DE1239525B

DE1239525B - Stroemungsmaschinenschaufel, insbesondere fuer Gasturbinen

Info

Publication number: DE1239525B
Application number: DEL43608A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wittstock
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-12-03
Filing date: 1962-12-03
Publication date: 1967-04-27

Description

Strömungsmaschinenschaufel, insbesondere für Gasturbinen Die Anwendung galvanoplastischer Methoden erstreckt sich auf viele Gebiete der Technik, z. B. auf die Reproduktion von Münzen oder auf die Erzeugung von Bildwerken und Plastiken. Dabei bedient man sich entweder der Hohlgalvanoplastik, wobei sich der Niederschlag auf der negativen Form, dem Abdruck des Modells, bildet, oder der Kerngalvanoplastik, wobei sich der Niederschlag auf dem Gegenstand selbst bzw. der Form bildet. Die Galvanoplastik wird ferner angewendet für die Herstellung starker galvanischer überzüge als Korrosionsschutz oder auf dem Gebiet der Graphik für die Herstellung von Druckplatten und Druckwalzen für den Buchdruck, Banknotendruck usw. Des weiteren bedient man sich der Galvanoplastik zur Herstellung von Rohren und von komplizierten Formen, die zur Verarbeitung von plastischen Massen, Kunstharzen, Gummi u. dgl. dienen (z. B. Preßformen für Autoreifen). Sollen bestimmte Teile miteinander verbunden werden, z. B. eine in einer Außenform galvanoplastisch herzustellende Vase mit den zugehörigen, fertigen Henkeln, so bedient man sich vorteilhaft der Galvanoplastik, d. h., bei der Herstellung der Vase werden die durch irgendein anderes Verfahren gewonnenen Henkel mit eingeschmolzen. Damit wird ein umständliches Anmontieren vermieden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmaschinenschaufel, insbesondere für Gasturbinen, mit einem schalenförmigen oder schalenbildenden, Anlaufkanten aufweisenden, fest verbundenen Endteil. Es kann sich um eine Leitschaufel oder Laufschaufel handeln. Die Schaufel kann zu einer Gas-oder Dampfturbine, einem Turbogebläse oder einem Turbokompressor gehören, wobei diese Maschinen insbesondere Axialturbinen, -gebläse oder -kompressoren sind.
Es ist bekannt, das genannte Endteil mit dem Schaufelblattende kraftschlüssig zu verbinden, z. B. durch Schrauben, Nieten oder - bei Hohlprofilschaufeln - durch Eingießen. Das Endteil kann dabei ein- oder zweiteilig ausgeführt sein. Soll eine derartige Verbindung gelöst werden, so kann dabei das Schaufelblattende beschädigt werden. Ferner ist die Schalenwand eines genannten Endteils verhältnismäßig dick, so daß bei einem Anlaufen eine große Reibung auftritt.
Um die genannten Nachteile zu beseitigen oder zu vermindern, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Endteil auf galvanoplastischem oder galvanischem Weg hergestellt und mit dem Schaufelblattende galvanoplastisch oder galvanisch verbunden ist. Die Herstellung des Endteiles erfolgt, also durch Herstellen eines überzuges auf einer Form od. dgl. durch Abscheiden eines Metalls in einem Bad durch elektrischen Strom und Sichniederschlagen des Metalls auf der Form od. dgl. Es wird dabei eine sehr dünnwandige Anlaufkante bzw. Schalenwand oder Schale erzielt. Ferner ist diese Herstellung wirtschaftlich. Es werden auch eine große Formgenauigkeit und somit ein gutes Strömungsverhalten erzielt. Dadurch, daß das Endteil mit dem Schaufelblattende galvanoplastisch oder galvanisch verbunden ist, wird eine hohe Betriebssicherheit erzielt. Ferner entfällt ein umständliches Anmontieren des Endteils an das Schaufelblattende. Das Herstellen des Endteils und das Verbinden desselben mit dem Schaufelblattende erfolgen dabei vorzugsweise gleichzeitig.
Eine gute Verbindung wird erzielt, wenn eine die Anlaufkanten aufweisende Schalenwand als Endteil das Schaufelblattende mindestens zum Teil umschließt. Das Endteil ist also hier eine Schale ohne Boden; der Boden wird durch die Stirn des Schaufelblattendes gebildet. Das Herstellen des Schaufelendes geschieht hier vorzugsweise so, daß sich durch galvanoplastische oder galvanische Abscheidung Metall auf einer auf der Stirn des Schaufelblattendes angeordneten Form und gleichzeitig auf der Außenoberfläche des Schaufelblattendes niederschlägt, wodurch sowohl das Endteil als auch die Verbindung gleichzeitig hergestellt werden.
Dabei kann auch gleichzeitig das gesamte Schaufelblatt mit einem solchen Niederschlag (überzug) versehen werden. Nach der Herstellung werden das Endteil, d. h. die Schaufel mit dem jetzt fest mit ihr verbundenen Endtefl, und die Form voneinander getrennt. Zum Beispiel wird die Form ausgeschmolzen (Verbrauchsform).
Eine Form kann als Dauerform z. B. aus Stahl, Messing oder Nickel bestehen oder als Verbrauchsform aus leichtlöslichem oder tiefschmelzbarem Metall oder Kunststoff. Mindestens die Oberfläche der Form ist elektrisch leitfähig. Auf eine Nichtmetall-Form wird z. B. eine dünne Schicht Graphit, Silber oder Leitlack gebracht. Bei Metall-Dauerformen muß die Oberfläche so behandelt werden, daß der Niederschlag leicht abgenommen werden kann. Dies erreicht man durch Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Trennschicht. Als Trennschichten kommen Oxyd-, Sulfid- oder Jodidfilme in Frage. Sehr gute Strömungsverhältnisse werden erreicht, wenn, wie an sich bekannt, die Außenoberflächen des Endteils und des Schaufelblattendes fluchten. Im Falle des genannten Umschließens können auch die Innenoberfläche des Endteiles und die Außenoberfläche des Schaufelblattendes fluchten; die Strömungsverhältnisse sind dabei kaum schlechter, insbesondere wenn das Endteil sehr dünnwandig ist, aber die Fertigung ist einfacher und billiger, also wirtschaftlicher; auch kann in diesem Falle so gebaut werden, daß die Außenoberfläche und die Innenoberfläche dieses Endteiles nicht mit der Außenoberfläche des Schaufelblattendes fluchten, sondern die gedachte Verlängerung der Außenoberfläche des Schaufelblattendes zwischen jener Außenoberfläche und Innenoberfläche liegt.
Das Endteil kann auf die Stirn des Schaufelblattendes gesetzt sein, es kann aber auch ein im Sinne einer Profilverkleinerung od. dgl. bearbeitetes oder von Anfang an so hergestelltes Schaufelblattende umschließen. Hierdurch kann insbesondere erzielt werden, daß die Außenoberflächen des Endteils und des Schaufelblattendes fluchten.
Das Endteil erstreckt sich insbesondere über das gesamte Profil des Schaufelblattendes. In besonderen Fällen kann es sich auch nur über einen Teil dieses Profils erstrecken.
Der Ausdruck »Galvanisch« besagt, daß der Niederschlag (überzug) eine sehr geringe Stärke aufweist. Der Ausdruck »Galvanoplastisch« besagt, daß der Niederschlag (überzug) demgegenüber stärker ist und ferner ein selbständiger Körper, eine »Plastik«, durch das Sichniederschlagen des Metalls gebildet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Schaufelendes gemäß der Erfindung perspektivisch dargestellt, wobei der andere Teil der Schaufel und ihr Fuß mitgezeichnet sind. Es handelt sich um eine Laufschaufel einer Axialgas- oder -dampfturbine. Diese Schaufel besteht aus Stahl.
Das Schaufelblatt ist mit 10 und der Schaufelfuß mit 11 bezeichnet. Eine die Anlaufkanten 14 aufweisende Schalenwand 12 umschließt als Endteil das Schaufelblattende 13 auf der Länge 15. Die Innenoberfläche des Endteils (12) und die Außenoberfläche des Schaufelblattendes 13 fluchten, so daß es einen kleinen Absatz 16 gibt. Dieser kann in Kauf genommen werden, da die Stärke der Schalenwand 12 nur etwa 0,2 bis 0,5 mm beträgt. Das Endteil 12 hat der einfacheren Herstellung wegen überall gleiche Wandstärke. Diese ist in bezug auf die Profildicke sehr klein. Das Endteil 12 besteht aus Nickel. Das Endteil, also die Schalenwand 12, und seine bzw. ihre Verbindung mit dem Schaufelblattende 13 sind auf galvanoplastischem Wege gleichzeitig hergestellt worden in der Art, wie vorn beschrieben ist; die Form ist nach der Abscheidung des Metalls aus dem von der Schalenwand 12 umschlossenen Raum gezogen oder aus diesem herausgeschmolzen worden.
Berühren im Betrieb die Anlaufkanten 14 einen die Schaufel bzw. den zugehörigen Schaufelkranz umgebenden, feststehenden Teil der Strömungs- oder Turbomaschine, dann werden die Anlaufkanten 14 etwas abgeschliffen. Nach starker Berührung ist höchstens ein Ersetzen des Endteils 12 durch ein neues notwendig. Schaufelblatt 10 und Schaufelfuß 11 bleiben erhalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Strömungsmaschinenschaufel, insbesondere für Gasturbinen, mit einem schalenförmigen oder schalenbildenden, Anlaufkanten aufweisenden, fest verbundenen Endteil, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Endteil (Schalenwand 12) auf galvanoplastischem oder galvanischem Weg hergestellt und mit dem Schaufelblattende (13) galvanoplastisch oder galvanisch verbunden ist.
2. Strömungsmaschinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Anlaufkanten (14) aufweisende Schalenwand (12) das Schaufelblattende (13) mindestens zum Teil umschließt. 3. Strömungsmaschinenschaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Außenoberflächen des Endteiles (der Schalenwand 12) und des Schaufelblattendes (13) fluchten. 4. Strömungsmaschinenschaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des Endteils (der Schalenwand 12) und die Außenoberfläche des Schaufelblattendes (13) fluchten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1087 745, 1057 827; österreichische Patentschrift Nr. 81851; britische Patentschrift Nr. 733 918; Pfannhauser, »Galvanotechnik«, 1949, Bd.II, S. 1282 bis 1284, 1314 bis 1315 (Kapitel n), 1338, 1491 (Kapitel f) und 1504 (Kapitel d).