DE2852054A1

DE2852054A1 - Schmiedevorrichtung

Info

Publication number: DE2852054A1
Application number: DE19782852054
Authority: DE
Inventors: Ralph Bromley Bogard; Bryant Harding Walker
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1979-06-28
Also published as: CA1090170A; IL56118A; JPS5492551A; NO148511C; CH634763A5; AR216827A1; ZA786993B; FR2411651A1; DK155783C; DK155783B; GB2010154A; DK560678A; US4150557A; BE872539A; ES475818A1; JPS632695B2; SE440196B; NL185067C; FR2411651B1; IT7830806A0

Description

Schiniedevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen einer Scheibe mit integralen Schaufeln, die mehrere Schaufelgesenke oder -matrizen um eine radiale Öffnung zwischen einem Ober- und einem Untergesenk enthält, so daß das Ober- und das Untergesenk einen vorgeformten Scheibenrohling weiter zu einer fertigen Scheibe und nach außen in die Schaufelgesenke pressen können. Eine Vorrichtung zum Herstellen einer Scheibe mit angeformten Schaufeln ist aus den US-PSen 3 122 823 und 4 051 708 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch keine Einrichtungen, mittels welchen die Schaufelgesenke nach dem Fertigformen radial nach außen bewegbar sind, um jegliche mechanische Störung zwischen den geschmie-

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deten Schaufeln und den Schaufelgesenken während der Abkühlungsperiode infolge der thermischen Kontraktion des Gesenks und des Schmiedestücks zu verhindern. Aus der US-PS 4 040 161 ist ein gesondertes Werkzeug bekannt, welches Kranzschaufelgesenke radial nach außen bewegen kann.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Formen einer Scheibe mit integralen Schaufeln, bei welcher die Schaufelgesenke vor der Abkühlungsperiode radial nach außen- bewegbar sind.

Bei der Schmiedevorrichtung nach der Erfindung sind das Obergesenk und das Untergesenk mit Ringteilen mit keilförmigem Querschnitt versehen, die in Richtung auf einander und gegen eine ringförmige, geneigte Nockenfläche an der Oberseite und an der Unterseite eines Ringes von Schaufelgesenken gedrückt werden können, um diese von den geformten Schaufeln weg radial nach außen zu drücken.

Die Schmiedevorrichtung nach der Erfindung hat Steuereinrichtungen, die unabhängig von den Ausstoßstiften mit Betätigungsstangen in Berührung bringbar sind, welche an jedem Ringteil mit keilförmigem Querschnitt befestigt sind.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in einer Seitenan— ■ sieht und teilweise im Schnitt einen Teil einer Schmiedevorrichtung, in der das vorgeformte Teil in die fertige Gestalt' einer Scheibe mit Schaufeln gepresst worden ist, wobei Ringteile mit keilförmigem Querschnitt so angeordnet sind, daß sie axial auf einander zubewegt werden können, um die Schaufelgesenke oder -matrizen radial nach außen zu drücken.

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Gemäß der Figur enthält die Schmiedevorrichtung einen Pressentisch 1, auf welchem ein Untergesenk 4 befestigt ist, und einen Pressenstößel 2, an welchem ein Obergesenk 3 befestigt ist. Das Untergesenk 4 hat eine ebene untere Fläche, während seine obere Fläche einen nach oben vorstehenden Mittelteil 5 mit einer zylindrischen Außenfläche 6 hat. Der Mittelteil 5 hat in seinem vorstehenden Ende A ein Profil, welches der Endgestalt einer Seite einer fertigen Scheibe entspricht. Das Obergesenk 3 hat eine Ausnehmung 37 in seiner oberen Fläche, deren Zweck im folgenden erläutert wird, während seine untere Fläche einen nach unten vorstehenden Mittelteil 7 mit einer zylindrischen Außenfläche 8 hat. Die zylindrischen Außenflächen 6 und 8 liegen axial in einer Linie und haben von der Mitte des Obergesenks 3 und des Untergesenks 4 aus denselben Radius. Der Mittelteil 7 hat in seinem vorstehenden Ende' B ein Profil, welches der Endgestalt der anderen Seite einer fertigen Scheibe entspricht.

Um die zylindrische Außenfläche 6 herum ist ein Ringteil 9 · angeordnet, das einen keilförmigen Querschnitt hat, wobei die schräge Fläche 12 desselben in Abwärtsrichtung an dem Ringteil 9 nach außen konisch ist. Das Ringteil 9 ist auf der Außenfläche 6 verschiebbar. Um die zylindrische Außenfläche 8 ist ein Ringteil 10 angeordnet, das einen keilförmigen Querschnitt hat, wobei die schräge Fläche 14 desselben in Aufwärtsrichtung an dem Ringteil 10 nach außen konisch ist. Das Ringteil 10 ist auf der Außenfläche 8 verschiebbar! Ein ringförmiger Flansch 11 steht von dem Untergesenk 4 neben dem Ringteil· 9 nach oben vor und bildet eine untere Halteeinrichtung für eine zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken 60, die durch zwei Drähte 13 und 15. zusammengehalten werden, welche in Nuten befestigt sind, die an

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dem oberen Ende und an dem unteren Ende der äußeren Fläche derselben angeordnet sind.

Das Obergesenlc 3 ist in seiner untersten Position dargestellt, da das vorgeformte Teil bereits in die Endgestalt einer Scheibe mit Schaufeln gepreßt worden ist. Die strichpunktierte Linie C zeigt eine obere Linie des vorgeformten Teils, bevor das Obergesenk und das Untergesenk in die in der Figur dargestellten Positionen gebracht wurden, in welchen in der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken 60 die Schaufelhohlräume 17 der Schaufelgesenke 60 gefüllt sind, um .den Schaufeln ihre Endgestalt zu geben.

Die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken 60 ist auf dem ringförmigen Flansch 11 angeordnet, wobei die obere und die untere Innenfläche oberhalb bzw. unterhalb der Schaufelhohlräume 17 an den zylindrischen Flächen 8 bzw. 6 anliegen. Die Schaufelgesenke 60 sind an den Stellen 16 und 18 in dem obersten bzw. untersten Teil, von dem aus sie die zylindrischen Flächen 8 bzw. 6 berühren, abgeschrägt. Die schrägen Teile 16 und 18 jedes Schaufelgesenks 60 bilden zwei ringförmige, schräge Flächen, wenn die Schaufelgesenke eine zylindrische Anordnung bilden. Ein Haltering 19 ist um die äußere Fläche der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken 60 angeordnet, um sie während des Schmiedevorganges abzustützen. Der Haltering 19 hat eine passende konische Flächenberührung mit der äußeren Wand der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken 60, um eine formschlüssige Halterung zu gewährleisten. Die konische Fläche drückt die Schaufelgesenke 60 nach innen. Der Haltering 19 wird durch Verbindungsstangen 21 angehoben und abgesenkt.

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In dem Untergesenk 4 ist ein Ausstoßstift 23 angeordnet, mittels welchem die fertiggeformte Scheibe mit den Schaufeln nach oben aus dem vorstehenden Ende A des Mittelteils 5 herausgedrückt werden kann. Der Ausstoßstift 23 steht über die ebene untere Fläche des Untergesenks 4 nach unten vor. Mehrere äquidistante Stangen 25 sind an der Unterseite des Ringteils 9 befestigt und jede Stange 25 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Untergesenk 4 hindurch bis unter die ebene untere Fläche desselben. Das obere Ende des Tisches 1 weist eine Ausnehmung 27 auf, die mit einer offenen Mitte 30 und mit sich radial erstreckenden Nuten zum Aufnehmen des Kopfes eines Betätigungsteils 29 versehen ist, welches mehrere radiale Arme 31 hat. Jede radiale Nut liegt in einer Linie mit einer der Betätigungsstangen 25, so daß beim Aufwärtsbewegen des Betätigungsteils 29 durch eine Hohlachse, "welche sich durch die offene Mitte 30 des Tisches 1 erstreckt, das Ringteil 9 nach oben bewegt wird und sich dessen schräge Fläche 12 gegen die ringförmige schräge Fläche legt, welche durch die abgeschrägten Teile 18 der Schaufelgesenke gebildet wird. Eine Betätigungsstange 33 erstreckt sich durch die Hohlachse des Betätigungsteils 29 und drückt bei Bedarf gegen das untere Ende des Ausstoßstiftes 23.

Das untere Ende des Pressenstößels 2 hat eine Ausnehmung 35, die mit der Ausnehmung 37 des oberen Ende des Obergesenks 3 zusammenpaßt, wobei die Ausnehmungen 35 und 37 eine offene Mitte mit mehreren zusammenpassenden radialen Nuten aufweisen. In dem Obergesenk 3 ist ein Ausstoßstift 24 angeordnet, mittels welchem die fertiggeformte Scheibe mit den Schaufeln aus dem vorstehenden Ende'B des Mittelteils 7 des Obergesenks 3 nach unten herausgedrückt werden kann.

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Der Ausstoßstift 24 ragt in die offene Mitte der Ausnehmung 37 in der oberen Fläche des Obergesenks 3 hinein. Mehrere äquidistante Stangen 26 sind an dem oberen Ende des Ringteils 10 befestigt und jede Stange 26 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Obergesenk 3 hindurch in eine der radialen Nuten der Ausnehmung 37 in der oberen Fläche des Obergesenks 3. Die Ausnehmungen 35 und 37 nehmen den Kopf eines Betätigungsteils 39 auf, der mehrere radiale Arme 41 hat. Jeder radiale Arm 41 ist in einer Linie mit einer der Betätigungsstangen 26 angeordnet, so daß beim Abwärtsbewegen des Betätigungsteils 39 durch eine Hohlachse, welche sich durch die offene Mitte des Stößels 2 erstreckt, das Ringteil 10 abwärts bewegt wird, so daß die schräge Fläche 14 gegen die ringförmige schräge Fläche gedruckt werden kann, welche durch die abgeschrägten Teile 16 der Schaufelgesenke 60 gebildet wird. Eine Betätigungsstange 43, die sich durch die Hohlachse des Betätigungsteils 39 erstreckt, legt sich bei Bedarf gegen den Ausstoßstift 24. Die Bewegungskraft für das Betätigen der Betätigungsstangen kann diejenige sein, die normalerweise in Schmiede- und Pressenanlagen, wie beispielsweise hydraulischen Pressenstößeln, benutzt wird.

Im Betrieb wird ein vorgeformter Scheibenrohling in einem Ofen zusammen mit einer zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken 60, welche durch die beiden Drähte 13 und 15 zusammengehalten werden, erhitzt. Der Stößel 2 und das Obergesenk 3 werden zusammen mit dem Haltering 1 9 nach oben bewegt und der vorgeformte Scheibenrohling wird auf das Untergesenk aufgebracht, wobei sich der äußere Rand im wesentlichen bis zu der gestrichelten Linie D erstreckt und sich die obere Fläche im wesentlichen bei der strichpunktierten

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Linie C befindet. Die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken 60 wird dann um den vorgeformten Scheibenrohling herum angebracht, wobei sich die untere innere Fläche der Schaufelrohlinge gegen die zylindrische Fläche 6 legt und wobei die Schaufelgesenke auf dem ringförmigen Flansch 11 ruhen. Der Haltering 19 wird dann zusammen mit dem Stößel 2 und dem Obergesenk 3 nach unten bewegt.. Die untere Fläche des Obergesenks 3 wird zuerst mit dem vorgeformten
Scheibenrohling in Berührung gebracht, wobei die zylindrische Fläche 8 die obere innere Fläche der zylindrischen
Anordnung von Schaufelgesenken 60 berührt. Wenn das Obergesenk bereit ist, abwärts bewegt zu werden, um den vorgeformten Scheibenrohling endgültig zu einer fertigen Scheibe mit Schaufeln umzuformen, wird der Haltering 19 in Stellung gebracht, um die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken 60 abzustützen. Das Obergesenk 3 und das Untergesenk 4 können in an sich bekannter Weise mit kontrollierter Erwärmung während des Pressens mit Hilfe einer aus der
US-PS 3 698 219 bekannten Einrichtung vorgewärmt werden.

Nach dem Abschluß des Schmiedens und dem Fertigformen der Scheibe mit den integralen Schaufeln sind die Schaufelhohlräume 17 der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken 60 gefüllt, wie es die Figur zeigt. Der Haltering 19 wird so weit nach oben bewegt, daß sich seine Oberseite an dem darüber befindlichen Teil des Obergesenks 3 befindet. Die Betätigungsteile 29 und 39 werden dann bewegt, bis die
schrägen Flächen 12 und 14 die beiden ringförmigen schrägen Flächen berühren, welche durch die abgeschrägten Teile 16 und 18 der Schaufelgesenke 60 gebildet werden. Zu die- · sem Zeitpunkt werden beide Betätigungsteile 29 und 39 so bewegt, daß auf die Stangen 25 und 26 gleiche Kräfte aus-

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geübt werden, welche die Ringteile 9 und 10 auf einander zubewegen, die die Schaufelgesenke 60 radial nach außen bewegen. Durch diese Kraft werden die Drähte 13 und 15 dauerhaft gedehnt. Wenn die Schaufelgesenke von dem Schmiedestück gelöst sind, werden die Betätigungsteile 29 und 39 auseinander bewegt, um die Kraft von den Ringteilen 9 und 1O zu entfernen. Das Obergesenk wird dann nach oben bewegt, wobei sich die obere Stange 43 an dem Ausstoßstift 24 befindet, um das fertige SchmMestück in dem Untergesenk 4 zu halten. Nachdem das Obergesenk 4 zusammen mit dem Haltering 19 nach oben bewegt worden ist, drückt die Betätigungsstange 33 den unteren Ausstoßstift 23 nach oben, welcher die fertige Scheibe mit den integralen Schaufeln und den nun losen Ring von Schaufelgesenken 60 von dem Untergesenk ■ 4 wegdrückt. Die fertiggeformte Scheibe mit den Schaufeln und dem losen Ring von Schaufelgesenken 60 wird aufgenommen und an einem beliebigen Ort zum Abkühlen gelagert. Der nächste vorgeformte Scheibenrohling wird auf das Untergesenk 4 aufgebracht und die nächste vorgewärmte zylindrische Anordnung von Schaufeigesenken 60, welche durch zwei Drähte 13 und 15 zusammengehalten werden, wird auf den ringförmigen Flansch 11 aufgebracht und das Obergesenk 3 wird an dem vorgeformten und vorgewärmten Scheibenrohling geschlossen. Nach der Temperaturstabilisierung kann der nächste Schmiedevorgang beginnen.

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Claims

UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION
Hartford, Connecticut 06101, V.St.A.

Pate ja tansprüche:

MW Schmiedevorrichtung mit einem Obergesenk und einem Untergesenk, die eine erste bzw. eine zweite Gravur einer
fertigen Scheibe an ihrem äußeren Ende aufweisen, wobei
die äußeren Enden des Obergesenks und des Untergesenks Abstand voneinander aufweisen, gekennzeichnet durch eine zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken (60), die um den Zwischenraum zwischen dem äußeren Ende des Obergesenks (3) und dem äußeren Ende des Untergesenks (4) herum angeordnet ist und eine innere Fläche hat, welche das Obergesenk und
das Untergesenk berührt, und eine äußere Fläche, durch einen Haltering (19), welcher zwischen einer Position, In
welcher er Abstand von der zylindrischen Anordnung von
Schaufelgesenken hat, und einer Position, in welcher er an

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INSPECTED

der äußeren Fläche der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken anliegt, bewegbar ist, durch eine erste Nockeneinrichtung (1O)j welche um das Obergesenk herum angeordnet ist, durch eine zweite Nockeneinrichtung (9),welche um das Untergesenk herum angeordnet ist, und durch eine an der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken vorgesehene dritte Nockeneinrichtung (16, 18), wobei die erste und zweite Nockeneinrichtung an dem Cbergesenk bzw. Untergcsor.k in Anlage an die dritte Nockeneinrichtung bewegbar sind, um die Schaufelgesenke nach außen zu bewegen, wenn der Haltering Abstand von der Außenfläche der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nockeneinrichtung (10) eine nach unten weisende Nockenfläche (14) hat, daß die zweite Nockeneinrichtung (9) eine nach oben weisende Nockenfläche (12) hat, daß die dritte Nockeneinrichtung (16,18) eine nach oben weisende Nockenfläche (16) an dem oberen Ende der zylindrischen Anordnung von Schäufelgesenken (60) und eine nach unten weisende Nockenfläche (18) an dem unteren Ende derselben hat, wobei die nach unten weisende Nockenfläche der ersten Nockeneinrichtung an der nach oben weisenden Nockenfläche der dritten Nockeneinrichtung und die nach oben weisende Nockenfläche der zweiten Nockeneinrichtung an der nach unten weisenden Nockenfläche der dritten Nockeneinrichtung in Anlage bringbar ist, um die Schaufelgesenke (60) nach außen zu bewegen, wenn der Haltering (19) Abstand von der Außenfläche der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken (60) mehrere Schaufelgesenke aufweist, die in ihrer zylindrischen Anordnung gehalten werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelgesenlce (60) durch Drähte (13, 15) welche um ihre Außenflächen herum angebracht sind, gehalten werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Obergesenk (3) einen nach unten vorstehenden Mittelteil (7) hat, der eine erste äußere zylindrische Fläche (8) und an seinem äußeren Ende die erste Gravur der fertigen Scheibe aufweist, daß das Untergesenk (4) einen nach oben vorstehenden Mittelteil (5) aufweist, der eine zweite äußere zylindrische Fläche (6) und an seinem äußeren Ende die zweite Gravur der fertigen Scheibe hat, wobei das äußere Ende des nach unten vorstehenden Mittelteils (7) mit Abstand von dem äußeren Ende des nach oben vorstehenden Mittelteils (5) angeordnet ist,daß die erste Nockeneinrichtung (10) ein erstes Eingteil ist, welches an der äußeren zylindrischen Fläche verschiebbar ist, daß die zweite Nockeneinrichtung (9) ein zweites Ringteil ist, welches auf der zweiten äußeren zylindrischen Fläche verschiebbar ist, daß die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken (60) um den Zwischenraum zwischen dem äußeren Ende des nach unten vorstehenden Mittelteils (7) und dem äußeren Ende des nach oben vorstehenden Mittelteils (5) angeordnet ist und mit seiner inneren Fläche die erste äußere zylindrische Fläche (8) und die zweite äußere zylindrische Fläche (6) berührt, daß das erste Ringteil (1O) oberhalb der zylindrischen Anordnung von Gesenken (60) angeordnet ist und daß

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das zweite Ringteil (9) unterhalb der zylindrischen Anordnung von Schaufelgesenken (60) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ringteil (10) eine erste innere zylindrische Fläche, die über die erste zylindrische Fläche (8) bewegbar ist, und einen keilförmigen Querschnitt hat, wobei die äußere Fläche des ersten Ringteils eine schräge Fläche (14) aufweist, die die nach unten weisende Nockenfläche bildet, und daß das zweite Ringteil (9) eine zweite innere zylindrische Fläche, die über die zweite zylindrische Fläche (6). bewegbar ist, und einen keilförmigen Querschnitt hat, wobei die Außenfläche des zweiten Ringteils eine schräge Fläche (12) hat, die die nach oben weisende Nockenfläche bildet.
7. Vorrichtung nach Anspruch ,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des zweiten Ringteils (9) ein nach oben vorstehender ringförmiger Flansch (11) als Anschlag für die zylindrische Anordnung von Schaufelgesenken (60) angeordnet ist.

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