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DE2932940A1 - Schaufel fuer ein gasturbinentriebwerk und verfahren zur herstellung - Google Patents

Schaufel fuer ein gasturbinentriebwerk und verfahren zur herstellung

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Publication number
DE2932940A1
DE2932940A1 DE19792932940 DE2932940A DE2932940A1 DE 2932940 A1 DE2932940 A1 DE 2932940A1 DE 19792932940 DE19792932940 DE 19792932940 DE 2932940 A DE2932940 A DE 2932940A DE 2932940 A1 DE2932940 A1 DE 2932940A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
blade
core
removable
casting
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792932940
Other languages
English (en)
Other versions
DE2932940B2 (de
DE2932940C3 (de
Inventor
Anthony George Gale
Edwin Pateman
John Slinger
Wilfred Henry Wilkinson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of DE2932940A1 publication Critical patent/DE2932940A1/de
Publication of DE2932940B2 publication Critical patent/DE2932940B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2932940C3 publication Critical patent/DE2932940C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/18—Hollow blades, i.e. blades with cooling or heating channels or cavities; Heating, heat-insulating or cooling means on blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
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    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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Description

Patentanwälte Dipl.-lng. Curt Wallach Dipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d
Datum: U. AugUSt 1979
Unser Zeichen: l6 7O6 -
Anmelder: Rolls-Royce Limited
Buckingham Gate
London SWlE 6AT
England
Bezeichnung: Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk
und Verfahren zur Herstellung
030008/0872
ORIGINAL INSPECTED
Die Erfindung bezieht sich auf einen stromlinienförmig gestalteten Körper für ein Gasturbinentriebwerk und auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Körpers.
Stromlinienförmige Körper, beispielsweise Rotorsohaufeln oder Statorschaufeln für Gasturbinentriebwerke erfordern häufig eine Kühlung und normalerweise erfolgt die Kühlung durch Zuführung von Kühlluft oder durch Zuführung eines anderen Gases nach dem hohlen Innenraum. Ein insbesondere weit verbreitetes Verfahren zur Kühlung besteht darin, ein getrenntes Kühlrohr zur Erzeugung einer Auftreffkühlung innerhalb des hohlen Inneren des Schaufelblattes anzuordnen. Diesem Rohr wird Kühlluft zugeführt, die durch mehrere kleine Öffnungen im Rohr austritt und auf die Innenwand der Schaufel in Gestalt einer Vielzahl von Strahlen auftrifft.
Dies ist ein wirksamer Weg der Kühlung des Schaufelblattes, jedoch ist es schwierig das Kühllufteinlaßrohr innerhalb des Hohlraumes des Schaufelblattes festzulegen. Bisher wurde das Kühlluftzuführungsrohr getrennt vom Schaufelblatt gefertigt und dann in den Hohlraum des Schaufelblattes von der Schaufelspitze her oder vom Schaufelfuß her eingesetzt. Dies bedeutet, daß nur Rohre benutzt werden können, die in der Lage sind, durch Öffnungen von Schaufelfuß oder Schaufelspitze eingesetzt zu werden, wobei das Rohr in irgendeiner Weise festgelegt werden muß und so zusätzliche Kosten bei der Herstellung der Schaufel erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaufel und ein Verfahren zur Herstellung zu schaffen, wobei es nicht erforderlich ist, ein getrennt hergestelltes Kühlluftzuführungsrohr einzusetzen.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk dadurch gelöst, daß Schaufelblatt und KUhlluftrohr aus einem einheitlichen Gußstück bestehen.
Die Schaufel kann außerdem einen Schaft und einen Schaufelfuß aufweisen, die als Bestandteile des einheitlichen Gußstücks hergestellt sind, und es können außerdem innere und äußere Blattformen zusammen mit der Schaufel gegossen sein und ein einheitliches Gußstück bilden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk, die erfindungsgemäß als integraler Gußkörper hergestellt ist. Im Gießverfahren können zweckmäßigerweise neben Schaufelblatt und Lufteinsatzrohr auch der Schaufelschaft und der Schaufelfuß sowie innere und äußere Blattformen als einheitliches Gußstück hergestellt werden.
Vorzugsweise wird zum Gießen ein Verfahren mit verlorenem Kern benutzt.
Vorzugsweise wird ein Keramikkern benutzt, um die inneren Hohlräume des Schaufelblattes zu bilden.
Der Kern kann dadurch hergestellt werden, daß ein entfernbares Stück erzeugt wird, um das Volumen zu bilden, das das Rohr bildet. Das entfernbare Teil kann durch fabrikatorlache Techniken erzeugt werden.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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Pig. 1
und 2 Ira Längsschnitt zwei den Stand der Technik bildende Schaufeln;
Fig. 5 eine der Fig. 1 und 2 entsprechende Schnittansicht einer gemäß der Erfindung aufgebauten Schaufel;
Fig. 4
bis 9 aufeinanderfolgende Stufen eines Verfahrens zur Herstellung einer Schaufel gemäß der Erfindung;
Fig.lO
bis 12 aufeinanderfolgende Stufen eines gegenüber dem Verfahren nach Figur 4 bis 9 abgewandelten Schaufelherstellungsverfahren gemäß der Erfindung.
Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen zwei bekannte Stromlinien förmig aufgebaute Teile in Gestalt von Schaufeln, und qUese lassen die Nachteile der bekannten Schaufelaufbauten erKennen. Beide Figuren zeigen im Längsschnitt Schaufeln mit den gleiche} Grundbestandteilen, nämlich mit Schaufelfuß 10, einem Schaft 11, einer Plattform 12 und einem Schaufelblatt 13. B&i der Ausführung nach Fig. 1 hat das hohle Schaufelblatt ein Kühllufteintrittsrohr 14 innerhalb des Schaufelhohlraums, das darin durch Verlötung bei 15 gehaltert ist. Um die notwendige Festigkeit dieser Lötverbindung zu gewährleisten, muß die Länge des Schaftes 11 groß genug sein, um relativ lange Schultern 16 zu bilden, an denen das Rohr durch die Lötverbindung 15 befestigt werden kann.
In diesem Fall wie auch bei zwei weiteren Schaufelausführungen wird die Schaufel durch die KUhlluftströmung gekühlt, die
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von der Innenseite des Rohres 14 in Form von Strahlen austritt, die auf der inneren Oberfläche des Schaufelblattes IJ> auftreffen. Um diese Form der Kühlung zu ermöglichen, muß Luft in das Rohr 14 von außen her benachbart zum Schaufelfuß zugeführt werden und es sind zu diesem Zweck im Schaufelfuß Lufteintrittsöffnungen vorgesehen.
Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal der Ausbildung nach Fig.l besteht darin, daß das hohle Schaufelblatt 13 anfänglich mit einer großen öffnung an der Schaufelspitze ausgestattet wird, damit das Rohr 14 in den hohen Schaufelschaft eingeführt werden kann. Diese öffnung muß abschließend durch eine hart eingelötete Spitzenkappe 17 abgeschlossen werden.
Obgleich diese Ausbildung nach Fig. 1 zahlreiche Nachteile besitzt, wird dieser Aufbau häufig benutzt. Ein Nachteil besteht darin, daß notwendigerweise das Rohr 14 durch die Spitze des Schaufelschaftes in das hohle Innere eingefügt werden muß, was beträchtliche Beschränkungen hinsichtlich der Verwindung und Verjüngung und hinsichtlich der Dicke des Schaufelblattmaterials mit sich bringt, und damit ein zufriedenstellender Betrieb möglich wird, ist es gewöhnlich notwendig, einen Kompromiss hinsichtlich der aerodynamischen Ausbildung des stromlinienförmigen Schaufelblatts zu schließen. Soweit es die mechanische Ausbildung anbelangt, führt das Erfordernis der langen Schultern 16 dazu, daß der Schaft 11 länger und massiver ausgebildet werden muß als dies der Fall wäre, wenn lediglich das Schaufelblatt zu haltern wäre. Diese Schultern und ähnliche Aufbauten können jedoch die Luftströmung in das Rohr 14 beträchtlich stören. Außerdem besteht eine beträchtliche Schwierigkeit darin, irgendeine Überprüfung der Lötstelle 15 vorzunehmen, was natürlich äußerst unbefriedigend ist.
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Eine abgewandelte bekannte Schaufelform 1st in Fig. 2 dargestellt. Hier ist ein Kühllufteinlaßrohr 18 zur Auftreffkühlung vorgesehen, das mit verdickten Tragerabschnitten 19 versehen ist, in denen Löcher vorhanden sind, durch welche ein hohler Trägerzapfen 20 hindurchsteht. Der Zapfen 20 greift in Löcher 21 des Schaufelschaftes 11 ein.
Obgleich bei dieser Konstruktion die Schwierigkeiten der Inspektion vermieden werden, die der Ausführung nach Fig. 1 anhaften, ergeben sich hier weitere Probleme. Die verdickten Abschnitte 19 und der Zapfen 20 ergeben eine noch schwerwiegendere Blockierung der Luftströmung nach dem Rohr 18, und es ist eine sehr schwere Konstruktion erforderlich. Im Hinblick auf die aerodynamische Gestalt u.s.w. ergeben sich die gleichen Probleme wie bei der Ausführung nach Fig. 1.
Im folgenden wird nunmehr auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 Bezug genommen., welches die Erfindung verkörpert. Es ist ersichtlich, daß die Schaufel zusammen mit dem Kühlrohr im ganzen einstückig gegossen ist. Deshalb besteht kein Bedürfnis nach verdickten Abschnitten des Schaftes 11, und der Schaft 11 ist kurzer, und das Rohr muß nicht über Schaufelfuß oder Schaufelspitze in das Schaufelblatt 13 eingefügt werden. Es besteht daher eine viel größere Freiheit im Hinblick auf die aerodynamische Auslegung, und das Gewicht der Schaufel wird beträchtlich kleiner als bei dem Aufbau nach Fig. 1 und 2.
Die öffnung 23 an der Spitze des hohlen Schaufelblatt 13 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist sehr viel kleiner als es bei bekannten Ausbildungen erforderlich ist, denn die öffnung braucht nur so groß zu sein, daß der beim Guß benutzte Kern an beiden Enden abgestützt werden kann. Hierdurch ergibt sich wiederum eine Gewichtsersparnis und eine verbesserte Betriebssicherheit, obgleich in der Praxis eine größere öffnung an-
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gebracht werden kann, um die Inspektion des Schaufelinneren zu unterstützen.
Die übrigen Figuren der Zeichnung veranschaulichen anfängliche Schritte eines Verfahrens,mit welchem eine Schaufel gemäß Fig. 3 hergestellt werden kann. Jede der Figuren 4 bis 8 einschließlieh repräsentieren den Formaufbau der benutzt wird, um die verschiedenen im Verfahren benützten Stücke herzustellen und damit der Schnitt der Formen und ihr Inhalt ersichtlich wird, sind die Formen im Schnitt gezeichnet, wobei die geschnittenen Teile auseinandergezogen dargestellt sind.
Die Figuren 4 und 5 veranschaulichen die Herstellung eines zusammengesetzten verfügbaren Teils, das bei der Herstellung eines Keramikkerns bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findet. In Fig. 4 ist im Schnitt eine dreiteilige Form dargestellt, die aus getrennten Teilen 30, 31 und 32 besteht, welche zusammenpassen um einen zentralen Hohlraum 33 zu schaffen, dessen Gestalt etwa die Hälfte eines Stromlinienabschnitts des Schaufelblattes ist, wobei jedoch zylindrische Vorsprünge 34 vorgesehen sind, die über die Dicke verlaufen. In gleicher Weise zeigt Fig. 5 eine zweiteilige Form, bestehend aus den Formteilen 35 und 36. In diesem Fall passen die beiden Teile zusammen, um einen zentralen Hohlraum 37 zu bilden, der zylindrische Vorsprünge 38 besitzt, welche über die Dicke verlaufend angeordnet sind. Bei der Benutzung werden die beiden Formen zusammengebaut und es wird durch nicht dargestellte Einspritzkanäle ein geeignetes Material eingespritzt, um die Hohlräume 33 und 37 auszufüllen. Dieses Material wird eingespritzt, während es noch im flüssigen Zustand befindlich ist, und danach läßt man es erhärten. Dann werden beide Formen und Formteile getrennt, so daß ein festes Teil mit der Gestalt der jeweiligen Hohlräume durch die Formen geschaffen wurde.
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Das tatsächlich zur Verwendung kommende Material kann eines von zahlreichen Stoffen sein, und es kann z.B. Hartwachs oder ein thermoplastisches Material oder ein anderes Material sein, welches durch Hitzewirkung oder durch Lösung oder durch chemische Mittel zerstört oder entfernt werden kann. Das Material muß jedoch in der Lage sein, in flüssiger Form eingespritzt zu werden und es muß dann erhärten, um einen Korper zu bilden, der den Beanspruchungen des Herstellungsverfahrens widerstehen kann.
Fig. 6 zeigt, daß die beiden entfernbaren Teile 39 und 40, die durch die Hohlräume 33 und 37 hergestellt sind, die beiden Flanken eines gelochten,zusammengesetzten,stromlinienförmig gestalteten Rohres bilden. Die Vorsprünge 34 haben entsprechende Löcher 41 in den Teilen 39 erzeugt, während die VorSprünge 38 in dem Teil 40 Löcher 42 eingeformt haben. Als nächste Stufe im Herstellungsverfahren werden diese beiden Teile 39 und 40 durch ein Verfahren miteinander verbunden, das von der chemischen Zusammensetzung der beiden Teile abhängt. Gewisse Materialien sind in der Lage zusammengeklebt zu werden, während andere eine Erhitzung erfordern.
Das zusammengesetzte entfernbare Rohr, das das Bezugszeichen trägt, wird dann in dem zentralen Hohlraum 44 einer weiteren dreiteiligen Form angebracht, die aus den Teilen 45, 46 und 47 (Fig. 7) zusammengesetzt ist. Dieser mittlere Hohlraum 44 besitzt einen oberen Abschnitt, dessen Gestalt allgemein jener der Außenseite des Rohres 43 entspricht, der jedoch flache kreisförmige Eindrückungen 48 besitzt, die mit der Lage jedes Loches 41 und 42 zusammenfallen. Am unteren Teil des Rohres 43 besitzt der Hohlraum einen Absatz 49, auf dem das Rohr ruht und unter diesem Absatz dehnt sich der Hohlraum etwas aus, um einen Fortsatz 50 zu bilden, der drei Vorsprünge 51 aufweist, die sich darüber erstrecken und in drei Kanäle aufteilen.
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Diese Form wird in der gleichen Weise benutzt wie die Form nach Fig. 4, aber in diesem Falle wird ein beständigeres flüssiges Keramikmaterial durch die nicht dargestellten Eingußöffnungen in den Hohlraum 44 eingespritzt. Die jeweilige Zusammensetzung des Keramikmaterials kann sich beträchtlich ändern, aber normalerweise umfaßt das Material feinverteilte Partikel von Keramik, suspendiert in Wasser unter Zusatzung von wasserlöslichen Kunstharzbasen. Demgemäß kann das flüssige Material in den Hohlraum eingespritzt werden, und es kann durch Erhitzung oder gelegentlich einfach durch Belassen an Ort und Stelle ausgehärtet werden.
Der mit dem Keramikmaterial ausgefüllte Raum bildet das Innere des Rohres 43, das Erstreckungsstück 50 und die öffnungen 41 und 42, die nach den Eindrückungen 48 führen. Auf diese Weise wird das Rohr 43 mit dem Keramikstück 42 verbunden, welches so durch das Keramikmaterial erzeugt wurde, das durch die öffnungen 41 und 42 verläuft, um die Ausdrückungen 48 zu füllen und Keramikknöpfe 53 zu schaffen.
Während des Einspritzens, was relativ hohe Einspritzdrücke des Keramikmaterials erfordern kann, wird das relativ zerbrechliche Rohr 43 sehr gut durch die Formteile abgestützt, deren innere Oberflächen mit dem Hauptteil der äußeren Oberfläche der Rohre zusammenpassen.
Nachdem das Keramikmaterial ausgehärtet ist, kann der Teil 52 entfernt werden, indem die Formteile 45, 46 und 47 getrennt werden. Der Teil 52 mit dem noch daran befestigten Rohr 43 wird dann in einer dritten Form während einer zweiten Stufe eines Keramikeinspritzverfahrens gehalten, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Diese dritte Form besteht aus drei Formteilen 54, und 56, die einen inneren Hohlraum 57 bilden, dessen unterer Abschnitt die Form eines Fortsatzes 50 besitzt, so daß dieser
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dicht mit jenem Abschnitt des Teils 52 zusammenwirkt, der durch den Portsatz 50 gebildet ist. Auf diese Weise wird der Teil innerhalb der Form festgehalten, obgleich es erwünscht sein kann, eine ähnliche Anordnung am oberen Ende der Form vorzusehen.
Der Hauptteil des Hohlraums 57 ist in Gestalt des inneren Hohlraums geformt, der in der herzustellenden Schaufel enthalten sein soll. Demgemäß weist der Hohlraum einen im wesentlichen stromlinienförmigen Querschnitt auf, dessen Vorderabschnitt und Mittelabschnitt ein gewisses Spiel zwischen dem äußeren Ausmaß der Knöpfe 55 und der Wandung des Hohlraumes bewirkt, und dessen Hinterabschnitt gegenüberliegende zylindrische Stifte 58 aufweist, die von den Teilen 54 und 56 vorstehen, um sich längs einer Scheidelinie zu treffen.
Das Keramikmaterial wird in den Hohlraum 57 in genau der gleichen Weise eingespritzt wie bei dem vorangegangenen Keramikeinspritzverfahren. In diesem Fall füllt das Keramikmaterial den Hohlraum aus, und wegen der vorstehenden Keramikknöpfe 53 erfolgt eine wirksame Verbindung an dem Teil 52. Die Gesamtform des Keramikstückes, das auf diese Weise hergestellt wurde, ist grob stromlinienförmig mit einem Rohr 43 darin eingebettet, und mit Kanälen, die sich nach dem rückwärtigen Abschnitt erstrecken und durch Stifte 58 geformt werden.
Nachdem das so hergestellte Keramikstück ausgehärtet ist, kann es aus der Form durch Auseinandernehmen der Teile 54, 55 und 56 entnommen werden. Der Teil 59, der aus der Form entfernt wird, besitzt ein eingebettetes Rohr 43, und bevor dieser Teil in einem Gießverfahren benutzt wird, ist es notwendig, das Rohr 43 zu entfernen. Da dieses Rohr aus einem entfernbaren Material besteht, ist es leicht möglich es durch Benutzung eines Verfahrens zu entfernen, welches auf das jeweils benutzte
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Material abgestimmt ist. Für thermoplastische oder verbrennbare Materialien wird Hitze benutzt, während für lösbare Materialien ein Lösungsmittel zur Anwendung kommt.
Dann wird der Keramikkern 59 in Verbindung mit einem herkömmlichen Gießverfahren mit verlorener Form benutzt, um die Schaufel herzustellen. Nur die erste Stufe dieses Verfahrens ist in Flg. 9 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Kern 59 innerhalb eines weiteren Hohlraumes jJO abgestützt ist, der durch eine weitere dreistückige Form definiert wird, die aus den Teilen 6l, 62 und 63 besteht. Die Form dieses Hohlraums ist so, daß sie der Außenoberfläche der herzustellenden Schaufel entspricht. Zusätzlich zu einem stromlinienförmig gestalteten Abschnitt, der dicht den oberen Teil des Kerns 59 umgibt, besitzt der Hohlraum 6O außerdem einen Abschnitt 64, der die Form der Schaufelplattform definiert, einen Abschnitt 65, der den Schaufelschaft definiert, einen Abschnitt 66, der den Rohling definiert, aus dem der Schaufelfuß spanabhebend bearbeitet wird, und einen Abschnitt 67, der den unteren Teil des Fortsatzes von dem Kern 59 erfaßt, um die Kerne 59 in der Form festzulegen. In diesen Hohlraum wird geschmolzenes Wachs durch Eingußkanäle (nicht dargestellt) injiziert, um ein Wachsduplikat des herzustellenden Gußkörpers zu schaffen, in dem der Kern 59 eingebettet liegt, der dazu dient die inneren Hohlräume innerhalb der Schaufel zu definieren. Gemäß dem normalen Verfahren mit verlorener Gießform wird dieses Wachsmodell dann mit Keramikmaterial umschlossen, um eine Form zu bilden und dann wird das Wachs ausgeschmolzen und durch geschmolzenes Metall ersetzt, um die gewünschte Schaufelform herzustellen. Es ist ersichtlich, daß die Schaufel, die auf diese Weise gegossen wird, einen hohlen stromlinienförmigen Abschnitt aufweist, dessen Gestalt anfänglich durch den Raum zwischen dem Kern 59 und der Oberfläche des Hohlraums 60 definiert ist, und die Schaufel weist ein aerodynamisch gestaltetes Rohr auf,
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welches im hohlen Inneren angeordnet ist und dessen Gestalt durch die Hohlräume definiert ist, die innerhalb der Kerne 59 durch das entfernbare Teil 43 gebildet ist. Auf diese Weise kann eine Schaufel gegossen werden, die ein der Aufprallkühlung dienendes Rohr aufweist, das einstückig mit der Schaufel hergestellt ist und die Vorteile aufweist, die vorstehend in Verbindung mit Fig. 3 erwähnt wurden.
Die Figuren 10 bis 12 veranschaulichen ein abgewandeltes Herstellungsverfahren. Zur Vereinfachung zeigen diese Ansichten nur einen Querschnitt des betreffenden Apparates. Fig. 10 zeigt eine zweistückige Form, die aus den Teilen 70 und 71 besteht und einen Hohlraum 72 definiert, wenn die Teile zusammengefügt sind. Der Hohlraum 72 hat die Form der Innenseite des herzustellenden Kühlluftzufuhrrohres zusammen mit einem Abschnitt ähnlich dem Abschnitt 50,und die Eindrückungen 73 im Hohlraum 72 entsprechen den öffnungen, die schließlich in den Kühlluftrohrwänden erforderlich sind.
In den Hohlraum 72 wird ähnlich wie bei der Stufe gemäß Fig. und 8 Keramikmaterial eingespritzt, und dieses läßt man erhärten und es wird dann aus der Form entnommen. Auf diese Weise wird ein erster Keramikkern 74 erzeugt, der dem Kern gemäß Fig. 7 entspricht. Dieser Kern wird in einer weiteren zweiteiligen Form gemäß Fig. 11 gehaltert, die aus den Teilen 75 und 76 besteht, welche den Hohlraum 77 definieren, dessen Form der äußeren Oberfläche des erforderlichen Kühlluftrohres entspricht. Der Kern 74 und der Hohlraum 77 dazwischen definieren einen Raum, dessen Form der Form des Kühlluftrohres selbst entspricht.
In diesen Raum wird ein entfernbares Material eingebracht, ähnlich wie in Verbindung mit Fig. 4 und 5 beschrieben, und dieses eingespritzte Material läßt man erhärten. Das zusammengesetzte
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Kernstück, welches aus dem Kern 74 und dem entfernbaren Einsatz 78 besteht, wird dann aus den Formteilen 75 und 76 entnommen, und wiederum in einer weiteren zweiteiligen Form angeordnet, die aus den Teilen 79 und 80 gemäß Fig. 12 besteht. Dieser Innenhohlraum 81 hat die Gestalt des hohlen Inneren der Schaufel, und durch Einspritzen des gleichen Keramikmaterials in den Raum zwischen dem zusammengesetzten Kernteil und der Form wird ein Kern 82 erzeugt, der dem Kern 59 entspricht und das entfernbare Material 78 wird wie oben ausgeführt , entfernt.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß weniger Formteile benötigt werden als bei dem vorbeschriebenen Verfahren, jedoch ist dabei zu berücksichtigen, daß es notwendig werden kann eine spezielle Vorsorge zu treffen, um zu gewährleisten, daß die VorsprUnge, die in den Eindrückungen 73 ausgebildet sind, fest an dem Keramikmaterial anhaften, das in den Hohlraum 81 eingespritzt wird.
Beide Verfahren ermöglichen die Herstellung einer Schaufel, die einen einstückigen Aufbau besitzt und die Vorteile aufweist, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurden. Es können jedoch Abwandlungen der beschriebenen Verfahren benutzt werden, und Einzelheiten der Schaufeln können geändert werden. Insbesondere könnte die Schaufel mit einer äußeren Schaufelplattform versehen werden, und das Kühlluftrohr könnte benutzt werden, um nur einen kleineren Teil der Schaufel zu kühlen statt den Hauptteil des gekühlten Innenraumes, wie es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall war.
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit Rotorschaufeln eines Gasturbinentriebwerks beschrieben. Sie kann jedoch auch für andere Schaufelbauteile, beispielsweise für Statorschaufeln Anwendung finden. Insbesondere könnte die Erfindung beispielsweise Anwendung finden zur Herstellung von Düsenleitschaufeln.
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Claims (15)

  1. Patentansprüche
    Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk mit einem hohlen Schaufelblatt und einem Kühlluftzuführungsrohr innerhalb des hohlen Schaufelschaftes, dadurch gekennzeichnet, daß Schaufelblatt (Ij5) und Luftzuführungsrohr (22) aus einem einheitlichen Gußstück bestehen.
  2. 2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennze i chnet, daß ein Schaft (11) und ein Schaufelfuß (10) ebenfalls von dem Gußstück gebildet sind.
  3. ]5. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einheitliche Gußstück innere und äußere Blattformen aufweist.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Schaufel gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein hohles Schaufelblatt (13) zusammen mit einem Kühllufteintrittsrohr (22) gleichzeitig gegossen werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schaft (11) und Schaufelfuß (10) gleichzeitig mit dem einheitlichen Gußstück durch Gießen hergestellt werden.
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    -Jr-
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Teile des einheitlichen Gußstücks innere und äußere Blattformen vergossen werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Guß nach dem Verfahren mit verlorener Form hergestellt wird.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Keramikkern (59,82) beim Guß benutzt wird, um die inneren Hohlräume innerhalb der Schaufel zu bilden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein entfernberer Teil (43, 78) benutzt wird, um einen Hohlraum innerhalb des Keramikkerns (59, 82) zu bilden, und daß dieser Hohlraum das Volumen definiert, das wenn es mit Metall ausgefüllt wird, die Form des Lufteinlaßrohres (22) bildet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das entfernbare Stück (43,78) durch ein Spritzgußverfahren hergestellt wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das entfernbare Stück (43) aus zwei getrennt gespritzten Teilen (39,40) besteht.
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  12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (59, 82) in einem zweistufigen Keramik-Spritzverfahren hergestellt wird, wobei in der ersten Stufe jener Teil (52,74) des Keramikkerns innerhalb des entfernbaren Teils (43,78) gebildet wird, und in der zweiten Stufe jener Teil des Kerns außerhalb des entfernbaren Teils.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe zusätzlich zur Erzeugung jenes Teils des Keramikkerns (43) innerhalb des entfernbaren Teils (43) VorSprünge (53) hergestellt werden, die durch Löcher (41,42) in dem entfernbaren Stück verlaufen, um Schlüsselansätze zu bilden, an denen ein Teil des Kerns außerhalb des Teils (43) anhaften kann.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Keramikspitzverfahren benutzt wird, um den Teil (74) des Kerns zu erzeugen, dessen Äußeres die gewünschte Gestalt der Innenform des Teils (78) hat, und daß ein weiteres Spritzverfahren benutzt wird, um das entfernbare Teil (78) um den Teil (74) des Keramikkerns herum zu erzeugen.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Keramikeinspritzverfahren benutzt wird, um den Rest des Kerns (82) um das entfernbare Teil (78) herum zu bilden.
    030008/0872
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