DE3626004A1 - Verfahren und anordnung zur bildung eines giesskerns - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verwendung bei der Herstellung von Dampfturbinen, Gasturbinen o.dgl. sowie Unterbaugruppen solcher Maschinen, und insbeson­ dere ein Verfahren und eine Anordnung zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns.

Bei der Herstellung von Dampfturbinen werden Unterbaugruppen benötigt, die Statoren oder Diaphragmen (Membranen, Scheide­ wände) oder Düsenblöcke genannt werden, um die Dampfströmung umzukehren, die aus einer vorhergehenden Stufe kommt. Gewöhnli­ cherweise bestehen solche Düsenblöcke aus Leitschaufeln, um die herum Metall gegossen ist.

Eine der Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Unterbau­ gruppen oder Düsenblöcke besteht in der Herstellung der Sand­ kerne zum Halten der Leitschaufeln an Ort und Stelle, so daß das Metall während des Gießvorgangs um die Leitschaufeln herum fließt.

Durch die Erfindung wird ein neues Verfahren zur Herstellung oder Bildung eines Kerns zum Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns geschaffen. Bei diesem Verfahren wird ein Paar von Wänden mit darin ausgebildeten Öffnungen einer vorbestimmten Querschnittsgestalt entsprechend der Form der Leitschaufeln gebildet. Die Wände werden einander gegen­ über aufgerichtet mit einem Zwischenraum dazwischen, wobei die Öffnungen in einer dieser Wände über den Zwischenraum hinweg mit den Öffnungen in der anderen Wand ausgerichtet sind. Die Leitschaufeln der vorgegebenen Querschnittsgestalt werden in die Öffnungen eingesetzt, so daß die Leitschaufeln in Eingriff mit beiden Seitenwänden stehen und den Zwischenraum über­ brücken. Der Zwischenraum wird mit Kernmaterial ausgefüllt, um dieses innerhalb des Zwischenraums zu einem Kern aushärten oder erstarren zu lassen. Die Wände und die Leitschaufeln werden voneinander getrennt, nachdem das den Zwischenraum ausfüllende Kernmaterial zu einem Kern ausgehärtet oder erstarrt ist.

Durch die Erfindung wird ferner eine Anordnung zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns geschaffen. Die Anordnung weist ein Paar von Wänden auf, die darin ausgebildete Öffnungen eines vorgegebenen Leitschaufel-Querschnitts haben. Es sind Mittel zum Anordnen der Wände in Gegenüberstellung unter Bildung eines Zwischen­ raums zwischen den Wänden vorgesehen. Die Öffnungen in einer der Wände sind über den Zwischenraum hinweg mit den Offnungen in der anderen Wand ausgerichtet. Leitschaufeln von vorbestimm­ ter Querschnittsgestalt sind in die Öffnungen eingesetzt, ste­ hen in Eingriff mit beiden Wänden und überbrücken den Zwischen­ raum.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an­ hand der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie 2-2 von Fig. 1, wobei jedoch gemäß Fig. 2 eine Leitschaufel zusätzlich dargestellt ist. Der Maßstab von Fig. 2 ist etwa doppelt so groß wie der von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht nach der Linie 3-3 von Fig. 2 und zeigt eine Reihe von Leitschaufeln.

Eine Anordnung 10 weist eine Plattform 12 von kreisförmiger oder ringförmiger Gestalt auf. Die Plattform 12 bietet eine Abstützung für innere und äußere Ringe 14 und 16, von denen jeder in vier Quadranten 14 a bis 14 d und 16 a bis 16 d unterteilt ist.

Die inneren und äußeren Ringe 14 und 16 weisen Wände 18 und 20 auf, die einstückig damit ausgebildete Montageflansche 22 und 24 haben. Jeder Flansch jedes Quadranten hat zwei Dübellöcher oder Paßlöcher 26, die in den Flanschen so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie mit zugehörigen Dübel- oder Paßlöchern 26 a in der Plattform 12 ausgerichtet sind. Die Quadranten 14 a bis 14 d und 16 a bis 16 d werden auf die Plattform 12 in der richtigen Stellung aufgesetzt, in der die Paßlöcher 26 und 26 a zueinander ausgerichtet sind, und dann werden Paßdübel 28 in die Löcher eingesetzt.

Um die Quadranten 14 a bis 14 d und 16 a bis 16 d auf der Plattform 12 zu sichern, sind Klemmvorrichtungen 30 vorgesehen. Die Plattform 12 hat sechzehn gebohrte und mit Gewinde versehene Schraubenlöcher 32, von denen acht zur Aufnahme von Paaren von Klemmvorrichtungen für jeden der Quadranten 14 a bis 14 d und acht zur Aufnahme von Paaren von Klemmvorrichtungen für jeden der Quadranten 16 a bis 16 d dienen. Während alle Klemmvorrich­ tungen 30 in gleicher Weise ausgebildet sind, ist in Fig. 2 nur eine davon im Detail gezeigt.

Jede Klemmvorrichtung 30 weist eine Klammer 34 auf, die einen Schlitz 36 und ein Gewindeloch 38 aufweist. Kopfschrauben 40 sind in den Schlitzen 36 aufgenommen und in die Löcher 32 ein­ geschraubt, um die Enden der Klammern 34 in Eingriff mit den Flanschen 22 und 24 zu bringen. Dann werden Einstellschrauben 42 in die Löcher 38 eingeschraubt und bis zur Anlage auf der Plattform 12 gebracht, um die Klammern 34 an den Kopfschrauben 40 unter eine Hebelkraft oder Kippkraft zu setzen und dadurch die Klammern 34 starr an den Flanschen 22 und 24 zu befestigen.

Verriegelungsmuttern 42 a sichern die Einstellschrauben 42.

Die Quadranten 14 a bis 14 d und 16 a bis 16 d haben darin ausge­ bildete, insbesondere einheitliche, Öffnungen 44 mit der Quer­ schnittsgestalt von Leitschaufeln. Die Öffnungen 44 sind so gebildet, daß diejenigen in der Wand 18 (d.h. in dem Ring 14 und den Quadranten 14 a bis 14 d) über den zwischen den Wänden 18 und 20 vorhandenen Zwischenraum 46 hinweg direkt mit den Öffnungen 44 in der Wand 20 (d.h. in dem Ring 16 und den Quadranten 16 a bis 16 d) ausgerichtet sind.

Zur Bildung eines Kerns für einen Düsenblock werden nun Leit­ schaufeln 48 in die Öffnungen 44 eingesetzt, wobei die Leit­ schaufeln 48 den Zwischenraum 46 überbrücken. Dann wird der Zwischenraum 46 mit Kernmaterial (d.h. beispielsweise mit Sand und einem Bindemittel) ausgefüllt, worauf man das den Zwischen­ raum ausfüllende Material erstarren oder aushärten läßt, und dann werden die Leitschaufeln 48 von den Wänden 18 und 20 gelöst oder getrennt. Dies geschieht wie folgt: Die Leitschau­ feln 48 werden nach außen verschoben, so daß sie von der Wand 18 freikommen. Die Klemmvorrichtungen 30 werden von den Qua­ dranten 14 a bis 14 d entfernt. Dann werden die Leitschaufeln 48 nach innen verschoben, so daß sie von der Wand 20 freikommen, und die Klemmvorrichtungen 30 werden von den Quadranten 16 a bis 16 d entfernt. Dann werden die Leitschaufeln 48 in dem gebilde­ ten oder sich ergebenden Kern zentralisiert, und das Ganze ist fertig zum Einsetzen in eine Form zum Gießen eines Düsenblocks.

Claims (15)

1. Verfahren zum Bilden eines Gießkerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Bildung eines Paares von Wänden (18, 20) mit Öffnungen (44) einer vorbestimmten, einer Leitschaufel entsprechenden Querschnittsgestalt, die in jeder Wand ausgebildet sind,
• - Anordnung der Wände (18, 20) in einer Stellung einander gegenüber mit einem Abstand zwischen den Wänden und wobei die Öffnungen (44) in einer der Wände (18) über den Zwi­ schenraum hinweg mit den Öffnungen (44) in der anderen Wand (20) ausgerichtet werden,
• - Einsetzen von Leitschaufeln (48) mit der vorbestimmten Querschnittsgestalt in die Öffnungen (44), so daß die Leitschaufeln mit beiden Wänden (18, 20) im Eingriff stehen und den Zwischenraum überbrücken,
• - Ausfüllen des Zwischenraums mit Kernmaterial und Aushärten oder Verfestigen des letzteren innerhalb des Zwischenraums zur Bildung eines Kerns, und
• - Trennen der Wände (18, 20) und der Leitschaufeln (48) von­ einander, nachdem das den Zwischenraum ausfüllende Kern­ material zu einem Kern erstarrt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnung einer Plattform (12), wobei der Schritt des Anordnens der Wände (18, 20) ein lösbares Befestigen der Wände an der Plattform beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Bildens eines Paares von Wänden (18, 20) folgendes beinhaltet: Ausbilden einer Wand (20) als ringförmiges Element mit einem vorbestimmten Innendurch­ messer, Ausbildung der anderen Wand (18) als ringförmiges Element mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der vorgenannte Innendurchmesser, und daß die Wände (18, 20) konzentrisch zueinander lösbar auf der Plattform (12) befe­ stigt werden.

4. Verfahren zum Bilden eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Vorsehen einer Plattform (12), eines Paares von Wänden (18, 20), von Mitteln (30) zur Befestigung der Wände an der Plattform, von Leitschaufeln (48) und von Kernmaterial,
• - wobei das Vorsehen der Wände (18, 20) beinhaltet, daß die­ se mit Öffnungen (44) eines vorbestimmten Querschnitts in Form einer Leitschaufel (48) versehen werden, die in jeder Wand ausgebildet werden,
• - Anordnen der Wände in Gegenüberstellung auf und senkrecht zu der Plattform (12) mit einem Zwischenraum (46) zwischen den Wänden, und mit den Öffnungen (44) in einer der Wände (18) in Ausrichtung, über den Zwischenraum (46) hinweg, mit den Öffnungen (44) in der anderen Wand (20),
• - wobei die Leitschaufeln (48) eine vorbestimmte Querschnitts­ gestalt aufweisen,
• - Einsetzen der Leitschaufeln (48) in die Öffnungen (44), so daß die Leitschaufeln (48) mit beiden Wänden (18, 20) in Eingriff stehen und den Zwischenraum (46) überbrücken,
• - Befestigen der Wände (18, 20) an der Plattform mit Hilfe von Befestigungselementen,
• - Ausfüllen des Zwischenraums (46) mit Kernmaterial und Zulassen einer Verfestigung oder Aushärtung des Materials in dem Zwischenraum,
• - nach dem Verfestigen des Kernmaterials Herausschieben der Leitschaufeln (48) durch das Kernmaterial und aus den Öff­ nungen (44) einer der Wände (18, 20) heraus,
• - lösbares Befestigen der Wände (18, 20) an der Plattform (12) und Lösen und Entfernen von der Plattform (12) derje­ nigen Wand, aus der die Leitschaufeln (48) gleitend ent­ fernt wurden,
• - Verschieben der Leitschaufeln (48) durch das Kernmaterial und aus den Öffnungen (44) in der anderen der Wände (18, 20) heraus,
• - Lösen und Entfernen der letztgenannten Wand von der Platt­ form (12) und
• - Verschieben und Zentralisieren der Leitschaufeln (48) in dem Kernmaterial.

5. Verfahren zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Vorsehen einer Plattform (12), eines Paares von Wänden (18, 20), von Befestigungsmitteln (30) zum lösbaren Befesti­ gen der Wände an der Plattform, von Leitschaufeln (48) und von Kernmaterial,
• - wobei das Vorsehen der Wände (18, 20) beinhaltet, daß die­ se mit Öffnungen (44) eines vorbestimmten Querschnitts in Form einer Leitschaufel (48) versehen werden, die in jeder Wand ausgebildet werden,
• - Anordnen der Wände in Gegenüberstellung auf und senkrecht zu der Plattform (12) mit einem Zwischenraum (46) zwischen den Wänden, und mit den Öffnungen (44) in einer der Wände (18) in Ausrichtung, über den Zwischenraum (46) hinweg, mit den Öffnungen (44) in der anderen Wand (20),
• - wobei die Leitschaufeln (48) eine vorbestimmte Quer­ schnittsgestalt aufweisen,
• - Einsetzen der Leitschaufeln (48) in die Öffnungen (44), so daß die Leitschaufeln (48) mit beiden Wänden (18, 20) in Eingriff stehen und den Zwischenraum (46) überbrücken,
• - Ausfüllen des Zwischenraums (46) mit Kernmaterial und Zulassen einer Verfestigung oder Aushärtung des Materials in dem Zwischenraum,
• - nach dem Verfestigen des Kernmaterials Herausschieben der Leitschaufeln (48) durch das Kernmaterial und aus den Öff­ nungen (44) einer der Wände (18, 20) heraus,
• - lösbares Befestigen der Wände (18, 20) an der Plattform (12) mit Hilfe der Befestigungselemente (30),
• - Lösen und Entfernen der Wände (18, 20) von der Plattform (12) und
• - Verschieben und Zentralisieren der Leitschaufeln (48) in dem Kernmaterial.

6. Anordnung zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns, gekennzeichnet durch

• - ein Paar von Wänden (18, 20), die darin ausgebildete Öff­ nungen (44) einer vorgegebenen Gestalt in Form des Quer­ schnitts von Leitschaufeln (48) aufweisen,
• - Mittel zum Anordnen der Wände (18, 20) in Gegenüberstellung mit einem Zwischenraum (46) dazwischen und mit den Öffnun­ gen (44) in einer der Wände (18) in Ausrichtung über den Zwischenraum hinweg mit den Öffnungen (44) in der anderen Wand, und
• - Leitschaufeln (48) mit der vorgegebenen Querschnittsgestalt, die in die Öffnungen (44) eingesetzt sind und mit beiden Wänden (18, 20) in Eingriff stehen und den Zwischenraum (46) überbrücken.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Plattform (12) vorgesehen ist und daß die Wände (18, 20) lösbar an der Plattform (12) befestigt sind.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wände (18, 20) ringförmige Elemente sind, daß eines dieser Elemente einen vorgegebenen Innendurchmes­ ser und das andere dieser Elemente einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der vorgegebene Innendurchmesser, und daß diese Elemente lösbar in konzentrischer Anordnung an der Plattform (12) befestigt sind.

9. Anordnung zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns, gekennzeichnet durch ein Paar von Wänden (18, 20), die darin ausgebildete Öffnungen (44) einer vor­ gegebenen Querschnittsgestalt in Form einer Leitschaufel zur gleitfähigen Aufnahme von Leitschaufeln (48) aufweisen, sowie durch Mittel zum lösbaren Abstützen der Wände (18, 20) in Gegenüberstellung mit einem Zwischenraum (46) dazwischen, wobei die Öffnungen (44) in den Wänden (18, 20) über den Zwischenraum (46) hinweg direkt miteinander ausgerichtet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wände (18, 20) eine kreisförmige Innenwand (18) und eine kreisförmige Außenwand (20) aufweisen, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die letztere die erstere umgibt.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zum Abstützen ein Ende des Zwischen­ raums (46) abschließen und mit den Wänden (18, 20) derart zusammenwirken, daß der Zwischenraum (46) als Trog ausgebil­ det ist.

12. Anordnung zur Bildung eines Kerns zum Gießen eines Turbinen- Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns, gekenn­ zeichnet durch ein Paar von Wänden (18, 20) und eine Plattform (12), wobei die Wände in Gegenüberstellung auf und senkrecht zu der Plattform angeordnet sind und wobei ein Zwischenraum (46) zwischen den Wänden vorhanden ist, wobei die Wände darin ausgebildete Öffnungen (44) einer vorgegebenen Querschnittsgestalt in Form einer Leitschaufel aufweisen, wobei die Öffnungen in einer Wand über den Zwi­ schenraum hinweg mit den Öffnungen in der anderen Wand aus­ gerichtet sind, weiter gekennzeichnet durch Leitschaufeln (48) der vorgegebenen Querschnittsgestalt, die gleitend in Eingriff mit den Öffnungen in beiden Wänden stehen und den Zwischenraum mit Abstand oberhalb der Platt­ form (12) überbrücken, durch Befestigungsmittel (30), die mit der Plattform (12) und den Wänden (18, 20) zur lösbaren Befestigung der Wände an der Plattform außerhalb des Zwischen­ raums zusammenwirken, wobei nur die Wände (18, 20) Mittel zum Abstützen der Leitschaufeln (48) mit Abstand oberhalb der Plattform (12) und zum Überbrücken des Zwischenraums (46) aufweisen.

13. Anordnung zur Bildung eines Kerns für das Gießen eines Turbinen-Düsenblocks mit Hilfe eines solchen Kerns, gekennzeichnet durch eine Plattform (12), ein Paar von Wänden (18, 20), Befestigungsmittel (30) zum lösbaren Befestigen der Wände an der Plattform, sowie durch Leitschaufeln (48), wobei die Wände (18, 20) in Gegenüber­ stellung auf und senkrecht zu der Plattform mit einem Zwi­ schenraum (46) zwischen den Wänden angeordnet sind, wobei beide Wände darin ausgebildete Öffnungen (44) einer vorbe­ stimmten Leitschaufel-Querschnittsgestalt haben, wobei die Öffnungen in einer Wand über den Zwischenraum hinweg mit den Öffnungen in der anderen Wand ausgerichtet sind, wobei die Leitschaufeln (48) die vorbestimmte Leitschaufel-Quer­ schnittsgestalt haben und in gleitendem Eingriff mit den Öffnungen in beiden Wänden stehen, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (48) den Zwischenraum (46) mit Abstand oberhalb der Plattform (12) überbrücken, und daß die Befestigungsmittel (30) sowohl mit der Plattform als auch mit den Wänden in Eingriff stehen.

14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wände eine voll kreisförmige, segmentierte innere Wand (18) und eine voll kreisförmige, segmentierte äußere Wand (20) aufweisen, daß die Wände zueinander konzentrisch angeordnet sind und daß die äußere Wand (20) die innere Wand (18) umgibt.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Plattform (12) ein Ende des Zwi­ schenraums (46) abschließt und mit den Wänden (18, 20) der­ art zusammenwirkt, daß der Zwischenraum (46) einen Trog bildet.