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Neben der üblichen Erfüllung von Checklisten, getrennt für Vorentwurf und Detailkonstruktion, wird jedes einzelne Laufrad gemäß seiner hydraulischen Daten mit seinen besonderen Geometrieproportionen als Teil einer stetig veränderlichen Baureihe eingeordnet.
Als Funktion der spezifischen Drehzahl nq, dem Gefälle H und einer typischen Abmessung (z.B.: dem Strahlkreisdurchmesser D) wird ein Laufrad mittels Rechenprogramm entworfen.

Die Summe der hydraulischen und festigkeitsmäßigen Versuchsdaten und Erfahrungen stecken in diesem parametrischen Rechenprogramm, welches alle Becherkonturen und Schneidengeometrien in Form von Parallelschnitten ausgibt.

Ferner ermittelt das Rechenprogramm, welches im Bild 1 symbolhaft dargestellt ist, alle Flächenpressungen und Spannungen.

Abweichende Eingriffe in das Programm zum Zweck der Anpassung, an z.B.: vorgegebene Turbinengehäusekonturen bei Ersatzlaufrädern, sind ebenfalls leicht möglich.
Das eigentliche Resultat des Rechenprogrammes sind die räumlichen Koordinaten der Parallelschnitte und alle dazugehörigen Leitlinien.
Diese Koordinaten in Form von Tabellen werden in eine 3D - Netzzeichnung umgewandelt (Bild 2).

Dieser Netzzeichnung wird ein funktionelles Oberflächenprogramm überlagert, worauf anschließend ein CNC-Bearbeitungsprogramm für die Werkzeugmaschine erstellt wird, womit die räumlichen Konturen eines Peltonbechers gefräst werden können. Das 3D-Modell (Bild 3) eines Bechers als Ausgangsbasis ermöglicht nicht nur das Fräsen der Becher selbst, sondern auch die Herstellung der Gesenkkontur für die geschmiedeten Becher und eventuell das Fräsen eines Modellrades in einem geeigneten Maßstab für Laborabnahmeversuche.

Die Bearbeitung der Einzelbecher erfolgt auf CNC-Maschinen. Eine einfache Aufspannung mit nur 2 Spannvorrichtungen ermöglicht die gesamte Bearbeitung des Bechers.

Durch die freie Zugänglichkeit an allen Seiten können vor allem kurze und sehr steife Werkzeugaufnahmen verwendet werden, womit sich hohe Schnittgeschwindigkeiten bei sehr guter Oberflächenqualität bestmöglich realisieren lassen.
Die Bearbeitung kann mit handelsüblichen Werkzeugen erfolgen und erfordert keine Sonderwerkzeuge.
Bild 4 zeigt die Sockelfußbearbeitung und Bild 5 die Becherinnenbearbeitung eines Bechers mit 490 mm Innenbreite und einem Rohstückgewicht von 250 kg.

Durch die EDV aufbereitete Programmierung und maschinelle Bearbeitung der Becher können die Vorteile einer Kleinserienfertigung im Herstellungsdurchlauf optimal genützt werden.

 


Bild 1


Bild 2


Bild 3


Bild 4


Bild 5

Unsere Partner:    
Metzler - Dimensionen der Metallbearbeitung MIKRON WESTCAM
 
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