DE853824C

DE853824C - Geraet zur Pruefung der Schaufelprofile von Kreiselmaschinen

Info

Publication number: DE853824C
Application number: DES1699A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Dr Friedrich; Heinz Richter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-02-15
Filing date: 1950-02-15
Publication date: 1952-12-08

Description

Gerät zur Prüfung der Schaufelprofile von Kreiselmaschinen Bei hochwertigen neuzeitlichen Kreiselmaschinen (Turbinen, Verdichtern, Pumpen) hat die genaue Einhaltung des der Berechnung und Planung zugrunde gelegten Schaufelprofils eine besondere Bedeutung. Schon verhältnismäßig geringe Abweichungen der in die Maschine eingebauten Schaufel von dem geplanten Profil können zu einer merklichen Verminderung des Wirkungsgrades führen. Es ist daher erforderlich, die Fertigung in dieser Hinsicht gut zu überwachen. An sich könnte man daran denken, wie man es bei vielen Bauteilen vorsieht, I ehren herzustellen, mit denen man die fertigen Stücke prüft. Bei der großen Anzahl verschiedener Schaufelprofile jedoch, die in einer einzigen Maschine vereinigt sind, und bei den zahlreichen Abschnitten innerhalb der Schaufeln, an denen Prüfungen vorgenommen werden müssen, würde die Zahl der benötigten Lehren so groß werden, daß die hohen Herstellungskosten wirtschaftlich nicht vertretbar wären.
Man hat daher vorgechlagen, aus einer Fertigungsreihe eine oder mehrere Schaufeln zu entnehmen, sie zu zerschneiden und die Profile optisch nachzuprüfen, ähnlich der bekannten Prüfmethode für Zahnräder. Das Verfahren ist jedoch kostspielig und auch nicht unbedingt zuverlässig. Anzustreben ist ein Gerät. das eine zerstörungsfreie Prüfung mit geringem Bauaufwand in einer beliebigen Anzahl von Profilebenen sicher durchzuführen gestattet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine den Prüfling aufnehmende und um dessen Längsachse drehbare Einspannvorrichtung mit Anhieh, einen das Profil in einzelnen Schichten quer zur Prüflingsachse abtastenden Fühler und einen die Fühlerwege in vergrößertem Maßstab wiedergebenden Zeiger.
Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 1 dargestellt. Es handelt sich darum, das Profil der Schaufel 4 in einzelnen Schichtebenen nachzuprüfen. deren Zahl und Lage sich nach den jeweiligen Betriebsbedingungen richten. Die Schaufel 4 ist mit ihrem Fuß in einem Futter 7 gehalten. Bei sehr langen Schaufeln kann es zweckmäßig sein, eine zweite Unterstützung im Punkt 8 vorzusehen, um Durchbiegungen, die das Meßergebnis fälschen würden, auszuschalten. Das Futter 7 ist bei 9 gelagert und mit einem Antriebsrad 10 versehen. Der Antrieb wird über das Rad 11, eine Spindel 12 und das Handrad 13 eingeleitet. Zur Abstatung der jeweiligen Profillebene dient ein Fühler 2, der auf einer Stange 1 in Richtung der Schaufelachse verschhiebbar ist. Die Stange 1 trägt an ihrem vorderen Ende einen Schreibstift 3 gegenüber einer Platte 5. Diese ist entsprechend der Schaufel 4 in einem Zapfen 14 gelagert und kann einer die Räder 15 und i6 ebenfalls vom Handrad 13 aus gedreht werden. Schaufel 4 und Scheibe 5 führen also eine synchrone Bewegung aus. Die Stange 1 ist in einem Lager 17 schwenkbar gelagert. Ihr Gewicht zusammen mit dem des Fühlers 2 und des Schreibstiftes 3 sind durch ein Gegengewicht 18 so weit ausgeglichen, daß auf die Schaufel 4 nur ein ganz geriner Druck ausgeübt wird, der sie nicht durchzubiegen vermag. Wird jetzt das Handrad 13 gedreht, so führen Schaufel 4 und Scheibe 5 Drehbewegungen in ihrer Achse aus, und es wird dabei die Bewegung des Fühlers 2 über den Schreibstift 3 in vergrößertem Maßstab auf der Scheibe 5 aufgezeichnet. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus dem Abstand des Fühlers 2 und des Schreibstiftes 3 vom Lager 17. Je weiter der Fühler 2 nach dem Lager 17 zu verschoben wird, um so stärker ist die Vergrößerung seines Weges auf der Scheibe 5. Ist eine Profilebene abgetastet, so wird die Schaufel 4, die zusammen mit ihrem Antrieb auf einem Schlitten 6 ruht, bis zur nächsten ahzutastenden Pofilebene vorgeschoben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 liegt grundsätzlich der gleiche Erfindungsgedanke vor, jedoch sind in diesem Falle die Schaufel 4 und die Scheibe 5 mit ihren Achsen quer zur Stange I angeordnet. Nian kann hierbei unter Umständen eiii größeres Übersetzungsverhältnis erzielen als mit der Anordnung nach Fig. 1.
Bei der eben beschriebenen Anordnung wird eine Profilkurve aufgezeichnet, die mit der vom Konstrukteur entworfenen Profilkurve zu vergleichen ist, um festzustellen, ob etwa Abweichungen zwischen Istprofil und sollpprofil vorhanden sind.
Man kann die Anordnung dahin abändern, daß man auf der Scheibe 5 unmittelbar das Sollprofil anbringt und jetzt entweder durch einen nichtschreibenden Stift 3 oder einem schreibstift das abgetastete Profil mit dem Sollprofil vergleicht. Diese Art hat den Vorteil, daß man ohne weiteres die Stellen etwaiger Abweichung an der Schaufel feststellen und entsprechend markkieren kann. Man spart dann den Zwischenschritt des Vergleichs der aufgezeichneten Kurve mit dem Sollprofil.
Eine andere Möglichkeit der Ausbildung ist die, den mechanischen schreibstift 3 durch einen Lichtpunktzeiger zu ersetzen. Der Fühler @ dient dann zur Steuerung eines kleinen Spiegels, ähnlich der bekannten Anordnung bei Materialprüfmaschinen.
Der Lichtpunkt bildet dann entweder eine Kurve auf lichtempfindlichem Papier oder umfährt, wie bereits erläutert, das aufgezeichnete Sollprofil. Eine solche Anordnung hat den Vorteil geringer Maße, übt also kleine Rückwirkungen auf den Prüfling aus und ist frei von mechanischer Trägheit.
Es kann zweckmäßig sein, an Stelle des Fühlers, der mit einem kugelförmigen Kopf ausgebildet sein soll, eine kleine Rolle auf dem zu prüfenden Profil ablaufen zu lassen. In dieseni Falle zeichnet der Schreiber ein entsprechend vergrößertes Nockenprofil auf. Will man jedoch auch iii diesem Falle das unverzerrte Schaufelprofil aufzeichnen lassen, so kann man den Schreibstift an einem rasch umlaufenden Exzenter anbringen, wobei der Abstand des Schreibstiftes vom Drehpunkt des Exzenters im Verhältnis des Vergrößerungsmaßstabes dem Radius der Fühlrolle entsprechen muß. In diesem Falle hüllen die aufgezeichneten Kreise das Schaufelprofil ein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gerät zur Prüfung der Profile der Schaufeln von Kreiselmaschinen (Turbinen, Verdichter, Pumpen), gekennzeichnet durch eine den Prüfling aufnehmende und um dessen Längsachse drehbare Einspannvorrichtung mit Antrieb, einen das Profil in einzelnen Schichten quer zur Prüflingsachse abtastenden Fühler und einen die Fuhlerwege in vergrößertem Älaßstal wiedergebenden Zeiger.
2. Gerät nach Anspruch 1. dadurell gekennzeichnet, daß der Zeiger als Schreibstift (3) ausgebildet ist, der das abgetastete Profil in vergrößertem Maßstab aufzeichnet.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger entlang dem vorgezeichneten Profil gleittet, so daß Abweichungen der Zeigerbewegung gegenüber dem vor gezeichneten Profil unmittelbar abweichungen des Schaufel-Istprofils gegenüber dem Schaufel-Sollprofil kenntlich machen.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger ein Lichtpunktzeiger ist.
5. Gerät nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schaufel (4) zur Einstellung der einzelnen Schichtebenen in Richtung der Schaufelachse gegenüber den Fühler (2) einstellbar ist, während Schaufel (4) und Kontrollfläche (5) um ihre Achsen synchron drehbar sind.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 638 283, 721 408.