PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE602004008779T2 10.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0001651370
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GETEILTEN GEHÄUSES
Anmelder Rolls-Royce plc, London, GB
Erfinder James, Malcolm Robert, Birkby, Huddersfield HD2 2XA, GB
Vertreter Patentanwälte Wallach, Koch & Partner, 80339 München
DE-Aktenzeichen 602004008779
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.07.2004
EP-Aktenzeichen 047433305
WO-Anmeldetag 09.07.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/GB2004/002989
WO-Veröffentlichungsnummer 2005014202
WO-Veröffentlichungsdatum 17.02.2005
EP-Offenlegungsdatum 03.05.2006
EP date of grant 05.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse B21K 21/16(2006.01)A, F, I, 20070410, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F01D 25/24(2006.01)A, L, I, 20070410, B, H, EP   B21H 1/06(2006.01)A, L, I, 20070410, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines geteilten Gehäuses. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Gehäuse für ein Gasturbinentriebwerk.

Das gegenwärtig übliche Verfahren zur Erzeugung eines Gehäuses für ein Gasturbinentriebwerk ist in den 1A, 1B und 1C und 1D dargestellt. 1A veranschaulicht ein Schmiedestück 10, das unter Anwendung eines Ringwalzverfahrens hergestellt wurde. Das Schmiedestück besitzt eine zylindrische Gestalt, wobei die Achse des Zylinders senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Der Querschnitt des in 1A dargestellten Schmiedestückes 10 ist kreisringförmig. Die innere Oberfläche 12 des Schmiedestückes 10 und die äußere Oberfläche 14 des Schmiedestückes 10 sind konzentische Zylinder.

Das Schmiedestück 10 wird benutzt, um ein axial geteiltes Gehäuse 20 für ein Gasturbinentriebwerk zu erzeugen. Das Gehäuse kann aus korrosionsbeständigem Stahl, Titan oder einer Nickellegierung hergestellt werden.

1B veranschaulicht eine Grobbearbeitung, die am Schmiedestück 10 gemäß 1A vorgenommen wird, bevor das Gehäuse 10 geteilt wird, um das zweiteilige Gehäuse zu erzeugen. Wenn ein orthogonales Koordinatensystem (X, Y) definiert wird, dessen Ursprung in der Achse des zylindrischen Schmiedestückes 10 liegt, dann wird das Schmiedestück grob wie folgt bearbeitet:

  • a. Es wird eine Drehbank benutzt, um Material aus der Innenseite des Schmiedestückes 10 abzutragen. Die Drehbank schneidet ein zylindrisches Rohr mit dem Radius R1, das bei (-X1, 0) zentriert ist.
  • b. Es wird eine Drehbank benutzt, um Material aus der Innenseite des Schmiedestückes 10 abzutragen. Die Drehbank schneidet ein zylindrisches Rohr mit dem Radius R1, das bei (X1, 0) zentriert ist.
  • c. Es wird eine Drehbank benutzt, um Material von der Außenseite des Schmiedestückes 10 abzutragen. Die Drehbank schneidet ein zylindrisches Rohr mit dem Radius R2, das bei (0, Y2) zentriert ist.
  • d. Es wird eine Drehbank benutzt, um Material von der Außenseite des Schmiedestückes 10 abzutragen. Die Drehbank schneidet ein zylindrisches Rohr mit dem Radius R2, das bei (0, -Y2) zentriert ist.

In 1B kennzeichnen die kreisförmigen strichpunktierten Linien die ursprünglichen Begrenzungen des Schmiedestückes 10, bevor die Grobbearbeitung erfolgt. Die ausgezogenen Linien kennzeichnen die Begrenzungen des Schmiedestückes nach der Grobbearbeitung. Die strichlierten Linien zeigen Linien bei Y = -X1 und Y = +X1 an.

Dann wird das Schmiedestück axial geteilt, indem das Material zwischen -X1 und +X1, wie aus 1C ersichtlich, abgetragen wird, um einen ersten Gehäuseteil 20a und einen zweiten Gehäuseteil 20b des axial geteilten Gehäuses 20 zu schaffen. Dann wird eine Feinbearbeitung der Teile 20a, 20b, beispielsweise durch Schleifen der Innenseite und der Außenseite der Teile, vorgenommen.

Die beiden Teile 20a, 20b werden dann, wie aus 1D ersichtlich, verbunden, um das axial geteilte Gehäuse 20 zu erzeugen. Es ist klar, dass das axial geteilte Gehäuse eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt hat.

Die Grobbearbeitung der Innenseite und der Außenseite des Schmiedestückes gemäß 1B ist erforderlich, um eine Kompensation im Hinblick auf die Abtragung des Materials zwischen -X1 und +X1 durchzuführen, wenn das Schmiedestück axial geteilt wird, so dass das fertige Erzeugnis, nämlich das axial geteilte Gehäuse 20, im Wesentlichen zylindrisch wird.

Dieses vorstehend erwähnte Verfahren ist mit verschiedenen Problemen verknüpft. Es muss eine beträchtliche Materialmenge von der Innenseite und der Außenseite des Schmiedestückes während der Grobbearbeitung abgetragen werden. Dies stellt eine Vergeudung von Material dar und führt zu einer übermäßigen Abnutzung der benutzten Drehbänke, die diese Grobbearbeitung durchführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines axial geteilten Gehäuses zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines geteilten Gehäuses, wie dieses in Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird daher ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

die 1A bis 1D veranschaulichen das bekannte Verfahren zur Herstellung eines geteilten Gehäuses; und

die 2A bis 2D veranschaulichen das erfindungsgemäße neue Verfahren zur Herstellung eines geteilten Gehäuses.

Das Schmiedestück 110 gemäß 2A wird durch ein Ringwalzverfahren erzeugt und kann beispielsweise aus korrosionsbeständigem Stahl, aus Titan oder aus einer Nickellegierung bestehen. Das Schmiedestück 110 hat eine zylindrische rohrförmige Gestalt, wobei die Achse des zylindrischen Rohres senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Der Querschnitt des zylindrischen rohrförmigen Schmiedestückes 110 ist gemäß 2A kreisringförmig. Die innere Oberfläche 112 des Schmiedestückes 110 und die äußere Oberfläche 114 des Schmiedestückes 110 werden von konzentrischen Zylindern gebildet.

Das Schmiedestück 110 gemäß 2A wird deformiert, um ein deformiertes Schmiedestück 118 gemäß 2B zu erzeugen. Die Deformation kann durch Zusammenpressen des Schmiedestückes längs der Achse A erfolgen, die die Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110 schneidet und dieses in zwei gleiche Teile unterteilt. Stattdessen oder zusätzlich kann das zylindrische Schmiedestück dadurch deformiert werden, dass das zylindrische Schmiedestück gemäß 2A längs der Achse B gedehnt wird, die die Achse des zylindrischen Schmiedestückes schneidet und das zylindrische Schmiedestück in zwei gleiche Teile unterteilt. Die erste Achse A und die zweite Achse B stehen senkrecht aufeinander und senkrecht auf der Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110. Die Deformation wird erreicht, indem Werkzeuge benutzt werden, um eine Kraft auf das Schmiedestück 110 auszuüben. Beispielsweise wird zum Zusammenpressen des Schmiedestückes längs der Achse A ein erstes Werkzeug benutzt, um eine Kraft längs der Achse A auszuüben, wobei ein erstes Richtwerkzeug benutzt wird, um eine Kraft F1 längs der ersten Achse auf die Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110 hin an der Stelle 111 auszuüben, und es wird ein zweites Richtwerkzeug benutzt, um eine entgegengesetzte Kraft F2 an der Stelle 113 längs der Achse A auf die Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110 hin auszuüben. Um das Schmiedestück längs der zweiten Achse B auszudehnen, übt ein drittes Richtwerkzeug eine Kraft F3 auf die innere Oberfläche des zylindrischen Schmiedestückes an einer Stelle 115 längs der Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110 nach außen hin aus, und ein viertes Richtwerkzeug übt eine Kraft F4 auf die innere Oberfläche des zylindrischen Schmiedestückes an einer Stelle 117 längs der Achse B von der Achse des zylindrischen Schmiedestückes 110 nach außen hin aus.

Das deformierte Schmiedestück 110 wird dann längs der ersten Achse A aufgeteilt. Durch die Aufteilung des deformierten zylindrischen Schmiedestückes wird ein erster Teil 120a und ein zweiter Teil 120b eines axial geteilten Gehäuses 120erzeugt. Wenn die Teile 120a, 120b miteinander verbunden werden, ergibt sich ein im Wesentlichen zylindrisches rohrförmiges Gehäuse 120, wie dies in 2D dargestellt ist.

Demgemäß vermeidet oder vermindert die Deformation des zylindrischen Schmiedestückes die Notwendigkeit einer achsversetzten Grob-Drehbearbeitung, um zu gewährleisten, dass die Teile des Schmiedestückes nach der Teilung und Wiederverbindung ein im Wesentlichen zylindrisches rohrförmiges Gehäuse bilden. Infolgedessen wird die ursprüngliche Schmiedebearbeitung, die gemäß 2A durchgeführt werden muss, geringer und billiger als das gemäß 1A angewandte Verfahren, da weniger Material abgetragen werden muss. Außerdem ergibt sich eine beträchtlich geringere Abnutzung der für die Grobbearbeitung benutzten Drehwerkzeuge.

Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist es klar, dass Modifikationen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie diese in den Ansprüchen gekennzeichnet ist. Obgleich die Deformation des Schmiedestückes vorstehend unter Bezugnahme auf lediglich ein zylindrisches Schmiedestück beschrieben wurde, ist es beispielsweise auch möglich, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf andere Formen von Schmiedestücken anzuwenden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines geteilten Gehäuses (120) vorbestimmter Form mit den folgenden Schritten: es wird ein Schmiedestück (110) erzeugt; es wird das Schmiedestück längs einer ersten Achse (A) komprimiert und/oder längs einer zweiten Achse (B) gedehnt, so dass die Form von der vorbestimmten Gestalt abweicht; es wird das deformierte Schmiedestück (118) längs der ersten Achse (A) geteilt; wobei die beiden sich ergebenden Gehäusehälften (120a, 120b) zusammen die vorbestimmte Form ergeben. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die vorbestimmte Form zylindrisch ist. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem der Schritt der Erzeugung eines Schmiedestückes die Erzeugung eines Schmiedestückes der vorbestimmten Form umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Schritt der Erzeugung des Schmiedestückes ein Ringwalzverfahren umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die erste Achse das Schmiedestück halbiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die zweite Achse das Schmiedestück halbiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die erste und die zweite Achse senkrecht aufeinander stehen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com