用于生產(chǎn)預(yù)制件的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于中空渦輪機(jī)部件的制造方法領(lǐng)域，更具體地，涉及制造適于被組裝和被放置在用于中空渦輪機(jī)部件的注射工具中的預(yù)制件。
【背景技術(shù)】
[0002]歸因于它們特定的幾何形狀和它們的公差，在渦輪機(jī)中使用的中空部件的生產(chǎn)很復(fù)雜。
[0003]典型地借助于通常需要使用位于注射模具內(nèi)的預(yù)制件的注射加工來生產(chǎn)這樣的中空部件，這些預(yù)制件的生產(chǎn)影響如此獲得的最終部件的質(zhì)量。
[0004]但是，這樣的預(yù)制件的生產(chǎn)是復(fù)雜的并且需要多個不同的步驟，每一個步驟都會影響部件最終的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種用于生產(chǎn)中空渦輪機(jī)部件的生產(chǎn)中用的預(yù)制件的方法，該方法提供精確的定位和尺寸，同時可以工業(yè)規(guī)模操作。
[0006]為此，本發(fā)明提出一種用于中空渦輪機(jī)部件用的預(yù)制件的形成方法，其中:
[0007]-將由紡織纖維制成的片材放置在基部上，所述基部被配備有縱向凹模；
[0008]-將芯軸設(shè)置在所述縱向凹模中，從而將所述片材夾在所述基部和所述芯軸之間，所述芯軸的厚度在近端和遠(yuǎn)端之間增大，并且具有與所述基部大致垂直的縱向側(cè)面；
[0009]-所述芯軸的所述遠(yuǎn)端被鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢茫?br>[0010]-將近端擋塊放置為支撐在所述基部上，從而覆蓋所述芯軸的所述近端，并且所述近端擋塊被鎖定；
[0011]-所述片材的兩個翼片圍繞所述芯軸的所述側(cè)面形成；
[0012]-在所述芯軸的兩側(cè)將兩個側(cè)擋塊置支撐在所述基部上，從而使每個翼片夾在其中一個所述側(cè)擋塊和所述芯軸的一個側(cè)面之間；
[0013]-鎖定所述側(cè)擋塊在適當(dāng)?shù)奈恢茫?br>[0014]-干燥如此形成的組件的，從而使所述片材的形狀固定并且因此如此形成包括平基部的預(yù)制件，兩個翼片從所述平基部垂直地延伸；
[0015]-通過裁切去掉過量的材料將所述翼片調(diào)節(jié)為所述芯軸的尺寸。
[0016]作為一變型，所述方法獨(dú)立地或結(jié)合地具有一個或多個以下特征:
[0017]-通過在與所述芯軸的邊緣相對的位置設(shè)置防震(tapping)擋塊以實(shí)現(xiàn)將所述翼片調(diào)節(jié)至所述芯軸的尺寸；
[0018]-借助于夾頭或夾緊螺釘完成鎖定；
[0019]-所述片材由編織的碳纖維制成，并且所述預(yù)制件適于生產(chǎn)渦輪機(jī)的葉片平臺。
[0020]本發(fā)明還涉及一種方法，其中:
[0021]-借助于如前面限定的方法完成兩個預(yù)制件的形成步驟，從而生產(chǎn)具有U形的第一預(yù)制件和具有TT形的第二預(yù)制件；
[0022]-如此生產(chǎn)的所述兩個預(yù)制件通過將所述U形的第一預(yù)制件插入所述TT形的第二預(yù)制件的所述兩個翼片之間而連接，使得所述兩個預(yù)制件的所述基部相對并且被所述兩個預(yù)制件的對應(yīng)的翼片分隔開；
[0023]-如此形成的組件放置在注射工具內(nèi)。
[0024]本發(fā)明還涉及一種用于壓緊(compact)、干燥和裁切中空渦輪機(jī)部件的預(yù)制件的工具，其特征在于，所述工具包括:
[0025]-基部，其適于作為用于材料的片材的支撐件，所述基部包括縱向凹模；
[0026]-芯軸，其適于位于所述縱向凹模中，從而將所述材料的片材夾到所述基部，從而將所述片材的兩個翼片限定在所述芯軸兩側(cè)，所述芯軸的厚度在近端和遠(yuǎn)端之間增大并且具有與所述基部大致垂直的兩個縱向側(cè)面，；
[0027]-兩個側(cè)擋塊，其適于在所述芯軸的兩側(cè)支撐在所述基部上，從而將所述片材的所述翼片夾靠在所述芯軸上；
[0028]所述側(cè)擋塊和/或所述芯軸適于與用于裁切所述翼片的裝置配合，從而將所述翼片調(diào)節(jié)至所述芯軸或所述側(cè)擋塊的尺寸，所述工具還包括近端擋塊，該近端擋塊適于設(shè)置為支撐在所述芯軸的一端并且適于完成所述近端擋塊相對所述基部的鎖定。
[0029]作為一變型，所述工具獨(dú)立地或結(jié)合地具有一個或多個以下特征:
[0030]-所述側(cè)擋塊和/或所述芯軸具有適于容納防震擋塊的凹槽，從而吸收在將所述翼片調(diào)節(jié)至所述芯軸或所述側(cè)擋塊的尺寸期間的超過部分；
[0031]-所述基部、所述芯軸、所述側(cè)擋塊和所述近端擋塊(如果有的話)由樹脂、熱塑性材料、招或鋼制成。
【附圖說明】
[0032]本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從以下的描述中呈現(xiàn)，以下的描述僅僅是說明性的并且不用于限制，并且必須參照附圖來閱讀，其中:
[0033]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的放置在工具的基部上的材料的片材的視圖；
[0034]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的工具的芯軸的側(cè)視圖；
[0035]圖3示出之前示出的基部、片材和芯軸的組合的截面圖；
[0036]圖4示出圖3中出現(xiàn)的組件的視圖，其中添加有根據(jù)本發(fā)明的一方面的工具的另外的元件；
[0037]圖5示出鎖定到芯軸適當(dāng)位置的詳細(xì)視圖；
[0038]圖6示出如此形成的組件的截面圖；
[0039]圖7示出圖6的一個區(qū)域的詳細(xì)視圖；
[0040]圖8示出借助于之前示出的工具獲得預(yù)制件的示例；
[0041]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的工具的另一個變型；
[0042]圖10示出圖9中示出的工具的一個區(qū)域的詳細(xì)視圖；
[0043]圖11示出借助于所述工具獲得的預(yù)制件的另一個變型；
[0044]圖12示出之前呈現(xiàn)的兩個預(yù)制件的組件；
[0045]圖13和圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的位于注射模具中的所述組件的兩個視圖。
[0046]在所有的圖中，以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0047]圖1示出位于形成工具的基部2上的材料的片材I。
[0048]片材I 一般是由3D紡織纖維制成，一般是由碳纖維制成。
[0049]基部2包括T形凹模21，該T形凹模21因此具有縱向凹模22和橫向凹模23。材料的片材I設(shè)置為覆蓋縱向凹模22，或者更精確地使得片材I的長度為位于縱向凹模22的兩端之間。
[0050]圖2示出適于與之前示出的基部2相關(guān)的芯軸3的側(cè)視圖。
[0051]芯軸3大致具有楔形的形狀；其厚度在近端31和遠(yuǎn)端32之間增大并且具有與基部大致垂直的兩個縱向側(cè)面。其遠(yuǎn)端32延伸至通常為平行六面體的附接部33，該附接部33適于支撐在基部2上并且允許芯軸3在基部2上被鎖定。
[0052]有益地，芯軸3的近端31和遠(yuǎn)端32之間的長度等于基部2的縱向凹模22的長度。
[0053]圖3示出芯軸3、基部2和材料的片材I的沿圖2所示的面A-A的截面圖。
[0054]芯軸3設(shè)置為將自身插入基部2的縱向凹模22中，芯軸的附接部33在縱向凹模22的外部支撐在基部2上，與橫向凹模23連接的端部相反的端部對齊。
[0055]因此，通過將芯軸3設(shè)置在基部2的縱向凹模22中，歸因于芯軸3的作用，材料的片材I的部分11 (在圖3中指示)形成為與基部2的縱向凹模22 —致。
[0056]因此限定兩個翼片12和13，該兩個翼片12和13位于所述部分11的兩側(cè)，即位于芯軸3的兩側(cè)。
[0057]圖4示出由基部2、片材I和芯軸3組成的組件的視圖，組件與近端擋塊4和兩個側(cè)擋塊5、6 (在該圖中僅示出一個側(cè)擋塊5)相關(guān)連。
[0058]近端擋塊4大致為T形，并且包括第一部41和第二部42，第一部41適于插入基部2的橫向凹模23,第二部42適于支撐在位于基部2上的芯軸3上。
[0059]圖5示出片材1、基部2、芯軸3和近端擋塊4的相對位置，近端擋塊的第二部42置于芯軸3的上表面，使得芯軸3的近端31保持為壓在基部2上。
[0060]圖4也示出側(cè)擋塊5，側(cè)擋塊5位于基部2上，從而支撐在芯軸3的側(cè)面。
[0061]對應(yīng)的翼片12在之前被折疊，從而沿著芯軸3的側(cè)面延伸，大致與基部2垂直。
[0062]因此，翼片12被夾在芯軸3和側(cè)擋塊5之間。
[0063]第二側(cè)擋塊6相似地設(shè)置，從而支撐在芯軸3的另一側(cè)面并且將另一側(cè)片13夾在芯軸3和第二側(cè)擋塊6之間。
[0064]圖6示出如此形成的組件的截面圖。可見給定的片材I的U形，片材I的不同部分被夾在基部2、芯軸3和側(cè)擋塊5、6之間。
[0065]圖7示出在圖6中以圓圈標(biāo)記的部分的詳細(xì)視圖。在該圖中示出的是翼片12的自由端,該自由端位于芯軸3和側(cè)擋塊5之間。
[0066]為了避免在基部2上定位片材I的相當(dāng)大的約束，優(yōu)選地，片材I的尺寸為比必要的大，這樣一旦U形完成則翼片12和13延伸至芯軸3之外，如圖7所示。
[0067]一旦U形完成，然后通過裁切和移除過量的材料使兩個翼片12和13被調(diào)節(jié)為芯軸3的高度。
[0068]此操作一般在組件是圖6示出的構(gòu)造時完成。然后，刀片通過沿著芯軸3的上邊緣運(yùn)行而切割翼片12和13的過量材料。
[0069]為此，優(yōu)選地，側(cè)邊緣5和6包括適于接收防震(tapping)擋塊的凹部，防震擋塊即由軟材料制成的墊片，其適于在裁切期間吸收機(jī)械加工的超限運(yùn)動(overrun)并且因此避免損壞側(cè)邊緣5和6。因此，圖7示出位于設(shè)置在側(cè)邊緣5中的凹槽中的防震擋塊51，側(cè)邊緣5中的凹槽位于芯軸3的上邊緣處。
[0070]相反地，能夠在芯軸3中提供凹槽，從而將防震擋塊放置在凹槽中，并且能夠執(zhí)行隨著側(cè)擋塊5和6的邊緣的裁切操作。
[0071]這些裝置適于直接在工具中執(zhí)行翼片12和13的調(diào)節(jié)和裁切，從而不需要使預(yù)制件變形并且不需要移除纖維而獲得精確的裁切。
[0072]圖8示出在側(cè)擋塊5和6、近端擋塊4和基部2移除之后圍繞芯軸3布置的、形成為U形的片材I。如此形成的片材I 一般在移除這些不同的元件之前被干燥，從而使片材I固定為U形。
[0073]圖9示