NO151142B - Senkesett for tilvirkning av en skivekonstruksjon med utadragende deler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et senkesett for tilvirkning av en midtre skivekonstruksjon med et antall integrert utformete, utadragende deler, omfattende

en stort sett sylinderformet, stasjonær senke med en sylindrisk ytterflate og en øvre flate som er omvendt utformet i forhold til den ene side av den midtre skivekonstruksjon,

en stort sett sylinderformet, bevegelig senke med en sylindrisk ytterflate og en endeflate som er omvendt utformet i forhold til den annen side av den midtre skivekonstruksjon, hvor den bevegelige senke er anordnet i aksial flukt med den faste senke og i avstand fra denne,

en sylinderformet gruppering av perifert tilgrensende senkesegmenter som hvert omfatter

to perifere sidevegger som ligger an mot sideveggene av

de tilgrensende segmenter og som har slik konturform at de sammen med disse avgrenser et antall perifere, innbyrdes atskilte hulrom som er omvendt utformet i forhold til de utadragende deler som skal tilvirkes, og

en bueformet innerflate i berøring med ytterflatene pa

den stasjonære og den bevegelige senke.

Grunntankene for oppfinnelsen ble utviklet innen gasstur-binmotorområdet i forbindelse med fremstilling av rotorer med integrerte skovler, men lar seg i stor utstrekning tillempe innen-for enhver industrigren hvor det er behov for deler som er tilvirket med nøyaktig dimensjonering.

US-patentskrift 3.519.503 beskriver en smiingsprosess som er internasjonalt kjent som "Gatorizing"-prosessen. Gjennom denne prosess kan tungsmidde legeringer av stor fasthet, slik de anvendes i gassturbinmotorindustrien, bearbeides fra et material-emne til nesten ferdig form med relativt komplisert geometri. Selv om det i begynnelsen bare ble smidd skiveformete komponenter, ble den senere utvikling påskyndet av det attraktive i å kunne fremstille rotorskiver med integrerte skovler.

Et første senkesett og en fremgangsmåte for fremstilling

av rotorer med integrerte skovler er beskrevet og illustrert i US-patentskrift 4.051.708 og 4.074.559. Disse patentskrifter omtaler utsmiing av integrerte, utadragende partier mellom et antall tilgrensende senker som er plassert langs omkretsen av de skiveformete senker. Teknikkene for fraskilling av de ved-hengsformende senker fra det ferdige smiestykke representerer ytterligere fremskritt. To slike teknikker er kjent fra US-patentskrifter 4.040.161 og 4.150.557.

På tross av de ovennevnte fremskritt på smieteknikkens område søker vitenskapsmenn og ingeniører fortsatt etter nye idéer og teknikker som vil øke mulighetene for fremstilling av smidde komponenter og bedre kvaliteten av slike komponenter.

Senkesettet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en kanal som er utformet tvers over hvert senkesegments bueformete innerflate, og ved organer som er innrettet til å danne inngrep med kanalen for sammenlåsing av senkesegmentene i den sylinderformete gruppering, for å hindre skråstilling av senkesegmentene i senkesettet.

Det sammenlåsende inngrep mellom den stasjonære senke og

de omgivende, bueformete senkesegmenter, er et hovedtrekk ved oppfinnelsen. I en utførelsesform er organet for sammenlåsing av senkesegmentene en krage som løper perifert rundt den stasjonære senke. Kragen har avsmalnende form, for å muliggjøre radial demontering av de bueformete senkesegmenter, fra de dan-nete utadragende deler. Et konisk flateparti ved den nedre del av kragen løper i flukt med de utadragende delers akse og med den retning hvori segmentene uttrekkes fra nevnte deler. Et annet særtrekk er kanalen i det undre parti av hver bueformet senke. Hver kanal hvis geometriske utforming er omvendt av kragens,

har tilnærmelsesvis samme dimensjoner som kragen, for opprettelse av en stabil sammenlåsing mellom hvert senkesegment og den stasjonære senke. Senkene i senkesettet holdes sammen til et aggregat ved hjelp av en wire som er ført rundt de bueformete senkers ytterperiferi. I en annen utførelsesform av oppfinnelsen opp-rettes den innbyrdes låsing mellom kanaler i de øvre partier av de bueformete senkesegmenter og en fristående ring som glid-bart opptar den bevegelige senke.

En hovedfordel ved den foreliggende oppfinnelser er den økete evne til å forme komponenter som omfatter utadragende deler med strenge toleranser. Senkene som danner de utadragende deler bibringes stabilitet. Det stabile sett er velegnet for anvendelse ved automatiserte smimetoder, hvorved et premontert og forvarmet sett som inneholder emnet som skal utsmies, innføres i smieovnen.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende

i forbindelse med de medfølgende tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et skjematisk riss av en automatisert smianordning av en type hvori senkesettet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan komme til anvendelse. Fig. 2 viser et snitt av det monterte senkesett ifølge oppfinnelsen. Fig. 3A (teknikkens stand) og Fig. 3B viser et sammen-liknende riss hvorav det fremgår hvordan tilvirkningstoleransen ved de utadragende deler som er utformet i senkesettet ifølge oppfinnelsen, kan bedres ved anvendelse av oppfinnelsens prin-sipper .

Senkesettet ifølge den foreliggende oppfinnelse har vist seg meget anvendbart på smiteknikkområdet, og særlig ved utsmiing av komponenter av komplisert form ved hjelp av teknikker som er kjent fra US-patentskrift 3.519.503. Fremgangsmåten ifølge nevnte patentskrift er meget egnet for automatisert tilvirkning ved anvendelse av en automatisert smianordning som vist forenklet i fig. 1.

Ved anvendelse av den viste, automatiserte smianordning blir et senkesett 10, som inneholder et finemne av lagermaterialet som skal utsmies, innført i en forvarmingsovn hvori temperaturen av senkesettet og emnet økes tilnærmelsesvis til den fastlagte smiprosesstemperatur. Etter oppvarmingen innføres senkesettet og emnet i et smikammer 16 gjennom en dør 14, og plasseres i en bullring 18, hvoretter et andre senkesett anbringes i for-varmingsovnen. Det opprinnelig forvarmete emne deformeres til ønsket geometri i senkesettet, under betingelser med høyere tem-peratur og trykk som omtalt i US-patentskrift 3.519.503. Det deformerte emne og senkesettet løftes deretter fra bullringen og føres gjennom en dør 20 til en senkeekspansjonsstasjon 22

og videre til et nedkjølingskammer 24. Det andre senkesett inn-føres i smikammeret, og prosessen gjentas til det ønskete antall deler er tilvirket. Senkesettet ifølge oppfinnelsen kan trans-

porteres inn i og ut av de respektive kamre uten at dette resul-terer i uaksepterbar feilinnretting av senkene.

Senkesettet 10 ifølge oppfinnelsen er i delsnittet ifølge fig. 2 vist detaljert og i stilling i bullringen 18. Senkesettet innbefatter to endesenker, hvorav en stort sett sylinderformet, stasjonær senke 26 og en stort sett sylinderformet, bevegelig senke 28, som er montert på en felles akse. Et antall krumme senkesegmenter 30 er anbrakt side om side i et sylinderformet mønster om den stasjonære og den bevegelige senke, og avgrenser sammen med disse et hulrom av motsatt geometri i forhold til den ønskete komponent, med utadragende deler der dette er for-målstjenlig. Den bevegelige senke omfatter en sylindrisk ytterflate 32 og en endeflate 34. Den bevegelige senkes endeflate er utformet med motsatt geometri i forhold til den ene side av den komponent som skal fremstilles. Den stasjonære senke omfatter en sylindrisk ytterflate 36 og en endeflate 38. Den stasjonære senkes endeflate er utformet med omvendt geometri i forhold til den annen side av komponenten som skal fremstilles. En perifert løpende krage 40 er opphøyd utad fra den stasjonære senkes sylinderformete ytterflate.

Hvert av senkesegmentene 30 omfatter to perifere sidevegger 42 av slik kontur, at de sammen med de tilgrensende seg-menters sidevegger avgrenser et antall innbyrdes atskilte og perifert anordnete hulrom av omvendt geometri i forhold til de utadragende deler som skal utformes. Hvert segment omfatter en bueformet innerflate 44 hvori det er anordnet en kanal 46 som ved å bringes i inngrep med kragen 40 på den faste senke, hindrer at det enkelte segment inntar skråstilling overfor den stasjonære senke. Kragen er utstyrt med minst én avsmalnende sideflate 48 som gjør det mulig å fjerne senkesegmentene fra kragen langs en ønsket trekklinje (L) fra de utadragende deler. I et mer detaljert senkesett som omfatter ytterligere grunntanker ved oppfinnelsen og som også er vist i fig. 2, er det i hvert seg-ments 30 bueformete innerflate 44 anordnet en andre kanal 50

i sonen ved den bevegelige senke 28. Hver kanal 50 bringes med minimal klaring i inngrep med en ring 52, for ytterligere mot-virkning av segmentskråstilling. I likhet med kragen er ringen utstyrt med en avsmalnende sideflate 54 som gjør det mulig å fjerne segmentene 30 fra ringen langs den ønskete trekklinje (L). Krage- og ringsærtrekkene kan finne anvendelse uavhengig av hverandre eller i kombinasjon.

Hvert senkesegment 30 omfatter videre en bueformet ytterflate 56 hvori det er anordnet et spor som sammen med spor i tilgrensende segmenter danner en ytterkanal 58 som løper helt rundt den sylinderformete gruppe. Ytterkanalen 58 opptar en wire 60 som omslutter senkesegmentene og derved holder sammen elemen-tene i hvert senkesett til et forenet aggregat.

Hovedfordelen ved fastlåsingen av de bueformete senkesegmenter til et felles element, f.eks. den stasjonære senke 26 eller ringen 52 fremgår av fig. 3A og 3B. I disse riss er tid-ligere kjente senker (fig. 3A) sammenliknet med senker ifølge den foreliggende oppfinnelse (fig. 3B). Det er vist bueformete senkesegmenter 30 av den type som anvendes ved fremstilling av aksialstrømningsrotorskovler i ett stykke med en rotorskive. Segmentenes sidevegger 42 avgrenser kamre 62 for utsmiing av materialemnet.

Ifølge fig. 3A (teknikkens stand) vil en ubetydelig helning mellom segmenter medføre betydelige variasjoner i aerofoiltyk-kelsen T. Den ferdige rotorskovlkomponent kan derved bibringes uberegnelige aerodynamiske egenskaper og utilstrekkelig konstruk-sjonsmessig integritet.

Ifølge fig. 3B som anskueliggjør grunntankene for den foreliggende oppfinnelse, fastlåses segmentene 30 til den stasjonære senke ved hjelp av kragen 40 og ringen 52. Derved hindres segmentene i å skråstilles, slik at skovltykkelsene T bevares jevne.

Claims (3)

1. Senkesett (10) for tilvirkning av en midtre skivekonstruksjon med et antall integrert utformete, utadragende deler, omfattende en stort sett sylinderformet, stasjonær senke (26) med en sylindrisk ytterflate (36) og en øvre flate (38) som er omvendt utformet i forhold til den ene side av den midtre skive-konstruks j on , en stort sett sylinderformet, bevegelig senke (28) med en sylindrisk ytterflate (32) og en endeflate (34) som er omvendt utformet i forhold til den annen side av den midtre skive-konstruks j on , hvor den bevegelige senke (28) er anordnet i aksial

flukt med den faste senke (26) og i avstand fra denne, en sylinderformet gruppering av perifert tilgrensende senkesegmenter (30) som hvert omfatter to perifere sidevegger (42) som ligger an mot sideveggene av de tilgrensende segmenter og som har slik konturform at de sammen med disse avgrenser et antall perifere, innbyrdes atskilte hulrom (62) som er omvendt utformet i forhold til de utadragende deler som skal tilvirkes, og en bueformet innerflate (44) i berøring med ytterflåtene (36,32) på den stasjonære (26) og den bevegelige senke (28), karakterisert ved en kanal (46) som er utformet tvers over hvert senkesegments bueformete innerflate (44), og ved organer (40) som er innrettet til å danne inngrep med kanalen for sammenlåsing av senkesegmentene (30) i den sylinderformete gruppering, for å hindre skråstilling av senkesegmentene i senkesettet (10).

2. Senkesett i samsvar med krav 1, karakterisert ved at organet for sammenlåsing av senkesegmentene (30) omfatter en perifert løpende krage (40) som rager utad fra den stasjonære senkes (26) sylindriske ytterflate (36) og står i låsende inngrep med kanalen (46) i hvert senkesegment (30), for å hindre skråstilling av segmentene.

3. Senkesett i samsvar med krav 2, karakterisert ved at det i hvert senkesegments (30) bueformete innerflate (44) er anordnet en andre, tverrgående kanal (50), og at organet for sammenlåsing av senkesegmentene (30) også innbefatter en ring (52) som står i låsende inngrep med den andre kanal (50) i hvert senkesegment (30).