DE3535646A1 - Eingussspannblock fuer mehrteilige werkstuecke sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung und aufbrechen - Google Patents

Eingussspannblock fuer mehrteilige werkstuecke sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung und aufbrechen

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DE3535646A1
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Germany
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mold
sprue
clamping
clamping block
workpiece
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DE19853535646
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English (en)
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Ralf 2120 Lüneburg Bleich
Heinrich Dr. 3302 Vechelde Mushardt
Uwe 2110 Buchholz Uhlig
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Koerber AG
Original Assignee
Hauni Werke Koerber and Co KG
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    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26FPERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06Work-clamping means
    • B23Q3/08Work-clamping means other than mechanically-actuated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26FPERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
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Description

  • Eingußspannblock für mehrteilige Werkstücke sowie
  • Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung und Aufbrechen und Aufbrechen Die Erfindung betrifft einen Eingußspannblock zum Einspannen und Halten von Werkstücken, insbesondere Turbinenschaufeln, der durch Umgießen des Werkstückes mit einem schmelzbaren Material gebildet wird.
  • Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Herstellung dieses Eingußspannblockes sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbrechen des Spannblockes, um diesen vom Werkstück wieder ablösen zu können.
  • Insbesondere bei Turbinen- oder Verdichterschaufeln tritt das Problem auf, daß sie nach dem Gießen oder Schmieden an ihren Enden bearbeitet, beispielsweise geschliffen, werden müssen.
  • Um eine solche Schaufel für diese Bearbeitung genau ausgerichtet auf die Maschine aufspannen zu können, ist es bekannt, diese in einem Block oder einer Ummantelung aus Metall zu kapseln, so daß nur deren zu bearbeitendes Ende frei bleibt. Der Block wird dabei gebildet durch Umgießen des Werkstückes, beispielsweise der Turbinenschaufel, mit einem schmelzbaren Material, z.B. einer Zinn-Blei-Antimon-Legierung.
  • Der das Werkstück bis auf das freibleibende zu bearbeitende Ende umschließende Block läßt sich dann in einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Schleifmaschine, einspannen.
  • Nach der Bearbeitung des Werkstückes auf der Werkzeugmaschine ist es nun notwendig, das Werkstück aus dem Eingußspannblock wieder herauszulösen.
  • Hierzu ist es bereits bekannt, das Blockmaterialwieder abzuschmelzen. Dabei kommt es vor, daß an den Werkstückflächen etwas Material vom Eingußspannblock haften bleibt.
  • Das kann bei einer Turbinenschaufel schwerwiegende Folgen haben, da auf der Schaufel verbliebene Verunreinigungen die Schaufel im Betrieb zerstören würden.
  • Um dies zu vermeiden, ist weiterhin eine Lösung bekannt, nach der das Werkstück vor dem Umgießen mit Metall zunächst mit einem aushärtbaren Kunststoff überzogen wird.
  • Hierbei gestaltet sich aber die nach dem Abschmelzen des Blockmaterials erforderliche Entfernung der Kunststoffschicht als äußerst kompliziert und aufwendig.
  • gemäß der DE-AS 28 22 828, Bei einer weiteren Einspann- und HaltevorrichtungVerfolgt das Entfernen des Spannblockmaterials vom Werkstück durch mechanisches Zerbrechen des Spannblocks mittels eines aus zwei Stempeln bestehenden Werkzeuges, wobei die Stempel mit Zinken versehen sind, die in Schlitze des Spannblockes eingreifen. Durch senkrechtes Bewegen der beiden Stempel aufeinanderzu zerbricht der Spannblock an einem Sollbruchquerschnitt.
  • Ein Spannblock und ein Werkzeug zu dessen Aufbrechen in der vorbeschriebenen Art eignen sich allenfalls für Einzelschaufeln.
  • Bei einer zweiflügligen Turbinenleitschaufel beispielsweise, bei der zwei Schaufelblätter in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sind, würde nach herkömmlicher Art des Umgießens der Zwischenraum zwischen den beiden Schaufelblättern ebenfalls mit Blockmaterial ausgefüllt, so daß ein mechanisches Aufsprengen eines solchen Spannblockes kaum möglich wäre. Es bliebe dann wiederum nur die Möglichkeit des Ausschmelzens des Blockmaterials, was jedoch mit den vorstehend beschriebenen Nachteilen verbunden ist.
  • Man hat aus diesem Grunde derartige Werkstücke auch mit mechanischen Spannmitteln eingespannt, was jedoch von der Bedienungsperson ein hohes Maß an Geschicklichkeit und Fingerspitzengefühl erforderte, um eine hinsichtlich der Werkstückposition und der Spannkräfte genau definierte Einspannung zu erreichen. Einerseits mußten am Werkstück genügend hohe Spannkräfte anliegen, damit es die bei der Bearbeitung auftretenden Schnittkräfte ohne zu verrutschen aufzunehmen vermag, andererseits können aber hohe Spannkräfte zur Beschädigung derartiger komplizierter und empfindlicher Werkstücke führen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Eingußspannblock zu schaffen, der insbesondere für zweiflüglige Turbinenleitschaufeln oder ähnliche mehrteilige Werkstücke geeignet ist.
  • Außerdem besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Spannblockes sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Aufbrechen, d.h. zum Entfernen des Blockmaterials vom Werkstück, zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß besteht der Eingußspannblock für zweiflüglige Turbinenleitschaufeln oder ähnlich mehrteilig gestaltete Werkstücke aus zwei oder mehreren das Werkstück von außen umfassenden Formteilen, die durch Verbindungsstege miteinander verbunden sind, wobei der Zwischenraum zwischen den Schaufelblättern bzw. ähnlichen Werkstückteilen sowie an diesen vorhandene Hinterschneidungen weitgehend von Eingußmaterial freigehalten sind.
  • Nach der Erfindung sind die Verbindungsstege als Sollbruchstellen ausgebildet.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung des Eingußspannblockes besteht erfindungsgemäß aus einer mindestens zweiteiligen, mit einem Einfüllstutzen versehenen Gießform, deren Teile die äußere Begrenzung des Eingußspannblockes formen. Dabei sind die Gießformteile mit Formeinsätzen versehen, die den Zwischenraum zwischen den Schaufelblättern oder dergleichen beabstandeten Werkstückteilen und vorhandene Hinterschneidungen zwischen den Schaufelblättern und Stegen weitgehend frei von Eingußmaterial halten. Weiterhin sind Positionier-und Andrückelemente zur lagegerechten Fixierung der Werkstücke in der Gießform vorgesehen sowie Betätigungselemente zum Öffnen und Schließen der Gießform, für die Betätigung der Andrückelemente und zur Betätigung mindestens eines der Formeinsätze.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Formeinsätze Dichtfugen entlang den inneren und äußeren Stegen der Turbinenschaufeln sowie entlang der Schaufelblattkanten bilden.
  • Diese Dichtfugen können erfindungsgemäß als Spaltdichtungen ausgebildet sein.
  • Sie können aber auch nach einem anderen Merkmal der Erfindung mit Dichtelementen aus elastischem Material versehen sein.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Variante besteht darin, die Dichtfugen mit federnd angedrückten Dichtleisten zu versehen.
  • Die in den Gießformteilen vorhandenen Formeinsätze bestehen erfindungsgemäß aus stationären Formstücken und/oder aus betätigbaren Formstempeln.
  • Nach einer anderen erfindungsgemäßen Möglichkeit sind als Formeinsätze stationäre Formstücke und/oder mindestens ein mittels eines Druckmediums auftreibbarer elastischer Hohlkörper vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist der Einfüllstutzen zum Befüllen der Gießform als ein mit einer Heizeinrichtung versehenes rohrförmiges Element ausgebildet.
  • Um einerseits den Eingußspannblock der Gießform entnehmen zu können, andererseits aber eine erneute Befüllung der Gießform vornehmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Einfüllstutzen in seiner Mündungszone und in seiner Einfüllzone getrennt beheizbar zu machen.
  • Die erfindundgsgemäße Vorrichtung besteht weiterhin darin, daß die Andrückelemente als durch den beweglichen Gießformteil hindurchgeführte und in einem Führungselement federnd abgestützte Andrückstifte ausgebildet sind, so daß sie zur visuellen Kontrolle und Korrektur der Werkstückposition bei geöffneter Gießform betätigbar sind.
  • Gemäß der Erfindung ist auch vorgesehen, die Formeinsätze so auszubilden, daß sie gleichzeitig als Positionierelemente für die Werkstücke dienen.
  • Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Aufbrechen des Eingußspannblockes nach erfolgter Bearbeitung des Werkstückes. Dieses besteht darin, daß bei gleichzeitigem Aufbringen von Zug- und Biegekräften auf die Formteile des Eingußspannblockes die Verbindungsstege durch mechanisches Aufbrechen und/oder Aufschmelzen getrennt werden, wonach die Formteile abgenommen werden.
  • Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn dabei gleichzeitig ein Freischmelzen von Hinterschneidungen, z. B.
  • Schaufelkanten, vom Eingußmaterial erfolgt.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus den Eingußspannblock haltenden sowie ihn auf Biegung und Zug belastenden Spannmitteln und aus einem in die Zwischenräume zwischen den Verbindungsstegen einbringbaren und auf die Verbindungsstege wirkenden Aufbrechmitteln.
  • Nach der Erfindung sind hierbei eine den Eingußspannblock an einem Formteil haltende feststehende Spannbacke sowie eine den Eingußspannblock an dem gegenüberliegenden Formteil erfassende, um eine Drehachse schwenkbare Spannbacke vorgesehen, und das mittels eines Betätigungs- und Führungselementes in zwei Ebenen bewegbare Aufbrechmittel besteht aus einem oder mehreren Fingern.
  • Erfindungsgemäß ist das Betätigungs- und Führungselement für die Aufbrechfinger als Kreuzschlitten ausgebildet.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß die Finger mit beheizbaren Kanten versehen sind, so daß die Verbindungsstege auch aufgeschmolzen werden können.
  • Außerdem weist erfindungsgemäß der die Finger tragende Führungsschlitten des Kreuzschlittens an seiner dem Eingußspannblock zugewandten Seite beheizte Kanten auf, um das die Schaufelkanten umschließende Eingußmaterial aufschmelzen zu können.
  • Die Spannbacken der Aufbrechvorrichtung sind nach der Erfindung zum Aufbringen der Spannkräfte und zur Schwenk- bewegung mit entsprechenden hydraulischen Betätigungseinrichtungen verbunden.
  • Eine andere Variante der Aufbrechvorrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß bei Beibehaltung der Spannbacken, von denen die feststehende den einen Formteil hält, während die andere den gegenüberliegenden Formteil erfaßt und um eine Drehachse schwenkt, das Aufbrechmittel aus einem mittels eines Druckmediums auftreibbaren elastischen Hohlkörper besteht.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, insbesondere zweiflüglige Turbinenleitschaufeln oder ähnliche Werkstücke zur Weiterbearbeitung genau positioniert auf eine Werkzeug-, insbesondere Schleifmaschine, zu spannen. Nach der Bearbeitung läßt sich der erfindungsgemäße Eingußspannblock mittels der erfindungsgemäßen Aufbrechvorrichtung wieder einwandfrei vom Werkstück entfernen, dh. er hinterläßt am Werkstück weder Rückstände von Eingußmaterial noch Beschädigungen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
  • In den Zeichnungen zeigen Figur 1 eine zweiflüglige Turbinenleitschaufel im Eingußspannblock in der Draufsicht, Figur 2 den Schnitt A-A nach Figur 1, Figur 3 den Schnitt B-B nach Figur 1, Figur 4 den Schnitt C-C nach Figur 1, Figur 5 den Schnitt D-D nach Figur 1, Figur 6 eine Seitenansicht nach Figur 1, Figur 7 die Vorrichtung zur Herstellung des Eingußspannblockes bei geöffneter Form im Schnitt, Figur 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Figur 7 bei geschlossener Form, Figur 9 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Figur 7 mit sichtbarem beheizten Einfüllstutzen, Figur 10 einen Schnitt durch die geschlossene Form mit gleichzeitig als Positionierlemente ausgebildeten Formeinsätzen, Figuren 11 und 12 zwei Abdichtvarianten als Einzelheit X nach Figur 10, Figur 13 die Einzelheit Y nach Figur 10, Figur 14 die Einzelheit Z nach Figur 10, Figur 15 die Vorrichtung nach Figur 7 mit einem aus einem auftreibbaren elastischen Hohlkörper bestehenden Formeinsatz, Figur 16 die Vorrichtung zum Aufbrechen des Eingußspannblockes im Schnitt, Figur 17 den Schnitt E-E nach Figur 16, Figur 18 einen Ausschnitt aus der Aufbrechvorrichtung mit einem auftreibbaren elastischen Hohlkörper als Aufbrechmittel.
  • Ein zweiflügliges Teil eines Leitschaufelkranzes (Fig. 1), bestehend aus den beiden Schaufelblättern 1,2, die durch das innere Kranzsegment 3 und durch das äußere Kranzsegment 4 verbunden sind, ist zum Einspannen auf einer Werkzeugmaschine in einen Eingußspannblock 6 eingegossen.
  • Dabei besteht der Eingußspannblock 6 aus zwei Formteilen 7, 8, die durch Verbindungsstege 9, 11 miteinander verbunden sind und die Schaufelblätter 1, 2 von außen umfassen. Somit umgibt das Formteil 7 die konvexe Seite des Schaufelblattes 1 und das Formteil 8 die konkave Seite des anderen Schaufelblattes 2. Bis auf die Verbindungsstege 9, 11 bleibt der Zwischenraum 12 zwischen den Schaufelblättern 1, 2 von Eingußmaterial frei. Ebenfalls von Eingußmaterial weitgehend freigehalten, d. h. bis auf den Bereich der Verbindungsstege 9, 11, sind die Schaufelblattkanten 13, 14, 16, 17 (Fig. 1 bis 6). Die Verbindungsstege 9, 11 sind als Sollbruchstellen ausgebildet, die ein Aufbrechen des Eingußspannblockes 6 und sein Entfernen vom Werkstück, hier vom zweiflügligen Teil eines Leitschaufelkranzes, nach der Bearbeitung dessen freier Enden auf einer Werkzeugmaschine ermöglichen. Infolge der von Eingußmaterial weitgehend freigehaltenen Schaufelblattkanten 13, 14, 16, 17 wird deren Beschädigung beim Aufbrechen des Eingußspannblockes 6 vermieden.
  • Zur Herstellung eines solchen Eingußspannblockes 6 ist eine Vorrichtung gemäß den Figuren 7 bis 15 vorgesehen.
  • Diese besteht aus einer zweiteiligen Gießform 18, 19, die in Fig. 7 im geöffneten Zustand gezeigt ist. Dabei ist der eine Gießformteil 19 mittels in der Zeichnung nur angedeuteter Verbindungselemente 21, 22 fest mit einer Grundplatte 23 verbunden, während der andere Gießformteil 18 zum Öffnen und Schließen der Gießform relativ zum feststehenden Gießformteil 19 beweglich ist. Hierzu ist der bewegliche Gießformteil 18 auf einer Führungsstange 24 geführt, die an ihrem einen Ende mit dem feststehenden Gießformteil 19 und an ihrem anderen Ende mit einer Halteplatte 26 fest verbunden ist, die auf der Grundplatte 23 mittels Verbindungselementen 27 befestigt ist.
  • Das Bewegen des Gießformteiles 18 erfolgt mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebs 28, der an der Halteplatte 26 mittels Verbindungselementen 29, 31 befestigt und dessen Kolbenstange 32 mit dem beweglichen Gießformteil 18 verbunden ist.
  • Die Gießformteile 18, 19 sind mit Formeinsätzen versehen, die als stationäres Formstück 33 und als betätigbarerFormstempel34 ausgebildet sind.
  • Das Formstück 33 und der Formstempel 34 sind so ausgebildet, daß sie den Zwischenraum 12 zwischen den einzugießenden Schaufelblättern 1, 2 sowie die Hinterschneidungen und Schaufefikanten 13, 14, 16, 17 (Fig. 2) weitgehend vom Eingußmaterial freihalten. Der Formstempel 34 ist mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb 36 versehen, der an einem mit der Grundplatte 23 fest verbundenen Halter 37 mittels Verbindungselementen 38, 39 befestigt ist und desserjKolbenstange 41 mit dem Formstempel 34 verbunden ist.
  • Zum Halten des einzugießenden zweiflügligen Leitschaufelkranzteiles in der Gießform, d. h. im feststehenden Gießformteil 19, sind zwei je auf ein Schaufelblatt 1, 2 wirkende Andrückstifte 42, 43 vorgesehen, die durch den bewegbaren Gießformteil 18 hindurchgeführt sind.
  • Die Betätigung dieser Andrückstifte 42, 43 erfolgt mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebes 44, der mittels Verbindungselementen 46, 47 an der Halteplatte 26 befestigt ist. Die Kolbenstange 48 des Antriebes 44 ist mit einem Führungselement 49 verbunden, welches auf der Führungsstange 24 geführt ist. In einer Ausnehmung 51 des Führungselementes 49 sind die Andrückstifte 42, 43 an ihrem einen Ende mittels Druckfedern 52, 53 federnd abgestützt.
  • Durch eine derartige Anordnung der Andrückstifte 42, 43 ist es möglich, bei geöffneter Gießform 18, 19 eine Kontrolle der Werkstückposition vorzunehmen. Dabei lassen sich die Andrückstifte 42, 43 zur eventuellen Korrektur der Werkstücklage gegen die Kraft der Druckfedern 52, 53 auch von Hand mittels eines nicht gezeigten Werkzeuges zurückziehen.
  • In Fig. 8 ist die Gießform 18, 19 im geschlossenen Zustand gezeigt, wobei der Schnittverlauf durch das Werkstück dem der Linie A-A in Fig. 1 entspricht, und die Figur 9 zeigt eine Schnittdarstellung der geschlossenen Gießform 18, 19 mit einem Einfüllstutzen 54, bei der der Schnittverlauf durch das Werkstück der Linie B-B nach Fig. 1 entspricht.
  • Durch diesen Einfüllstutzen 54 wird die Gießform 18, 19 mit dem flüssigen Eingußmaterial, beispielsweise einer Zinn-Blei-Antimon-Legierung, gefüllt. Der Einfüllstutzen 54 ist mit einer Heizeinrichtung 56 ausgestattet, die den Einfüllstutzen 54 in zwei getrennten Zonen 57, 58 beheizt.
  • Zum Entnehmen des fertigen Eingußspannblockes 6 aus der Gießform 18, 19 ist es notwendig, das im Einfüllstutzen befindliche erstarrte Metall, welches mit dem Eingußspannblock 6 noch in Verbindung steht, in der Mündungszone 57 des Einfüllstutzens 54 nochmals aufzuschmelzen, was mit der Heizeinrichtung 56 geschieht.
  • Um nach Entnehmen des Eingußspannblockes 6 eine erneute Befüllung der Gießform 18, 19 vornehmen zu können, muß zusätzlich auch die Einfüllzone 58 des Einfüllstutzens 54 beheizt werden, um auch das darin befindliche erstarrte Eingußmaterial aufzuschmelzen und somit den Einfüllstutzen 54 für einen neuen Füllvorgang zu öffnen.
  • Die in Fig. 10 gezeigte Schnittdarstellung entspricht einem Schnittverlauf durch das Werkstück gemäß der Linie C-C nach Fig. 1, wobei die darin bezeichneten Einzelheiten X, Y und Z in den Figuren 11 bis 14 vergrößert dargestellt sind.
  • Die schon erwähnten Formeinsätze, die als stationäre Formstücke 33 und/oder als betätigbare Formstempel 34 ausgebildet sind, bilden entlang den Kranzsegmenten 3, 4 (Fig. 1) und entlang den Schaufelblattkanten 13, 14, 16, 17 (Fig. 2) Dichtfugen, die ein Eindringen von Eingußmaterial in die vorgesehenen Freiräume, z. B. in den Zwischenraum 12, verhindern.
  • Diese Dichtfugen können beispielsweise als Spaltdichtungen ausgeführt sein.
  • Sie können aber auch gemäß Fig. 11 durch elastisches Material 59 oder gemäß Fig. 12 durch federnd angedrückte Leisten 61 gebildet werden.
  • Die Formeinsätze können auch zum Positionieren der Werkstücke, hier des zweiflügligen Schaufelkranzsegmentes, dienen, wie in den Figuren 13 und 14 (Einzelheiten Y und Z nach Fig. 10) gezeigt ist.
  • Hierbei ist eine sichere Lage durch die drei Anlagepunkte 62, 63, 64 der beiden Schaufelblätter 1, 2 an den Formeinsätzen gegeben.
  • Als Formeinsätze sind neben den genannten stationären Formstücken 33 und bewegbaren Formstempeln 34 noch weitere Ausführungen denkbar.
  • In Fig. 15 ist beispielsweise ein als auftreibbarer, elastischer Hohlkörper 66 ausgebildeter Formeinsatz gezeigt. Dieser elastische Hohlkörper 66 wird über einen Kanal 67 mit einem gasförmigen oder flüssigen Druckmedium gefüllt, so daß er sich an die Schaufelblätter 1, 2 anlegt.
  • Er erfüllt somit gleichzeitig die Dichtfunktion, so daß gesonderte Dichtelemente, wie sie vorstehend beschrieben wurden, hier nicht notwendig sind.
  • Im dargestellten Beispiels wirkt der elastische Hohlkörper 66 mit noch einem anderen Formeinsatz, dem Formstempel 34, zusammen.
  • Der Formstempel 34 kann aber auch entfallen und seine Funktion vom elastischen Hohlkörper 66 mit übernommen werden.
  • Der Hohlkörper 66 müßte dann so gestaltet werden, daß er bis um die Schaufelblattkanten 14, 17 reicht.
  • Ein derartiger auftreibbarer elastischer Hohlkörper muß natürlich aus einem hitzebeständigen Gummi oder Kunststoff bestehen, der zumindest der Schmeiztemperatur des Eingußmaterials, die z. B. bei einer Zinn-Blei-Antimon-Legierung 1350 C beträgt, standhält.
  • Nachdem das Werkstück auf einer Werkzeugmaschine, z. B.
  • auf einer Schleifmaschine, fertig bearbeitet worden ist, der Eingußspannblock also seine Spann- und Haltefunktion erfüllt hat, gilt es, diesen wieder vom Werkstück abzulösen.
  • Hierzu ist in Fig. 16 eine Vorrichtung im Schnitt gezeigt, die es ermöglicht, den beschriebenen Eingußspannblock 6 aufzubrechen.
  • Diese Vorrichtung besteht aus einem Gestell 68, welches eine feststehende Spannbacke 69 und eine schwenkbare Spannbacke 71 trägt. Der Eingußspannblock 6 wird von der feststehenden Spannbacke 69 gehalten und von der schwenkbaren Spannbacke 71 auf Biegung und Zug belastet. Zum Aufbringen der Spannkräfte sind beide Spannbacken 69, 71 mit je einem hydraulischen Betätigungselement 72 bzw. 73 ausgestattet. Zum Erreichen der Schwenkbewegung der Spannbacke 71 ist diese von einem um eine Achse 74 schwenkbarem Teil 76 aufgenommen, an den die Kolbenstange 77 eines Hydraulikzylinders 78 angelenkt ist. Der Hydraulikzylinder 78 ist andererseits schwenkbar mit dem Gestell 68 verbunden.
  • Der Eingußspannblock 6 wird so eingespannt, daß die feststehende Spannbacke 69 sein eines Formteil 7 und die schwenkbare Spannbacke 71 sein anderes Formteil 8 erfaßt.
  • Oberhalb der Spannbacken 69, 71 ist ein Kreuzschlitten 79 angeordnet, der die Finger 81, 82 zum Aufbrechen der Verbindungsstege 9, 11 des Eingußspannblockes 6 trägt (Figuren 16 und 17).
  • Durch Absenken des Schlittens 83 des Kreuzschlittens 79 werden die Finger 81, 82 in den Zwischenraum 12 zwischen den Verbindungsstegen 9, 11 bzw. in den Raum zwischen dem einen Verbindungssteg 11 und dem inneren Kranzsegment 3 eingeführt.
  • Im Schlitten 83 ist ein weiterer Schlitten 84 geführt, der die Finger 81, 82 in Richtung zu den Verbindungsstegen 9, 11 bewegt, so daß diese von den Fingern 81, 82 aufgebrochen werden. Dabei können die Finger 81, 82 auch mit beheizten Kanten 86, 87 (Fig. 17) versehen sein, die die Verbindungsstege 9, 11 ganz oder teilweise aufschmelzen.
  • In gleicher Weise kann die Stirnseite des Schlittens 84 mit beheizten Kanten 88, 89 versehen sein, die bei der Absenkbewegung des Schlittens 83 in Richtung auf die vorblatt deren Schaufe3kanten 13, 16 zugestellt werden und diese von sie evtl. umschließendem Eingußmaterial befreien.
  • Nachdem die Verbindungsstege 9, 11 durchtrennt und die Schaufe Sn 13, 16 freigelegt worden sind, werden die Formteile 7, 8 durch Schwenken des Teiles 76 endgültig vom Werkstück abgenommen. Sie fallen dann nach Lösen der beiden Spannbacken 69, 71 in einen nicht dargestellten Auffangbehälter.
  • Das Werkstück bleibt auf den Fingern 81, 82 liegen und kann mit dem Kreuzschlitten 79 aus der Einspannzone transportiert werden.
  • In umgekehrter Weise ist es auch möglich, den Eingußspannblock 6 mit Werkstück zum Aufbrechen mittels dieser Finger 81, 82 und des Kreuzschlittens 79 in die Einspannung einzuführen.
  • Anstelle der Finger 81, 82 ist es auch möglich, als Aufbrechmittel einen auftreibbaren elastischen Hohlkörper 91 (Fig. 18) zu verwenden, wie er ähnlich in Fig. 15 bereits als Formeinsatz gezeigt war. Dieser ist an seiner Eingangsseite fest und dicht mit einem Stutzen 92 verbunden, durch den das zur Aufweitung des Hohlkörpers 91 erforderliche Druckmedium zugeführt wird.
  • Obwohl die Erfindung auf zwei- oder mehrflüglige Turbinenleitschaufeln oder ähnliche mehrteilig gestaltete Werkstücke ausgerichtet wurde, da es speziell hierfür bisher keine praktikable Lösung gab, ist es jedoch durchaus denkbar, sie auch für Einzelschaufeln oder ähnliche Einzelwerkstücke anzuwenden.

Claims (22)

  1. Patentansprüche 1. Eingußspannblock zum Einspannen und Halten von Werkstücken, insbesondere Turbinenschaufeln, der durch Umgießen des Werkstückes mit einem schmelzbaren Material gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zum Einspannen und Halten von zwei- oder mehrflügligen Turbinenleitschaufeln (1, 2, 3, 4) oder ähnlich mehrteilig gestalteten Werkstücken aus zwei oder mehreren das Werkstück von außen umfassenden Formteilen (7, 8) besteht, die durch Verbindungsstege (9, 11) miteinander verbunden sind, und daß der Zwischenraum (12) zwischen den Schaufelblättern (1, 2) bzw.
    ähnlichen Werkstückteilen sowie an diesen vorhandene Hinterschneidungen weitgehend von Eingußmaterial freigehalten sind.
  2. 2. Eingußspannblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (9, 11) als Sollbruchstellen ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung zur Herstellung des Eingußspannblockes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mindestens zweiteiligen, mit einem Einfüllstutzen (54) versehenen Gießform besteht, deren Teile (18, 19) die äußere Begrenzung des Eingußspannblockes (6) formen, daß die Gießformteile (18, 19) mit Formeinsätzen versehen sind, die den Zwischenraum (12) zwischen den Schaufelblättern (1, 2) oder dergleichen beabstandeten Werkstückteilen und vorhandene Hinterschneidungen zwischen den Schaufelblättern (1, 2) und Stegen weitgehend frei von Eingußmaterial halten, daß Positionier- und Andrückelemente zur lagegerechten Fixierung der Werkstücke in der Gießform vorgesehen sind und daß Betätigungselemente (28, 44, 36) zum Öffnen und Schließen der Gießform, für die Betätigung der Andrückelemente sowie zur Betätigung mindestens eines der Formeinsätze vorhanden sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinsätze Dichtfugen entlang den inneren und äußeren Kranzsegmenten (3, 4) der Turbinenschaufeln sowie entlang der Schaufelblattkanten (13; 14; 16; 17) bilden.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß en die Dichtfugen als Spaltdichtung ausgebildet sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfugen mit Dichtelementen aus elastischem Material (59) versehen sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfugen mit federnd angedrückten Dichtleisten (61) versehen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7,-dadurch gekennzeichnet, daß die in den Gießformteilen (18, 19) vorhandenen Formeinsätze aus stationären Formstücken (33) und/oder aus betätigbaren Formstempeln (34) bestehen.
  9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Gießformteilen (18, 19) vorhandenen Formeinsätze aus stationären Formstücken (33) und/oder aus mindestens einem mittels eines Druckmediums auftreibbaren elastischen Hohlkörper (66) bestehen.
  10. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (54) zum Befüllen der Gießform als ein mit einer Heizeinrichtung (56) versehenes rohrförmiges Element ausgebildet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (54) in seiner Einfüllzone (58) und in seiner Mündungszone (57) getrennt beheizbar ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückelemente als durch den beweglichen Gießformteil (18) hindurchge führte und in einem Führungselement (49) federnd abgestützte Andrückstifte (42, 43) ausgebildet sind, so daß sie zur visuellen Kontrolle und Korrektur der Werkstückposition bei geöffneter Gießform (18, 19) betätigbar sind.
  13. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinsätze gleichzeitig als Positionierelemente für die Werkstücke ausgebildet sind.
  14. 14. Verfahren zum Aufbrechen des Eingußspannblockes nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitigem Aufbringen von Zug- und Biegekräften auf die Formteile (7, 8) des Eingußspannblockes (6) die Verbindungsstege (9, 11) durch mechanisches Aufbrechen und/oder Aufschmelzen getrennt werden, wonach die Formteile (7, 8) abgenommen werden.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig ein Freischmelzen von Hinterschneidungen, z. B. Schaufelkanten, vom Eingußmaterial erfolgt.
  16. 16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus den Eingußspannblock (6) haltenden sowie ihn auf Biegung und Zug belastenden Spannmitteln und aus einem in die Zwischenräume (12) zwischen den Verbindungsstegen (9, 11) einbringbaren und auf die Verbindungsstege (9, 11) wirkenden Aufbrechmittel besteht.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine den Eingußspannblock (6) an einem Formteil (7) haltende feststehende Spannbacke (69) sowie eine den Eingußspannblock (6) an dem gegenüberliegenden Formteil (8) erfassende, um eine Drehachse (74) schwenkbare Spannbacke (71) aufweist und daß das mittels eines Betätigungs- und Führungselementes in zwei Ebenen bewegbare Aufbrechmittel aus aus ein oder mehreren Fingern (81, 82) besteht.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs- und Führungselement für die Aufbrechfinger (81, 82) als Kreuzschlitten (79) ausgebildet ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (81, 82) mit beheizten Kanten (86, 87) versehen sind.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der die Finger (81, 82) tragende Führungsschlitten (84) des Kreuzschlittens (79) an seiner dem Eingußspannblock (6) zugewandten Seite beheizte Kanten (88, 89) zum Aufschmelzen des die Schaufelkanten umschließenden Eingußmaterials aufweist.
  21. 2 1. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (69, 71) zum Aufbringen der Spannkräfte und zur Schwenkbewegung mit entsprechenden hydraulischen Betätigungseinrichtungen (72, 73, 78) verbunden sind.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine den Eingußspannblock (6) an einem Formteil (7) haltende feststehende Spannbacke (69) sowie eine den Eingußspannblock (6) an dem gegenüberliegenden Formteil (8) erfassende, um eine Drehachse (74) schwenkbare Spannbacke (71) aufweist und daß das Aufbrechmittel aus einem mittels eines Druckmediums auftreibbaren elastischen Hohikörper (91) besteht.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3535809A1 (de) * 1985-10-08 1987-04-09 Hauni Werke Koerber & Co Kg Halterungskoerper fuer werkstuecke, insbesondere turbinenschaufeln
DE3727312A1 (de) * 1987-08-17 1989-03-02 Hauni Werke Koerber & Co Kg Einrichtung zur positionierung eines werkstueckes in einer giessform fuer einen eingussspannblock
DE4141557A1 (de) * 1991-12-17 1993-06-24 Istvan Ressler Verfahren zum festlegen von werkstuecken
DE102016121754A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Apinex Kunststofftechnologie Gmbh Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstück sowie eine Nullspann-Vorrichtung und ein Werkstückträger

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