DE2545565A1 - Vorrichtung zur formung eines tragflaechenprofils - Google Patents

Vorrichtung zur formung eines tragflaechenprofils

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Description

Vorrichtung zur Formung eines Tragflächenprofils
Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine Vorrichtung zur Formung von Tragflächenprofilen und insbesondere eine Vorrichtung zur Formung der Vorder- und/oder Hinterkante eines Tragflächenprofils von der Art, wie es in Turbinen, Kompressoren und ähnlichen Strömungsmaschinen verwendet wird.
Die Vorder- und Hinterkanten von Tragflächenprofilen, die in Gasturbinentriebwerken verwendet werden, wurden bisher durch manuelles Schleifen fertig bearbeitet oder durch andere manuelle Fertigbearbeitungsgänge fertiggestellt. Diese manuellen Fertigbearbeitungsgänge sind verhältnismäßig ungenau und es ist außerordentlich schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, den Krümmungsradius einer Tragflächenprofilkante innerhalb sehr enger Toleranzen zu halten. Da der Betriebswirkungsgrad eines Turbinentriebwerkes verbessert wird, wenn die Vorder- und Hinterkanten ganz genau innerhalb verhältnismäßig enger Toleranzen fertigbearbeitet sind, waren bisher mehr als zwei Stunden erforderlich, um die Vorder- und Hinterkanten einer Turbinenschaufel von Hand zu formen.
Gei.
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Um die Herstellung eines Tragflächenprofils zu beschleunigen, wurden bereits verschiedene Maschinen und Verfahren zur Formung entweder der Vorder- oder Hinterkante oder beider Kanten eines Tragflächenprofils verwendet. Einige dieser bekannten Tragflächenprofil-Fertigungsbearbeitungsmaschinen und Verfahren sind in den US-Patentschriften 2 681 500, 2 680 392 und 2 336 303 beschrieben. In der US-PS 2 680 wird beispielsweise eine Maschine beschrieben, mit der der Kantenabschnitt eines Tragflächenprofils gesenkgeschmiedet wird. Diese Maschine kann jedoch nicht verwendet werden, um entweder die Krümmung oder die Verwindung des Kantenabschnittes des Tragflächenprofils zu kompensieren. Wenn ein Schneid- oder Fräswerkzeug anstatt des Schmiedewerkzeuges bei der bekannten Maschine verwendet wird, könnte das Fräswerkzeug nicht der Kontur der Kante der Schaufel in der Weise folgen, wie es erforderlich ist, um eine genau geformte Schaufel herstellen zu können.
Durch die Erfindung wird eine verbesserte Vorrichtung geschaffen, die verwendet werden kann, um die Vorder- und/oder Hinterkante eines langgestreckten abgeschrägten Tragflächenprofils zu schaffen, welches verwundene und gekrümmte Seitenoberflächen hat. Die Vorrichtung weist ein drehbares Formgebungswerkzeug auf, welches entlang einer in Längsrichtung sich erstreckenden Kante des Tragflächenprofils bewegt wird. Um die in Längsrichtung verlaufende Abschrägung des Tragflächenprofils zu kompensieren, wird der Abstand zwischen dem Formgebungswerkzeug und der Mittelachse des Tragflächenprofils verändert, wenn sich das Formgebungswerkzeug längs der Kante des Tragflächenprofils bewegt. Wenn das Formgebungswerkzeug von einer verhältnismäßig großen Sehnenbreite am Spitzenabschnitt zu einer verhältnismäßig kleinen Sehnenbreite an der Wurzel .des Tragflächenprofils bewegt wird, so wird das Formgebungswerkzeug zur Mittelachse des Tragflächenprofils hin bewegt. Diese nach innen erfolgende Bewegung kann
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dadurch erzielt werden, daß eine in Längsrichtung sich erstreckende Führung verwendet wird, die eine Oberfläche aufweist, welche der gewünschten Bewegung des Formungswerkzeuges relativ zur Mittelachse des Tragflächenprofils entspricht*
Wenn das Tragflächenprofil eine gewölbte oder gekrümmte Form hat, ist es erforderlich, diese gewölbte oder gekrümmte Konfiguration zu kompensieren, wenn das Formungswerkzeug sich entlang des Tragflächenprofils bewegt. Dies kann dadurch erfolgen, daß das Formgebungswerkzeug um eine Achse gedreht wird, die sich senkrecht zu dessen Drehachse erstreckt, um die Drehachse des Formgebungswerkzeuges senkrecht zur gekrümmten Kante des Tragflächenprofils zu halten, wenn das Formungswerkzeug durch einen Arbeitshub hindurch bewegt wird. Die Drehachse des Formungswerkzeuges wird vorzugsweise senkrecht zur Kante des Tragflächenprofils durch eine in Längsrichtung sich erstreckende Führung gehalten, gegen die ein Nachläufer anliegt. Dieser Nachläufer erzeugt eine Schwenkbewegung des Formungswerkzeuges, wenn der Krümmungsbogen der gekrümmten Kante des Tragflächenprofils sich ändert, um die Drehachse des Formungswerkzeuges senkrecht zur Kante des Tragflächenprofils zu halten.
Wenn die Kante eines Tragflächenprofils geformt werden soll, welches verwundene Seitenoberflächen aufweist, ist es erforderlich, die Verwindung der Seitenoberflächen dadurch zu kompensieren, daß eine relative Bewegung zwischen dem Tragflächenprofil und dem Formungswerkzeug in einer Richtung quer zur Kante des Tragflächenprofils durchgeführt wird. Dies kann dadurch erzielt werden, daß das Tragflächenprofil um seine mittlere Längsachse gedreht wird. Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das Tragflächenprofil um seine Mittelachse durch einen Drehmomenterzeuger gedreht, der eine Seitenoberfläche des Tragflächenprofils gegen eine Einstell-
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Oberfläche drückt. Die Einstelloberfläche wird längs des Tragflächenprofils zusammen mit dem Formungswerkzeug bewegt und stellt das Formungswerkzeug relativ zur Kante des Tragflächenprofils ein.
Zur Kompensation der Verwindung wird die Einstelloberfläche in vorteilhafter Weise quer zur in Längsrichtung verlaufenden Mittelachse des Tragflächenprofils bewegt, wenn das Tragflächenprofil um seine Mittelachse gedreht wird. Dies erleichtert die Einstellung des Formungswerkzeuges in die gewünschte Beziehung gegenüber der Kante des Tragflächenprofils. Diese Bewegung der Einstelloberfläche kann dadurch erzeugt werden, daß eine in Längsrichtung sich erstreckende Führung verwendet wird, die mit einem Nachläufer zusammenarbeitet, um eine Bewegung des Formungswerkzeuges und der Einstelloberfläche zur Mittelachse des Tragflächenprofils hin und von dieser fort zu erzeugen.
Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Formung der Vorder- und Hinterkante eines konisch verlaufenden Tragflächenprofils , welches verwundene und gebogene oder gekrümmte Seitenoberflächen aufweist. Um die Abschrägung zu kompensieren, wird ein drehbares Formungswerkzeug nach innen zur Längsachse des Tragflächenprofils bewegt, wenn das Werkzeug durch einen Arbeitshub längs der Kante des Tragflächenprofils bewegt wird. Um die gebogene oder gekrümmte Form der Seitenoberflächen zu kompensieren, wird das Formungswerkzeug derart verdreht, daß dessen Drehachse senkrecht zu einer gekrümmten Kante gehalten wird, die von dem Werkzeug geformt wird. Um die Verwindung zu kompensieren, wird das Tragflächenprofil um seine Mittelachse gedreht, wodurch eine Seitenoberfläche des Tragflächenprofils in Anlage gegen eine Einstellrolle gehalten werden kann, die neben dem Kantenformungswerkzeug angeordnet ist. Die Einstell-
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rolle wälzt sich längs der Seitenoberfläche des Tragflächenprofils ab, um die Kante des Tragflächenprofils und das Formgebungswerkzeug relativ zueinander einzustellen, wenn das Formgebungswerkzeug längs der verwundenen Kante bewegt wird.
Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Tragflächenprofils, welches in Längsrichtung konisch geformt ist,
Fig. 2 eine längs der Linie 2-2 der Fig. 1 gesehene Seitenansicht, welche die gekrümmte und verwundene Form der Seitenoberflächen des Tragflächenprofils zeigt,
Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer Kante des in Fig. 1 und 2 dargestellten Tragflächenprofils,
Fig. 4 eine Ansicht einer Tragflächenprofil-Fräsmaschine, die erfindungsgemäß ausgebildet ist,
Fig. 5 eine Seitenansicht, gesehen längs der Linie 5~5 der Fig. 4, bei der die Beziehungen zwischen einem Formgebungswerkzeug und mehreren in Längsrichtung sich erstreckenden Führungen dargestellt sind, welche eine Bewegung des FormungsWerkzeuges in der Weise hervorrufen, daß die konische> die gebogene und die verwundene Form des Tragflächenprofils kompensiert wird,
Fig. 6 eine Draufsicht, gesehen längs der Linie 6-6 der Fig. 5, die den Aufbau der Tragflächen-Fräsmaschine darstellt,
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Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht, in der die Beziehungen zwischen einem Fräswerkzeug und der Vorderkante des Tragflächenprofils, die durch das Fräswerkzeug geformt wird, dargestellt werden und
Fig. 8 eine Teilansicht ähnlich wie Fig 7 in etwas kleinerem Maßstab, welche die Beziehung zwischen dem Fräswerkzeug und der Hinterkante einer Turbinenschaufel, die geformt wird, darstellt.
Ein Tragflächenprofil 10 ist in Fig. 1 dargestellt und weist eine Vorderkante 12 und eine Hinterkante 14 auf. Die Kanten 12 und 14 erstrecken sich zwischen einem relativ breiten Spitzenendenabschnitt 16 und einem schmalen Wurzelendenabschnitt 18 des Tragflächenprofils. Sowohl die Vorder- als auch die Hinterkante 12 und 14 des Tragflächenprofils haben eine gekrümmte Konfiguration. Die Hinterkante 14 ist von einer gerade verlaufenden Achse 22 aus (Fig. 2), die sich zwischen den Spitzen- und Wurzelendabschnitten 16 und 18 erstreckt, nach außen bogenförmig gekrümmt. Die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 weist eine gekrümmte Form auf, die der Form der Hinterkante 14 entspricht.
Die Seitenoberflächen 26 und 28 des Tragflächenprofils 10 sind verwunden (Fig. 2). Eine Achse 32 an der Spitze des Tragflächenprofils 10 erstreckt sich senkrecht zur Vorder- und Hinterkante 12 und 14 des Tragflächenprofils. Die Achse 32 ist um einen Winkel gegenüber einer Achse 34 versetzt, die sich senkrecht zur Vorder- und Hinterkante 12 und 14 des Tragflächenprofils an der Wurzel 18 des Tragflächenprofils erstreckt. Die Größe des Winkels, um die die Achsen 32 und 34 relativ zueinander versetzt werden, wird durch die Größe der Verwindung der Seitenoberflächen 26 und 28 des Tragflächenprofils um eine in Längsrichtung sich erstreckende Mittelachse 38 (Fig. 1) des Tragflächenprofils 10 bestimmt.
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mm *7 ·»
Die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 weist eine gleichmäßig gekrümmte Querschnittsform auf (Fig. 3). Die Vorderkante 12 weist eine gekrümmte äußere Oberfläche 42 auf, die tangential glatt in die konkave Seitenoberfläche 26 übergeht. Der Schnitt zwischen der gekrümmten äußeren Oberfläche 42 und der konvexen Seitenoberfläche 28 ist etwas diskontinuierlich. Die Erzielung eines glatten Überganges zwischen der konkaven Seitenoberfläche 26 und der gekrümmten Oberfläche der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 ist von Bedeutung, falls eine Turbine, in der das Tragflächenprofil verwendet wird, optimale Betriebscharakteristiken erzielen soll. Die geringe Unstetigkeit oder Diskontinuität zwischen der Vorderkantenoberfläche 22 und der konvexen Seitenoberfläche 28 hat nur einen geringen oder keinen Einfluß auf die Betriebscharakteristiken einer Turbine, bei der die tragflächenprofilförmige Schaufel 10 verwendet wird.
Gemäß der Erfindung wird eine Tragflächenprofil-Präsmaschine 50 (Fig. 4) verwendet, um die Vorder- und Hinterkante 12 und 14 des Tragflächenprofils 10 zu formen. Bisher wurden die Vorder- und Hinterkanten von verhältnismäßig langen Tragflächenprofilen durch Handarbeit geformt. Die Formung der Vorder- und Hinterkante einer bekannten relativ langen Turbinenschaufel erfordert etwa zwei Stunden sorgfältiger Handarbeit. Durch Verwendung der Fräsmaschine 50 können die Vorder- und Hinterkante einer entsprechenden Turbinenschaufel in etwa 12 Minuten geformt werden. Zusätzlich ist die Fräsmaschine 50 in der Lage, die Vorder- und Hinterkante einer Turbinenschaufel mit geringeren Toleranzen zu formen als sie durch Handarbeit erzielt werden können. Es ist bekannt, daß die Betriebscharakteristiken einer Turbine wesentlich dadurch verbessert werden können, daß die Genauigkeit gesteigert wird, mit der die Vorder- und Hinterkante einer Turbinenschaufel geformt wird.
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Die Tragflächenprofil-Fräsmaschine 50 weist ein Formungsoder Fräswerkzeug 5*1 auf, welches mehrere, radial nach außen sich erstreckende Schneidzähne 56 aufweist, die kreisförmig an einem Körperabschnitt des Fräswerkzeuges angeordnet sind. Wenn das Formungswerkzeug 51J durch einen Arbeitshub längs einer Bahn hindurchbewegt wird, die sich zwischen der Spitze und der Wurzel 16 und 18 der Turbinenschaufel 10 erstreckt, arbeitet eine senkrechte oder abgeschrägte Steuerung oder Führung 60 mit einem Nachläufer 62 (Fig. 4 und 5) zusammen, damit das Formungswerkseug 51J derart bewegt wird, daß die Längsabschrägung des Tragflächenprofils 10 kompensiert oder abgeglichen wird. Die Führung weist eine Länge auf, die etwas größer ist als die Länge der Tragflächenprofilkante 12. Die Führung 60 ist derart geformt, daß das Formungswerkzeug 5^ senkrecht mit der Abschrägung der Längskante 12 relativ zur horizontalen Mittelachse 38 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird.
Wenn das Formungswerkzeug 5^ längs der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird, arbeitet eine in Längsrichtung sich erstreckende Bogen- oder Krümmungsführung 66 mit einem Nachläufer 68 (Fig. 5 und 6) zusammen, damit das Formungswerkzeug 5^ um eine senkrechte Achse 72 (Fig. 5) verschwenkt wird, die eine horizontale Drehachse 7^ des Formungswerkzeuges schneidet. Die Führung 66 ist länger als das Tragflächenprofil 10 und weist eine derartige Konfiguration auf, daß das Formungswerkzeug 5^ um die senkrechte Achse 72 verschwenkt wird, damit die Drehachse 7^ des Formungswerkzeugs senkrecht zur gekrümmten Vorderkante 12 der Turbinenschaufel 10 gehalten wird. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, in der das Formungswerkzeug 5^ gestrichelt neben dem Spitzenende 16 der Turbinenschaufel 10 dargestellt ist und in ausgezogenen Linien neben dem Wurzelende 18 der Turbinenschaufel. Wenn sich das Formungswerkzeug zwischen der Spitze und der Wurzel des Tragflächenprofils
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bewegt, wird die Drehachse lK des Formungswerkzeugs 54 in senkrechter Lage gegenüber einer Mittelachse der gebogenen Vorderkante 12 gehalten.
Das Pormungswerkzeug 54 wird mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl mittels eines Antriebsmotors 76 (Fig. 5) gedreht, der mit dem Formungswerkzeug 54 über einen Werkzeugsupport und ein Antriebsfutter 77 verbunden ist. Wenn die Drehachse 74, um die sich das Formungswerkzeug oder der Schneidkopf 54 dreht, nicht in einer senkrechten Lage gegenüber der gebogenen Mittelachse der Vorderkante 12 in der schematisch in Fig. 2 dargestellten Weise gehalten wird, so würde die kreisförmige Anordnung der im allgemeinen radial sich erstreckenden Zähne 56 des sich drehenden Formungswerkzeugs 54 Einkerbungen oder Einkehlungen in dem Tragflächenprofil IO erzeugen. Die sich daraus ergebenden Diskontinuitäten in der Kante der Schaufel würden die Betriebscharakteristiken jeder Maschine beeinträchtigen, bei der die Schaufel verwendet wird.
Da die Seitenoberflächen 26 und 28 des Tragflächenprofils um die Mittelachse 38 verwunden sind, ist es erforderlich, das Tragflächenprofil um seine horizontale Achse zu drehen, damit die Kante 12 des Tragflächenprofils 10 in der gewünschten Arbeitsausrichtung gehalten werden kann, wie sie in Fig. gezeigt ist. Wenn sich das Tragflächenprofil 10 in der gewüsnchten Bearbeitungsausrichtung befindet, ist die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 relativ zum Formungswerkzeug 54 zentriert (Fig. 7) und die senkrechte Achse 72 erstreckt sich durch die Mitte des Abschnittes der Vorderkante 12, der in Eingriff mit dem Formungswerkzeug steht. Um die Drehung des Tragflächenprofils 10 um seine Mittelachse 38 zu erleichtern, ist der Spitzenabschnitt 16 des Tragflächenprofils 10 in einem drehbaren Reibstock 80 montiert und das Wurzelende I8des Tragflächenprofils wird von
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einem drehbaren Spindelstock 82 erfaßt. Ein Druckmittelmotor 84 ist mit dem Spindelstock 82 verbunden und beaufschlagt kontinuierlich den Spindelstock, damit das Tragflächenprofil um seine horizontale Mittelachse 38 in der Richtung des Pfeiles 86 in Fig. 4 gedreht wird.
Die kontinuierliche Vorspannungskraft, die auf den Spindelstock 82 durch den Motor 84 aufgebracht wird, drückt die konkave Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils gegen eine kreisförmige Einstelloberfläche 90 (Fig. 7) an einer drehbaren Rolle 92 an. Die Rolle 92 ist drehbar um eine senkrechte Achse montiert, die parallel zu und im Abstand von der Achse 72 angeordnet ist. Die kreisförmige äußere Oberfläche 90 der Rolle 92 liegt gegen die Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 unmittelbar unterhalb des Formungswerkzeugs 54 an. Eine Abwälzkontaktlinie der Einstelloberfläche 90 mit der Tragflächenoberfläche ist immer in einer ebenen Fläche angeordnet, die die Achsen 72 und enthält.
Ein Nachläufer 94 (Fig. 5 und 6) liegt gegen eine Verwindungsführung 96 an, um eine Horizontalbewegung eines Transporttisches 98 zu erzielen, damit die Einstellrolle 92 derart angeordnet werden kann, daß die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 immer relativ zum Formungswerkzeug 54 zentriert ist, wenn das Formungswerkzeug entlang der Vorderkante bewegt wird. Die Führung 96 weist, wie die Führungen und 66, eine Länge auf, die größer ist als die Länge des Tragflächenprofils 10.
Wenn die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 zu einer gewünschten Querschnittsform bearbeitet v/erden soll, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Spitzenende 16 des Tragflächenprofils 10 in den Reibstock 80 eingespannt, während das Wurzelende 18 des Tragflächenprofils 10 vom
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Spindelstock 82 getragen wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Schneidwerkzeug 54 axial im Abstand vom Spitzende 16 des Tragflächenprofils, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 wird dann manuell in eine ausgefluchtete Lage gegenüber dem Schneidwerkzeug 54 bewegt, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Wenn das Schneidwerkzeug 54 gegenüber der Vorderkante 12 ausgefluchtet ist, ist die konkave Oberfläche 26 des Tragflächenprofils IO gegen die Rolle 52 unter der Einwirkung des Motors 84 gedrückt. Die Rolle 92 zentriert das Tragflächenprofil relativ zum Formungswerkzeug 54 derart, daß der axial innere Zahnsatz 88 am Schneidwerkzeug 54 sich in eine glatte tangentiale Anlage gegen die konkave Oberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 erstreckt. Ein äußerer Zahnsatz 90 am Formungswerkzeug 54 liegt gegen die konvexe Seitenoberfläche 28 des Tragflächenprofils 10 an. Die Vorderkante 12 kann dann zu einer glatten gekrümmten Konfiguration, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, durch die Profile der Teile der Schneidzähne geformt werden, die sich zwischen den inneren und äußeren Zahnsätzen 88 und 90 erstrecken.
Die Führung 96 ist derart geformt, daß eine horizontale Bewegung des Nachläufers 94 und der Rolle 92 erzeugt wird, damit das Schneidwerkzeug 54 relativ zur verwundenen Kante 12 des Tragflächenprofils 10 zentriert gehalten werden kann, wenn das Schneidwerkzeug längs der Kante 12 bewegt wird. Der Nachläufer 94 ist an einem Transport tisch 98 (Fig. 5) montiert. Der Transporttisch 98 wird längs einer horizontalen Bahn zur horizontalen Mittelachse 38 des Tragflächenprofils 10 hin und von dieser fort hin und her bewegt und zwar durch die Zusammenwirkung der Führung 96 und des Nachläufers 94, wenn das Formungswerkzeug 54 über einen Arbeitshub entlang der Kante 12 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird. Wenn sich das Formungswerkzeug 54 durch einen Arbeitshub bewegt,
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rollt die Einstellrolle 92 längs der Oberfläche 26 des Tragflächenprofils 10. Dabei wird der Nachläufer 94 dauernd gegen die Führung 96 durch einen Arbeitszylinder 100 gedrückt, der mit dem Transporttisch 98 und einer Gleitführung 102 verbunden ist.
Wenn das Formungswerkzeug 54 durch einen Arbeitshub längs der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird, arbeitet die senkrechte oder abgeschrägte Führung 60 mit dem Nachläufer 62 zusammen, um die Gleitführung 102 (Fig. 5) zu betätigen, damit der Transporttisch 98 in senkrechter Richtung eingestellt wird. Die Gleitführung 102 weist senkrechte Ständer 103 auf, an denen ein Transporttischführungsabschnitt 104 der Gleitführung gleitbar mittels Längsführungslagern 106 geführt wird, wobei dieser Abschnitt 104 durch die Schwerkraft gegen die Führung 60 anliegt. Dadurch wird der Nachläufer 62 dauernd gegen die senkrechte oder abgeschrägte Führung 60 gepreßt und die senkrechte Einstellung des Transporttisches 98 und des Formungswerkzeuges 54 wird durch die abgeschrägte Führung 60 gesteuert. Zwei Arbeitskolben, die nicht dargestellt sind, jedoch ähnlich aufgebaut sind wie der Arbeitskolben 100, sind zwischen dem Transporttischführungsabschnitt 104 und der abgeschrägten Führung 60 angeordnet und heben auf einen Befehl die Baugruppe an und lösen das Formungswerkzeug 54 beim Rückhub.
Zu dieser Zeit ist das Formungswerkzeug 54 derart eingestellt, daß die horizontale Drehachse 74 des Formungswerkzeuges 54 sich senkrecht zu einer Mittellängsachse der gewölbten Kante 12 des Tragflächenprofils 10 erstreckt und zwar durch die Zusammenwirkung von Nachläufer 68 und Führung 66. Der Nachläufer 68 wird dauernd gegen die Führung 66 durch einen Arbeitszylinder 110 (Fig. 6) gedrückt, der an einer nach oben sich erstreckenden Halterung 112 montiert ist, welche mit dem Werkzeugkopf verbunden ist. Eine Werkzeughalterungs-
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konsole 114 (Fig. 5) ist bei 116 drehbar mit dem Abschnitt 112 verbunden und kann sich um die senkrechte Achse 72 drehen. Der Antriebsmotor JS ist an der Konsole 114 montiert und bewegt sich mit der Konsole, wenn das Pormungswerkzeug 54 um die Achse 72 gedreht wird. Eine Betätigungsstange 118 erstreckt sich durch den Arbeitszylinder 110 und ist an einem Ende mit dem Nachläufer 68 verbunden. Das andere Ende der Betätigungsstange 118 ist drehbar mit einem nach außen sich erstreckenden Arm 120 an der Konsole 114 verbunden (Pig. 5 und 6). Die Betätigungsstange 118 ist mit einem Kolben 110 verbunden und ist in ihrer Lage durch eine Einspannvorrichtung 122 festgehalten, so daß die auf den Kolben einwirkende Druckluft dauernd den Nachläufer 68 gegen die Führung 66 drückt.
Wenn das Formungswerkzeug 54 mit der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 in der Weise ausgefluchtet ist, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wird ein Antriebsmotor 123 (Fig. 4) eingeschaltet, um die in Längsrichtung sich erstreckende Spindel 124 (Fig. 5) zu drehen, welche die Gleitführung 102 längs horizontaler Schienen 125 und 126 bewegt, die neben einer Basis 128 angeordnet sind. Wenn die Gleitführung 102 entlang der Längsschienen 125 und 126 bewegt wird, so bewegt sich das Formungswerkzeug 54 entlang einer in Längsrichtung zur Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 sich erstreckende Bahn. Wenn sich das Formungswerkzeug 54 entlang dieser Bahn durch einen Arbeitshub bewegt, arbeiten die abgeschrägte Führung 60 und der Nachläufer 62 mit der Gleitführung 102 zusammen, um den Transporttisch 98' in senkrechter Richtung zu bewegen, um die Längsabschrägung des Tragflächenprofils 10 zu kompensieren. Obwohl der Arbeitshub in jeder Richtung durchgeführt werden kann, verläuft der Arbeitshub vom relativ breiten Spitzenendenabschnitt 16 des Tragflächenprofils 10 zum relativ schmalen Wurzelendenabschnitt 18 des Tragflächenprofils hin. Deshalb neigt sich die Führung 60 nach unten, so daß das Schneidwerkzeug 54 nach innen zur Mittel-
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achse 38 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird, wenn das Schneidwerkzeug 54 sich entlang der Vorderkante 12 bewegt.
Gleichzeitig mit dieser senkrechten Bewegung des Schneidwerkzeuges 54 zur Kompensation der abgeschrägten Form des Tragflächenprofils 10 wird das Schneidwerkzeug 54 um die senkrechte Achse 72 unter dem Einfluß des Nachläufers 66 verschwenkt, damit die Drehachse 74 des Schneidwerkzeuges senkrecht zu einer gekrümmten Mittelachse der gebogenen Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 gehalten werden kann. Wenn das Schneidwerkzeug 54 durch einen Arbeitshub längs der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird, bewegt die Führung 66 den Nachläufer 68, um die Halterungskonsole 114 für das Formungswerkzeug und den Motor um die Schwenklagerung II6 zu verdrehen, die koaxial zur senkrechten Achse 72 verläuft. Die Führung 66 weist eine derartige Form auf, daß die horizontale Drehachse 7** des Formungswerkzeuges 54 senkrecht zur gekrümmten zentralen Längsachse der Vorderkante 12 gehalten wird. Es sei bemerkt, daß die Führungen 66 und 96 eine ausreichende senkrechte Abmessung haben, um senkrechte Bewegungen der zugeordneten Nachläufer 68 und 94 bei einer Bewegung des Transporttisches 98 unter der Einwirkung der abgeschrägten Führung 60 aufnehmen zu können.
Während der Schwenkbewegung des Formungswerkzeuges 54 um die senkrechte Achse 72 unter dem Einfluß der Führung 66 und der Bewegung des Formungswerkzeuges 54 unter dem Einfluß der Führung 60 wird das Formungswerkzeug zusammen mit der Einstellrolle 92 nach innen und außen bewegt. Diese Bewegung des Formungswerkzeuges 54 und der Einstellrolle 92 unter der Einwirkung der Führung 96 erfolgt-längs einer horizontalen Bahn in einer Richtung senkrecht zur Achse Dadurch wird die Einstellrolle 92 bewegt, um die verwundene Form des Tragflächenprofils 10 zu kompensieren.
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Wenn die Einstellrolle 92 unter der Einwirkung der Führung 96 nach innen und außen bewegt wird, ist der Motor 84 dauernd bestrebt, das Tragflächenprofil 10 um seine horizontale Mittelachse 38 zu drehen, damit die konkave Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 gegen die Einstellrolle 92 gedrückt wird. Dies hält die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 in einer zentrierten Lage gegenüber den beiden Zahnsätzen 88 und 99 am Schneidwerkzeug 50 (Fig. 7), wenn das Schneidwerkzeug durch einen Arbeitshub entlang der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 bewegt wird. Während des Arbeitshubes wälzt sich die Einstellrolle 92 längs der Seitenoberfläche des Tragflächenprofils 10 ab, um die gewünschte räumliche Beziehung zwischen dem Formungswerkzeug 54 und dem Tragflächenprofil 10 aufrechtzuerhalten. Das Formungswerkzeug 54 und die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 werden in Querrichtungrelativ zueinander durch die Einstellrolle 92 eingestellt, die sich längs der konkaven Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 abwälzt.
Nachdem die Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 in die gewünschte Form durch einen einzigen Arbeitshub des Schneidwerkzeugs 54 in der vorher beschriebenen Weise gebracht ist, wird die hintere Kante 14 des Tragflächenprofils 10 in die gewünschte Form gebracht. Um die BetriebsCharakteristiken eines Gasturbinentriebwerkes, bei dem das Tragflächenprofil 10 verwendet wird, zu verbessern, ist es erforderlich, eine extrem glatte Schnittlinie zwischen der konkaven Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 und der abgerundeten Oberfläche auszubilden, die die Außenseite der Hinterkante begrenzt. Es ist deshalb erforderlich, die Hinterkante 14 des Tragflächenprofils 10 relativ zum Formungswerkzeug dadurch zu zentrieren, daß die konkave Seitenoberfläche 26 des Tragflächenprofils gegen die Einstellrolle 92 neben der Hinterkante 14 des Tragflächenprofils 10 zur Anlage gebracht wird.
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Um die Hinterkante 14 relativ zu dem Formungswerkzeug 54 a (Fig. 8) für die Hinterkante zu zentrieren, ist die Einstellrolle 92 an einem Arm 136 montiert, der sich von der Halterungskonsole 114 aus nach außen erstreckt. Das Formungswerkzeug 54a für die Hinterkante weist zwei kreisförmige Reihen 88a und 90a von im allgemeinen radial sich erstreckenden Schneidzähnen auf. Da die Einstellrolle 92 außerhalb der konkaven Oberfläche 26 des Tragflächenprofils 10 angeordnet ist, muß die Arbeitsrichtung des Motors 84 umgekehrt werden, so daß der Motor das Tragflächenprofil 10 um die horizontale Mittelachse 38 in Richtung des Pfeiles1138 in Fig. 4 dreht. Danach drückt der Motor 84 die konkave Seitenoberfläche 86 des Tragflächenprofils 10 bei der Betrachtung der Fig. 8 nach links gegen die kreisförmige äußere Oberfläche der Rolle 92.
Die senkrechte Führung 60, die Krümmungsführung 66 und die Verwindungsführung 96 werden durch entsprechende Führungen ersetzt, die der Konfiguration der Hinterkante 14 des Tragflächenprofils 10 entsprechen. Die Fräsmaschine· 50 wird dann in der im Zusammenhang mit der Formung der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 beschriebenen Weise in Betrieb gesetzt, um die Hinterkante 14 des Tragflächenprofils 10 zu formen. Es sei bemerkt, daß während der Formung der Hinterkante 14 des Tragflächenprofils die Führungen 60, 66 und 96 mit den Nachläufern 62, 68 und 94 in der gleichen Weise zusammenarbeiten, wie es vorher in Verbindung mit der Formung der Vorderkante 12 des Tragflächenprofils 10 beschrieben wurde. Der Motor 84 ist jedoch bestrebt,das Tragflächenprofil in der entgegengesetzten Richtung um die Mittelachse 38 zu drehen, um dadurch die konkave Oberfläche 26 des Tragflächenprofils gegen die Einstellrolle 92 zu drücken, die nunmehr an der Außenseite des Tragflächenprofils 10 angeordnet ist, wie es Fig. 8 zeigt.
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Obwohl das beschriebene Formungswerkzeug 5** unter dem Einfluß der Führungen 60, 66 und 96 bewegt wird, um die abgeschrägte, die gekrümmte und die verwundene Form des Tragflächenprofils 10 zu kompensieren, ist vorgesehen, daß das Formungswerkzeug unter dem Einfluß anderer bekannter Vorrichtungen bewegt werden kann. Beispielsweise ist vorgesehen, daß numerische Steuerungen verwendet werden können, um die Bewegung des Formungswerkzeuges unter dem Einfluß von verschiedenen Servomotoren gemäß einem vorbestimmten Programm durchzuführen. Obwohl das. Formungswerkzeug 5^ als ein * um eine Welle drehbarer Fräser beschrieben wurde, sei bemerkt, daß auch andere bekannte Formungswerkzeuge verwendet werden können, falls dies gewünscht ist. Die Tragflächenprofil-Fräsmaschine 50 ist in der Lage, ein Tragflächenprofil 10 zu formen, welches eine abgeschrägte, gekrümmte und verwundene Form hat. Es ist vorgesehen, daß die Tragflächenprofil-Fräsmaschine auch verwendet werden kann, um die Kanten eines Tragflächenprofils zu formen, welche lediglich eine oder zwei dieser Konfigurationen aufweist. Beispielsweise kann die Tragflächenprofil-Fräsmaschine verwendet werden, um die Vorder- und Hinterkanten eines Tragflächenprofils zu formen, welches eine gewundene und abgeschrägte Form hat oder dazu, die Vorder- und Hinterkanten eines Tragflächenprofils zu formen, welches eine gekrümmte Form hat.
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Claims (2)

  1. Patent ansprüche
    *—Λ
    1.1 Vorrichtung zur Formung eines Tragflächenprofils, dadurch
    — gekennzeichnet, daß diese ein Formungswerkzeug zur Formung wenigstens einer der sich längs erstreckenden Kantenabschnitte, die sich zwischen den versetzten Wurzel- und Spitzenabschnitten eines Tragflächenprofils erstrecken, welches verwundene Seitenoberflächen hat, aufweist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen das Formungswerkzeug längs einer in Längsrichtung sich erstreckenden Bahn neben dem Tragflächenprofil bewegt wird, daß diese-Bahn eine Länge aufweist, die wenigstens im wesentlichen so groß ist wie der Abstand zwischen der Wurzel und der Spitze des Tragflächenprofils, daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen das Tragflächenprofil um eine in Längsrichtung sich erstreckende Achse gedreht wird, welche zwischen den in Längsrichtung sich erstreckenden Kanten angeordnet ist, um die eine in Längsrichtung sich erstreckende Kante des Tragflächenprofils und das Formungswerkzeug in Eingriff zu halten, wenn das Formungswerkzeug sich entlang der in Längsrichtung sich erstreckenden Bahn bewegt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragflächenprofil eine derart abgeschrägte Form hat, daß der Abstand zwischen den in Längsrichtung sich erstreckenden Kanten am Wurzelabschnitt des Tragflächenprofils anders ist als am Spitzenabschnitt des Tragflächenprofils, daß die Vorrichtung weiterhin Einrichtungen aufweist, mit denen der Abstand zwischen dem Formungswerkzeug und der Längsachse des Tragflächenprofils geändert wird, wenn das Formungswerkzeug sich längs der in Längsrichtung sich erstreckenden Bahn bewegt, um eine Kompensation für die konische Form des Tragflächenprofils zu schaffen.
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    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine in Längsrichtung sich erstreckende Kante des Tragflächenprofils eine gebogene oder gekrümmte Form hat, daß die Vorrichtung weiterhin Einrichtungen aufweist, mit denen das Formungswerkzeug drehbar um seine Mittelachse gedreht werden kann, wenn das Formungswerkzeug längs der in Längsrichtung sich erstreckenden Bahn bewegt wird und daß Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Mittelachse des Formungswerkzeuges senkrecht zu einer gekrümmten Mittelachse der einen Kante des Tragflächenprofils gehalten wird, wenn das Formungswerkzeug sich entlang der in Längsrichtung sich erstreckenden Bahn bewegt.
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