DE916142C

DE916142C - Vorrichtung zur Herstellung angewachsener Schaufeln von Laeuferraedern fuer Turbinen

Info

Publication number: DE916142C
Application number: DEP290A
Authority: DE
Inventors: Walter Pilz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-17
Filing date: 1949-11-17
Publication date: 1954-08-05

Description

Vorrichtung zur Herstellung angewachsener Schaufeln von Läuferrädern " für Turbinen Die Laufräder von Kleindampfturbinen und ähnlichen Maschinen werden insbesondere für hohe Umlaufzahlen mit sogenannten angewachsenen Schaufeln versehen; die Schaufeln werden also nicht wie früher besonders eingesetzt, sondern aus dem Vollen des Rades herausgearbeitet. Es ist auch vorgeschlagen worden, diese Arbeit nicht mit Fräsern, sondern mit Drehstählen vorzunehmen. Dabei muß aber der Drehstahl eine der Form der Schaufel angepaßte Bewegung ausführen, und das dazu erforderliche Getriebe ist ziemlich verwickelt. Auch erfordert die Bearbeitung eines Läuferrades in dieser Weise erhebliche Zeit.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung angewachsener Schaufeln von Läuferrädern für Turbinen, bei welcher das Läuferrad um eine zu seiner Umlaufachse senkrechte Achse drehbar ist und der, oder bei Verwendung mehrerer Schneidstähle, die Schneidstahlhalter radial zu dieser Drehechse des Läuferrades verschoben werden können und dabei durch eine Kurve gesteuert werden, welche die Relativbewegung zwischen Stahl und Werkstück zu der zu erzeugenden Schaufelform ergänzt.
Die zur Erzeugung der Schnittkurve erforderliche Bewegung setzt sich hierbei aus zwei Bewegungen zusammen, nämlich einer geradlinig hin und her gehenden Bewegung des Schneidstahles und einer Schwenkbewegung des Läuferrades. Man kann daher durch Abänderung der Verhältnisse dieser beiden Bewegungen jede gewünschte Drehbewegung des Stahles erreichen und somit auch verwundene Schaufelprofile herstellen; wobei es auch möglich ist, die Schwenkung des Läuferrades noch so abzuändern, daß es sich nicht nur um den genannten Durchmesser als Achse dreht, sondern dieser Durchmesser selbst noch irgendeine Schwenkbewegung relativ zu dieser Achse im Sinne einer Vor- oder Nacheilung ausführt. Damit der Schneidstahl im günstigsten Schnittwinkel arbeiten kann; ist er um seine durch den formgebenden Schnittpunkt gehende Achse drehbar angeordnet.
Die hin und her gehende Bewegung wird, wie erwähnt, durch Kurvenscheiben erzeugt, die auf den Schneidstahl einwirken. Werden zwei solcher Schneidstähle benutzt, die einander gegenüberliegen und sieh im entgegengesetzten Sinne bewegen, so können Vorderseite und Rückseite der Schaufel gleichzeitig bearbeitet werden. Da die Stähle sich fast bis zur Berührung gegeneinander bewegen können, so kann die Schaufelwandung sehr dünn ausgeführt werden, wodurch es möglich ist, die Anzahl der Schaufeln zu erhöhen.
Das Läuferrad wird in einer geeigneten Haltevorrichtung mit seiner Fläche senkrecht stehend auf den Drehtisch aufgestellt. Die jeweils zu bearbeitende Schaufel des Läuferrades wird dabei in die erforderliche Stellung zur Drehachse des Tisches gebracht. Darüber sind zwei Führungen für die beiden Schneidstähle angebracht. In diesen Führungen werden die Stähle durch Kurvenscheiben gesteuert, deren Gestaltung sich der zu erzielenden Form der Schaufelflächen anpaßt. Durch eine zusätzliche Schwenkbewegung, die gleichfalls durch Kurvenscheiben oder durch geeignete andere Getriebe bewirkt werden kann, können, wie erwähnt, auch gewundene Flächen erzeugt werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer derartigen Maschine ist in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Bild i eine Ansicht von vorn; Bild :2 ist der dazugehörige Grundriß ; Bild 3 zeigt die Bearbeitung der vorderen Fläche einer Schaufel von oben gesehen und Bild 4 die Bearbeitung der Rückfläche einer Schaufel mit symmetrischem Schaufelprofil; Bild 5 zeigt die gleichzeitige Bearbeitung von Vorder- und Rückfläche durch zwei Stähle.
Auf einem Gestell a ist ein Drehtisch b mit senkrechter Achse angeordnet, auf dem mittels einer Lagervorrichtung c das mit Schaufeln zu versehende Läuferrad d aufgestellt wird. Die jeweils zu bearbeitende Schaufel steht dabei etwa senkrecht auf der Fläche des Tisches b. Der Pfeil k bezeichnet die Drehrichtung des Werkstückes.
Auf den Säulen e ist darüber ein Kopf f mit zwei Führungen g gelagert, auf denen die Halter der beiden Schneidstähle h gegeneinander und voneinander weg bewegt werden können. Diese Bewegung erfolgt durch Kurvenscheiben, die in dem Kopf f gelagert sind und durch den Antrieb in Umdrehung versetzt werden. Zwei Kappen i über diesen Getrieben schließen den Kopf nach oben ab. Der Doppelpfeil L bezeichnet die Bewegungsrichtung der Halter für die Schneidstähle h in den Führungen g.
Durch die kurvengesteuerte Hinundherbewegung der Scbneidstähle und gleichzeitige Schwenkung des Läuferrades um die Drehachse des Tisches b erfolgt die Bearbeitung der Vorder- und Rückfläche der jeweils den Stählen gegenüberstehenden Schaufel, wobei der Vorschub in der Arbeitsrichtung gleichzeitig von oben nach unten stattfindet und im Einklang mit den obigen Bewegungen gleichfalls durch Kurvenscheiben gesteuert werden kann. Bei n ist als strichpunktierte Linie die Bewegungsbahn des Stahles h relativ zum Werkstück, hervorgerufen durch die Drehbewegung k des Werkstückes und die geradlinige Bewegung l des Stahles, dargestellt.
Wie bereits erwähnt, kann Vorkehrung getroffen sein, däß die Lagerung c zusätzlich noch eine Schwenkbewegung im Sinne einer Vor- oder Nacheilung ausführen kann, etwa für verwundene Schaufelflächen. Diese zusätzliche, positive oder negative Bewegung des Läuferrades wird durch die Drehbewegung der formgebenden Kurvenscheibe erzeugt, die normalerweise, d. h. bei nicht verwundenen Schaufeln, mit dem Werkstück synchron läuft. Durch ein zwischen Kurvenscheibendrehachse und Werkstückdrehachse geschaltetes Übersetzungsgetriebe wird innerhalb der gesamten Schaufeltiefe eine Phasenverschiebung des Schaufelprofils erzeugt. Der Doppelpfeil m bezeichnet die zugehörige zusätzliche Bewegungsrichtung für den Anstellwinkel eines Stahles h, die gleichfalls durch Kurvenschub gesteuert werden kann.
Da die beiden Stähle bis dicht aneinander bewegt werden können, so können auf diese Weise sehr dünne Schaufeln hergestellt werden.
Die Bearbeitung erfordert nur verhältnismäßig kurze Zeit.
Der Tisch mit dem Läuferrad kann entweder eine ständig drehende Bewegung ausführen oder aber jeweils nur eine Schwenkbewegung entsprechend der Breite der Schaufel, wobei dann Vorkehrung getroffen werden rnuß, daß die Stähle bei der Rückschwenkung vom Werkstück etwas abgehoben werden.
Die Stähle können unabhängig voneinander eingestellt werden, und es kann Vorkehrung getroffen werden, Werkstück und Spanneinrichtung gegenseitig auszuwuchten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Herstellung angewachsener Schaufeln von Läuferrädern für Turbinen mittels Schneidstahles, dadurch gekennzeichnet, daß das Läuferrad (d) um eine zu seiner Umlaufachse senkrechte Achse drehbar ist und der bzw. die Schneidstahlhalter radial zu dieser Drehachse des Läuferrades verschiebbar und dabei durch eine die Relativbewegung zwischen Stahl und Werkstück zu der zu erzeugenden Schaufelform ergänzende Kurve gesteuert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Bearbeitung der Vorder- und Rückfläche der Schaufel zwei sich in entgegengesetzter Richtung bewegende Schneidstähle (h) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch einen Drehtisch (b), auf dem das Läuferrad (d) mit der zu bearbeitenden Schaufel senkrecht stehend und um seine Umlaufachse schaltbar aufgespannt ist, während parallel zur Tischfläche eine oder zwei Führungen (g) für den bzw. die Schneidstähle angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Läuferrad (d) außer seiner Drehbewegung um seine senkrechte Achse noch eine zusätzliche Schwenkbewegung im Sinne einer Vor- oder Nacheilung ausführt. .
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Stähle radial zum Läuferrad gleichfalls durch Kurvenschub erfolgt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel des Drehstahles gleichfalls durch Kurvenschub gesteuert wird.