本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機(jī)類型的航空器發(fā)動機(jī)例如諸如渦輪噴氣發(fā)動機(jī)或渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)的扇葉的制造。

背景技術(shù)：

在由圖1中的1標(biāo)記的這種發(fā)動機(jī)中，空氣被允許進(jìn)入入口套筒2，以便在被分成中心一次流和圍繞一次流的二次流之前穿過包括一系列旋轉(zhuǎn)扇葉3的送風(fēng)器。

一次流在到達(dá)燃燒室7之前由渦輪4和6壓縮，一次流在到達(dá)燃燒室后通過穿過渦輪機(jī)8而膨脹，之后因?yàn)楫a(chǎn)生推力而被移除。二次流被送風(fēng)器直接推進(jìn)，以產(chǎn)生額外的推力。

每個(gè)渦輪8包括一系列扇葉，該扇葉圍繞旋轉(zhuǎn)軸ax被徑向定向并且被勻稱地間隔開，該旋轉(zhuǎn)軸ax由在該裝置周圍的外部殼體9承載。

扇葉的冷卻是通過使取自燃燒室的上游且進(jìn)入扇葉根部的空氣在每個(gè)扇葉中循環(huán)而提供的，其中該空氣通過穿過這些扇葉的壁的孔被排出。

在圖2中被標(biāo)記為11的這種扇葉包括扇葉通過其而被固定至旋轉(zhuǎn)體的根部p和由該根部p承載的葉片12，其中根部和葉片被平臺13分隔開。

葉片12具有圍繞被稱為翼展軸線的軸線ev的左扭曲形狀，軸線ev垂直于軸線ax。葉片包括底部，葉片通過該底部而被連接至平臺13，并且該底部被徑向地延伸到作為該葉片的自由端的頂端s。葉片的兩個(gè)主壁是葉片的壓力側(cè)壁14和葉片的吸力側(cè)壁，該壓力側(cè)壁和該吸力側(cè)壁被彼此分隔開。

扇葉11的頂端s包括垂直于方向ev的封閉壁，并且該封閉壁連接壓力側(cè)壁和吸入側(cè)壁。在圖2中不能被看到的這個(gè)封閉壁被設(shè)置成相對于壓力側(cè)壁的自由端和吸入側(cè)壁的自由端朝向軸線ax返回。封閉壁與這些邊緣共同界定了在與軸線ax相對的方向上開口的中空部分，該中空部分被稱為井，該井位于扇葉的頭部。

這種扇葉通過模制金屬材料來制造，具體是通過使用第一型芯17和第二型芯18來制造，以便界定和井一樣的內(nèi)部空間和區(qū)域，如圖3中示意性示出的。這兩個(gè)型芯17和18沿著翼展方向ev通過被標(biāo)記為d的短距離彼此間隔開，并且該短距離對應(yīng)于圖3中由19標(biāo)記的封閉壁。

第二型芯18被平行于軸線ev的氧化鋁棒21穿過，該氧化鋁棒穿過封閉壁19的區(qū)域，并且氧化鋁的端部被保持在第一型芯17中。這些棒在一方面使得在澆鑄操作期間將這些型芯保持在相對于彼此的適當(dāng)位置成為可能，并且這些棒在另一方面使得形成為了在扇葉隨后運(yùn)行時(shí)除塵而提供的孔成為可能。

在澆鑄和冷卻包括扇葉的合金之后，通過化學(xué)蝕刻移除型芯17和18，這導(dǎo)致了圖4的情況，其中穿過封閉壁19的氧化鋁棒的部分仍然存在。剩余的氧化鋁棒的部分的移除(稱為落砂)通過第二次化學(xué)蝕刻實(shí)現(xiàn)。

如在圖5中可看到的，扇葉然后脫離了用于模制扇葉的工件，并且扇葉在其封閉壁19處具有對應(yīng)于移除的氧化鋁棒的兩個(gè)通孔22。這些孔22是用于除塵的孔，其確保了任何灰塵的排出，以防止灰塵在扇葉運(yùn)行時(shí)在扇葉內(nèi)積聚。

在性能方面增加的需求導(dǎo)致例如通過提供由井底部即封閉壁19承載的肋條或內(nèi)部分隔件來優(yōu)化井的冷卻。在圖6的象征性示例中由23和24標(biāo)記的這些分隔件或肋條旨在優(yōu)化井中的空氣動力學(xué)，以便使空氣在井中流動，從而均勻化其冷卻。

添加這種肋條或分隔件大大地使由陶瓷18制成的第二型芯的加工復(fù)雜化。實(shí)際上，第二型芯利用型芯盒制造，該型芯盒即為具有兩個(gè)部分并且在垂直于葉片的翼展軸線的平面中延伸的模具，該兩個(gè)部分通過將彼此分隔開(但是根據(jù)脫模的方向)而敞開。該脫模的方向由圖6中的箭頭d示出。

該脫模方向的作為制造要求的結(jié)果的應(yīng)力使得界定用于井的底部的肋條的槽不能被設(shè)置在第二型芯的端部。這種槽將形成底切，使得在制造第二型芯期間由于底切的定向不同于脫模方向這一事實(shí)而不可能使第二型芯脫模。

一種可能性將包括在多個(gè)陶瓷部分中制造第二型芯，該多個(gè)陶瓷部分通過膠合使彼此裝配在一起。這大大地使制造復(fù)雜化并且因此易于增加報(bào)廢率。

本發(fā)明的目的是提供一種制造方法，該方法使得在井上實(shí)現(xiàn)各種各樣的內(nèi)部形狀而不會對成本和報(bào)廢率產(chǎn)生不利影響成為可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此目的，本發(fā)明具有一種用于制造渦輪發(fā)動機(jī)扇葉的方法，該扇葉包括壓力側(cè)壁和吸力側(cè)壁，壓力側(cè)壁和吸力側(cè)壁通過用于使冷卻空氣循環(huán)的內(nèi)部空間而彼此分隔開，其中該扇葉包括具有封閉壁的頂端，該封閉壁使壓力側(cè)壁和吸力側(cè)壁在該頂端的區(qū)域中連接以限定井形狀，其中該封閉壁包括通孔，其中該方法包括模制的步驟，模制的步驟實(shí)施界定像井一樣的形狀的型芯和界定每個(gè)通孔的氧化鋁棒，實(shí)施型芯的化學(xué)蝕刻操作和氧化鋁棒的化學(xué)蝕刻操作，以便在模制后移除該型芯和這些棒，其特征在于，該型芯在每個(gè)通孔處被設(shè)有凸出部以便向例如通過模制獲得的封閉壁賦予大于扇葉的這些其他壁的厚度的標(biāo)稱厚度和在每個(gè)通孔處的減小的厚度，并且在于，該方法包括封閉壁的機(jī)加工操作，以便在井的底部形成一個(gè)凸起圖案或多個(gè)凸起圖案。

如此，這種制造方法使得制造包括具有復(fù)雜的內(nèi)部形狀的井的扇葉而不涉及關(guān)于模制形成該扇葉的未處理部分的操作和工具的基本改變成為可能。

本發(fā)明還涉及一種如此限定的方法，其中，型芯被定形成向封閉壁賦予標(biāo)稱厚度和在通孔上的減小的厚度，這使得標(biāo)稱厚度與減小的厚度之比大于或等于2.5。

本發(fā)明還涉及一種如此限定的方法，其中，型芯被定形成向封閉壁賦予厚度，使得標(biāo)稱厚度與減小的厚度之比大于或等于5。

本發(fā)明還涉及一種如此限定的方法，其中，機(jī)加工封閉壁的操作被布置成在封閉壁中形成一個(gè)或多個(gè)肋條或者一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部分隔件。

本發(fā)明還涉及一種用于制造如此限定的扇葉的用于模制的裝置，該用于模制的裝置包括被布置成制造如此限定的型芯的型芯盒。

本發(fā)明還涉及一種渦輪發(fā)動機(jī)渦輪，該渦輪包括根據(jù)如此限定的方法制造的扇葉。

本發(fā)明還涉及一種渦輪發(fā)動機(jī)，該渦輪發(fā)動機(jī)包括如此限定的渦輪。

附圖說明

已被描述的圖1為如橫向橫截面所示的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的總體視圖；

已被描述的圖2為發(fā)動機(jī)扇葉的總體視圖；

已被描述的圖3為現(xiàn)有技術(shù)的扇葉在其模制期間的橫截面視圖；

已被描述的圖4是在移除被用于模制的型芯之后現(xiàn)有技術(shù)的扇葉的橫截面；

已被描述的圖5為在移除氧化鋁棒之后現(xiàn)有技術(shù)的扇葉的橫截面視圖；

圖6為設(shè)有附加的內(nèi)部肋條的扇葉井的俯視圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明的扇葉在其模制期間的橫截面視圖；

圖8為在移除被用于模制的型芯之后根據(jù)本發(fā)明的扇葉的橫截面視圖；

圖9為在移除氧化鋁棒之后根據(jù)本發(fā)明的扇葉的橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的由圖7中的25標(biāo)記的扇葉還包括葉片26，該葉片由根部承載并且具有總體上與圖2至圖6的扇葉的形狀相對應(yīng)的形狀。根據(jù)附圖的定向?qū)⒗斫庠谙挛闹兴褂玫男g(shù)語“下”和“上”，其中葉片向上并且由向下布置的根部承載，盡管該根部未被示出。

該葉片還包括彼此間隔開的壓力側(cè)壁和吸力側(cè)壁，并且壓力側(cè)壁和吸力側(cè)壁通過在圖7至圖9中標(biāo)記為29的封閉壁在扇葉的頂端s相交。該封閉壁垂直于葉片的翼展方向ev并且被設(shè)置成相對于壓力側(cè)壁的自由邊緣和吸力側(cè)壁的自由邊緣朝向葉片的旋轉(zhuǎn)的軸線ax返回。

該封閉壁與壓力側(cè)的自由邊緣和吸力側(cè)的自由邊緣一起界定在與軸線ax相對的方向上開口的中空部分，該中空部分被稱為井。

在本文中，扇葉也通過模制金屬材料來制造，其中第一型芯27和第二型芯28界定內(nèi)部空間和井，如圖7中所示的。這兩個(gè)型芯27和28沿翼展方向ev彼此間隔開，以便界定由29標(biāo)記的封閉壁。

該封閉壁29在本文中具有被標(biāo)記為d的標(biāo)稱厚度，該標(biāo)稱厚度顯著高于現(xiàn)有技術(shù)的扇葉的示例中的厚度，以便能夠被機(jī)加工，從而在封閉壁中形成分隔件或附加的肋條，例如圖6中所示的那些。

該封閉壁被兩個(gè)氧化鋁棒31、32穿過，兩個(gè)氧化鋁棒被保持在兩個(gè)型芯27和28中，以便在澆鑄構(gòu)成扇葉本身的合金期間將兩個(gè)型芯保持在相對于彼此的適當(dāng)位置。

在澆鑄和冷卻合金之后，通過化學(xué)蝕刻移除型芯27和28，這導(dǎo)致了圖8的情況，其中穿過封閉壁29的氧化鋁棒的部分仍然存在。剩余的氧化鋁棒的部分的移除(被稱為落砂)通過第二次化學(xué)蝕刻完成實(shí)現(xiàn)，如此使得扇葉完全脫離被用于模制扇葉的部件成為可能。

為了使棒的落砂操作成為可能，封閉壁29的厚度在氧化鋁棒的每個(gè)通道處以標(biāo)記為d的值減小，d顯著小于該封閉壁29的標(biāo)稱厚度d。

與落砂厚度相對應(yīng)的厚度d優(yōu)選地大于十分之六毫米且小于十分之八毫米，而壁29的標(biāo)稱厚度可以是大約兩毫米，且優(yōu)選地大于或等于三毫米。

因此，封閉壁29的標(biāo)稱厚度d與該壁在氧化鋁棒31、32的每個(gè)通道上的減小的厚度之比大于或等于2.5，且優(yōu)選地大于或等于5。

更具體地，封閉壁29的下表面33、即最靠近軸線ax并且面向扇葉的內(nèi)部空間的表面基本上是平面的，以及型芯27的端部界定該表面。反之，該壁的上表面34、即距軸線ax最遠(yuǎn)并且界定井的底部的表面在氧化鋁棒的每個(gè)通道上包括空心件或凹坑，這些凹坑由36和37標(biāo)記。

如圖中所示的，具有凹坑的上表面的這種特定形狀是在氧化鋁棒的每個(gè)通道上在型芯28的端部處實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)凸起圖案或相應(yīng)的凸出部的結(jié)果。這些凸出部可簡單地通過在用于制造第二型芯的型芯盒即模具的相應(yīng)的區(qū)域上實(shí)現(xiàn)凹部來獲得。

每個(gè)凹坑可具有漸細(xì)的錐筒形狀或其他形狀，以便為落砂操作構(gòu)成接收作為堿性漿液的落砂液的儲液槽。每個(gè)凹坑底部的壁的厚度(以d標(biāo)記)對應(yīng)于可能的最大厚度，以便確保棒的落砂。

在附圖的示例中，每個(gè)凹坑包括由圓柱形的側(cè)面延伸的半球形底部，但是可以考慮不同的形狀，具體是根據(jù)由于為了制造旨在形成扇葉的未處理部分而提供的模制工藝所引起的應(yīng)力。

如圖8和圖9中示意性示出的，由于凹坑36和37，封閉壁29在氧化鋁棒的每個(gè)通道上局部地具有小的厚度，以便允許通過用堿的化學(xué)蝕刻移除這些棒，從而形成由38和39標(biāo)記的相應(yīng)的除塵孔。

如圖9所示的未加工的扇葉因此在其頂端處示出了井，但井的底部具有相當(dāng)大的標(biāo)稱厚度。因此，簡單地通過機(jī)加工井的底部在該底部29中形成復(fù)雜形狀的肋條或分隔件例如諸如圖6的那些肋條或分隔件是可能的。

換句話說，本發(fā)明使得制造在其頂端處具有下述井的扇葉成為可能，該井的內(nèi)部區(qū)域可以被設(shè)有幾乎任何類型的肋條、工件、流動干擾件等，但不會使模制工藝復(fù)雜化。實(shí)際上，由于設(shè)置在第二型芯28的端部處的凸出部36、37，封閉壁29可以具有大標(biāo)稱厚度，而不需要在模制之后從該封閉壁移除氧化鋁棒的具體工藝。因此，本發(fā)明使得在不對型芯的模制和制造工藝產(chǎn)生不利影響的情況下制造具有復(fù)雜井的扇葉成為可能。