Dispositivo diseñado para sujetar un álabe de turbina y álabe de turbina.

Dispositivo diseñado para sujetar un álabe de turbina (6), estando formado el dispositivo por una unidad de sujeción (5) que presenta al menos dos partes de bloque de sujeción (31,

32) que forman un bloque de sujeción (3) y encierran el álabe de turbina (6) con un revestimiento de álabe (7), formado por una capa de revestimiento de plástico que mantiene al menos esencialmente sus dimensiones en presencia de una fuerza de sujeción, así como aloja por arrastre de forma el álabe (61) al menos esencialmente por su longitud axial, encerrándolo al menos esencialmente por su contorno de perfil, y se puede separar del álabe (61), presentando la capa de revestimiento de plástico en el lado inferior cóncavo de álabe (611) y en el lado superior convexo de álabe (612) superficies que están expuestas hacia afuera, caracterizado por que las superficies expuestas hacia afuera son superficies macho (8) definidas en cada caso por un perfil macho (81) de estructura tridimensional que forma un relieve, y por que las partes de bloque de sujeción (31, 32) presentan respectivamente en un lado interior una superficie hembra (4) que está definida por un perfil hembra (41) de estructura tridimensional que forma un relieve, estando configuradas las superficies macho (8) y las superficies hembra (4) como superficies complementarias que están en correspondencia entre sí y forman un engranaje de referencia y sujeción.

Dispositivo diseñado para sujetar un álabe de turbina y álabe de turbina La invención se refiere a un dispositivo que está diseñado para sujetar un álabe de turbina. El dispositivo, que presenta el álabe de turbina y forma una unidad con el mismo, permite sujetar o introducir el álabe de turbina en el dispositivo de sujeción de un dispositivo de mecanizado.

Por el documento US6438838B1 es conocido un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El dispositivo de sujeción conocido se utiliza para la reparación o la fabricación de una turbina, insertándose el álabe de turbina mediante un bloque de plástico en una carcasa de casete que es un componente del dispositivo de sujeción y se posiciona para soldar el álabe de turbina en el buje de turbina.

La invención se refiere también a un respectivo álabe de turbina preparado. Los álabes de turbina se fabrican a partir de aleaciones de metal. A fin de someter los extremos del álabe de turbina, que es un cuerpo de fundición con ciertas tolerancias, a un mecanizado preciso por arranque de virutas, en particular un mecanizado por abrasión, con requerimientos máximos de precisión de superficie y forma, existen exigencias particulares respecto a la sujeción de la pieza de trabajo.

Son conocidas unidades de sujeción que están formadas respectivamente por un bloque de sujeción voluminoso y un álabe de turbina fundido en el mismo. Por ejemplo, un bloque de sujeción se fabrica como bloque de fundición metálico, utilizándose como material de fundición aleaciones de metal de bajo punto de fusión. Este material es blando y, por consiguiente, propenso a daños mecánicos. Como resultado de esto, la sujeción mecánica del bloque de sujeción no es lo suficientemente rígida. Se requiere un esfuerzo particular para volver a separar el bloque de fundición metálico del álabe de turbina. Los bloques de fundición se han de liberar con un gran aporte de energía para conseguir puntos de fusión superiores a 130ºC. Por el documento DE-A1-3439250 es conocido asimismo un bloque de sujeción de plástico relleno que envuelve un álabe de turbina. El álabe de turbina puede estar recubierto por extrusión con el cuerpo de plástico. El cuerpo de plástico es particularmente voluminoso y está sujeto como tal a una contracción considerable. El material de plástico implica también pérdidas de rigidez que afectan la sujeción deseada y no permiten satisfacer con suficiente fiabilidad los requerimientos de precisión.

En cambio, la invención tiene el objetivo de diseñar una sujeción para un álabe de turbina a mecanizar, en la que se mejora esencialmente la rigidez de la sujeción para el mecanizado preciso al liberarse de manera fiable el álabe de turbina, propenso como pieza de trabajo a marcas y deformaciones superficiales, de tales efectos durante la sujeción. Se deben suprimir medios auxiliares de sujeción costosos.

Un dispositivo según la invención, mencionado al inicio, se caracteriza por que el dispositivo está formado por una unidad de sujeción que presenta al menos dos partes de bloque de sujeción que forman un bloque de sujeción y encierran el álabe de turbina con un revestimiento de álabe, formado por una capa de revestimiento de plástico que mantiene al menos esencialmente sus dimensiones en presencia de una fuerza de sujeción, así como aloja por arrastre de forma el álabe al menos esencialmente por su longitud axial, encerrándolo al menos esencialmente por su contorno de perfil, y se puede separar del álabe, presentando la capa de revestimiento de plástico en el lado inferior cóncavo de álabe y en el lado superior convexo de álabe superficies macho que están expuestas hacia afuera y definidas en cada caso por un perfil macho de estructura tridimensional que forma un relieve, y se 45 caracteriza por que las partes de bloque de sujeción presentan respectivamente en un lado interior una superficie hembra que está definida por un perfil hembra de estructura tridimensional que forma un relieve, estando configuradas las superficies macho y las superficies hembra como superficies complementarias que están en correspondencia entre sí y forman un engranaje de referencia y sujeción. Según la invención, se prevén preferentemente dos partes de bloque de sujeción que se identifican a continuación como mitades de bloque de sujeción y forman, por un lado, una superficie hembra cóncava y, por otro lado, una superficie hembra convexa.

Los objetivos de la invención se consiguen también al estar diseñado un álabe de turbina, que comprende un álabe extendido axialmente y anillos de refuerzo moldeados opcionalmente en sus extremos, como una parte insertable en el dispositivo mencionado de tal modo que el álabe queda envuelto al menos esencialmente en su longitud axial con 55 un revestimiento de álabe, separable y hecho de plástico, que encierra el álabe por completo o esencialmente en su contorno de perfil y lo aloja por arrastre de forma y está formado por una capa de revestimiento que mantiene sus dimensiones en presencia de una fuerza de sujeción, presentando la capa de revestimiento de plástico en el lado inferior cóncavo de álabe y en el lado superior convexo de álabe superficies macho que están expuestas hacia afuera y definidas en cada caso por un perfil macho de estructura tridimensional que forma un relieve, y se extienden por todo el contorno y la longitud axial del revestimiento de álabe y están configuradas para el engranaje de referencia y sujeción en superficies hembra complementarias correspondientes de mitades de bloque de sujeción del dispositivo mencionado.

El dispositivo, según la invención, está formado por una unidad de sujeción de varias partes que se puede sujetar en 65 el dispositivo de sujeción de un dispositivo de mecanizado. Según la invención, el álabe a sujetar está configurado respectivamente tanto en su lado inferior cóncavo de álabe que forma el lado de succión, como en su lado superior

convexo de álabe que forma el lado de presión, con una superficie macho, definida por un perfil macho de estructura tridimensional que forma un relieve. En combinación con esto resulta esencial que el revestimiento de álabe esté configurado como una capa de revestimiento de plástico relativamente fina, cuyo perfil de envoltura corresponde al perfil de sección transversal del álabe en forma de pala con el contorno cóncavo y convexo, es decir, su forma es equivalente al mismo. El revestimiento de álabe se prevé preferentemente como una envoltura de plástico aplicada por inyección en el álabe. Por el término alojamiento por arrastre de forma se ha de entender un alojamiento de forma, sin espacio vacío ni holgura, que está sujeto, dado el caso, sólo a una contracción mínima del plástico durante la fabricación y que integra el álabe sin desplazamiento en cualquier dirección en el revestimiento de plástico.

La configuración del revestimiento de álabe a partir de plástico tiene también la ventaja particular de que el revestimiento de álabe actúa en la unidad de sujeción sujetada como capa de amortiguación que reduce las vibraciones del mecanizado. La superficie perfilada se extiende esencialmente en toda la longitud axial del álabe. Es decir, los extremos de álabe se mantienen libres de la superficie macho en todo caso en la zona de transición hacia 15 las cabezas o extremos frontales que pueden presentar anillos de refuerzo moldeados. La superficie macho se extiende entonces de manera continua por el álabe con un patrón de formas superficiales determinadas por diferencias de altura. Así, por ejemplo, la superficie macho está formada por un patrón de superficie espacial que presenta elevaciones y depresiones a modo de retícula y/o estructura ondulada. Las superficies hembra de las mitades de bloque de sujeción están configuradas de manera complementaria a las superficies macho. Por macho y hembra se entienden moldes positivos y moldes negativos que encajan perfectamente uno dentro de otro sin holgura por arrastre de forma. El macho y la hembra están relacionados entre sí y están en correspondencia uno con otro en toda la superficie de patrón. De esta manera, en toda la longitud axial mencionada se crean superficies que forman un engranaje de referencia y sujeción. Éstas engranan en la unidad de sujeción a modo de una estructura de llave/cerradura. Se consiguen superficies de tope y puntos de medición definidos para el posicionamiento del álabe de turbina que como pieza en bruto se ha de mecanizar con la máxima precisión.

En la unidad de sujeción según la invención, el álabe se sujeta por arrastre de forma mediante el revestimiento de plástico, que forma la capa, y se posiciona en tres direcciones axiales. El plástico mantiene... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo diseñado para sujetar un álabe de turbina (6) , estando formado el dispositivo por una unidad de sujeción (5) que presenta al menos dos partes de bloque de sujeción (31, 32) que forman un bloque de sujeción (3) y 5 encierran el álabe de turbina (6) con un revestimiento de álabe (7) , formado por una capa de revestimiento de plástico que mantiene al menos esencialmente sus dimensiones en presencia de una fuerza de sujeción, así como aloja por arrastre de forma el álabe (61) al menos esencialmente por su longitud axial, encerrándolo al menos esencialmente por su contorno de perfil, y se puede separar del álabe (61) , presentando la capa de revestimiento de plástico en el lado inferior cóncavo de álabe (611) y en el lado superior convexo de álabe (612) superficies que están expuestas hacia afuera, caracterizado por que las superficies expuestas hacia afuera son superficies macho (8) definidas en cada caso por un perfil macho (81) de estructura tridimensional que forma un relieve, y por que las partes de bloque de sujeción (31, 32) presentan respectivamente en un lado interior una superficie hembra (4) que está definida por un perfil hembra (41) de estructura tridimensional que forma un relieve, estando configuradas las superficies macho (8) y las superficies hembra (4) como superficies complementarias que están en correspondencia entre sí y forman un engranaje de referencia y sujeción.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los dos perfiles hembra (41) presentan elementos moldeados de estructura tridimensional que provocan un posicionamiento triaxial unívoco del álabe de turbina (6) al estar engranados mutuamente con elementos moldeados complementarios correspondientes de las respectivas superficies macho (8) del álabe (61) .

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los perfiles hembra (41) y los perfiles macho (81) presentan escalones (42, 82) en forma de escalera, que se extienden en la longitud de sujeción axial.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que las primeras superficies escalonadas (421, 821) , orientadas al menos esencialmente en perpendicular a la dimensión (85) de la profundidad de álabe, están configuradas como superficies escalonadas paralelas.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que las primeras superficies escalonadas (421, 821) están configuradas al menos parcialmente con anchura de escalón (423, 823) que varía en la longitud de escalón axial.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que al menos una de las

superficies hembra (4) con la correspondiente superficie macho (8) presenta elementos moldeados que se extienden 35 axialmente en dirección de la longitud de sujeción axial y configuran un escalonamiento en la longitud de sujeción.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las superficies hembra (4) están interrumpidas por al menos una entalladura (311, 312, 321, 322) que está orientada en transversal al eje longitudinal de la mitad de bloque de sujeción correspondiente (31, 32) , está configurada de manera estrecha en relación con la longitud axial de la superficie hembra (4) y forma una escotadura para la distribución de la carga y la presión.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que las partes de bloque de sujeción (31, 32) están configuradas con sus superficies hembra (4) como duplicados de molde de moldes de

fundición por inyección que sirven para fabricar el revestimiento de álabe (7) como pieza de plástico aplicada por inyección en el álabe (61) .

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que las superficies hembra (4) de los duplicados de molde están configurados de acuerdo con un factor de contracción de las superficies macho (8) inyectadas, ya endurecidas, en comparación con las dimensiones de los moldes de fundición por inyección con dimensiones adaptadas en correspondencia con la contracción.

10. Álabe de turbina (6) que está diseñado como parte insertable en un dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, quedando envuelto el álabe (61) al menos esencialmente en su longitud axial con un

revestimiento de álabe separable (7) , que encierra el álabe (61) en su contorno de perfil y lo aloja por arrastre de forma y está formado por una capa de revestimiento de plástico que mantiene sus dimensiones en presencia de una fuerza de sujeción, presentando la capa de revestimiento de plástico en el lado inferior cóncavo de álabe (611) y en el lado superior convexo de álabe (612) superficies macho (8) que están expuestas hacia afuera y definidas en cada caso por un perfil macho (81) de estructura tridimensional que forma un relieve, y se extienden por todo el contorno y la longitud axial del revestimiento de álabe (7) y están configuradas para el engranaje de referencia y sujeción en superficies hembra (4) complementarias correspondientes de partes de bloque de sujeción (31, 32) del dispositivo mencionado (1) .

11. Álabe de turbina de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el revestimiento de álabe (7) es una 65 envoltura de plástico termoplástico aplicada por inyección en el álabe (61) .

12. Álabe de turbina de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que el revestimiento de álabe (7) está configurado con al menos una zona de debilitamiento que forma un punto de rotura controlada (71) para romper y separar el revestimiento de álabe (7) del álabe (61) .

13. Álabe de turbina de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el perfil macho (81) presenta en al menos un lado del álabe (6) elementos moldeados que se extienden axialmente en dirección de la longitud de sujeción axial y configuran un escalonamiento en la longitud de sujeción.