DE909650C

DE909650C - Einrichtung zum Herausarbeiten der Schaufeln aus dem vollen Radkranz von axial beaufschlagten Schaufelraedern von Stroemungsmaschinen

Info

Publication number: DE909650C
Application number: DEW7165D
Authority: DE
Inventors: Hellmut Weinrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-06-24
Filing date: 1938-06-24
Publication date: 1954-04-22

Description

Einrichtung zum Herausarbeiten der Schaufeln aus dem vollen Radkranz von axial beaufschlagten Schaufelrädern von Strömungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herausarbeiten der Schaufeln aus dem vollen Radkranz von axial beaufschlagten Schaufelrädern von Strömungsmaschinen.
Nach einem bekannten Verfahren dieser Art werden die konkaven Schaufelflächen eines Schaufelkranzes durch Fingerfräser und die konvexen Schaufelflächen durch Kronenfräser bearbeitet, wobei die Achsen beider Schneidwerkzeuge innerhalb des Schaufelkranzes liegen, um dünne Fräser verwenden zu können und deren Biegungsbeanspruchung klein zu halten. Zu diesem Zweck werden die Fräser während des Arbeitens jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Stellen geführt. Eine solche Arbeitsweise hat den Nachteil, daß die Schaufeln eine im Verhältnis zu ihrem gegenseitigen Abstand sehr scharfe Krümmung erhalten, die den Strömungsverlauf ungünstig beeinflußt und den Wirkungsgrad der Schaufelkränze erheblich verschlechtert.
Um die Gestalt der Schaufeln unabhängig vom Durchmesser der Fräser festlegen sowie dem Strömungsverlauf unbehindert anpassen zu können, liegt erfindungsgemäß die Achse des zum Herausfräsen benutzten Messerkopfes, dessen Halbmesser ein Vielfaches des Abstandes der Schaufeln voneinander beträgt und dessen Messer annähernd parallel zur Achse des Messerkopfes angeordnet sind, außerhalb des Schaufelkranzes, wobei sie dessen Achse kreuzt. Der Kreuzungswinkel kann dabei größer, gleich oder kleiner als ein rechter sein, z. B. 70°. Dank der angegebenen Anordnung gehen die Schneidwerkzeuge bei jedem Umlauf ihrer Tragscheibe nur in einer Richtung durch einen Zwischenraum zwischen zwei Schaufeln hindurch. Im übrigen bleiben sie außerhalb des Bereiches des Schaufelkranzes. Infolgedessen lassen sich auf die angegebene Weise sehr dünne Schaufeln mit einem geringen Neigungswinkel gegenüber der Radebene aus dem vollen Radkranz herausarbeiten, was ein bedeutsamer Fortschritt ist. Das Profil der Schaufeln kann sogar dem von Flugzeugtragflügeln angepaßt werden.
Für einen gänzlich anderen Zweck, nämlich zur Befestigung von Turbinenschaufeln, hat man bereits -Nuten mit kreisbogenförmigem Verlauf in einen Radkranz mit Hilfe eines auf einer Kegelfläche bewegten Schneidwerkzeuges eingearbeitet, wobei eine Schneidkante des letzteren auf einer Mantellinie des Kegels liegt. Dieses Verfahren ist aber zum Herausarbeiten von Schaufeln aus dem Vollen unbrauchbar, wenn am Schaufelkopf die gleiche oder eine schwächere Krümmung als am Schaufelfuß erzielt werden soll, wie es in der Regel anzustreben ist.
Im übrigen reicht eine mit einem Kegelfräser gearbeitete Nut in einem störenden Ausmaß in ihrer Mitte tiefer in den Radkörper hinein als an ihren beiden Enden.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Abb. i zeigt den Querschnitt einer aus dem Vollen herauszuarbeitenden Schaufel.
Die Abb. 2 und 3 stellen in zwei senkrecht zueinander stehenden Ansichten den Fräsvorgang zur Herstellung der Schaufeln dar: Die Druckseite i der Schaufeln 2 ist in an sich bekannter Weise zwischen dem Punkt 3 und der Austrittskante 4 nach einer Kreiszylinderfläche gewölbt. Auch die Saugseite der Schaufeln ist von der Austrittskante ¢ aus bis etwa zum Punkt 5 nach einem Kreisbogen gekrümmt. Beidseits des Punktes 6 der Saugseite ist ein schmaler Streifen durch die Fläche 7 begrenzt, die vor dem Herausarbeiten der Schaufeln aus dem Vollen eine Grenzfläche des Metallringes bildete, aus dem die Schaufein herauszuarbeiten waren. Ferner ist die Vorderkante des Schaufelprofils durch einen in der betreffenden Achsenebene gemäß der Linie A-A ausgeführten Schnitt bzw. durch einen entsprechenden Fräsvorgang bestimmt. Die Begrenzungsflächenstücke des Schaufelprofils zwischen den, Punkten 3 und 6 einerseits und den Punkten 6 und 5 andererseits werden nachträglich durch Schaben oder Fräsen hergestellt, wobei die Ziehkante der Schaber bzw. die Fräserschneiden dem herzustellenden Schaufelprofil angepaßt sein könr nen.
Um das Fräsen der zylindrischen Flächenteile auf der Druck- und Saugseite der Schaufeln zu erleichtern, werden die Zwischenräume zwischen den Schaufeln 2 zunächst in irgendeiner an sich bekannten Weise roh aus dem vollen Schaufelring 8 vorgearbeitet, z. B. ausgefräst. Hiernach wird der Ring 8 mit den roh vorgearbeiteten Schaufeln auf die Tragscheibe 9 einer Sonderfräsmaschine aufgespannt. Die Fräsrnesser io dieser Maschine sind gemäß den Abb. 2 und 3 in dem Kranz i i einer Tragscheibe 12 befestigt. Dieser Messerkopf io bis 12 besitzt unter Umständen einen erheblich größeren Durchmesser als der Schaufelring B. Jedenfalls beträgt sein Halbmesser ein Vielfaches des Abstandes der Schaufeln voneinander, so daß die Fräsmesser io einwandfrei die flachen Krümmungen des Schaufelprofils herstellen können. Die Achse des Messerkopfes io bis i2 liegt weit außerhalb des herzustellenden Schaufelkranzes, so daß die Schneidwerkzeuge beim Umlauf des Messerkopfes die in Abb.2 gestrichelt eingezeichnete hTut aus dem Schaufelring 8 herausarbeiten, hierbei aber den letzteren nur in einer Richtung durchqueren, um dann außerhalb des Bereiches des Schaufelringes zu bleiben.
Auf die geschilderte Weise sind in zwei Arbeitsgängen die Saugseite und der zylindrische Teil der Druckseite der Schaufeln zu bearbeiten, wonach das Ausschaben der restlichen Profilflächen von Hand oder mittels einer kleinen Fräsmaschine stattfindet.
Durch geeignete Stellung der Achse des Schaufelringes 8 zu den Schneidwerkzeugen io, am einfachsten dadurch, daß sich die Achsen der Scheiben 9 und 12 unter einem Winkel kreuzen, der größer oder kleiner als 9o° ist, kann man es erreichen, daß die Schaufeln an ihrem Fuß dicker als an ihrem Außenrand ausfallen, aber die radiale Stellung ihrer Austrittskante nicht verändert wird.
Da sich im übrigen der Fuß der Schaufeln über ein so großes Bogenstück der Außenfläche des Schaufelringes 8 erstreckt, daß die einzelnen Punkte des Schaufelfußes nicht in einer Ebene liegen können, die senkrecht zur Achse der betreffenden Schaufel steht, empfiehlt es sich, zur Erzielung eines guten Überganges zwischen den Schaufeln und ihrem Tragring während des Durchganges eines jeden Schneidwerkzeuges io durch die Lücke zwischen zwei Schaufeln beim Fräsen entweder den Messerkopf io bis 12 oder den Schaufelring 8 in Richtung der Achse des Messerkopfes io bis 12 ein kurzes Stück derart auf und nieder zu bewegen, daß der unterste Punkt des Schneidwerkzeuges jeweils auf einer Zylinderfläche um die Achse des Schaufelringes bewegt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-i. Einrichtung zum Herausfräsen der Schaufeln aus dem vollen Radkranz von axial beaufschlagten Schaufelrädern von Strömungsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zum Herausfräsen benutzten Messerkopfes (io bis i2), dessen Halbmesser ein Vielfaches des Abstandes der Schaufeln voneinander beträgt und dessen Messer annähernd parallel zur Achse des Messerkopfes angeordnet sind, außerhalb des Schaufelkranzes liegt und dessen Achse kreuzt.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerkopf (i2) oder der Schaufelkranz (8) eine pendelnde Bewegung in Richtung der Messerkopfachse ausführt, damit die Messer am Schaufellückengrund einer Zylinderfläche um die Schaufelradachse folgen.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, unter dem die Achse des Messerkopfes diejenige des Schaufelringes kreuzt, kleiner als ein rechter ist.