DE1219042B - Process for the production of an intermediate floor for turbo machines divided in the axial plane - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Verfahren zur Herstellung eines in Achsebene geteilten Zwischenbodensfür Turbomaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines inAchsebene geteilten Zwischenbodens für Turbomaschinen, dessen Schaufeln mit seinenInnenring- und Außenringhälften durch mehrlagige Schmelzschweißnähte verbunden sind.Process for the production of an intermediate floor divided in the axial planefor turbo machines The invention relates to a method for producing an inAxial plane divided intermediate floor for turbo machines, whose blades with hisInner ring and outer ring halves are connected by multi-layer fusion welds.

üblicherweise werden die Hälften solcher Zwischenböden gesondert voneinanderhergestellt. Das hat die Nachteile, daß das Schweißen der Nähte am Ende der halbkreisförmigenNaht nach jeder Lage unterbrochen werden muß und daß die Zwischenbodenhälften dazuneigen, sich aus ihrer halbrunden Form zu verziehen. Bei nicht in Achsebene geteiltenZwischenböden treten diese Nachteile nicht auf; dort kann die Naht ringsum ohneUnterbrechung zwischen den Lagen geschweißt werden, und der Boden bleibt rund. DiesenVorteil der ungeteilten Böden soll die Erfindung auch beim geteilten Boden erwirken.Usually the halves of such intermediate floors are separate from one anothermanufactured. This has the disadvantages that welding the seams at the end of the semicircularSeam must be interrupted after each layer and that the intermediate bottom halves for thistend to warp out of their semicircular shape. With not divided in the axis planeThese disadvantages do not occur between floors; there the seam can all around withoutInterruption between the layers can be welded, and the bottom remains round. This oneThe invention is also intended to bring about the advantage of the undivided floors in the case of divided floors.

Die Erfindung beruht auf dem naheliegenden Gedanken, den Boden ungeteiltzu schweißen und erst nach dem Schweißen zu teilen, nämlich auseinanderzuschneiden.Da aber die so hergestellten Hälften exzentrisch, nämlich jede um mindestens diehalbe Schnittbreite exzentrisch sein würden, ist eine besondere Maßnahme nötig,und diese ist der Kern der Erfindung.The invention is based on the obvious idea that the floor is undividedto weld and only to divide after welding, namely to cut apart.But since the halves produced in this way are eccentric, namely each by at least thehalf the cutting width would be eccentric, a special measure is necessaryand this is the core of the invention.

Diese Maßnahme besteht darin, daß der Zwischenboden erst nachdem derInnen- und der Außenring mit den Schaufeln verschweißt sind, in Hälften geschnittenwird und daß zum Zweck der Schweißung die Schaufeln in einer Spannvorrichtung zuzwei Teilkränzen, deren jeder einen um die Schnittbreite mehr als 180° betragendenUmfang hat und die dicht aneinanderliegen, eingespannt und an den radial äußerenund inneren Enden der Schaufeln die Hohlkehlen für die Schweißnähte und Zentrierftächenfür den Innen-und Außenring auf konzentrischen Kreisen, deren Mittelpunkt in derMitte zwischen den Mittelpunkten der Teilkränze liegt, ein- bzw. abgedreht werdenund daß in diesen Hohlkehlen der Innen- und der Außenring, ohne schon geteilt zusein, mit den Schaufeln verschweißt werden und erst dann der Zwischenboden halbiertwird.This measure consists in the fact that the intermediate floor only after theInner and outer rings are welded to the blades, cut in halfand that for the purpose of welding the blades in a jig totwo partial rings, each of which has a cutting width of more than 180 °Has circumference and which lie tightly together, clamped and to the radially outerand inner ends of the blades are the fillets for the welds and centering surfacesfor the inner and outer ring on concentric circles whose center is in theIs located in the middle between the centers of the partial rings, turned in or turned offand that in these grooves the inner and outer ring, without already being dividedbe welded to the blades and only then halved the intermediate floorwill.

Wenn, was naheliegt, für die Schmelzschweißnähte X-Profil gewähltwird, bieten sich für das Schweißen selbst zwei Verfahren an. Das eine besteht darin,daß die auf den beiden Stirnseiten der Schaufeln einzudrehenden Hohlkehlen für dieX-Nähte derart profiliert werden, daß zwischen den Hohlkehlen nur noch ein schmalerSteg von so geringer Breite bestehenbleibt, daß er beim Schweißen eingeschmolzenwird; Schmelzschweißnähte von X-Profil an ihrer Wurzel miteinander zu verschmelzen,damit dort kein Spalt verbleibt, der Risse erzeugen könnte, ist bekannt. Das andereVerfahren besteht darin, daß in an sich bekannter Weise zunächst nur an einer derStirnseiten der Schaufeln die Hohlkehle für die eine Schweißnaht eingedreht unddie Naht geschweißt wird und daß erst danach auf der anderen Stirnseite die Hohlkehlefür die andere Schweißnaht eingedreht, und zwar so tief, daß sie die Wurzel derersten Naht erfaßt, eingedreht und die andere Naht geschweißt wird; dieses Verfahrenist bei Schaufelbefestigungen, wenn auch nicht von Leitschaufeln, sondern von Laufschaufeln,bekannt.If, as is obvious, X-profile is chosen for the fusion weldsthere are two methods of welding itself. One isthat the fillets to be turned on the two end faces of the blades for theX-seams are profiled in such a way that only a narrow fillet is left between the filletsThe width of the web remains so small that it is melted down during weldingwill; To merge fusion welds of the X-profile at their roots,It is known that there is no gap left that could cause cracks. The otherThe method consists in that in a manner known per se, initially only on one of theThe end faces of the blades are screwed in and the fillet for the one weld seamthe seam is welded and that only then is the fillet on the other facescrewed in for the other weld seam, so deep that it is the root of thethe first seam is grasped, screwed in and the other seam is welded; This methodis in the case of blade fastenings, even if not of guide vanes but of rotor blades,known.

Es empfiehlt sich natürlich, das Schweißen in bekannter Weise maschinell-automatischauszuführen. Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 den halbfertigen Zwischenboden nachdem Schweißen, aber noch vor der Teilung, in axialer Ansicht, F i g. 2 in einemLängsschnitt eine Schaufel und die Profile der Hohlkehlen, und zwar unten für daserste, oben für das zweite der obengenannten Verfahren, und in F i g. 3 in einemZylinderschnitt längs der Linie III-III in F i g.1 die der Teilungsebene benachbartenSchaufeln vor der Teilung.It is of course advisable to do the welding automatically in a known mannerto execute. The drawing shows in FIG. 1 follow the half-finished intermediate floorthe welding, but before the division, in an axial view, F i g. 2 in oneLongitudinal section of a shovel and the profiles of the fillets, namely below for thefirst, above for the second of the above methods, and in FIG. 3 in oneCylindrical section along the line III-III in FIG. 1 that is adjacent to the dividing planeShovels before the division.

Darin sind der Innenring mit c, der Außenring mit f und die Schaufelnmitt', t" bezeichnet. Diese Schaufeln bilden zwei halbkreisförmige Teilkränzeund sind zu Beginn des Zusammenbaues in einer Spannvorrichtung so festgespannt worden,daß ihre radialinneren und äußeren Enden L1 und L2 bzw. L;'und L2' (dargestellt durch strichpunktierte Kreise in F i g. 1) sowie ihreradial inneren und äußeren Kanalwände T1 und T2 bzw. Ti" und T2" konzentrisch zuden Punkten O' bzw. O" sind; diese beiden Punkte sind um eine Breite e voneinanderentfernt, welche als Materialzugabe für das Aüseinandertrennen, z. B. Durchsägen,der Halbkränze nach dem Sehweißen nötig ist. O bezeichnet den Mittelpunkt des künftigenfertigen Zwischenbodens; er liegt halbwogs zwischen O' und O". Jeder der Teilkränzemit den Schaufeln t' und t" erstreckt sich bis zu der durch O gehende Achsebene;die dieser Teilungsebene unmittelbar benachbarten Schaufeln t, und t2 haben, wieF i g. 3 gezeigt, nur einen Teil des Schaufelprofils derart, daß sie nach dem Zerschneidendes Bodens zusammen ein normales Schäufelpröfil ergeben.The inner ring is designated with c, the outer ring with f and the blades witht ', t " . These blades form two semicircular part rings and at the beginning of the assembly were clamped in a clamping device so that their radially inner and outer ends L1 and L2 and L;' and L2' (represented by dash-dotted circles in Fig. 1) and their radially inner and outer channel walls T1 and T2 or Ti "and T2" are concentric to points O 'and O ", respectively; these two points are separated from each other by a width e, which is used as an additional material for separating, e.g. B. sawing through, the half wreaths is necessary after welding. O denotes the center of the future finished intermediate floor; it lies halfway between O 'and O ". Each of the partial rims with the blades t' and t" extends up to the axial plane passing through O; the blades t 1 and t 2 immediately adjacent to this division plane have, as shown in FIG. 3, only a part of the blade profile is shown in such a way that, after the soil has been cut up, they together give a normal blade profile.

Darauf sind die radial inneren und äußeren Enden der Schaufeln dieradial benachbarten Enden des Innenringes c und Außenringes f konzentrisch zum PunktO auf die Konturen dl und d2 der inneren bzw. äußeren Schweißnaht Si bzw. S2 abgedrehtworden, und zwar auf die Radien R1 und R2, mit denen der Schaufelkranz den Innenringc bzw. in den Außenring f paßt; und ebenfalls sind die den Schaufeln zugewandtenFlächen des Innenringes und des Außenringes auf die Schweißnahtkonturen d1 bzw.d2 abgedreht worden: Die F i g: 2 zeigt die gegenseitigen radialen Lagen der FlächenT,', d1; R1 und L1 bzw. T2 d2, R2 und L2 . Nach der Montage sind die Schaufelnt'und t"und der Innenring c und Außenring f automatisch verschweißt worden.Then the radially inner and outer ends of the blades, the radially adjacent ends of the inner ring c and outer ring f, have been turned off concentrically to point O on the contours dl and d2 of the inner and outer weld seam Si and S2, namely to the radii R1 and R2, with which the blade ring fits the inner ring c or into the outer ring f; and the surfaces of the inner ring and the outer ring facing the blades have also been turned to the weld seam contours d1 and d2: FIG. 2 shows the mutual radial positions of the surfacesT, ', d1; R1 and L1 or T2 d2, R2 and L2. After assembly, the blades t 'and t "and the inner ring c and outer ring f are automatically welded.

Die vollständige Kreisform der Schweißnähte S1 und S2 hat einen gutenAusgleich der Schwundkräfte zur Folge, welcher üin so vollkommener ist, je gleichmäßigerund schneller die Schweißvorgänge vorgenommen werden, wie dies bei Anwendung einesautomatischen Schweißverfahrens möglich ist. Die Schwundkräfte greifen dann gleichmäßigan einen vollständigen Kreisumfang an und erzeugen nur noch radiale Verformungen,welche man bequem entweder durch Hämmern der Schweißnähte öder durch Berücksichtigungbei den ursprünglicher< Abmessungen der Schweißstücke berichtigen kann. Die Schweißnähtekönnen somit ihn Interesse der Robustheit der Zwischenböden erheblich größer gemachtwerden als bei den üblichen Möntäge= und Veischweißungs= verfahren. Die Breitendieser Schweißnähte sind in F i g. 1 jedoch übertrieben dargestellt: Der 'schmäleSteg, der beim ersten der beiden obengenannten Schweißverfahren eingeschmolzen Wird,ist iii F i g. 2 (unten) dargestellt; er ist dort mit 9-g' bezeichnet. Die beimzweiten jener Schweißverfahren zuerst herauszudrehende und vollzuschweißende Schweißnutist in Fig: 2 (oben) mit starker, voller Linie und mit Kreuzschraffur bezeichnet,und die erst danach herauszudrehende und vollzuschweißende zweite Nut ist dort durchstrichpunktierte Linien angedeutet: Det so halbgefertigte Zwischenböden wird sodannmit seinem Schnitt von der Breite e geteilt, und die beiden Schaufelkranzhälftenwerden so zusammengesetzt, daß sie zu O konzentrisch sind, und werden dänäüh eventuellaußen und innen konzentrisch zu O noch abgedreht.The complete circular shape of the welds S1 and S2 has a good oneThe result is compensation of the shrinkage forces, which is the more perfect, the more evenand the welding operations are carried out faster, as is the case when using aautomatic welding process is possible. The shrinkage forces then take hold evenlyto a complete circumference and only generate radial deformations,which one can be conveniently either by hammering the welds or by consideringcan correct the original <dimensions of the weldments. The weldscan thus make him much more interested in the robustness of the intermediate floorsare used as with the usual Möntäge and Veischweißungsverfahren. The latitudesthese welds are shown in FIG. 1, however, exaggerated: The 'narrow oneBar that is melted down in the first of the two above-mentioned welding processes,is iii F i g. 2 (below) shown; it is marked there with 9-g '. The atsecond of those welding processes first to be turned out and fully welded welding grooveis marked in Fig: 2 (top) with a strong, full line and cross-hatching,and the second groove to be screwed out and fully welded only afterwards is through thereDashed lines indicated: The half-finished intermediate floors are thenwith its section divided by the width e, and the two blade ring halvesare put together in such a way that they are concentric with O, and will eventually becomeoutside and inside concentric to O still turned off.

Claims (3)

Translated fromGerman

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines in Achsebene geteiltenZwischenbodens für Turbomaschinen, dessen Schaufeln mit seinen Innenring- und Außenringhälftendurch mehrlagige Schmelzschweißnähte verbunden sind, d a d u r c h gekennzeichnet;daß der Zwischenboden erst nachdem der Innen- und der Außenring mit den Schaufelnverschweißt sind, in Hälften geschnitten wird und daß zum Zwecke der Schweißungdie Schaufeln in einer Spannvorrichtung zu zweiTeillcrärizen, deren jeder einenumdieSchnittbreite mehr als 180° betragenden Umfang hat und die dicht aneinanderliegen,eingespannt und an deh radial äußeren und inneren Enden der Schaufeln die Hohlkehlenfür die Schweißnähte und Zentiietflächen für den Innen- und den Außenring auf konzentrischenKreisen, deren Mittelpunkt in der Mitte zwischen den Mittelpunkten der Teilkräneliegt, ein= bzw. abgedreht werden und daß in diesen Hohlkehlen der Innen-und derAußenring, ohne schon geteilt zu sein, rnit den Schaufeln verschweißt werden underst dann der Zwischenboden halbiert wird.Claims: 1. A method for producing a split in the axial planeIntermediate floor for turbo machinery, its blades with its inner ring and outer ring halvesare connected by multi-layer fusion welds, d u r c h marked;that the intermediate floor only after the inner and outer ring with the bladesare welded, cut in half and that for the purpose of weldingthe blades in a jig to two parts, each one aroundthe cutting width has a circumference of more than 180 ° and which are close to each other,clamped and the fillets at the radially outer and inner ends of the bladesfor the weld seams and central surfaces for the inner and outer ring on concentricCircles whose center is in the middle between the centers of the partial craneslies, a = or be turned off and that in these fillets the inner and theOuter ring can be welded to the blades without being divided andonly then the intermediate floor is halved.2. Verfahren nach Anspruch 1, bei demdie Schaufeln mit den Innen- und Außenringhälften durch Schmelzschweißnähte vonX-Profil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den beiden Stirnseitender Schaufeln einzu= drehenden Hohlkehlen für die X-Nähte in an sich bekannter Weisederart profiliert werden, daß zwischen den Hohlkehlen nur noch ein schmaler Stegvon so geringer Breite bestehenbleibt, daß er beim Schweißen eingeschmolzen wird.2. The method of claim 1, whereinthe blades with the inner and outer ring halves by fusion welds ofX-profile are connected, characterized in that on the two end facesof the blades to = turning grooves for the X seams in a manner known per sebe profiled in such a way that only a narrow web is left between the filletsremains so narrow that it is melted down during welding.3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schaufeln mit den Innen- und Außenringhälftendurch Schmelzschweißnähte von X-Profil verblinden sind, dadurch gekennzeichnet,daß in an sich bekannter Weise zunächst nur an einer der Stirnseiten der Schaufelndie Hohlkehle für die eine Schweißnaht eingedreht und die Naht geschweißt wird unddaß erst danach auf der anderen Stirnseite die Hohlkehle für die andere Schweißnahteingedreht, und zwar so tief, daß sie die Wurzel der ersten Naht erfaßt, eingedrehtwid die ändere Naht geschweißt wird. In Betracht gdzogene Druckschriften: DeutschePatentschrift Nr. 914 5753 USA.-Patentschriften Nr. 2 373 558; 2 288 433.3. The method of claim 1, wherein the blades with the inner and outer ring halvesare blinded by fusion welds of the X-profile, characterized inthat in a manner known per se, initially only on one of the end faces of the bladesthe fillet for the one weld seam is screwed in and the seam is welded andthat only then on the other end face the fillet for the other weld seamscrewed in so deep that it grips the root of the first seam, screwed inwid the other seam is welded. Publications considered: GermanU.S. Patent No. 914 5753 U.S. Patent No. 2,373,558; 2,288,433.