DE2852054C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiedevorrichtung der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer bekannten Schmiedevorrichtung der vorgenannten Art (DE-Z.: Werkstattstechnik 55. Jg. (1965) Heft 10, S. 530- 531) zum Herstellen von Turbinenrädern mit angeformter Be­ schaufelung werden nach dem Schmieden Schmiedestück, Schaufel­ gesenke und Haltering zusammen ausgeworfen und sofort in Öl abgeschreckt, um ein Erweichen der Schaufelgesenke zu verhin­ dern. Danach werden die Schaufelgesenke entfernt. Nach dem Schwinden des Schmiedestückes kann der Haltering leicht abge­ nommen oder abgepreßt werden. Die Schaufelgesenke werden nach dem Abnehmen oder Abpressen des Halteringes offenbar manuell entfernt. Es liegt auf der Hand, daß die Arbeitsweise dieser bekannten Schmiedevorrichtung aufwendig und zeitraubend ist.

Bei einer weiteren bekannten Schmiedevorrichtung der eingangs genannten Art (US-PS 40 51 708) wird ein bekanntes Spezial­ werkzeug (US-PS 40 40 161) benutzt, um den Kranz von Schaufel­ gesenken nach dem Schmieden radial nach außen zu bewegen. Die Verwendung dieses Spezialwerkzeuges setzt aber voraus, daß das Obergesenk von der Schmiedevorrichtung entfernt wird und daß statt des Obergesenkes das Spezialwerkzeug eingebaut wird, das einen zentralen Teil und radiale Arme hat, welche so angeord­ net sind, daß sie die Schaufelgesenke radial nach außen drücken, wenn der zentrale Teil, der an dem beweglichen oberen Pressenstößel der Schmiedevorrichtung befestigt wird, abge­ senkt wird. Diese bekannte Methode zum Entfernen der Schaufel­ gesenke ist aufwendig und zeitraubend, weil sie das Entfernen des Obergesenkes von der Schmiedevorrichtung und das Einbauen eines Spezialwerkzeuges erfordert. Weiter wird die Kraft, um die Schaufelgesenke radial nach außen zu bewegen, nur auf die äußerste obere Ecke der Schaufelgesenke ausgeübt, was uner­ wünschte Biegekräfte an der fertiggeschmiedeten Beschaufelung hervorrufen kann, durch die das noch heiße Turbinenrad verformt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmiedevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu ver­ bessern, daß sich auf einfache Weise und mit wenig Zeitaufwand die Schaufelgesenke von der Beschaufelung des fertiggeschmie­ deten Turbinenrades entfernen lassen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Schmiedevorrichtung nach der Erfindung sind zwei Ringe mit äußeren Konusflächen vorgesehen, mittels wel­ chen nach dem Fertigschmieden des Turbinenrades und vor der Abkühlungsperiode die Schaufelgesenke auf einfache Weise und schnell von den Schaufeln entfernt werden können, ohne daß das Schmiedestück samt Schaufelgesenken und Haltering ausge­ worfen oder das Obergesenk entfernt und durch ein Spezialwerk­ zeug ersetzt werden muß.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegen­ stand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in einer Teillängsschnitt­ ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Schmiedevorrichtung nach der Erfindung mit einem gerade fertiggeschmiedeten Turbi­ nenrad.

Gemäß der Figur hat eine Schmiedevorrichtung zum Herstellen von Turbinenrädern mit angeformter Beschaufelung einen Pres­ sentisch 1, auf welchem ein Untergesenk 4 befestigt ist, und einen Pressenstößel 2, an welchem ein Obergesenk 3 be­ festigt ist. Das Untergesenk 4 hat eine ebene untere Fläche, während seine obere Fläche einen nach oben vorstehenden Mittelteil 5 mit einer zylindrischen Außenfläche 6 hat. Der Mittelteil 5 hat in seinem vorstehenden Ende A eine Gravur für eine Seite der Turbinenscheibe. Das Obergesenk 3 hat eine Ausnehmung 37 in sei­ ner oberen Fläche, deren Zweck im folgenden erläutert wird, während seine untere Fläche einen nach unten vorstehenden Mittelteil 7 mit einer zylindrischen Außenfläche 8 hat. Die zylindrischen Außenflächen 6 und 8 liegen axial in einer Linie und haben von der Mitte des Obergesenks 3 und des Un­ tergesenks 4 aus denselben Radius. Der Mittelteil 7 hat in seinem vorstehenden Ende B eine Gravur für die andere Seite.

Um die zylindrische Außenfläche 6 herum ist ein Ring 9 angeordnet, der eine äußere Konusfläche 12 hat, die sich in Aufwärtsrichtung verjüngt. Der Ring 9 ist auf der Außenfläche 6 verschiebbar. Um die zylindrische Außen­ fläche 8 ist ein Ring 10 angeordnet, der eine äußere Konusfläche 14 hat, die sich in Abwärtsrichtung verjüngt. Der Ring 10 ist auf der Außenfläche 8 ver­ schiebbar. Ein ringförmiger Flansch 11 steht von dem Unter­ gesenk 4 neben dem Ring 9 nach oben vor und bildet eine untere Halteeinrichtung für einen Kranz von Schaufelgesenken 60, die durch zwei Drähte 13 und 15 zusam­ mengehalten werden, welche in Nuten befestigt sind, die an dem oberen Ende und an dem unteren Ende der äußeren Flä­ che derselben angeordnet sind.

Das Obergesenk 3 ist in seiner untersten Position darge­ stellt, da das Turbinenrad bereits in die Endgestalt gepreßt worden ist. Die strich­ punktierte Linie C zeigt eine obere Linie des als Scheibe vorgeformten Turbinenradrohlings, bevor das Obergesenk 3 und das Untergesenk 4 in die in der Figur dargestellten Positionen gebracht wurden, in wel­ chen die Schaufelhohlräume 17 in den Schaufelgesenken 60 gefüllt worden sind, um den Schaufeln ihre Endgestalt zu geben.

Der Kranz von Schaufelgesenken 60 ist auf dem ringförmigen Flansch 11 angeordnet, wobei die obere und die untere Innenfläche oberhalb bzw. unterhalb der Schaufel­ hohlräume 17 an den zylindrischen Außenflächen 8 bzw. 6 anliegen. Die Schaufelgesenke 60 sind an den Stellen 16 und 18 in dem obersten bzw. untersten Teil, von dem aus sie die zylindri­ schen Außenflächen 8 bzw. 6 berühren, abgeschrägt. Die abgeschrägten Stellen 16 und 18 der Schaufelgesenke 60 bilden zwei ring­ förmige, schräge Flächen, wenn die Schaufelgesenke den Kranz bilden. Ein Haltering 19 ist um die Außenfläche des Kranzes von Schaufelge­ senken 60 angeordnet, um den Kranz während des Schmiedevorganges in Schließstellung zu halten. Der Haltering 19 hat eine passende konische Innen­ fläche, die an der konischen Außenfläche des Kranzes von Schaufelgesenken 60 angreift, um den Kranz formschlüssig geschlossen zu halten. Die konische Außenfläche drückt die Schaufelgesenke 60 nach innen. Der Haltering 19 wird durch Verbindungsstangen 21 angehoben und abgesenkt.

Im Untergesenk 4 ist ein Ausstoßstift 23 angeordnet, mittels welchem das fertiggeformte Turbinenrad mit Beschaufelung nach oben aus dem vorstehenden Ende A des Mittelteils 5 herausgedrückt werden kann. Der Ausstoßstift 23 steht über die ebene untere Fläche des Untergesenks 4 nach unten vor. Mehrere äquidistante Stangen 25 sind an der Unterseite des Ringes 9 befestigt, und jede Stange 25 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Untergesenk 4 hindurch bis unter die ebene untere Fläche desselben. Das obere Ende des Pressentisches 1 weist eine Ausnehmung 27 auf, die mit einer offenen Mit­ te 30 und mit sich radial erstreckenden Nuten zum Aufnehmen des Kopfes eines Betätigungsteils 29 versehen ist, welches mehrere radiale Arme 31 hat. Jede radiale Nut liegt in ei­ ner Linie mit einer der Stangen 25, so daß beim Aufwärtsbewegen des Betätigungsteils 29 durch eine Hohlachse, welche sich durch die offene Mitte 30 des Pressentisches 1 erstreckt, der Ring 9 nach oben bewegt wird und sich dessen Konusfläche 12 gegen die ringförmige schräge Fläche legt, wel­ che durch die abgeschrägten Stellen 18 der Schaufelgesenke 60 gebildet wird. Eine Betätigungsstange 33 erstreckt sich durch die Hohlachse des Betätigungsteils 29 und drückt bei Bedarf gegen das untere Ende des Ausstoßstiftes 23.

Das untere Ende des Pressenstößels 2 hat eine Ausnehmung 35, die mit der Ausnehmung 37 des oberen Endes des Oberge­ senks 3 zusammenpaßt, wobei die Ausnehmungen 35 und 37 ei­ ne offene Mitte mit mehreren zusammenpassenden radialen Nu­ ten aufweisen. In dem Obergesenk 3 ist ein Ausstoßstift 24 angeordnet, mittels welchem das fertiggeformte Turbinenrad mit Beschaufelung aus dem vorstehenden Ende B des Mittelteils 7 des Obergesenks 3 nach unten herausgedrückt werden kann.

Der Ausstoßstift 24 ragt in die offene Mitte der Ausneh­ mung 37 in der oberen Fläche des Obergesenks 3 hinein. Mehrere äquidistante Stangen 26 sind an dem oberen Ende des Ringes 10 befestigt, und jede Stange 26 erstreckt sich durch eine Öffnung in dem Obergesenk 3 hindurch in eine der radialen Nuten der Ausnehmung 37 in der oberen Fläche des Obergesenks 3. Die Ausnehmungen 35 und 37 neh­ men den Kopf eines Betätigungsteils 39 auf, das mehrere radiale Arme 41 hat. Jeder radiale Arm 41 ist in einer Linie mit einer der Betätigungsstangen 26 angeordnet, so daß beim Abwärtsbewegen des Betätigungsteils 39 durch ei­ ne Hohlachse, welche sich durch die offene Mitte des Stößels 2 erstreckt, der Ring 10 abwärts bewegt wird, so daß die Konusfläche 14 gegen die ringförmige schräge Flä­ che gedrückt werden kann, welche durch die abgeschrägten Stellen 16 der Schaufelgesenke 60 gebildet wird. Eine Betä­ tigungsstange 43, die sich durch die Hohlachse des Betäti­ gungsteils 39 erstreckt, legt sich bei Bedarf gegen den Ausstoßstift 24. Die Bewegungskraft für das Betätigen der Betätigungsstangen kann diejenige sein, die in Schmiede- und Pressenanlage z. B. für den hydrau­ lischen Pressenstößel benutzt wird.

Im Betrieb wird ein als Scheibe vorgeformter Turbinenradrohling in einem Ofen zusammen mit einem Kranz von Schau­ felgesenken 60, welche durch die beiden Drähte 13 und 15 zusammengehalten werden, erhitzt. Der Pressenstößel 2 und das Ober­ gesenk 3 werden zusammen mit dem Haltering 19 nach oben bewegt, und der Turbinenradrohling wird auf das Un­ tergesenk 4 aufgebracht, wobei sich der äußere Rand im wesent­ lichen bis zu der gestrichelten Linie D erstreckt und sich die obere Fläche im wesentlichen bei der strichpunktierten Linie C befindet. Der Kranz von Schaufel­ gesenken 60 wird dann um den Turbinenradrohling herum angebracht, wobei sich die untere innere Fläche der Schaufelgesenke 60 gegen die zylindrische Außenfläche 6 legt und wobei die Schaufelgesenke 60 auf dem ringförmigen Flansch 11 ruhen. Der Haltering 19 wird dann zusammen mit dem Stößel 2 und dem Obergesenk 3 nach unten bewegt. Die untere Flä­ che des Obergesenks 3 wird zuerst mit dem Turbinenradrohling in Berührung gebracht, wobei die zylindri­ sche Außenfläche 8 die obere innere Fläche des Kranzes von Schaufelgesenken 60 berührt. Wenn das Ober­ gesenk 3 bereit ist, abwärts bewegt zu werden, um den Turbinenradrohling endgültig zu einem fertigen Turbinenrad mit angeformten Schaufeln umzuformen, wird der Haltering 19 in Stel­ lung gebracht, um den Kranz von Schaufel­ gesenken 60 in Schließstellung zu halten. Das Obergesenk 3 und das Unterge­ senk 4 können mit kontrollierter Erwärmung während des Pressens vorgewärmt werden.

Nach dem Abschluß des Schmiedens und dem Fertigformen des Turbinenrades mit angeformter Beschaufelung sind die Schaufelhohl­ räume 17 des Kranzes von Schaufelgesenken 60 gefüllt, wie es die Figur zeigt. Der Haltering 19 wird so weit nach oben bewegt, daß sich seine Oberseite an dem darüber befindlichen Teil des Obergesenks 3 befindet. Die Betätigungsteile 29 und 39 werden dann bewegt, bis die Konus­ flächen 12 und 14 die beiden ringförmigen schrä­ gen Flächen berühren, welche durch die abgeschrägten Stellen 16 und 18 der Schaufelgesenke 60 gebildet werden. Zu die­ sem Zeitpunkt werden beide Betätigungsteile 29 und 39 so bewegt, daß auf die Stangen 25 und 26 gleiche Kräfte aus­ geübt werden, welche die Ringe 9 und 10 auf einander zubewegen, die die Schaufelgesenke 60 radial nach außen bewegen. Durch diese Kraft werden die Drähte 13 und 15 dauerhaft gedehnt. Wenn die Schaufelgesenke 60 von dem Schmie­ destück gelöst sind, werden die Betätigungsteile 29 und 39 auseinander bewegt, um die Kraft von den Ringen 9 und 10 zu entfernen. Das Obergesenk 3 wird dann nach oben bewegt, wobei sich die Betätigungsstange 43 an dem Ausstoßstift 24 be­ findet, um das fertige Schmiedestück in dem Untergesenk 4 zu halten. Nachdem das Obergesenk 4 zusammen mit dem Halte­ ring 19 nach oben bewegt worden ist, drückt die Betätigungs­ stange 33 den unteren Ausstoßstift 23 nach oben, welcher das fertige Schmiedestück und den nun losen Kranz von Schaufelgesenken 60 von dem Untergesenk 4 wegdrückt. Das fertige Schmiedestück und der lose Kranz von Schaufelgesenken 60 werden aufgenom­ men und an einem beliebigen Ort zum Abkühlen gelagert. Der nächste als Scheibe vorgeformte Turbinenradrohling wird auf das Unter­ gesenk 4 aufgebracht, und der nächste vorgewärmte Kranz von Schaufelgesenken 60, welche durch zwei Drähte 13 und 15 zusammengehalten werden, wird auf den ringförmi­ gen Flansch 11 aufgebracht, und das Obergesenk 3 wird an dem vorgeformten und vorgewärmten Turbinenradrohling geschlossen. Nach der Temperaturstabilisierung kann der nächste Schmiede­ vorgang beginnen.

Claims (6)

1. Schmiedevorrichtung zum Herstellen von Turbinenrädern mit Beschaufelung od. dgl. Teilen, bestehend aus einem Obergesenk und einem Untergesenk, die eine Gravur für die Turbinenscheibe aufweisen, einem Kranz von Schaufelgesenken, dessen Innenfläche den äußeren Umfang des Ober- und Untergesenkes begrenzt, und einem Haltering mit einer Innenfläche, die an einer entspre­ chenden Außenfläche des Kranzes von Schaufelgesenken angrei­ fend diesen in Schließstellung hält, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Außenumfang des Ober- und Unter­ gesenkes (3, 4) jeweils ein Ring (9, 10) mit äußerer Konus­ fläche (12, 14) axial verschiebbar ist, deren Konusflächen (12, 14) nach Entfernen des Halteringes (19) ein Radialver­ schieben der Schaufelgesenke (60) bewirken.

2. Schmiedevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß am Innenumfang des Kranzes von Schaufelgesenken (60) ringförmige schräge Flächen durch abgeschrägte Stellen (16, 18) an den Schaufelgesenken (60) gebildet sind, die zum Ra­ dialverschieben der Schaufelgesenke mit den äußeren Konusflä­ chen (12, 14) der Ringe (9, 10) in Berührung bringbar sind.

3. Schmiedevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kranz von Schaufelgesenken (60) durch um die Außenfläche des Kranzes angebrachte Drähte (13, 15) zusammen­ gehalten sind.

4. Schmiedevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß den Außenumfang des Ober- und Unter­ gesenkes (3, 4), auf dem die Ringe (9, 10) axial verschiebbar sind, zylindrische Außenflächen (6, 8) bilden, mit denen die Innenfläche des Kranzes von Schaufelgesenken (60) in Berührung ist.

5. Schmiedevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ringe (9, 10) jeweils eine zylindrische Innenflä­ che, die auf der zylindrischen Außenfläche (6, 8) des Ober- bzw. Untergesenkes (3, 4) verschiebbar sind, und einen keil­ förmigen Querschnitt haben.

6. Schmiedevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß außerhalb des auf dem Untergesenk (4) verschieb­ baren Ringes (9) ein nach oben vorstehender ringförmiger Flansch (11) als Anschlag für den Kranz von Schaufelgesenken (60) vorgesehen ist.