Turbinenschaufel und Verfuhren und Einrichtung zu ihrer Herstellung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel, sowie ein Verfahren und eine Einrichtung zu ihrer Herstellung und bezweckt, diese Herstellung zu verbilligen durch die Anwendung von Methoden, die weniger Zeit bearrspru.chen und ausgiebiger sind als die bisher gebräuchlichen.
Bei solchen Schaufelungsystemen, bei denen derjenige Schaufelteil, der in der t,m- fangsnut steckt, in der die Schaufeln be festigt werden, den gleichen Querschnitt be sitzt wie der über diese Nut vorstehende Teil,
können die Schaufeln durch Abstechern von Stücken ab einer auf den erforderlichen Querschnitt gewalzten Stange erhalten wer- den. Dabei werden dann zwischen den ein zelnen Schaufeln geeignet gestaltete Pak- kungsstücke in die Umfangsnut gesetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren, bei welchem die Schaufeln mit verdicktem Fusse, (las heisst vom übrigen Schaufelteil bezüglich Quer- schnitt verschiedenen Fusse aus dem nämli chen Stück Metall gestossen sind.
Dieser Fuss wird in manchen Fällen zweckmässiger- weise so gestaltet, class er das benachbarte Fackungsstück bildet, und in vielen Fällen so geformt, (lass durch ihn die Schaufeln im erfordcrlichen Abstande voneinander und in Ichtiger Lage gehalten werden.
Bei einer solchen Ausggestaltung der Schaufeln v-ir d das Abstechen der letzteren a1) einer- ge"-alzt.en oder gezogenen Stange nicht angewendet. Die Bildun, der Schau fel send ihres Fusses durch Fräsen oder an dere maschinelle Bearbeitung ist sowohl rnülisam #ie kostspielig.
Die vorliegende Erfindung ergab die 1ü>glichheit eines Verfahrens, durch welches sich die Schaufel mit ihrem Fusse oder mit. einer Metallmasse, aus der der Fuss rnasehi- nell leergestellt werden kann, aus einem Slii(@l@e bilden lässt.
Dieses -Verfahren besteht darin, class die ci;crrtliche Schaufel eines vollständigen Turbinensehaufelungs-Elementes aus einem Meinen Metallblocke durch Ausstossen des Mefalls aus einer Gesenkplatte gebildet wird, die eine Aussparung besitzt. in der der Schaufelfuss in einem Stücke mit. der übri-
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gen <SEP> Schaufel <SEP> ,-eforrnt <SEP> -,viril.
<SEP> Das <SEP> Ausstossen
<tb> vier <SEP> Schaufel <SEP> und <SEP> die <SEP> Bildung <SEP> des <SEP> Fusses
<tb> kann <SEP> im <SEP> nämlichen <SEP> Arbeitsvorgange <SEP> mittelst
<tb> einer <SEP> schnellwirkenden <SEP> Presse <SEP> oder <SEP> eines
<tb> Fallhammers <SEP> :eschelien. <SEP> Dabei <SEP> wird <SEP> in <SEP> der
<tb> 11;e\ :=1_ <SEP> eine <SEP> Ge@E@nliplatte <SEP> verwendet, <SEP> aus <SEP> der
<tb> die <SEP> Tui birierizciiarifel <SEP> als <SEP> ein <SEP> ausgetriebenes
<tb> Stürl; <SEP> 2-ebildel <SEP> vTird, <SEP> eins <SEP> mit <SEP> einem <SEP> als
<tb> Pressling <SEP> gestlteten <SEP> Fusse.
<tb>
Das <SEP> Ausstolen <SEP> ist <SEP> auf <SEP> dem <SEP> Punkte <SEP> zu
<tb> unterbrechen, <SEP> an <SEP> dem <SEP> Schaufel <SEP> und <SEP> Fuss <SEP> auf
<tb> die <SEP> verlangte <SEP> hänge <SEP> und <SEP> Gxestalt <SEP> gebracht
<tb> sind. <SEP> Die <SEP> zur <SEP> Herstellung <SEP> der <SEP> Schaufeln <SEP> die nende <SEP> Gesenl;laatte <SEP> wird <SEP> zweckmässiger mit. <SEP> eine- <SEP> sich <SEP> gegen <SEP> die <SEP> Ausstossöff nun_^ <SEP> hin <SEP> ver-n-eriden <SEP> Eingangsvertiefung
<tb> aus@:estattet.
<tb>
Zii <SEP> einem <SEP> sl-.iter <SEP> angegebenen <SEP> Zwecke <SEP> ist
<tb> es <SEP> vorteilhaft, <SEP> d@_n <SEP> Fussteil <SEP> eines <SEP> jeden <SEP> Schau felelürnentes <SEP> nach <SEP> jeder <SEP> Richtung <SEP> hin <SEP> we sentlich <SEP> breiter <SEP> zu <SEP> machen, <SEP> als <SEP> den <SEP> ausge triel,-nen <SEP> Sclua.ufelteil.
<tb>
DE_r <SEP> warme <SEP> 1,Zetallblocli <SEP> wird <SEP> beispiels weie <SEP> in <SEP> eine <SEP> Kammer <SEP> gebracht <SEP> und <SEP> der
<tb> @."irl.Ting <SEP> einc-z <SEP> Bammklotzes <SEP> unterworfen,
<tb> der <SEP> -las <SEP> zur <SEP> Pilclung- <SEP> der <SEP> eigentlichen <SEP> Schau fel <SEP> erforder5 he <SEP> Metall <SEP> durch <SEP> die <SEP> in <SEP> der
<tb> Gesc-iil@platte <SEP> E@iltlia.ltene <SEP> .-1,usstossöffniing7 <SEP> aus treil-#tunter <SEP> Zurücklassung <SEP> des <SEP> für <SEP> die <SEP> Bil dun <SEP> - <SEP> des <SEP> Schaufelfusses <SEP> nötigen <SEP> Metalles <SEP> in
<tb> einer <SEP> Vertiefung <SEP> der <SEP> Gesenkplatte.
<tb>
Die <SEP> Arisstossöffnung <SEP> wird <SEP> am <SEP> besten <SEP> so
<tb> gest-#lt:et, <SEP> dass <SEP> sich <SEP> am <SEP> dünnen <SEP> Rande <SEP> der
<tb> Sclir@i_ifel <SEP> eine <SEP> =vulstartige <SEP> oder <SEP> sonstige
<tb> örtliche <SEP> Verdickung <SEP> bildet, <SEP> die <SEP> in <SEP> der <SEP> Folge
<tb> darin <SEP> nach <SEP> irgendeinem <SEP> geeigneten <SEP> Verfah r(#ri <SEP> zvegg.eschafft <SEP> wird.
<tb>
Die <SEP> Zeichnun-- <SEP> zeigt. <SEP> ein <SEP> Ausführungs beisr.iel <SEP> der <SEP> einen <SEP> Teil <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> bil derid@_n <SEP> Einrichtung.
<tb>
Fiv. <SEP> 1 <SEP> veranschaulicht <SEP> den <SEP> Rammklotz <SEP> in
<tb> Ansieht <SEP> und <SEP> die <SEP> Gesenkplatte. <SEP> mit <SEP> einem <SEP> in
<tb> sie <SEP> cinelegten <SEP> Metallblock <SEP> im <SEP> Schnitte;
<tb> Fi"-. <SEP> 2 <SEP> ist. <SEP> der <SEP> Grundriss <SEP> der <SEP> Gesenkplatte;
<tb> Fit-. <SEP> 3 <SEP> und <SEP> , <SEP> zeigen <SEP> Schnitte <SEP> durch <SEP> die
<tb> Ges@-Tikplatte, <SEP> cri.- <SEP> Schaufel <SEP> nach <SEP> Vollendung,
<tb> abe- <SEP> or <SEP> dein <SEP> Herausnehmen <SEP> aus <SEP> der <SEP> Platte.
<tb>
Dio <SEP> zweiteilige <SEP> Gesenkplatte <SEP> 1 <SEP> liegt <SEP> so <SEP> in einem Träger 2, dass sie auf Keile ' passt. (Die Gesenkplatte kann auch aus mehr als zwei Teilen bestehen). Eine Aussparung i der Gesenkplatte besitzt entweder den Quer schnitt, des Schaufelfusses oder einen solchen. class dieser Fuss nachher aus der in der Ge- s;enkplat.te geformten Metallmasse leicht ma schinell weiter bearbeitet werden kann.
Am Porten der Aussparung 11 ist eine Ö ffnurig 5 ausgesclinitteri, welche die Querschnitts <B>,</B> estalt der eigentlichen Schaufel besitzt.
Die i@-liiridunn- der Aussparung ist nach oben konisch erweitert, um (las Einbringen des Metallblockes 6 zu erleichtern, cler im all- @emeinen den nämlichen, aber etwas klei- neen Querschnitt besitzt wie die Aus sparung <B>Die</B> dargestellte Aussparun- li ist auf dem grössten Teil ihrer Länge mit parallelen Wänden ausgebildet. In manchen Fällen kann es aber vorteilhaft sein, die Wände auf der ganzen Länge der Aussparung konver gieren zu lassen.
Auch der Querschnitt der Aussparung lässt sich irgendwelcher, als ge eignet erscheinenden, besondern Form des Schaufelfusses anpassen.
>Aber der Gelenkplatte i ist. ein Fall- liam.merklotz <B>7</B> so vorgesehen, dass er bei seinem Falle den Metallblock ss in die Form der Aussparung 4 presst und gleichzeitig einen Teil des Metalles durch die Öffnung 5 austreibt, und dadurch, wie in Fig. 3 und t angedeutet, die Schaufel 8 bildet.
In Wirklichkeit ist natürlich zwischen dem Werkzeuge<B>7</B> und der Aussparung -1 ein kleiner Spielraum erforderlich, dessen _\n- gabe in der Zeichnung jedoch der 1_\bei- sichtlichkeit wegen unterlassen wurde.
Auf dem Träger v sind Anschläge 9 an gebracht, um die Bewegung des Fallham mers anzuhalten, wenn die erforderliche Menge Metall ausgetrieben wurde.
Bei der dargestellten Geserikplatte wird der Pressdruck gegenüber der Ausstossöff nung ausgeübt. Es kann aber in manchen Fällen vorteilhaft erscheinen, den Druck in einer andern Richtung als in der Flucht der =lusstossöffiirrng auszuüben. Jedoch ist voni Standpunkte der leichteren Ausführbarkeit res Verfalnens aus die daigestellte Anord nung die vorteilhafteste.
Die Grösse des verwendeten Metallblockes i ichtot sich nach der verlangten Länge der Schaufel und Grösse des Fusses. Hingegen ist in jedem Falle der Metallblock verliälfrris- mässig klein, und es ist wichtig, dass der Ar beitsvorgang rasch verlaufe, um ein Abküh len des Metallblockes und des schon ausge- :-tossenen Materials unterhalb die Tempera- tur, bei der es noch ausgestossen werden kann, zu vermeiden.
Man verwendet darum zur Erzeugung des nötigen Druckes ain besten eine rasch arbeitende Presse; es können aber auch andere Vorrichtungen, zum Beispiel ein Fallhammer oder eine schnellwirkende hydraulische Presse. ver wendet werden.
Wird ein Fallhammer verwendet., so müssen dessen Fallhöhe und Gewicht so ge regelt werden, dass der gewünschte Druck und die erforderliche Ausstossgeschwindig keit erhalten werden.
Es wurde gefunden, dass es bei der Her stellung von Schaufeln, die einen scharfen Rand besitzen sollen, vorteilhaft ist., die Fuss partie so zu bestimmen, dass ihre SeitÄai und namentlich ihre Ecken nicht mit den scharfen Rändern der Schaufeln zusammen fallen. Dies zur Vermeidung einer zu raschen Abkühlung des Metallos in der Nachbar schaff dieser Ränder infolge der kühlenden und damit härtenden Wirkung der Gesenk- platt.e und um in der Nachbarschaft jener Ränder dem Metall eine solche.
Verteilung zu geben, als seinem gleichmässigen Aus fliessen in die Schaufel förderlich ist. Jedoch zeigte sich, dass, wenn der Fuss nach jeder Richtung hin wesentlich breiter gemacht wird, als die Schaufel und der ganze Ar beitsvorgang mit genügender Raschheit vor sich geht, das Metall des Blockes durchwegs genügend. heiss bleibt, um gleichmässig in alle Teile auszulaufen und die Bildung scharfer Ränder zu ermöglichen.
Versuche haben ergeben, dass es eine kritische _lusstossgeschwiridiglzeit gibt, über welcher die Gefahr eines Angreifens der Gesenkl;
latte vorliegt, Diese Geschwindigkeit hängt. bis zu einem gewissen Grade ab von der Grösse und Gestalt, des, ausgetriebenen Stückes, und während. so ein rasches Arbei ten nötig ist, um ein zu starkes Abkühlen des Metallblockes zu verhindern, muss wäh- rend des Arbeitsvorganges die Geschtvinelig- keit s:
> bemessen werden, dass die Ausstoss- geschwindigkeit. jenen kritischen Wert. Iri(@llt übersteigt.
In Fällen, wo für die Schaufeln schärfere Ränder verlangt werden, als sie mit dem oben beschriebenen j'erfahren gut, herge stellt v@erden können, wird die Ausstoss- effnrln,- so ausgeführt, dass sich am dünnen Rande der Schaufel im Querschnitte gesehen, eine Warze oder andere geeignete örtliche Verdickun; bildet.
Im. allgemeinen ist es vorzuziehen, diese Warze oder dergleichen auf der konvexen Seite der Schaufel zu bilden, so dass sie nachher durch Ab schleifen, Abfräsen, Abziehen oder derglei chen weggeschafft werden kann. Aber in manchen Fällen kann man sie auf der kon kaven Seite bilden, oder sie kann sich so- welil nach der konkaven, als nach der kon vexen Seite hin erstrecken.
In manchen Fällen waren Schwierig keiten zu überwinden, die daher rührten, dass die Schaufelränder, namentlich der dünnere Rand, zackig ausgestossen werden. Diese Schwierigkeiten lassen sich dadurch üburwin.den, dass man in den Seitenwänden der Ausnarung -# unmittelbar über der Aus stossöffnung 5 eine oder mehrere Vertiefun gen anbringt.
Fs ist ersichtlich, dass durch den in oben beschriebener Weise geschehenden Ersatz verschiedener Fräs- Lind anderer bisher nö- t.igen Arbeitsvorgänge, alle von verhältnis mässig langer Dauer, durch einen einzigen, rasch ausgeführten Arbeitsgang viel Zeit und Arbeit erspart und daher die Herstel lungskosten verringert werden.