DE6602533U - Verfahren zum herstellen von kuehlmittelschlitzen in lauf- oder leitschaufeln von gasturbinen, z.b. flugtriebwerken, und einrichtung zur durchfuerrung dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zum herstellen von kuehlmittelschlitzen in lauf- oder leitschaufeln von gasturbinen, z.b. flugtriebwerken, und einrichtung zur durchfuerrung dieses verfahrensInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
- B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
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Description
a Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 6955/4
Stuttgart - Unter! irkheim 28„2.1969
" SnS tgSr ^ir7i*i sr«™1** * **» ·*«
rechtlich™ Infcmss« gebönreni« ebenen Γοεη Ϊ ^L '/'Λ1*11 ^™" 0^* N«*^
-WHv* zu den Obllchtn P«»SCT ςβ||β(β(, ° "βΙββη· Aüf Antro9 ^rden hiervon ouch fotofcoplen oee, Fl|m
yebrauohsmuster-Hilfsanmeldung M Potentamtl G^wwiwnuiiwwk
• Einrichtung zum Herstellen von Kühlmittelschlitzen in Lauf- oder Leitschaufeln, von G-aaturbine"; Z1B5 Plugtriebwerken,
nach Art des Elektroiyt-Abtragverfahrens "
äDie Neuerung betrifft eine Einrichtung nach Art des Elektrotyt-Abtragverfahrens
zum Herstellen von Kühlmittelöffnungen tn Lauf- oder Leitschaufeln von Gasturbinen, z.B. Plugtriet-•erken,
insbesondere zum Herstellen schmaler Schlitze in den ichaufelhinterkanten, wobei das Werkstück als Anode und das
€er zu erzeugenden Form entsprechende Y/erkzeug als Kathode
geschaltet ist*
Bs ist z.B. ein sogenanntes Elysier-Schleifverfahren der oMgen
Art bekannt. Dabei hat das Y/erkzeug an seiner Stirnseite eine tier zu erzeugenden Form entsprechende geformte Oberfläche.
Bs wird mit dieser Stirnseite an das Werkstück herangeführt Und dabei das vom V/erkstück abgetragene Material durch die
Blektrolytflüssigkeit zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug
herausgeschwemmt.
TJm bei Gas turbinen, z.B. Flugtriebwerken, hohe Turbineneintrittstemperaturen
von z.B. über 1000° anwenden zu können, müsse] die Schaufeln gekühlt werdene Dabei wird üblicherweise die
Kühlluft über einen Einsatz dem Innenraum der Schaufel zugeführt. Sie verteilt sich dort entsprechend dem Temperaturverlauf
auf der äußeren Schaufelhaut und tritt danach zweckmäßig an der hinteren Kante der Schaufel aus. Diese Hinterkanten sind
naturgemäß außerordentlich schmal^ deh« ihre Dicke beträgt
nur Bruchteile von Millimetern. Die Schlitze zum Austritt der Kühlluft sind natürlich noch schmaler, wohingegen ihre
Tiefe und auch ihre Länge um_ein Mehrfaches größer ist als diese Breite.
-2-
α« β
-2- Daim 6955 a/4
Die Schaufeln eelbst werden nach dem G-enaugußverfahren
hergestellt* Das verwendete Material ist dabei außerordentlich hart, um die erwünscht hohen Temperaturen aushalten zu
können. Es läßt sich mechanisch nicht bearbeiten. Die Neuerung sohlägt daher vor, die Schlitze in die Schaufelhinterkanten
ZoB. nach Art eines Elektrolyt-Abtragverfahrens in u2.S υ Cxi au Z S JL xx uxuij-iiuuc», i/sj. tiaut uxsx ucj. j.o u ausj. CXlXO VCL-steifung
des Werkzeuges erforderlich. Die Neuerung schlägt daher weiter vor, daß das als Kathode geschaltete Werkzeug
im Querschnitt Versteifungen aufweist, welche sich in Vorschubrichtung erstrecken und im wesentlichen innerhalb der
Kontur der beabsichtigten Öffnungen liegen und welche ein© solche Form aufweisen, durch die später die Strömung in der
Öffnung nicht oder zumindest nicht wesentlich behindert wird. Durch diese Ausbildung nach der Neuerung erhält das Werkzeug
in sich eine ausreichende Steifigkeit, sodaß ein "Verlaufen" der Schlitze während der Herstellung praktisch
völlig ausgeschlossen ist· Selbstverständlich liegt es noch im Rahmen der Neuerung, wenn die vorgesehenen VersteixXmgen die
Kontur des Schlitzes um einen unwesentlichen Betrag überschreiten.
Die Neuerung schlägt vor, daß die Versteifungen am Werkzeug zumindest in einer der Eintauchtiefe entsprechenden Länge
durchlaufen. Dabei ist daran gedacht, daß sie alle an der vorderen, dem Werkstück zugewandten Werkzeugkante beginnen
und ununterbrochen bis zum Ende durchlaufen. Sollte os sioh jedoch - z.B. für den Durchfluß der Elektrolytflüssigkeit erforderlich
erweisen, so kann man die Versteifungen auf ihrer Länge auch unterbrechen bzw. gegeneinander versetzt
anordnen.
Eine weitere Versteifung des Werkzeuges wird dadurch erzielt, daß es gemäß der Neuerung außerhalb seiner Eintauchtiefe im
Werkstück einen größeren Querschnitt aufweist als es dem Öffnungsquerschnitt entspricht· Hierbei kann es jedoch sehr
zweckmäßig sein, wenn nach einer Weiterführung des Gedankens
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-5- Daim 6955 a/4
der Neuerung der Beginn dieses größeren Querschnittes um einen bestimmten Sicherheitsabstand gegenüber dem Ende der
Eintauchtiefe zurückgesetzt ist. Damit soll verhindert werden, daß der dickere Querschnitt beim Hineinfahren des
r Werkzeuges in das Werkstück zu nahe an das letztere herangeführt wird und dadurch etwa selbst noch eine Öffnung erzeugt
bzwo die Mündung der hergestellten Öffnung verfälscht. Man wird diesen Sicherheitsabstand nur so groß machen, wie
es unbedingt nötig ist* Es wäre auch denkbar? an diese Stelle einen konischen Übergang zwischen dem der öffnung
entsprechenden Werkzeugquerschnitt und dem verstärkten Querschnitt desselben vorzusehen.
Die Form der Versteifungen selbst kann entsprechend den jeweiligen Verhältnissen beliebig gewählt werden0 Nach ein6r
Art solcher Ausführungen sind gemäß der Neuerung im Werkzeug zumindest an seinen beiden Enden als Versteifungen ge~
wölbte oder eckige Rippen'angeordnet. Diese Bippen - die gegebenenfalls
runden Querschnitt aufweisen können - sind möglicherweise etwas größer als die Öffnungskontur. Bei
anderen Ausführungsformen der Neuerung ist das Werkzeug zur Versteifung auf seiner ganzen Breite durchgehend mit
ineinander übergehenden, jeweils einander entgegengesetzt .. gerichteten Wölbungen, Neigungsflächen oder Stufen versehen.
Und schließlich kann gemäß der Neuerung das Werkzeug auf seinen beiden Seitenflächen symmetrisch zueinander liegende
Neigungs- bzw. Wölbungsflächen aufweisen.
Da in der Hinterkant· einer Turbinenschaufel im allgemeinen
mehrere Schlitze übereinander angeordnet sind, wird man daran denken, jeden Schlitz für sich durch ein und dasselbe Werkzeug
nacheinander herzusteilen. Zur Vereinfachung schlägt die Neuerung vor, daß das Werkzeug entsprechend deia an einer
Schaufelhinterkante insgesamt vorhandenen Öffnungen unter-
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-4- Daim 6955 a/4
teilt ist, und daß zwischen den zur Herstellung der öffnungen dienenden Werkzeugabschnitten Einschnitte liegen,
deren Länge größer ist als es der Eintauchtiefe entspricht, und zwar um den bereits erwähnten Sicherheitsabstand,
Auf diese Weise kann man in einem Arbeitsgang alle Schaufelschlitze zugleich herstellen.
Ausführungsbeispiele der Neuerung zeigt die Zeichnung, und zwar zeigen:
j Mg. 1 und 2 eine luftgekühlte Gasturbinenschaufel im
Querschnitt und in Draufsicht auf die
Hinterkante,
!Pig.3 eine Einrichtung zum Herstellen der Schlitze,
; im Schema,
( Λ
; I"ig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV in.
! Mgo3 und
Pig.5 bis 11 verschiedene Querschnittsformen für das
! Werkzeug.
Nach den Mguren 1 und 2 ist das sich zwischen Schaufelfuß 10 und Schaufelkopf 11 erstreckende Schaufelblatt 12 hohl ausgebildet.
Die Kühlluft tritt durch einen nicht dargestellten ■Einsatz in die Schaufel ein. In der Hinterkante 13 befinden
sich mehrere Schlitze 14, durch welche die Luft aus dem Schaufelinneren 15 in. Richtung der abströmenden Gase austritt.
TJm die Strömung der Gase nicht durch Wirbelbildung zu behindern, ist die genaue Richtung und die Kontur der
Schlitze 14 wichtig. Die Schlitze sind nur Bruchteile von Millimetern, z.B. 0,3 mm breit, haben jedoch eine Tiefe
von mehreren, z.Bo 3 Millimetern, und eine demgegenüber noch
um ein Mehrfaches größere Höhe von z.Bo 12 mm.
Nach Figur 3 ist die soeben beschriebene Schaufel in nicht näher dargestellter Art und Weise fest eingespannt und durch
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-5- Daim 6955 a/4
eine Leitung 16 als Anode an eine Stromquelle angeschlossen«
Gegenüber der Hinterkante 13 ist das Werkzeug 17 auf einen ebenfalls nicht näher dargestellten Vorschubschlitten 18 angeordnet.
Das Werkzeug 17 hat im wesentlichen dieselbe Länge wie das gesamte Schaufelblatt» Es ist über die Leitung 19 als
Kathode geschaltet. Dem Werkzeug sind noch die nicht dargestellten Zu- und Abflußorgane für die Elektrolytflüsaigkeit
in der üblichen Weise zugeordnet. Die ganze Anordnung befindet sich in einem dicht abgeschlossenen Arbeitsraum.
Das Werkzeug 17 ist rasierklingenartig ausgebildet und entsprechend
den Schlitzen 14 mit mehreren Arbeitsabschnitten 20 versehen. Zwischen ihnen liegen Einschnitte 21, die dafür
sorgen, daß in der Schaufelhinterkante die Stege 22 zwischen
den Schlitzen 14 stehen bleiben. Das Werkzeug 17 wird nun mit Hilfe des Vorschubes 18 mit seiner Stirnseite ar die Schaufelhinterkante
herangeführt und anschließend - die Schaufelvrandui
3urJ:.^ringend - bis in den Innenraum 15 der hohlen Schaufel
vorgeschoben, wobei die Elektrolytflüssigkeit für das Herauisspülen
des abgetragenen Werkstoffes sorgt.
Die letztgenannte Stellung zeigt in größeren Llaßstab die
Figur 4. Die Schlitze 14 sind nun fertig hergestellt und die Stirnseiten der Arbeitsabschnitte 20 des Werkzeuges 17 haben
den Innenraum 15 der Scnaufel erreicht. Sie sind damit um
einen bestimmten Betrag E - die sogenannte Eintauchtiefe in die Turbinenschaufel eingedrungen. Das Werkzeug 17 selbst
ist in seinem rückwärtigen Bereich 23 mit einem größeren Querscnnitt versehen. Bis zu dieser Stelle reichen auch die
Einschnitte 21 am Werkzeug. Zwischen dem 3eginn dieses Verstarkungsabscnnittes
23 unJ der Schaufelhinterkante verbleibt
in der voll eingefahrenen Stellung des Werkzeuges nocli ein
Sicherheitsabstand A.
Aus Figur 5 und 4 ist zu erkennen, daß die Arbeitsabschnitte
20 des V/erkzeuges 17 im Quersuhnitt mit Versteifungen 24
versehen sind, die auf seiner ganzen Länge, d.h. von seiner Vorderkante 25 bis zum Beginn des Verstärkungsabschnittes 23
in Vorsohubrichtung durchlaufen. Diese Versteifungen sollen
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ein Verbiegen der Arbeitsabseimitte des Werkzeuges 17 verhindern«.
Sie sind in vorliegendem Falle als Rippen ausgebildet, die sich jeweils an den Enden der Ärbeitsabschnitte
20 befinden=
Die Versteifungen sollen im wesentlichen innerhalb der Kontur der zu erzeugenden Schlitze liegen. Jedoch ist es ohne
weiteres möglich, ihnen eine etwas größere Stärke zu geben. D.h. die Schlitzkontur bildet die Umhüllende zur Y/erkzeugkontur,
von geringen Überschreitungen abgesehen, Die Figuren 5 bis 11 zeigen mehrere Formen solcher Versteifungen. Dabei
ist jeweils die Kontur der Schlitze 14 mitangedeutet.
Bei der Anordnungen der Figuren 6 und 7 handelt es sich um
die bereits erwähnten Rippen. Diese können eckigen oder gewölbten Querschnitt haben und an den Enden der Arbeitsabschnitte
20 liegen oder in gleichmäßigen Abständen auf den Arbeitsabschnitten 20 verteilt sein. Die Figuren 5» 8 un'd
dagegen zeigen Werkzeuge, die auf ihrer ganzen Breite durchgehend "mit ineinander übergehenden Wölbungen, N eigungis flächen
oder Stufen versehen sind. Und schließlich zeigen die Figuren 9 und 11 noch Werkzeuge, deren beide Seitenflächen symmetrisch
zueinander Neigungs- bzw. Wölbungsflächen aufweisen. Über
die gezeigten Formen hinaus sind noch v/eitere '/uerschnitte,
sowie auch Kombinationen der hier gezeigten möglich. Wichtig ist dabei, daß die Strömung in der damit erzeugten Schlitz-Öffnung
nicht gestört v/ird. Man wird also zweckmäßig scharfe Übergänge vermeiden bzw. abrunden oder ausgleichen.
02533
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Claims (8)
- -7- Daim 6955 a/4Schutzansprüche:ο Einrichtung zum Herstellen von Kühlmittelöff-iungen nach Art des Elektrolyt-Abtragverfahrens in Lauf- oder Leitschaufeln von Gasturbinen, z„Be Flugtriebwerken, insbesondere zum Herstellen schmaler Schlitze in den Schaufelhinterkanten, wobei das Werkstück als Anode und das der zu erzeugenden Form entsprechende Werkzeug als Kathode geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kathode gesc-haltets Werkzeug (17) im Querschnitt Versteifungen (24) aufweist, welche sich in Vorschubrichtung erstrecken und im wesentlichen innerhalb der Kontur der beabsichtigten Öffnungen (14) liegen und welche eine solche Form aufweisen, durch die später die Strömung in der Öffnung nicht oder zumindest nicht wesentlich behindert wird.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungen (24) zumindest in einer der Eintauchtiefe (E) entsprechenden Länge am Werkzeug (17) durchlaufen.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (17) außerhalb seiner Eintauchtiefe (E) im Werkstück einen größeren Querschnitt (23) aufweist als es dem Öffnungsquerschnitt entspricht.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des größeren Querschnittes (23) um einen bestimmten Sicherheitsabstand (A) gegenüber dem Ende der Eintauchtiefe zurückgesetzt ist·
- 5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeug (17),zumindest an seinen beiden Enden, als Versteifung gewölbte oder eckige Rippen (24) angeordnet sind (Fig.6 und 7).-8-» · * ι tilI/aim 6955 a/4
- 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Y/erkzeug (17) zur Versteifung auf seiner ganzen Breite durchgehend mit ineinander übergehenden, jeweils einander entgegengesetzt gerichteten Wölbungen, Neigungsflächen oder Stufen versehen ist (51Ig.5, 8 und 10)»
- 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß d.^.s Werkzeug (17) zur Versteifung auf seinen beiden Seitenflächen symmetrisch zueinander liegende JMeigungs- bzw. Wölbungsflächen aufweist (Fig* 9,11).
- 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Y/erkzeug (17) entsprechend den an einer Schaufelhinterkante insgesamt vorhandenen Öffnungen (14) in Arbeitsabschnitte (20) unterteilt ist, und zwischen diesen zur Herstellung der Öffnungen (14) dienenden Arbeitsabschnitten (20) Einschnitte (21) liegen, deren Länge großer ist als es der Eintauchtiefe (Er entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19666602533 DE6602533U (de) | 1966-01-10 | 1966-01-10 | Verfahren zum herstellen von kuehlmittelschlitzen in lauf- oder leitschaufeln von gasturbinen, z.b. flugtriebwerken, und einrichtung zur durchfuerrung dieses verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19666602533 DE6602533U (de) | 1966-01-10 | 1966-01-10 | Verfahren zum herstellen von kuehlmittelschlitzen in lauf- oder leitschaufeln von gasturbinen, z.b. flugtriebwerken, und einrichtung zur durchfuerrung dieses verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE6602533U true DE6602533U (de) | 1969-06-04 |
Family
ID=6584152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19666602533 Expired DE6602533U (de) | 1966-01-10 | 1966-01-10 | Verfahren zum herstellen von kuehlmittelschlitzen in lauf- oder leitschaufeln von gasturbinen, z.b. flugtriebwerken, und einrichtung zur durchfuerrung dieses verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE6602533U (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1283327A2 (de) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | General Electric Company | Methode zur Verbesserung des Wärmeübergangs in einem mit Turbulatoren versehenen Kühlkanal |
-
1966
- 1966-01-10 DE DE19666602533 patent/DE6602533U/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1283327A2 (de) * | 2001-08-09 | 2003-02-12 | General Electric Company | Methode zur Verbesserung des Wärmeübergangs in einem mit Turbulatoren versehenen Kühlkanal |
EP1283327A3 (de) * | 2001-08-09 | 2004-04-21 | General Electric Company | Methode zur Verbesserung des Wärmeübergangs in einem mit Turbulatoren versehenen Kühlkanal |
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