DE1025701B - Fuellkern zum Schmieden von duennwandigen Hohlkoerpern - Google Patents

Description

• Füllkern zum Schmieden von dünnwandigen Hohlkörpern Die Erfindung betrifft in der Hauptsache das Schmieden von Hohlschaufeln für Turbomaschinen, jedoch ist sie auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt.
• Beim Umformen dünnwandiger Hohlkörper durch Schmieden wird üblicherweise ein Füllkern, verwendet, der die Werkstückwandun:gen vom Hohlraum aus geigen den von außen wirkenden Druck der Gesenkfläche:n abstützt. Da sich das Volumen des Hohlraumes des Werkstückes beim Umformen ändert, muß sich der Füllkern dein: Verhältnissen anpassen können.
• Es ist bekannt, den Füllkern durch einen Werkstückverschluß in den Hohlraum fest einzuschließen, so z. B. beim Flachformen von Luftschra:ubenblättern. Der Füllkern hat in diesem Fall in Richtung seiner Längsachse keine wesentliche Fließ- bzw. Ausweichmög-lichkeit. Er besteht deshalb aus einem Hohlräume zwischen sich belassenden Füllstoff, vorzugsweise aus Bleischrot. Dass Volumen des Stoffes selbst entspricht dem Hohlraumvolumen des fertigen Werkstückes, d. h. das Stoffvolumen. eines bestimmten, Füllkernquerschnittes stimmt mit dem Inhalt des Hohlraumquerschnittes der fertigen Werkstücke an der gleichen Stelle etwa übereiin, Nach Beendigung des Verformungsvorganges muß der Füllstoff durch Ausschmelzen entfernt werden.
• Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in, der Verwendung eines im wesentlichen inkompressiblen Füllkernes, so, entweder eines festen Metallkernes oder eines Kernes aus, feuerfester Masse" wie Ton. oder Graphitpulver. So, ist. z. B. zum Schmieden von hohlen . Turbinenschaufeln mit Fuß in: Querrichtung des Bla:ttes die Verwendung eineis Füllkernes aus Ton: bekannt. Der Kern füllt dein, Hohlraum von Anfang an, dicht aus und muß daher -eine Fließ- bzw. Ausweichmöglichkeit in Längsrichtung des Kernes haben. Bei Anwendung körniger bzw. pulveriger Stoffe, wie z. B. beim Stauchen der Köpfen von: Hohlventilen, wird am einen, offenen Ende: des Hoblraumeis ein nachgiebiger Druck auf den. Füllstoff ausgeübt, um diesen am unkontrollierten Entweichen zu hindern. Das Entfernen im wesentlichen, festgefügter Kerne ist infolge. ihres Pre-ßsitzes beschwerlich.
• Die: Erfindung bezieht sich auf einen. Füllkern aus feuerfeister, feinkörniger Massei. Sie besteht darin, daß die Hasse, z. B. Sand, in eine aus verhältnismäßig weichem Bleich beistehende Tasche dicht eingeschlossen ist, deren von ihrem Außenumfang begrenzte, Querschnitte, inhaltlich mit den entsprechenden. Hohlraum- : querschnitten: des fertigen Werkstückes übereinstimmen. Vorzugsweise hat die, Blechtasche ovalen. Querschnitt.
• Hinsichtlich des Merkmals., daß die: Querschnitte des .Füllkernes inhaltlich mit den entsprechenden Hohlraumquerschnitten des fertigen: Werkstückes übereinstimmen, lehnt sich die Lösung an Bekanntes an, mit dem Unterschied jedoch, daß die Masse von vornherein. dicht ist und infolge, des Einschließens in eine, Tasche keines Verschlusses am Werkstück bedarf, dein bei vielen Werkstückformen, so gerade auch Turbinenschaufeln, ohne weiteres nicht herstellba:r ist. Andererseits bedarf es aber auch keines besonderen: Mittels; um den feinkörnigen Füllstoff am Auslaufen zu hindern.. Ein solches Mittel wäre beim Querpressen von Turbinenschaufeln, praktisch kaum a'n'wendbar. Außerdem kann, sich: das körnige Material bei dem Füllkern. nach der Erfindung in: die Innenfläche des, Hohlraumes nicht eingraben,, so, daß die: innere Fläche des Fertigstückes glatt und ebenmäßig ist. Dies gilt insbesondere im Falle, von. Schaufeln. Die Schaufeln erhalten eine sehr gleichmäßige Wandstärke und benötigen: auf ihren Außen- und Innenseiten keinerlei Nachbearbeitung.
• Der Füllkern gemäß der Erfindung kann: aus dem fertigen Werlcstück leicht entfernt werden, indem die Tasche gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vor dem Herausziehen, z. B. durch Anbohren, entleert wird. Die Erfindung äst an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, in der verschiedene Phasen der Herstellung hohler Schaufeln unter Anwendung eines Füllkern,efs gemäß der Erfindung veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. 1 und 2 in Seiten- bzw. Stirnansicht den zylin, irischen Rohling, Fig. 3 und 4 ähnliche Ansichten eines aus diesem Rohling hergestellten rohrförmigen Vo,rweirkstückes mit einer Sackbohrung, Fig. 5, 6 und 7 einen Füllkern in Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt, Fig. 8, 9 und 10, im Längsschnitt, in Draufsicht und Stirnansicht das mit dem Füllkern versehene Vorwerkstück, das vorher einem ersten. Schmiedevorgang unterworfen. worden ist, um den. Fuß und den. angrenzendem, Teil der Schaufel zu bilden, Fig. 11, 12 und 13 in Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt das Vorwerkstück, nachdem eis die ungefähre Gestalt der Schaufel erhalten hat, Fig. 14, 15 und 16 das feirtiggeschmiedete Werkstück in, Draufsicht, Seitenansicht und im Querschnitt. Der Rohling 1 (Fig. 1 und 2) wird mit einer Bohr rang gemäß Fig. 3 und 4 versehen und bildet ein Vorwerkstück 2, das, an seinem Ende 3, welches. den Fuß der Schaufel bilden soll, verschlossen, und, verhältnismäßig dick und an seinem entgegengesetzten. Ende 4 offen ist.
• Der äußere Teil des Füllkerns ist eine aus Blech bes.tehen:de Tasche 5 von. etwa ovalem Querschnitt, die auf der einen. Seite durch ein abgerundetes. Ende 6 begrenzt und auf der anderen: Seite zunächst offen ist. Das offene Ende dieser Tasche wird nach dem Füllen mit Sand durch Zusammenquetschen verschlossen, wie dies bei 7 angedeutet ist (Fig. 5, 6 und 7).
• Der etwa dolchartige Füllkern wird mit seinem abgerundeten Ende 6 in das Innere des Vorwerkstückes 2 eingeführt, und in, einem ersten Schmiedevorgang wird das geschlossene dicke Ende 3 des Vorwerkstückes der Gestalt des Fußes, der Schaufel angepaßt, wobei in dem Ausführungsbeispiel dieser Fuß einen massiven Zylinder 8 bildet, der in ein, entsprechendes zylindrisches Lager des Rotors der Turbomaschine eingesetzt wird:.
• In der darauffolgenden Axbeitsstufe (Fig. 11, 12 und 13) wird das Vorwerkstück, dass jetzt diel in Fig. 8, 9 und 10 wiedergegebene Form besitzt, durch Schmieden der endgültigen Form der Schaufel nähergebracht (vgl. den: in. Fig. 13 wiedergegebenen Querschnitt). Der in dein Vorwerkstück befindliche Kern ermöglicht diese Verformung auf Grund seiner Ausbildung, indem er auf diel Innenseite des Vo-rwerkstückes einen Gegendruck gegen den von außen einwirkenden Druck der Gesenkflächen ausübt und eine unzulässige Verformung verhindert.
• Das so, vorgeformte Werkstück wird danach einem letzten Schmiedevorgang unterworfen., durch den es seine: endgültige: Form erhält (Fig. 14, 15 und 16).
• Es ist nur noch. nötig, den Kern 5 herauszuziehen, indem auf sein Ende 7 einer Zugkraft ausgeübt wird; dieses Herausziehen wird durch Anbohren der Tasche erleichtert.
• Das Volumen des Kerns muß denn Hohlraumvolumeai des herzustellenden Körpers im Endzustand ange-paßt sein, wobei die Inkompressibilität der Kernfüllung zu berücksichtigen ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Füllkern aus feuerfester, feinkörniger Masse, der zum Schmieden von. dünnwandigen Hohlkörpern, insbesondere Turbinenschaufeln, in den Hohlraum des Rohlings eingeführt und nach dem Schmiedevorgang aus dem Werkstück entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Masses z. B. Sand, in eine aus verhältnismäßig weichem Blech bestehende Tasche (5) dicht eingeschlossen ist, deren von ihrem Außenumfang begrenzte Querschnitte inhaltlich mit den. entsprechenden Hohlraumquerschnitten des fertigen. Werkstückes übereinstimmen.
2. 2. Füllkern nach Anspruch 1, dadurch anzeichnet, daß die Blechtasche einen im wesentlichen ovalen Querschnitt hat.
3. 3. Verfahren zum Entfernen des Füllkerns nach Anspruch 1 oder 2 aus dem fertigen Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechtasche vorher, z. B. durch Anbohren, entleert wird.. In Betracht gezogene! Druckschriften: Franzäsischie, Patentschriften Nr. 760 643, 868 275; USA.-Patentschrift Nr. 1751758.