Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PRODUCTION OF BLADES OF A TURBOMACHINE FROM COLD-FORMED BASE MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/052359
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a blade (4) of a turbomachine, to a blade (4) of a set of blades of a turbomachine, to a set of blades of a turbomachine and to a turbomachine, wherein the blade (4) in each case has increased strength in the longitudinal direction.

Inventors:
BERENDT OLIVER (DE)
HAJE DETLEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/067965
Publication Date:
April 26, 2012
Filing Date:
October 14, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
BERENDT OLIVER (DE)
HAJE DETLEF (DE)
International Classes:
B21D53/78; B23P15/02; B21K3/04; F01D5/14
Foreign References:
DE2228454A11973-12-20
EP0827807A11998-03-11
Other References:
DATABASE WPI Week 201017, Derwent World Patents Index; AN 2010-C20590, XP002665802
DATABASE WPI Week 200543, Derwent World Patents Index; AN 2005-422942, XP002665803
DATABASE WPI Week 200537, Derwent World Patents Index; AN 2005-363902, XP002665804
DEY H J: "Blatt für Blatt zur exakten Profilkontur", WERKSTATT UND BETRIEB, CARL HANSER VERLAG GMBH & CO. KG, DE, vol. 142, no. 9, 1 September 2009 (2009-09-01), pages 40 - 42, XP001549090, ISSN: 0043-2792
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Schaufel (4) einer Strömungsmaschine, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrens- schritte gekennzeichnet ist:

a) in einen hohlprofilförmigen metallischen Körper (1) wird ein Presswerkzeug eingeführt und der hohlprofilförmige metal¬ lische Körper (1) wird im kalten Zustand durch das Presswerkzeug aufgeweitet,

b) der aufgeweitete hohlprofilförmige metallische Körper (1) wird durch Auftrennungen parallel oder annähernd parallel zur Längsachse (3) des hohlprofilförmigen metallischen Körpers

(1) in längliche Segmente (2) aufgeteilt, wobei jedes Segment

(2) zwei stirnseitige Endseiten (5), eine erste (7) und eine zweite (8) Auftrennseite, ein innere Seitenfläche (9) und ei¬ ne äußere Seitenfläche (10) aufweist,

c) aus einem Segment (2) wird durch zumindest ein Trennver¬ fahren die Schaufel (4) herausgearbeitet, wobei die Schaufel (4) derart aus dem Segment (2) herausgearbeitet wird, dass die Längserstreckung (11) der Schaufel (4) zwischen der ersten (7) und der zweiten (8) Auftrennseite verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Segment (2) durch wenigstens eine Auftrennung senkrecht oder annähernd senkrecht zu der ersten (7) und der zweiten

(8) Auftrennseite in zumindest zwei Untersegmente (12) aufge¬ teilt wird, wobei jedes Untersegment (12) zwei stirnseitige Endseiten (13,14), eine dritte (15) und eine vierte Auftrennseite (16), ein innere Seitenfläche und eine äußere Seiten- fläche (16) aufweist, wobei die dritte Auftrennseite (15) durch einen Abschnitt der ersten Auftrennseite (7) des Seg¬ mentes (2) und die vierte Auftrennseite (16) durch einen Ab¬ schnitt der zweiten Auftrennseite (8) des Segmentes (2) ge¬ bildet wird, wobei die Schaufel (4) aus einem Untersegment (12) durch zumindest ein Trennverfahren herausgearbeitet wird, so dass die Längserstreckung (11) der Schaufel (4) zwi¬ schen der dritten (15) und der vierten Auftrennseite (16) verläuft .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (8) und die Innenseite (7) des hohlpro- filförmigen metallischen Körpers (1) im Querschnitt kreisför- mig oder regelmäßig gleichvieleckig, insbesondere regelmäßig sechseckig, ausgebildet sind.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Schaufel (4) durch ein Fräs- und/oder Drehverfahren herausgearbeitet wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass der hohlprofilförmige metallische Körper (1) eine metallische Legierung, insbesondere eine Stahllegierung, umfasst.

6. Schaufel (4) einer Beschaufelung, insbesondere einer Laufbeschaufelung, einer Strömungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (4) durch ein Verfahren gemäß wenigs- tens einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.

7. Beschaufelung einer Strömungsmaschine, aufweisend eine Vielzahl von Schaufeln (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (4) gemäß Anspruch 6 ausgebildet sind.

8. Strömungsmaschine mit wenigstens einer Beschaufelung, da¬ durch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens ei¬ nen Beschaufelung gemäß Anspruch 7 ausgebildet ist. 9. Strömungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmaschine eine Dampfturbine, eine Gasturbi¬ ne, eine Wasserturbine oder ein Verdichter ist.

Description:
Beschreibung

Herstellung von Schaufeln einer Strömungsmaschine aus kaltum- formten Grundmaterial

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine. Des ¬ weiteren befasst sich die Erfindung mit einer Schaufel einer Beschaufelung einer Strömungsmaschine, einer Beschaufelung einer Strömungsmaschine und einer Strömungsmaschine.

Die Schaufeln von Strömungsmaschinen, zum Beispiel Dampfturbinen, Gasturbinen oder Verdichtern, sind während des Betrie- bes der Strömungsmaschinen hohen Belastungen ausgesetzt. So werden beispielsweise bei den Schaufeln einer Dampfturbine am Ende des Expansionsbereiches, den sogenannten Niederdruck ¬ schaufeln, besonders hohe Anforderungen an die Festigkeit des verwendeten Werkstoffes der Schaufeln gestellt. Dies liegt darin begründet, dass die von den Niederdruckschaufeln über- strichene Kreisringfläche bei einer vorgegebenen Drehzahl möglichst groß sein soll. Um dieser Anforderung zu genügen, werden die Schaufeln möglichst lang ausgeführt. Neben weite ¬ ren Faktoren ist hier vor allem die auftretende Fliehkraft- Spannung der Schaufeln eine limitierende Größe für die mögli ¬ che Länge der Schaufeln. Dies liegt darin begründet, dass die als Werkstoffe für Niederdruckschaufeln verwendeten Stahlwerkstoffe eine begrenzte ertragbare Spannung aufweisen. Eine Erhöhung der ertragbaren Spannung, die durch die Werkstoff- kennwerte der Streckgrenze und der Dauerschwingfestigkeit ausgedrückt werden, ist für die Herstellung von Schaufeln mit einer größeren longitudinalen, das heißt vom Schaufelfuß zum entgegengesetzten Schaufelende, Erstreckung nötig. Mit der Streckgrenze wird dabei ene Zugspannung bezeichnet, bis zu der das Bauteil keinerlei plastische Verformung zeigt. Jen ¬ seits der Streckgrenze, also einer Spannungsbelastung auf Zug die größer ist als die Streckgrenze, wird das Bauteil dauer ¬ haft verformt und somit zerstört. Mit dem Begriff der Dauer- Schwingfestigkeit wird die maximale dauerhafte Belastung durch eine schwingende Beanspruchung bezeichnet, die ein Bau ¬ teil ohne bleibende Schäden ertragen kann. Derzeit werden Schaufeln für Strömungsmaschinen aus Stangenmaterial oder aus geschmiedeten Rohlingen hergestellt. Es ist bei der Herstellung derartiger Schaufeln für Strömungsmaschinen bekannt, neben den üblichen Stahlwerkstoffen auch Titanlegierungen als Werkstoff zu verwenden. Dadurch kann die ertragbare Spannung der Schaufel erhöht werden. Der Einsatz von Titanlegierungen ist jedoch sehr kostenintensiv und erschwert die Verarbeitung.

Hinsichtlich der Herstellung hochfester Bauteile ist es fer- ner bekannt, dass die Streckgrenze und die Dauerschwingfes ¬ tigkeit durch eine Kaltumformung wesentlich verbessert werden können. Dies wird großtechnisch beispielsweise bei Kappenringen für Turbogeneratoren genutzt, welche im kalten Zustand durch leistungsstarke Pressen aufgeweitet werden. Die bei der Aufweitung auftretenden Zugkräfte, wobei die Aufweitung durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers erzielt wird, werden im geschlossenen Ring, und damit tangential zu diesem, aufgenommen. Bei der Kaltumformung wird dabei die Versetzungsdichte im Metall erhöht. Da bei einer Verformung des Bauteils sich die Versetzungen im Bauteil bewegen, sich aber gleichzeitig gegenseitig in ihrer Bewegung behindern, ist bei einer erhöhten Versetzungsdichte eine größere Spannung erforder ¬ lich, um das Bauteil zu verformen. Dadurch wird bei der Kaltumformung das Bauteil entlang der anliegenden Spannungen ver- festigt. Für longitudinal beanspruchte Bauteile, wie Schau ¬ feln, sind die Abmessungen herkömmlicher kaltumformter Bauteile auf kleine Querschnittflächen beschränkt, da sich die für eine Kaltumformung erforderlichen longitudinalen Zugkräfte nicht in großformatige Bauteile einleiten lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine sowie eine Schaufel einer Strömungsmaschine zu schaffen, wobei die Schaufel eine erhöhte Festigkeit und eine erhöhte ertragbare Spannung aufweist. Insbesondere sollen hochfeste, stabile Schaufeln geschaffen werden, die eine große Schaufellänge ha ¬ ben .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 der Patentanmeldung gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Schaufel ei ¬ ner Beschaufelung einer Strömungsmaschine gemäß Patentanspruch 6, durch eine Beschaufelung einer Strömungsmaschine gemäß Patentanspruch 7 und eine Strömungsmaschine gemäß Pa ¬ tentanspruch 8 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Er ¬ findung ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Figuren und der Beschreibung. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der Schaufel einer Beschaufelung einer Strömungsmaschine, der Beschaufelung einer Strömungsmaschine und einer Strömungsmaschine beschrieben sind, gelten dabei selbstverständ ¬ lich auch im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine, und jeweils umge ¬ kehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine gelöst. Das Verfahren teilt sich dabei in drei prin ¬ zipielle Schritte. In einem ersten Schritt wird in einen hohlprofilförmigen metallischen Körper ein Presswerkzeug eingeführt und der hohlprofilförmige metallische Körper im kal ¬ ten Zustand durch das Presswerkzeug von innen aufgeweitet. Anschließend wird in einem zweiten Schritt der aufgeweitete hohlprofilförmige metallische Körper durch Auftrennungen pa ¬ rallel oder annähernd parallel zur Längsachse des hohlprofil- förmigen metallischen Körpers in längliche Segmente aufge ¬ teilt, wobei jedes Segment zwei stirnseitige Endseiten, eine erste und eine zweite Auftrennseite sowie eine innere Seiten ¬ fläche und eine äußere Seitenfläche aufweist. In einem drit ¬ ten Schritt wird aus einem Segment durch ein zumindest ein Trennverfahren die Schaufel herausgearbeitet, wobei die

Schaufel derart aus dem Segment herausgearbeitet wird, dass die Längserstreckung der Schaufel zwischen der ersten und der zweiten Auftrennseite verläuft.

Ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine ermöglicht eine Herstellung einer Schaufel einer Strömungsmaschine aus gängigen Stahlwerkstoffen, wobei die Schaufel eine erhöhte Festigkeit aufweist und dadurch hö- here Spannungen ertragen kann. Im ersten Schritt des Verfahrens wird ein Presswerkzeug in den zentralen Hohlraum eines hohlprofilförmigen metallischen, insbesondere aus einem

Stahlwerkstoff bestehenden, Körpers eingeführt. Durch das Presswerkzeug werden die Innenseiten des hohlprofilförmigen metallischen Körpers mit einem Druck beaufschlagt, wodurch eine Aufweitung des Körpers durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers des Körpers erzielt wird. Der hohlprofilför ¬ mige metallische Körper befindet sich dabei in einem kalten Zustand, das heißt die Temperatur des hohlprofilförmigen me- tallischen Körpers liegt deutlich unterhalb der Rekristalli ¬ sationstemperatur. Die dabei auftretenden Zugkräfte im hohlprofilförmigen metallischen Körper werden tangential entlang des geschlossenen Hohlprofils aufgenommen. Die Kaltverfesti ¬ gung durch die Kaltumformung ergibt sich dadurch in tangenti- aler Richtung senkrecht zur Längsachse des hohlprofilförmigen metallischen Körpers. In einem nächsten Schritt wird der aufgeweitete hohlprofilförmige metallische Körper durch Auftren ¬ nungen parallel oder annähernd parallel zur Längsachse des hohlprofilförmigen metallischen Körpers in längliche Segmente aufgeteilt. Die Segmente weisen dadurch jeweils zwei stirn ¬ seitige Endseiten auf, die den Endseiten des hohlprofilförmigen metallischen Körpers entsprechen. Entsprechendes gilt für eine innere und eine äußere Seitenfläche, die ebenfalls Tei ¬ len der entsprechenden Seitenflächen des hohlprofilförmigen metallischen Körpers entsprechen. Entlang den Auftrennungen entstehen an den Segmenten zwei Auftrennseiten . In einem letzten Schritt wird aus jedem Segment durch zumindest ein Trennverfahren, insbesondere spanabhebende Verfahren, eine Schaufel herausgearbeitet. Bei dem spanenden Umformverfahren handelt es sich beispielsweise um Drehverfahren, Fräsverfahren, Bohren und/oder Schleifprozesse. Selbstverständlich sin auch andere Trennverfahren denkbar. Die Schaufel wird dabei derart aus dem Segment herausgearbeitet, dass die Längs ¬ erstreckung der Schaufel zwischen der ersten und der zweiten Auftrennseite verläuft. Damit verläuft die Längserstreckung der Schaufel in der Richtung, in der im ersten Schritt, dem Aufweiten des hohlprofilförmigen metallischen Körpers, die Zugkräfte gewirkt haben. Somit ist es möglich, eine Schaufel herzustellen, die in longitudinaler Richtung durch eine Kalt Umformung kaltverfestigt wurde. Eine derart hergestellte Schaufel einer Strömungsmaschine weist eine hohe Festigkeit und eine hohe ertragbare Spannung auf. Insbesondere können durch ein derartiges Verfahren Schaufel für Strömungsmaschinen, wie beispielsweise Gasturbinen, Dampfturbinen oder Verdichtern, hergestellt werden, die eine große Schaufellänge aufweisen. Beispielsweise können hochfeste Schaufeln mit ei ¬ ner Länge von 0,5m oder mehr einfach erzeugt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das eine Segment vor dem Herausarbeiten der Schaufel durch eine Auftrennung senkrecht oder annähernd senkrecht zu der ersten und der zweiten Auftrennseite in zumindest zwei Untersegmente aufgeteilt. Die Auftrennung liegt somit in ei ¬ ner Ebene, die zur Längsachse des ursprünglichen hohlprofil- förmigen metallischen Körpers senkrecht oder annähernd senkrecht verläuft. Aus jedem einzelnen der so gewonnenen Untersegmente können jeweils Schaufeln nach dem vorherig beschrie benen Verfahren herausgearbeitet werden. Die Untersegmente weisen dabei eine dritte und eine vierte Auftrennseite auf, die den Teilen der ersten und zweiten Auftrennseite des Ursprungsegmentes entsprechen, die am Untersegment noch vorhan den sind. Das Herausarbeiten der Schaufel derart, dass die Längserstreckung der Schaufel zwischen der dritten und der vierten Auftrennseite verläuft, stellt wiederum sicher, dass die Längserstreckung der Schaufel und die Richtung der Zugkräfte beim Aufweiten des ursprünglichen hohlprofilförmigen metallischen Körpers parallel sind. Damit ist es möglich, mit nur einer Aufweitung eines hohlprofilförmigen metallischen Körpers aus jedem Untersegment eines Segmentes eine Schaufel mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Insgesamt kann durch nur einen Aufweitungsprozess eine große Anzahl von Schaufeln mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt werden .

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens sind die Au- ßenseite und die Innenseite des hohlprofilförmigen metalli ¬ schen Körpers im Querschnitt kreisförmig oder regelmäßig gleichvieleckig, insbesondere regelmäßig sechseckig, ausge ¬ bildet. Durch die kreisförmige oder regelmäßig gleichviele ¬ ckige Ausgestaltung wirkt in allen Radialrichtungen während des Aufweitungsvorganges eine gleiche oder zumindest annä ¬ hernd gleiche Druckkraft. Dadurch wird der Werkstoff des hohlprofilförmigen metallischen Körpers gleichmäßig belastet, die Kaltumformung und die damit einhergehende Kaltverfesti ¬ gung werden gleichmäßig in den Werkstoff des hohlprofilförmi- gen metallischen Körpers eingebracht. Eine gleichbleibende Qualität und eine reproduzierbare Steigerung der Festigkeit des Werkstoffes kann somit über den gesamten Umfang des hohlprofilförmigen metallischen Körpers erreicht werden. Die kreisförmigen Begrenzungen des Querschnitts sind dabei kon- zentrisch ausgeführt, bei einer gleichvieleckigen Ausführung sind die Seiten der Vielecke der Innen- beziehungsweise der Außenseite zueinander parallel, die Außen- beziehungsweiser die Innenseiten sind konzentrisch um die Längsachse des hohlprofilförmigen metallischen Körpers angeordnet. Insbesondere eine regelmäßig gleichvieleckige Ausgestaltung des hohlpro- filförmigen metallischen Körpers ermöglicht ein einfaches gleichmäßiges Aufweiten des hohlprofilförmigen metallischen Körpers mittels eines Presswerkzeuges. Das Presswerkzeug kann auch als Spreizwerkzeug bezeichnet werden. Insbesondere eine vier-, fünf- oder sechseckige Gestalt des hohlprofilförmigen metallischen Körpers ermöglicht, dass eine Vielzahl von länglichen Schaufeln aus diesem mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens erzeugt werden können. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Schaufel durch ein Fräs- oder Drehverfahren aus dem Segment beziehungsweise dem Untersegment herausgearbeitet. Durch diese Bearbeitung ist eine Vielzahl von Schaufelgeomet ¬ rien möglich. Des Weiteren ist es für die Anwendung der

Trennverfahren nicht erforderlich, dass der Werkstoff erhitzt wird, insbesondere nicht über die Kristallisationstemperatur hinaus. Die durch die Kaltumformung des hohlprofilförmigen metallischen Körpers erreichte Kaltverfestigung und damit verbundene erhöhte Festigkeit des Materials des Körpers bleibt somit erhalten.

Vorzugsweise umfasst das Material des hohlprofilförmigen me ¬ tallischen Körpers eine metallische Legierung, insbesondere eine hochwertige Stahllegierung. So kann der hohlprofilförmi- ge metallische Körper und damit die aus diesem hergestellten Schaufeln aus einem Vergütungsstahl hergestellt sein. Denkbar ist auch die Verwendung von Titan oder anderen hochwertigen Materialien .

Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Schaufel einer Beschaufelung, insbesondere einer Laufbeschaufelung, einer Strömungsmaschine gelöst, die durch eines der zuvor gemäß des ersten Aspektes beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Durch die Anwendung eines der vorherig beschriebenen Verfahren wird erreicht, dass die so hergestellte Schaufel entlang ihrer Längserstreckung eine erhöhte Festigkeit aufweist. Dadurch ist sie belastbarer, womit im Betrieb eine höhere Drehzahl der Strömungsmaschine, bei der höhere Belastungen entlang der Längserstreckung der Schaufel auftreten können, gefahren werden kann. Desweiteren können die erfindungsgemäßen Schaufeln eine größere longitudinale Erstreckung als herkömmlich gefertigte Schaufeln aufweisen, eine größere überstrichene Fläche ist somit möglich. Die der ¬ artig hergestellte Schaufel kann beispielsweise Teil einer Beschaufelung einer Gasturbine, einer Dampfturbine oder eines Verdichters sein. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Beschaufelung einer Strömungsmaschine, die eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die gemäß wenigstens eines der vorhe ¬ rig beschriebenen Verfahren hergestellt sind, gelöst. Da alle Schaufeln der Beschaufelung gemäß eines der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt ist, weist die gesamte Beschaufe ¬ lung eine höhere Belastbarkeit auf. Dadurch kann wiederum die Rotationsgeschwindigkeit der Beschaufelung einer Strömungsma ¬ schine erhöht werden. Zusätzlich können auch die Schaufeln eine größere Längserstreckung aufweisen, wodurch die durch die Beschaufelung überstrichene Fläche vergrößert werden kann .

Ferner wird gemäß eines vierten Aspektes der Erfindung die Aufgabe durch eine Strömungsmaschine gelöst, die wenigstens eine Beschaufelung mit Schaufeln aufweist, die gemäß wenigs ¬ tens eines der vorherig beschriebenen Verfahren ausgefertigt ist, gelöst. Eine derart ausgestaltete Strömungsmaschine kann bei höheren Drehzahlen betrieben werden und/oder im Bereich der verwendeten Beschaufelung einen höheren Durchmesser und damit eine höhere überstrichene Fläche aufweisen, als mit Be ¬ schaufelungen mit Schaufeln, die nach dem herkömmlichen Herstellungsprinzip hergestellt sind. Durch die höhere Rotati ¬ onsgeschwindigkeit und/oder die größere überstrichene Fläche kann ein höherer Wirkungsgrad der Strömungsmaschine erreicht werden, so dass die Strömungsmaschine wirtschaftlicher be ¬ trieben werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Strömungsmaschine als Dampfturbine, Gasturbine, Was ¬ serturbine oder Verdichter ausgebildet sein. Damit ist die Strömungsmaschine vielseitig einsetzbar, auch eine Verwendung als Propeller oder Turbine, zum Beispiel bei einem Flugzeug ¬ antrieb, ist denkbar.

Die beigefügten Figuren und die Figurenbeschreibung dienen dem besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Schaufel, der erfindungsgemäßen Be- schaufelung beziehungsweise der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im We ¬ sentlichen gleich oder ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich eine schema- tische Darstellung einer möglichen Aus führungs form der Erfindung. Dabei zeigen: eine schematische perspektivische Ansicht eines hohlprofilförmigen metallischen Körpers, aus dem eine Vielzahl von Schaufeln gefertigt werden können, eine schematische perspektivische Ansicht eines in Segmente aufgeteilten hohlprofilförmigen metallischen Körpers,

Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht eines

Segments nach Auftrennung des hohlprofilförmigen metallischen Körpers,

Fig. 4,5,6 Projektionen in allen drei Raumrichtungen eines

Segments eines aufgetrennten hohlprofilförmigen metallischen Körpers. Die Fig. 1 zeigt in einer Pro ektionsdarstellung einen hohlprofilförmigen metallischen Körper 1 nach dessen Aufweitung durch ein nicht dargestelltes spezielles Presswerkzeug. In der dargestellten Form ist der hohlprofilförmige Körper 1 regelmäßig sechseckig ausgeführt. Dadurch ergeben sich sechs gleiche Segmente 2, deren Trennkanten parallel zur Längsachse 3 des hohlprofilförmigen Körpers 1 verlaufen. Jedes der Segmente 2 verfügt dabei über eine erste stirnseitige Endseite 5 und eine zweite stirnseitige Endseite am gegenüberliegenden Ende des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1. Des Wei- teren verfügt jedes Segment 2 über eine innere 9 und eine äu ¬ ßere 10 Seitenfläche. An einem der Segmente 2 ist ein aufzu ¬ trennendes Untersegment 12 angedeutet. An einem weiteren Seg ¬ ment 2 ist die Lage der herauszuarbeitenden Schaufel 4 ge- zeigt. Zur Aufweitung des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 ist in den durch die Innenseiten 9 begrenzten Hohlraum ein Presswerkzeug eingeführt worden. Das Presswerkzeug wurde dabei koaxial zur Längsachse in den hohlprofilförmigen metallischen Körper 1 eingeführt und hat diesen gleichmäßig aufgeweitet. Dieses Presswerkzeug übt dabei eine Kraft auf den Körper 1 aus, die diesen sternförmig aufweitet. Die dabei auftretenden Zugkräfte werden entlang des Umfanges des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 gleichmäßig verteilt.

Durch das Presswerkzeug werden die Innenseiten des hohlpro- filförmigen metallischen Körpers 1 mit einem Druck beaufschlagt, wodurch eine Aufweitung des Körpers 1 erzielt wird. Der hohlprofilförmige metallische Körper 1 befindet sich da- bei in einem kalten Zustand, das heißt die Temperatur des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 liegt deutlich unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur. Die dabei auftretenden Zugkräfte im hohlprofilförmigen metallischen Körper 1 werden tangential entlang des geschlossenen Hohlprofils des Körpers 1 aufgenommen. Die Kaltverfestigung durch die Kaltumformung ergibt sich dadurch in tangentialer Richtung senkrecht zur Längsachse 3 des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1. In einem nächsten Schritt wird der aufgeweitete hohlprofil- förmige metallische Körper 1 durch Auftrennungen parallel oder annähernd parallel zur Längsachse 3 des hohlprofilförmi ¬ gen metallischen Körpers 1 in längliche Segmente 2 aufge ¬ teilt. Die Segmente 2 weisen dadurch jeweils zwei stirnseiti- ge Endseiten 5 auf, die den Endseiten 5 des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 entsprechen. Entsprechendes gilt für eine innere und eine äußere Seitenfläche 9, 10, die eben ¬ falls Teilen der entsprechenden Seitenflächen 9, 10 des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 entsprechen. Entlang den Auftrennungen entstehen an jedem Segment 2 zwei Auftrenn- seiten 7, 8. Diese Auftrennseiten 7, 8 eines jeden der sechs Segmente 2 sind in Fig. 2 sichtbar. Deutlich zu erkennen ist, dass die Auftrennseiten 7, 8 eines jeden Segmentes 2 parallel zur Längsachse 3 des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 verlaufen.

In einem letzten Schritt wird aus jedem Segment 2 durch zu- mindest ein Trennverfahren, insbesondere spanabhebende Ver ¬ fahren, eine Schaufel herausgearbeitet. Je nach Größe und Gestalt des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 können die Segmente 2 in Untersegmente 12 nochmals unterteilt wer ¬ den. Bei den Trennverfahren handelt es sich beispielsweise um Drehenverfahren, Fräsenverfahren, Bohren und/oder Schleifprozesse. Selbstverständlich sind auch andere spanabhebende Ver ¬ fahren denkbar. Die Schaufel 4 wird dabei derart aus einem Segment 2 beziehungsweise Untersegment 12 herausgearbeitet, dass die Längserstreckung der Schaufel 4 zwischen der ersten und der zweiten Auftrennseite 7, 8 eines jeden Segmentes 2 beziehungsweise Untersegment es 12 verläuft. Damit verläuft die Längserstreckung einer jeden herausgearbeiteten Schaufel 4 in der Richtung, in der im ersten Schritt, dem Aufweiten des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1, die Zugkräfte gewirkt haben. Somit ist es möglich, eine Schaufel 4 herzu ¬ stellen, die in longitudinaler Richtung durch eine Kaltumformung kaltverfestigt wurde. Eine derart hergestellte Schaufel 4 einer Strömungsmaschine weist eine hohe Festigkeit und eine hohe ertragbare Spannung auf. Insbesondere können durch ein derartiges Verfahren Schaufel 4 für Strömungsmaschinen, wie beispielsweise Gasturbinen, Dampfturbinen oder Verdichtern, hergestellt werden, die eine große Schaufellänge aufweisen. In den Fig. 1 und 2 ist jeweils angedeutet, wie eine Schaufel 4 aus einen Segment 2 beziehungsweise einem Untersegment 12 eines Segmentes 2 herausgearbeitet wird.

Die Fig. 3 zeigt ein Segment 2, wobei in der gezeigten perspektivischen Ansicht die äußere Seitenfläche 10 und die zweite Auftrennseite 8 des Segments 2 sichtbar sind. Im obe- ren Teil des Segments 2 ist ein Untersegment 12 angedeutet. In das Untersegment 12 ist eine Schaufel 4 eingezeichnet, so wie sie aus dem Untersegment 12 durch ein zumindest ein

Trennverfahren. Insbesondere ein spanabhebendes Verfahren, herausgearbeitet wird. Die Längserstreckung 11 der Schaufel 4 verläuft dabei zwischen der dritten Auftrennseite 15und der vierten Auftrennseite 16 des Untersegmentes 12. Die dritte Auftrennseite 15 ist dabei ein Teil der ersten Auftrennseite 7 eines Segmentes 2, die vierte Auftrennseite 16 ist dabei ein Teil der zweiten Auftrennseite 8 des gleichen Segmentes 2. Die äußere Seitenfläche 17 des Untersegmentes 12 bildet dabei ebenfalls einen Teil der äußeren Seitenfläche 10 des Segmentes 2. Die beiden stirnseitigen Endseiten 13, 14 des Untersegmentes 12 liegen sich, insbesondere parallel, gegen ¬ über, wobei hier die erste stirnseitige Endseite 13 des Un ¬ tersegmentes 12 identisch ist mit der stirnseitigen Endseite 5 des Segmentes 2. Durch die Lage der Längserstreckung 11 der Schaufel 4 zwischen der dritten Auftrennseite 15 und der vierten Auftrennseite 16, und damit tangential zum Umfang des ursprünglichen hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1, wird sichergestellt, dass die durch die Kaltumformung des Körpers 1 in dieser Richtung erfolgte Kaltverfestigung in der Schaufel 4 erhalten bleibt. Sichtbar ist ebenfalls, dass in dieser Ausgestaltung des hohlprofilförmigen metallischen Körpers 1 der Erfindung, das Segment 2 eine deutlich größere Längserstreckung als ein Untersegment 12 aufweist. Durch sukzessive weitere Auftrennung des Segmentes 2 in weitere Unter ¬ segmente 12 können daher aus jedem Segment 2 weitere hochfes- te Schaufeln 4 hergestellt werden.

In den Fig. 4 bis 6 sind Projektionen des in Figur 3 gezeigten Segmentes 2 abgebildet. Dabei sind die Umrisse des Unter ¬ segmentes 12 gestrichelt dargestellt. Fig. 4 zeigt einen stirnseitigen Blick auf das Segment 2. Sichtbar sind dabei das Segment 2 beziehungsweise das Untersegment 12, die Stirn ¬ seite 5, die dritte Auftrennseite 15 und vierte Auftrennseite 16, die äußere Seitenfläche 17 und innere Seitenfläche 18 und die in aus dem Untersegment 12 herausarbeitbare Schaufel 4. Die Längserstreckung 11 der Schaufel 4 erstreckt sich zwischen den beiden Auftrennseiten 7, 8 des Segmentes 2 beziehungsweise den beiden Auftrennseiten 15, 16 des Untersegmentes 12 und parallel zu der Innen- beziehungsweise Außenseite 9, 10 des Segmentes 2 beziehungsweise der Innen- beziehungs ¬ weise Außenseite 18, 17 des Untersegmentes 12. In Fig. 5 wird eine radiale Projektion von der Längsachse 3 des hohlprofil- förmigen metallischen Körpers 1 nach außen gezeigt. Dadurch sind sowohl die erste Auftrennseite 7, als auch die zweite Auftrennseite 8 des Segmentes 2 beziehungsweise die beiden Auftrennseiten 15, 16 des Untersegmentes 12 sichtbar. Am stirnseitigen Ende des Segmentes 2 sind in dem Untersegment 12 die herausgearbeitete Schaufel 4 und deren Längserstre- ckung 11 gezeigt. Fig. 6 zeigt eine tangentiale Projektion eines Segmentes 2, eines Untersegmentes 12 und einer Schaufel 4. Man blickt dabei direkt auf die zweite Auftrennseite 8 des Segmentes 2 beziehungsweise die vierte Auftrennseite 16 des Untersegmentes 12.