. 4 und 9 gezeigte Vorrichtung. Ein Keil 22 ruht auf der Klemmstanze 20 und ist innerhalb einer Führung 23 angeordnet, welche derart gestaltet ist, daß eine Querbewegung des Keils die Klemmstanze betätigt. Der Keil erhält diese Querbewegung von einem Hebel 24, der · auf einem Zapfen des Rahmens 26 drehbar gelagert ist. An dem anderen Ende des Hebels ist ein Schiäubenzapfen vorgesehen, welcher in die Umfangsnut 28 eines Hubsegments 29 der Achse 12 eingreift (Fig. 10). Bei der Kehrdrehung dieser Achse und des Hubsegments 29 wird die Klemmstanze absatzweise betätigt und der in die Maschine eingeführte Streifen nacheinander festgeklemmt, einem hohen Druck unterworfen, wieder freigegeben und dann weiter vorbewegt. Selbstverständlich könnte die Maschine in mannigfacher Weise abgeändert werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein annähernd die Gestalt einer Schaufel besitzender Streifen durch Preßwirkung in die genaue Form gebracht wird. Die Maschine könnte beispielsweise hydraulisch betrieben werden. Paten x-An sprüche:

1. Verfahren zur Herstellurig von Schaufeln gleichen Querschnitts für Turbinen, Turbinenpumpen o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß durch Gießen, Walzen oder Ziehen ein fortlaufender Streifen zunächst von annähernd Schaufelquerschnitt aus Metall hergestellt, dann auf genauen Querschnitt zwischen Preßstanzen durch eine Reihe von Preß Wirkungen gebracht wird, die bei nach Längsrichtung des Streifens erfolgendem schrittweisen Vorrücken ausgeübt werden und ein Fließen von Metall quer zu seiner Längsrichtung bewirken, um die scharfe Kante für die Schaufel zu bilden, und daß der Streifen erst dann in zur Bildung der Schaufeln geeignete Längen zerteilt wird.

2. Maschine zur Ausführung des Verf ahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Preßstempel verhältnismäßig lang ausgebildet und an seinen Enden abgeschrägt ist, um einerseits ein Ausdehnen (Fließen) des Materials hauptsächlich in der Querrichtung herbeizuführen und einer Längsausdehnung des Streifens entgegen zu wirken, andererseits die Bildung von scharfen Kanten durch die Enden des Preßstempels zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.