DE253190C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 253190 ■-KLASSE 49/. GRUPPE

in HAMBURG.

Profilstreifen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Januar 1910 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung der Schaufeln und Füllstücke für Dampf- und ähnliche Turbinen durch Ausfräsen aus einem der Schaufelform entsprechend profilierten Materialstreifen. Das Verfahren kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß durch einen einheitlichen Fräsvorgang gleichzeitig der Kopf und der Fuß der Schaufel o. dgl. hergestellt werden,

ίο in dem die Fräser aus auf die richtige Länge vorgeschobenen Materialstreifen zweckmäßig nacheinander von der Seite her je einen Ausschnitt ausfräsen, die gleichzeitig die Kopfform der einen Schaufel o. dgl. und die Fußform der nächstfolgenden oder vorangehenden ergeben sowie die fertige Schaufel o. dgl. abtrennen.

Bei der zur Ausführung des Verfahrens dienenden Maschine werden zweckmäßig zwei mit ihren Achsen schräg zur Vorschubrichtung des Werkstückes gestellte Kronenfräser verwendet, deren Profile aus je drei Teilen bestehen, derart, daß sich je zwei Teile zu dem Fußprofil der Schaufel, zwei weitere zum Kopfprofil ergänzen, während die zwischen den genannten liegenden Teile derart vorspringen, daß sie die Abtrennung der fertigen Schaufel bewirken.

Die Fräser kommen zweckmäßig nacheinander zur Wirkung, wobei die die Abtrennung bewirkende Schneidekante eines der Fräser etwas über die Symmetrieebene des Werkstückes hinausgeführt wird, um eine glatte gratfreie Schnittfläche zu erzielen.

Der Vorschub sowie das abwechselnde Einspannen und Loslassen des Materialstreifens kann von Hand oder selbsttätig durch eine auf pneumatischem Wege in Abhängigkeit von dem Fortgang der Fräsarbeit wirkende Einrichtung erfolgen. '

Auf den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung durch eine Maschine veranschaulicht, und zwar unter Zugrundelegung einer Turbinenschaufel von der aus Fig. 1 ersichtlichen Form. Fig. 2 zeigt die ganze Fräsmaschine in Seitenansicht, wobei der dem Beschauer zugekehrte Mittelteil des Gestelles weggebrochen gedacht ist; Fig. 3 ist eine Aufsicht, Fig. 4 veranschaulicht die pneumatische Einspannvorrichtung in Seitenansicht bzw. im Schnitt, während Fig. 5 die Steuerung für die pneumatische Vorschub- und Einspannvorrichtung ebenfalls in größerem Maßstabe darstellt. Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Klemmbacken zum Einspannen des Werkstückes; Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Einspannbacken in Ansicht von vorn.

Es möge zunächst der eigentliche Fräsvorgang an Hand der schematischen Fig. 1 kurz beschrieben werden. In dieser Figur bedeutet 1 den dem Schaufelquerschnitt entsprechend profilierten Materialstreifen, dessen Vorschub

durch einen Anschlag 2 begrenzt wird, 3 den einen und 4 den andern der beiden nacheinander in Wirksamkeit tretenden Fräser.

Die Schneidprofile der Fräser bestehen je aus drei Abschnitten, von denen der äußere den schwalbenschwanz!örmigen Fuß der Schaufel, der innere das zapfenartige Kopfstück ausschneidet, während der mittlere die Abtrennung der fertigen Schaufel besorgt. Entsprechend der symmetrischen Form der Schaufel sind die Schneidprofile der beiden Fräser bis auf den mittleren Abschnitt gleichartig ausgebildet. In bezug auf diesen Abschnitt besteht bei der dargestellten Ausführung insofern eine Unsymmetrie, als die betreffende Schneidkante des einen Fräsers weiter als die des andern vorragt, wodurch die Abtrennung der fertigen Schaufel zustande kommt. Natürlich ist diese Unsymmetrie nicht Bedingung, die betreffenden Abtrennkanten können vielmehr, falls das Werkstück auch vor der Frässtelle fest eingespannt wird, beide gleich weit vorragen. Erwünscht ist nur, daß wenigstens eine von ihnen in der Endstellung der Fräser etwas über die Symmetrieebene der Schaufel greift, um Gratbildung zu vermeiden. Ist die Abtrennung erfolgt, so fällt die Schaufel von selbst ab, und der Materialstreifen wird um eine durch den Anschlag 2 begrenzte Länge vorgeschoben, worauf der Fräsvorgang sich wiederholt.

Die Fräser sind als Kronenfräser ausgebildet und mit ihren Achsen schräg gestellt, damit das Werkstück und der den Vorschub begrenzende Anschlag Platz zwischen ihnen findet. Sie erhalten jeder ihren besonderen Antrieb von einem Deckenvorgelege aus, dessen Antriebriemen über die Scheiben 5 bzw. 5' laufen (Fig. 3). Die Schräglage der Fräserachsen kann durch Drehung der Spindellager 6, 6' in wagerechter Ebene geändert werden. Der wechselweise Vorschub der Fräser gegen den in den Werkstückträger 7 eingespannten Materialstreifen wird durch Vermittlung eine;.

Kurbelgetriebes erzielt, dessen Kurbelstange t an einen die beiden Fräser tragenden, in wagerechter Ebene vor dem Werkstückträger 7 verschiebbaren Schlitten 9 angreift.

Die Drehung der Kurbelwelle 14 erfolgt entweder mittels eines am vorderen Ende angebrachten Handrades 15 oder durch Vermittlung eines Schneckengetriebes, das von der durch einen Riemen des Deckenvorgeleges angetriebenen Stufenscheibe 16 aus seinen An- trieb erhält. Um nach Belieben zwischen Hand- und Maschinenantrieb wechseln zu können, ist das Schneckenrad 17 lose auf der . Kurbelwelle angebracht und kann durch eine Klauenkupplung 19, 22 mit der Welle gekuppelt werden (Fig. 5). Die Verschiebung der beweglichen Kupplungsbacke 22, die den Klauenkranz 19 des Schneckenrades mit dem auf der Welle festsitzenden Kranze verbindet, erfolgt mittels einer Spindel 21, die in einer Längsbohrung der Kurbelwelle untergebracht und durch einen durch entsprechende Schlitze der Welle geführten Bolzen mit der Kupplungsbacke 22 verbunden ist. Wird die Kupplung durch Verschiebung der Klaue 22 nach rechts eingerückt, so erhält der die Fräser tragende Schlitten 9 seinen Antrieb durch Vermittlung des Schneckengetriebes vom Vorgelege aus, während im andern Falle der Antrieb mittels des Rades 15 von Hand erfolgen kann.

Der Werkstückträger 7 (Fig. 2) ruht auf einer Konsole 18, die mittels der Schraubenspindel 10 in senkrechter Richtung verstellt werden kann. Außerdem läßt sich der Werkstückträger mittels der Spindeln 11 und 12 (Fig. 3) noch in wagerechter Ebene in zwei zueinander winkelrechten Richtungen verstellen und um die wagerechte Längsachse mittels der Spindel 13 verdrehen. Dadurch wird eine genaue Einstellung des Werkstückes sowohl hinsichtlich der Form der zu fräsenden Profile, als auch hinsichtlich ihrer Lage in bezug auf die fertige Schaufel ermöglicht. Dem gleichen Zwecke dient die oben erwähnte Drehbarkeit der Fräsersockel 6, 6' um ihre senkrechten Achsen.

Die Einspannvorrichtung des Werkstückträgers 7 besteht' aus zwei übereinander angeordneten Backen 23 und 24 (Fig. 2 und 7), die auf den einander zugekehrten Seiten mit in der Längsrichtung verlaufenden Ausschnitten versehen sind, die sich zu dem Profil des zu bearbeitenden Materialstreifens ergänzen. Die untere Backe 23 steht fest, während die obere, 24, vermöge einer Schlittenführung im Kopf des Werkstückträgers in senkrechter Richtung verschiebbar ist. Sie steht mit einem Kolben 25 (Fig. 4) in Verbindung, der in einem durch einen Bügel auf dem Kopf des Werkstückträgers zu befestigenden Zylinder 27 spielt und wird durch eine Feder gegen das untere Ende der Kolbenstange gedrückt gehalten. In den Zylinderdeckel ist eine mit Handrad versehene Schraubenspindel 28 eingelassen, gegen deren freies Ende der Kolben mit seiner Rückseite gedrückt wird. Die Schraubenspindel läßt sich mittels der Flügelmutter 29 feststellen. Der obere Raum des Zylinders steht durch den Rohrstutzen 30 mit einer Druckluftleitung 31 (Fig. 2) in Verbindung.

Das Einspannen des Werkstückes zwischen den Backen 23, 24 erfolgt entweder von Hand, indem man die Spindel 28 niederschraubt, oder pneumatisch, indem man Druckluft in den Zylinder 27 eintreten läßt. Dies geschieht selbsttätig durch eine weiter unten zu be-

schreibende Steuerung in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung der Fräser, und zwar derart, daß während des Fräsens der Kolben 25 unter Druck gehalten, nach Beendung des Fräsvorganges jedoch entlastet wird, so daß die bewegliche Backe durch ihre Feder zurückgedrängt und dadurch der freiwerdende Materialstreifen vorgeschoben werden kann. Dieser Vorschub kann ebenfalls auf pneumatischem Wege erfolgen. Zu diesem Zwecke ist am Werkstückträger 7 in rückwärtiger Verlängerung der Profilausschnitte der Spannbacken ein rohrartiger Zylinder 32 angebracht, dessen hinteres geschlossenes Ende durch die Leitung 33 mit der Druckluftsteuerung in Verbindung steht. Im Zylinder 32 spielt ein Kolben, der, sobald der Vorschub des Werkstücks ι stattfinden soll, durch den Luftdruck gegen das hintere, in den Zylinder ragende Ende des Werkstückes gedrückt wird. Damit . das letztere nachgeben kann, müssen gleichzeitig, oder besser einen Augenblick vorher, die Einspannbacken in der eben geschilderten Weise geöffnet werden. Begrenzt wird der Vorschub durch den Anschlag 2, dessen Entfernung von den Einspannbacken bzw. den wirksamen Schneidkanten der Fräser durch Verschieben auf einer Schiene 35 der Länge der herzustellenden Schaufeln entsprechend eingestellt werden kann. Die eigentlichen Einspannbacken sind auswechselbar, so daß sie gegen solche mit anderem Durchgängsprofil ausgetauscht werden können. Natürlich kann die Einrichtung auch so getroffen sein, daß die obere Backe feststeht und die untere beweglich ist.

Infolge der Schrägstellung der Fräserachsen ist es möglich, die Frässtelle in die Einspannbacken selbst zu verlegen, so daß nicht nur das mit dem Stangenmaterial unmittelbar zu-. sammenhängende Stück, sondern auch das freie, die demnächst fertig werdende Schaufel bildende Ende fest eingespannt wird (Fig. 6). Da nämlich die von den Fräsern in ihren äußersten Vorschubstellungen beschriebenen Bahnen wegen der Schrägstellung der Achsen nur in der unmittelbaren Nähe der Frässtelle sich zu durchdringen brauchen, um die Ausbildung der gefrästen Profile und die völlige Abtrennung der fertigen Schaufel zu sichern, nicht aber an den von der betreffenden Stelle weiter abliegenden Punkten, ist es möglich, die Einspannbacken an diesen Punkten zwischen die äußersten Bahnen der Fräserkanten durchtreten zu lassen. Nach der Mitte zu können sich die Backen dann wieder nähern, ohne daß eine Störung durch die Fräser zu befürchten wäre.

Diese Ausbildung der Backen wird in einfächer Weise dadurch erreicht, daß man sie durch dieselben Fräser bearbeiten läßt, welche später bei Bearbeitung des Werkstückes benutzt werden Es entstehen dann die in Fig. 6 veranschaulichten Ausfräsungen an den Backen, die den Bahnen der Schneidkanten der Fräser in ihren äußersten Vorschublagen entsprechen. Damit die fertige Schaufel nach dem Abtrennen beim Abheben der oberen Backe frei abfallen kann, dürfen bei der in Fig. 6 dargestellten Ausbildung der Backen die über die Frässtelle hinausreichenden Verlängerungen nur etwa ein Drittel bis die Hälfte der Länge der Schaufeln besitzen. Bei der in Fig. 7 veranschaulichten Ausführungsform kann die Länge dagegen beliebig sein, da hier das Auswerfen der fertigen Schaufel seitwärts erfolgt. Zu diesem Zwecke ist die untere Einspannbacke seitlich mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen.

Die Frässtelle kann sich auch am vorderen Ende der Einspannbacken befinden.

Die den Eintritt der Druckluft in den Einspann- und den Vorschubzylinder regelnde Steuerung 36, die seitlich am Maschinengestell angebracht ist, enthält zwei Kolbenschieber 37, 38 (Fig. 5), die in senkrechten Bohrungen des Steuerungsgehäuses geführt sind und durch zwei auf der Kurbelwelle 14 sitzende Nockenscheiben 41, 42 bewegt werden. Die unteren Erweiterungen 43, 44 der Steuerzylinder stehen durch die Bohrung 45 mit dem Anschlußstutzen für die zum Druckluftbehälter führende Leitung 4.6 (Fig. 2 und 5) und durch die Bohrungen 47, 48 mit dem Innern der hohlen Steuerkolben 37 bzw. 38 in Verbindung. Außer den genannten Erweiterungen sind in den Zylindern noch je zwei Ringnuten 49, 50 bzw. 51, 52 vorgesehen, von denen die erstgenannten mit dem Vorschubzylinder bzw. dem Einspannzylinder, die letzteren mit der Außenluft in Verbindung stehen. Außerdem sind die Steuerkolben noch mit Querbohrungen 53 bzw. 54 und mit Einschnürungen 55 bzw. 56 versehen, die die Verbindung der oberen Ringnuten untereinander sowie der Kolbenlängsbohrungen mit den oberen Ringnuten vermitteln. Im ersteren Falle werden die Zylinder der Vorschub- und Einspannvorrichtung mit der Außenluft, im letzteren Falle, durch Vermittlung des Kanals 45, mit dem Druckluftbehälter in Verbindung gesetzt, und zwar sind durch entsprechende Ausbildung der Steuernocken und Versetzung der Nockenscheiben gegeneinander die Verhältnisse so geregelt, daß während des Fräsens die Verbindung des Einspannzylinders mit dem Druckluftbehälter unterhalten und gleichzeitig der Vorschubzylinder mit der Außenluft verbunden wird, während jeweils nach Beendung der Fräsarbeit der Einspannzylinder für eine bestimmte Zeit mit der Außenluft und der Vorschubzylinder mit dem Druckluftbehälter in

Claims (4)

1. Verbindung gesetzt wird. Diese Stellung der Steuerungsorgane ist in der Zeichnung zur Darstellung gebracht.

   Die Rückwärtsbewegung der beiden Kolbenschieber entgegen der Exzenterwirkung der Steuernocken erfolgt durch den Druck der Preßluft, die die zu diesem Zweck als Differentialkolben ausgebildeten Steuerschieber ständig nach oben zu drücken sucht.

   'Paten τ-Ansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung der Schaufeln und Füllstücke für Dampf- und ähnliche Turbinen aus einem fortlaufenden, der Form der Schaufel o. dgl. entsprechenden Profilstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß durch zwei gegenüberstehende Fräser (3, 4), deren Profile aus je drei Teilen bestehen, aus dem Profilstreifen (1) seitlich gleichzeitig das Kopfende der einen und das Fußende der folgenden oder vorangehenden Schaufel o. dgl. seine fertige Gestalt erhält und die Schaufel selbst durch den mittleren Profilteil der Fräser vom Profilstreifen abgetrennt wird.
2. 2. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräser (3, 4) nacheinander zur Wirkung kommen und die die Abtrennung bewirkende Schneidkante eines der Fräser in der Endlage etwas über die Symmetrieebene des Werkstückes hinausragt.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräser (3, 4) mit ihren Achsen schräg zur Vorschubrichtung des Werkstückes gestellte Kronenfräser sind.
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (23, 24) zum Einspannen des Werkstückes über die Bahnen der Schneidkanten der Fräser hinaus zwischen diese vorspringen, derart, daß die Frässtelle noch innerhalb der Backen liegt und auch das freie Ende des Werkstückes mit eingespannt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.