DE102020107671B4

DE102020107671B4 - Stanzwerkzeug zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks, System, Verfahren und Verwendung

Info

Publication number: DE102020107671B4
Application number: DE102020107671.1A
Authority: DE
Inventors: Eugen Roppelt; Michael Kavermann
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2040-03-20
Also published as: DE102020107671A1

Abstract

Stanzwerkzeug (2) zur Bearbeitung eines Teils (6) eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks, umfassend:- eine Befestigungseinheit (8) zur Befestigung des Stanzwerkzeugs (2) an einem weiteren Teil (14) des Triebwerks,- eine Stanzeinheit (10) zur Ausstanzung von Ausnehmungen (18) aus dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug, ein System sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines Stanzwerkzeugs zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks.
Triebwerke müssen nicht nur effizient und verlässlich, sondern vor allem auch extrem leistungsstark ausgebildet sein, wobei hinsichtlich dieser Anforderungen eine stetige Weiterentwicklung gefordert wird. Im Hinblick auf eine stetige Weiterentwicklung von Triebwerken ist es wichtig, möglichst flexibel hinsichtlich der Durchführung von Modifikationen an einzelnen Teilen der Triebwerke zu sein. Dies macht es erforderlich, hinsichtlich der Anpassung von Teilen, insbesondere hinsichtlich einer Modifikation einer äußeren Struktur der Teile eines Triebwerks, häufig auf Handarbeiten zurückzugreifen, die beispielsweise mittels Handschleifmaschinen oder dergleichen durchgeführt werden.
Nachteilig an der Durchführung solcher Handarbeiten sind die in der Regel lange Bearbeitungszeiten sowie eine erhöhte Beschädigung- bzw. Verunreinigungsgefahr für die zu bearbeitenden Teile im Vergleich zu automatisierten bzw. teilweise automatisierten Prozessen.
Außerdem ist bei der Verwendung derartiger Handarbeitswerkzeuge eine Bearbeitung nur schwierig reproduzierbar. Schließlich bringen viele Handarbeiten eine hohe Verletzungsgefahr sowie eine nicht unbeträchtliche Lärmbelästigung mit sich.
Zwar sind aus dem Stand der Technik, bspw. aus der DE 2 101 588 A1 oder der DE 1 223 622 A1 , auch Maschinen zur Bearbeitung von Teilen eines Triebwerks bekannt, die zumindest teilweise automatisiert betrieben werden können, allerdings sind diese Maschinen sehr groß, schwer und daher nicht mobil, sodass die zu bearbeitenden Teile eines Triebwerks für eine Bearbeitung erst aufwändig zu den betreffenden Maschinen transportiert werden müssen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen und Verfahren zur Bearbeitung von Teilen eines Triebwerks zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle, unaufwändige und qualitativ hochwertige Bearbeitung von Teilen eines Triebwerks ermöglichen und dabei gleichzeitig sicher und ohne Lärmbelästigung betrieben bzw. durchgeführt werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Stanzwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Verwendung eines Stanzwerkzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Stanzwerkzeug zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks, vorgesehen. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug eine Befestigungseinheit zur Befestigung des Stanzwerkzeugs an einem weiteren Teil des Triebwerks sowie eine Stanzeinheit zur Ausstanzung von Ausnehmungen aus dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.
Das gegenständliche Stanzwerkzeug kann insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung einer Brennkammer eingesetzt werden. Ebenso ist auch die Bearbeitung von Dichtelementen zur Abdichtung anderer Kammern, beispielsweise einer Hochdruckturbinen- oder Niederdruckturbinenkammer möglich. Unter einem Stanzwerkzeug wird hierbei im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Werkzeug zur Einführung von Ausnehmungen in zu bearbeitende Werkstücke, insbesondere in zu bearbeitende Flachteile verstanden. Ein Teil eines Triebwerks kann dabei insbesondere in Form einer zumindest teilweise ringförmigen Dichtung gebildet sein, wobei die Dichtung aus einem Metall, vorzugsweise aus einer Nickel-Cobalt-Legierung, insbesondere aus einer Nickel-Cobalt L-605-Legierung (AMS 5537) gebildet sein kann. Ein weiterer Teil kann ferner beispielsweise ein benachbarter Flansch aber auch ein Rasthaken, ein Vorsprung oder ähnliches sein.
Im Rahmen der Erfindung ist erkannt worden, dass für die Bearbeitung eines Triebwerks mittels einer gegenständlichen Stanzvorrichtung insbesondere eine flexible, schnelle und reproduzierbare und damit qualitativ hochwertige Bearbeitung möglich ist. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine sichere Bearbeitung ermöglicht, die das Beschädigungs- bzw. Verunreinigungsrisiko minimiert und gegenüber gängigen Verfahren, beispielsweise gängigen Schleifverfahren, deutlich geräuschärmer ausführbar ist.
Im Rahmen einer einfachen, schnellen und stabilen Befestigung des Stanzwerkzeugs während einer Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die Befestigungseinheit zumindest ein Führungselement zur Führung des Stanzwerkzeugs an dem weiteren Teil des Triebwerks und zumindest ein Fixierelement zur Fixierung des Stanzwerkzeugs an dem weiteren Teil des Triebwerks aufweist: Das Führungselement weist vorzugsweise eine an der Unterseite des Führungselementes angeordnete Nut zur zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils auf, wobei das zumindest eine Fixierelement bei einer zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils innerhalb der Nut insbesondere derart unterhalb des weiteren Teils anordbar ist, dass das Stanzwerkzeug an dem weiteren Teil verliersicher, insbesondere arretierbar gehalten wird. Im Rahmen der Ausbildung des weiteren Teils des Triebwerks in Form eines Flansches kann dieser somit beispielsweise zumindest teilweise innerhalb der Nut des Führungselementes der Befestigungseinheit angeordnet sein, sodass das Stanzwerkzeug vorzugsweise mittels der Befestigungseinheit entlang des Flansches geführt werden kann und beispielsweise an der Unterseite des Flansches von dem zumindest einen Fixierelement verliersicher gehalten werden kann. Mit anderen Worten kann das weitere Teil zwischen dem Führungselement und dem zumindest einen Fixierelement eingespannt werden. Der weitere Teil kann dabei beispielsweise der hintere Teil bzw. hintere Flansch eines Brennkammergehäuses sein, an dem das Stanzwerkzeug befestigt werden kann, sodass das Stanzwerkzeug dann am Umfang des Brennkammergehäuses geführt werden kann.
Um eine möglichst materialschonende Bearbeitung, insbesondere eine materialschonende Befestigung zu ermöglichen, kann vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die Befestigungseinheit zumindest teilweise aus einem Material niedriger Härte, vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere zumindest teilweise aus Teflon gebildet, insbesondere mit Teflon beschichtet ist. Unter einer niedrigen Härte wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise eine Shore-Härte D von weniger als 60 verstanden. Vorzugsweise sind hierbei sowohl das Führungselement, als auch das zumindest eine Fixierelement zumindest in den Bereichen, die mit dem weiteren Teil des Triebwerks in Kontakt kommen aus einem Material niedriger Härte gebildet, beispielsweise mit einem solchen Material beschichtet. Vorteilhafterweise können das Führungselement und/oder das zumindest eine Fixierelement auch vollständig aus einem Material niedriger Härte gebildet sein. Teflon bietet sich neben seiner geringen Härte insbesondere aufgrund seines antiadhäsiven Verhaltens an, was besonders vorteilhaft hinsichtlich seiner Gleiteigenschaften ist.
Im Hinblick auf eine möglichst homogene Kraftverteilung bei der Befestigung der gegenständlichen Stanzvorrichtung kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise insbesondere vorgesehen sein, dass die Befestigungseinheit zwei Fixierelemente aufweist, wobei die Fixierelemente vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Führungselementes angeordnet sind, insbesondere in Form von Schwenkhaken gebildet sind. Die Schwenkhaken können hierbei vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, dass sie einen Flansch zumindest teilweise hintergreifen können, was eine besonders sichere Fixierung der Stanzvorrichtung ermöglicht.
Um auf konstruktiv besonders einfache Art und Weise eine besonders stabile und zuverlässige Befestigung eines Stanzwerkzeugs an einem weiteren Teil eines Triebwerks zu gewährleisten, kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass die Befestigungseinheit eine Ausnehmung zur Einführung eines Befestigungsmittels zur Befestigung der Stanzeinheit an der Befestigungseinheit aufweist, wobei die Ausnehmung vorzugsweise T-nutförmig ausgebildet ist und insbesondere im Wesentlichen mittig entlang einer Flächenhalbierenden innerhalb des Führungselementes angeordnet ist. Über die im Wesentlichen mittige Anordnung wird ferner insbesondere eine möglichst homogene Kraftverteilung sichergestellt. Ein Befestigungsmittel zur Einführung in die Ausnehmung kann hierbei einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Rahmen einer einteiligen Ausführung kann das Befestigungsmittel im einfachsten Fall in Form einer Schraube oder einer Mutter gebildet sein. Im Rahmen einer mehrteiligen Ausführung kann das Befestigungsmittel auch in Form einer Schraube bzw. Mutter mit zugehöriger Unterlegscheibe oder dergleichen ausgebildet sein.
Um das Auffangen von ausgestanztem Material zu ermöglichen und damit eine saubere und verschmutzungsfreie Bearbeitung zu gewährleisten, kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass eine Auffangeinheit zum Auffangen von ausgestanztem Material vorgesehen ist, wobei die Auffangeinheit vorzugsweise in Form einer ersten und zweiten Auffangschale gebildet ist, wobei die Auffangeinheit insbesondere an dem Führungselement angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Auffangeinheit form-, kraft- oder stoffschlüssig mit dem Führungselement verbunden. Die Auffangschalen können ferner vorzugsweise einen nach oben in Richtung der Stanzeinheit abknickenden Bereich aufweisen, der ein Auffangen von ausgestanztem Material vereinfacht.
Im Rahmen einer möglichst effektiven Bearbeitung von zu bearbeitenden Teilen eines Triebwerks ist es ferner denkbar, dass die Stanzeinheit eine Matrize zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils des Triebwerks beim Stanzprozess und eine gegenüberliegend von der Matrize angeordnete Stempeleinheit zur Einführung der Ausnehmungen in den zu bearbeitenden Teil des Triebwerks und/oder einen Niederhalter zu Fixierung des zu bearbeitenden Teils des Triebwerks beim Stanzprozess aufweist. Die Matrize kann hierbei insbesondere als Ablage für das zu bearbeitende Teil des Triebwerks dienen, auf der das zu bearbeitende Teil während der Bearbeitung mittels des Niederhalters fixiert werden kann.
Im Hinblick auf eine beschleunigte und gleichzeitig besser reproduzierbare Bearbeitung eines zu bearbeitenden Teils eines Triebwerks kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ferner vorgesehen sein, dass die Stempeleinheit zwei in einem definierten Abstand zueinander angeordnete Stempel aufweist, wobei der Abstand der Stempel zueinander vorzugsweise variierbar ist. Über die Variation des Abstandes ist es insbesondere möglich, den Abstand und die Position der Stempel an das zu bearbeitende Teil, insbesondere an die auszustanzenden Ausnehmungen anzupassen.
Im Hinblick auf eine möglichst zügige Bearbeitung des zu bearbeitenden Teils kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, dass der Niederhalter elastische Elemente zur gleichzeitigen Fixierung und Bearbeitung von zu bearbeitenden Teilen aufweist, wobei die elastischen Elemente vorzugsweise in Form von Federelementen, insbesondere in Form von Schraubendruckfedern gebildet sind. Mittels der elastischen Elemente ist es insbesondere möglich, ein Niederhalten und ein Stanzen in einem einzigen Arbeitsschritt durchzuführen.
Um eine effektive Bearbeitung der zu bearbeitenden Teile zu ermöglichen, ist es ferner von Vorteil, wenn die Stanzeinheit eine Antriebseinheit für den Antrieb der Stempeleinheit aufweist, wobei die Antriebseinheit vorzugsweise in Form einer hydraulischen Antriebseinheit, insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders gebildet sein kann. Die Antriebseinheit kann hierbei vorteilhafter Weise ein Vortriebselement aufweisen, das vorzugsweise in Form eines Bolzens oder dergleichen gebildet ist und innerhalb der Antriebseinheit geführt wird.
Im Hinblick auf eine kompakte Anordnung und eine einfache Handhabbarkeit des gegenständlichen Stanzwerkzeugs kann vorteilhafter Weise ferner vorgesehen sein, dass die Stanzeinheit eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Matrize und der Antriebseinheit aufweist, wobei die Antriebseinheit vorzugsweise über eine endseitig angeordnete Ausnehmung in die Aufnahmeeinheit einführbar und die Matrize auf einer Aufnahmefläche anordbar ist, wobei die Ausnehmung insbesondere gegenüberliegend von der Aufnahmefläche angeordnet ist, sodass die Matrize zwischen der Ausnehmung und der Aufnahmefläche positionierbar ist.
Um eine sichere und stabile Befestigung des Stanzwerkzeugs an einem weiteren Teil zu ermöglichen, die insbesondere eine Sicherung gegen ungewollte Schwenkbewegungen bietet, kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise insbesondere vorgesehen sein, dass ein Befestigungsmittel zur Befestigung der Stanzeinheit an der Befestigungseinheit vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel vorzugsweise formkorrespondierend zur innerhalb des Führungselementes angeordneten Ausnehmung ausgebildet ist, insbesondere in Form einer T-förmigen Führungsschiene ausgebildet ist. Das Befestigungsmittel kann hierbei vorzugsweise Teil der Stanzeinheit sein. Das Befestigungsmittel kann dabei einteilig mit der Stanzeinheit oder auch in Form eines separaten Teils ausgebildet sein, das beispielsweise form-, kraft- oder stoffschlüssig mit der Stanzeinheit verbunden ist.
Im Hinblick auf die Gewährleistung einer schnellen und korrekten Ausrichtung des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teil eines Triebwerks kann erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass ein Positionierungselement zur Positionierung des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks vorgesehen ist, um eine exakte Positionierung der Ausnehmungen in dem zu bearbeitenden Teil zu gewährleisten. Die Verwendung eines Positionierungselementes ermöglicht hierbei insbesondere eine reproduzierbare Bearbeitung eines zu bearbeitenden Teils.
Im Rahmen einer konstruktiv einfachen und gleichzeitig effektiven Art und Weise der Gewährleistung einer schnellen und korrekten Ausrichtung des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teil eines Triebwerks ist es ferner denkbar, dass das Positionierungselement zur Positionierung des Stanzwerkzeugs in Form einer Lehre gebildet ist, wobei das Positionierungselement vorzugsweise einen Anschlag zur Anlage an die Stempeleinheit aufweist. An den Anschlag können dann Teile des Stanzwerkzeugs angelegt werden, sodass eine exakte Positionierung gewährleistet wird.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein System zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße System ein voranstehend beschriebenes Stanzwerkzeug sowie ein zu bearbeitendes Teil eines Triebwerks. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug beschrieben worden sind. Im Hinblick auf eine stabile und sichere Befestigung bei einer erfindungsgemäßen Bearbeitung des Teils des Triebwerks kann das erfindungsgemäße System ferner noch zumindest ein weiteres Teil eines Triebwerks umfassen, an dem das gegenständliche Stanzwerkzeug befestigt werden kann.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei die Schritte eines Befestigens eines voranstehend beschriebenen Stanzwerkzeugs sowie eines Ausstanzens einer Ausnehmung aus dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks mittels einer Stanzeinheit, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug beschrieben worden sind.
Im Hinblick auf die Gewährleistung einer schnellen und korrekten Ausrichtung des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teil eines Triebwerks kann erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass ein Positionieren des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teils des Triebwerks mittels eines Positionierungselementes vorgesehen ist, um eine exakte Positionierung der Ausnehmungen in dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks zu gewährleisten, wobei das Positionieren vorzugsweise vor einem Ausstanzen erfolgt. Ein Positionieren ermöglicht hierbei zudem eine reproduzierbare Bearbeitung des zu bearbeitenden Teils.
Im Rahmen einer schnellen und reproduzierbaren Bearbeitung eines zu bearbeitenden Teils ist es vorteilhafter Weise ebenfalls denkbar, dass die Schritte eines Positionierens des Stanzwerkzeugs gegenüber dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks und eines Ausstanzens einer Ausnehmung aus dem zu bearbeitenden Teil des Triebwerks alternierend nacheinander ausgeführt werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Verwendung eines voranstehend beschriebenen Stanzwerkzeugs bei der Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks, insbesondere bei der Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Hierbei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Bearbeitung eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht von hinten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht von vorne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung der Befestigungseinheit des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs in einer vergrößerten räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine schematische Darstellung der Aufnahmeeinheit des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs in einer vergrößerten räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
6 eine schematische Darstellung des Positionierungselementes des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs in einer vergrößerten räumlichen Ansicht (a) sowie gemeinsam mit einem zu bearbeitenden Teil eines Triebwerkes (b) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
7 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Bearbeitung eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Das System 1 umfasst hierbei ein Stanzwerkzeug 2 sowie ein zu bearbeitendes Teil 6, eines Triebwerks.
Das Stanzwerkzeug 2 ist hierbei zur Bearbeitung eines Teils 6 eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks vorgesehen und umfasst eine Befestigungseinheit 8 zur Befestigung des Stanzwerkzeugs 2 an einem weiteren Teil 14 des Triebwerks sowie eine Stanzeinheit 10 zur Ausstanzung von Ausnehmungen 18 aus dem zu bearbeitenden Teil 6 des Triebwerks, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.
Die Befestigungseinheit 8 des Stanzwerkzeugs 2 umfasst hierbei zumindest ein Führungselement 8a zur Führung des Stanzwerkzeugs 2 an dem weiteren Teil 14 des Triebwerks und vorliegend zwei Fixierelemente 8b zur Fixierung des Stanzwerkzeugs 2 an dem weiteren Teil 14, das vorliegend in Form eines hinteren Flansches gebildet ist, auf dem das Stanzwerkzeug 2 während einer Bearbeitung des Dichtelementes verschiebbar gelagert werden kann.
Die Stanzeinheit 10 umfasst vorliegend eine Matrize 28 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils 6 beim Stanzprozess und eine gegenüberliegend von der Matrize 28 angeordnete Stempeleinheit 30 zur Einführung der Ausnehmungen 18 in den zu bearbeitenden Teil 6 sowie einen Niederhalter 32 zur Fixierung des zu bearbeitenden Teils 6 beim Stanzprozess. Zudem weist die Stanzeinheit 10 eine Auffangeinheit 26 zum Auffangen von ausgestanztem Material auf, die vorliegend in Form einer ersten und zweiten Auffangschale 26a, 26b gebildet ist. Zur Gewährleistung einer schnellen und korrekten Ausrichtung des Stanzwerkzeugs 2 gegenüber dem zu bearbeitenden Teil 6 eines Triebwerks ist ferner ein Positionierungselement 12 vorgesehen, das eine entsprechende Positionierung gewährleistet.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs 2 zur Bearbeitung eines Teils 6 eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht von hinten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Anhand 2 ist zu erkennen, dass der Niederhalter 32 elastische Elemente 34 zur zeitgleichen Fixierung und Bearbeitung eines zu bearbeitenden Teils 6 aufweist, die vorliegend in Form von Federelementen gebildet sind. Ferner ist gemäß 2 erkennbar, dass die Stanzeinheit 10 eine Antriebseinheit 38 für den Antrieb der Stempeleinheit 30 aufweist, die vorliegend in Form einer hydraulischen Antriebseinheit, genauer in Form eines Hydraulikzylinders gebildet ist. Zudem zeigt 2, dass die Stanzeinheit 10 eine Aufnahmeeinheit 36 zur Aufnahme der Matrize 28 und der Antriebseinheit 38 aufweist, wobei die Antriebseinheit 38 über die endseitig innerhalb der Aufnahmeeinheit 36 angeordnete Ausnehmung 40 in die Aufnahmeeinheit 36 einführbar und die Matrize 28 auf einer Aufnahmefläche 42 anordbar ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs 2 zur Bearbeitung eines Teils 6 eines Triebwerks in einer räumlichen Ansicht von vorne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Gegenüber der Darstellung aus 2 ist aus der Darstellung gemäß 3 deutlicher erkennbar, dass die Matrize 28 vorliegend auf der Aufnahmefläche 42 der Aufnahmeeinheit 36 angeordnet ist, wobei die Ausnehmung 40 der Aufnahmeeinheit 36 gegenüberliegend von der Aufnahmefläche 42 angeordnet ist. Ferner geht aus der Darstellung gemäß 3 hervor, dass die Stempeleinheit 30 zwei in einem definierten Abstand D zueinander angeordnete Stempel 30a, 30b aufweist.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Befestigungseinheit 8 des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs 2 in einer vergrößerten räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Neben der vorteilhaften Ausführung der Befestigungseinheit 8 in Form eines Führungselementes 8a in Verbindung mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Führungselementes 8a angeordneten, vorliegend in Form von Schwenkarmen gebildeten Fixierelementen 8b, ist gemäß der Darstellung aus 4 erkennbar, dass die Befestigungseinheit 8 eine Ausnehmung 46 zur Einführung eines Befestigungsmittels 24 zur Befestigung der Stanzeinheit 10 an der Befestigungseinheit 8 aufweist, die vorliegend T-nutförmig ausgebildet und mittig entlang einer Flächenhalbierenden innerhalb des Führungselementes 8a angeordnet ist. Zudem zeigt 4, dass das Führungselement 8a eine an der Unterseite 20 des Führungselementes 8a angeordnete Nut 22 zur zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils 14 aufweist, sodass die Fixierelemente 8b bei einer zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils 14 innerhalb der Nut 22 derart unterhalb des weiteren Teils 14 angeordnet werden können, dass das Stanzwerkzeug 2 an dem weiteren Teil 14 verliersicher, insbesondere arretierbar gehalten wird. Schließlich geht aus 4 ebenfalls hervor, dass die Auffangschalen 26a, 26b einen nach oben in Richtung der Stanzeinheit 10 abknickenden Bereich aufweisen, der ein Auffangen von ausgestanztem Material vereinfachen soll.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Aufnahmeeinheit 36 des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs 2 in einer vergrößerten räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß der Darstellung aus 5 ist neben der Ausbildung der Aufnahmeeinheit 36 mit einer Ausnehmung 40 zur Aufnahme der Antriebseinheit 38 sowie eine Aufnahmefläche 42 zur Anordnung der Matrize 28 die Anordnung eines gegenständlichen Befestigungsmittels 24 zur Befestigung der Stanzeinheit 10 an der Befestigungseinheit 8 erkennbar, die vorliegend formkorrespondierend zur innerhalb des Führungselementes 8a angeordneten Ausnehmung 46, nämlich in Form einer T-förmigen Führungsschiene ausgebildet ist.
6a zeigt eine schematische Darstellung des Positionierungselementes 12 des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs 2 in einer vergrößerten räumlichen Ansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Positionierungselement 12 zur Positionierung des Stanzwerkzeugs 2 gegenüber dem zu bearbeitenden Teil 6 des Triebwerks dient insbesondere einer exakten Positionierung der Ausnehmungen 18 in dem zu bearbeitenden Teil 6. Im Rahmen einer konstruktiv einfachen und gleichzeitig effektiven Art und Weise kann das Positionierungselement - wie vorliegend dargestellt - insbesondere einen Anschlag 50 zur Anlage an die Stempeleinheit 30 aufweisen.
6b zeigt eine schematische Darstellung des Positionierungselementes 12 gemeinsam mit einem zu bearbeitenden Teil 6 eines Triebwerkes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 6b gezeigt, kann die exakte Position der zu stanzenden Aussparungen 18 mit Hilfe des Positionierungselementes 12 beispielsweise über ein Anlegen des Positionierungselementes 12 an eine äußere Kante des zu bearbeitenden Teils 6, insbesondere an die äußeren Kanten zweier Teilsektoren des zu bearbeitenden Teils 6, angezeigt werden. Dabei können die äußeren Kanten der Lehre 12 dann insbesondere deckungsgleich mit den äußeren Kanten der jeweiligen zu bearbeitenden Teile 6 (bzw. deren Teilsektoren), insbesondere der Dichtungen sein und der Stempel 30a gleichzeitig mit seiner äußeren Rundung an dem Anschlag 50 anliegen, um eine perfekte Positionierung der Ausnehmungen zu erreichen. An den Anschlag 50 können dann selbstverständlich auch andere Teile des Stanzwerkzeugs 2 angelegt werden, um eine exakte Positionierung vorzunehmen.
7 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Teils eines Triebwerks.
Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Befestigens 70 eines Stanzwerkzeugs 2 an einem weiteren Teil 14 des Triebwerks mittels einer Befestigungseinheit 8, insbesondere eines voranstehend beschriebenen Stanzwerkzeugs 2, eines Positionierens 72 des Stanzwerkzeugs 2 gegenüber dem zu bearbeitenden Teil 6, des Triebwerks mittels eines Positionierungselementes 12, um eine exakte Positionierung der Ausnehmungen 18 in dem zu bearbeitenden Teil 6, des Triebwerks zu gewährleisten sowie eines Ausstanzens 74 einer Ausnehmung 18 aus dem zu bearbeitenden Teil 6, des Triebwerks mittels einer Stanzeinheit 10, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.
Mittels des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs, des erfindungsgemäßen Systems sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere möglich, eine flexible und schnelle sowie auch eine reproduzierbare und damit qualitativ hochwertige Bearbeitung von Teilen eines Triebwerkes zu ermöglichen. Darüber hinaus wird über die Verwendung des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs und des erfindungsgemäßen Systems bzw. über die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine sichere Bearbeitung ermöglicht, die das Beschädigungs- bzw. Verunreinigungsrisiko minimiert und gegenüber gängigen Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Schleifverfahren, deutlich geräuschärmer ausführbar ist.
Bezugszeichenliste

2: Stanzwerkzeug
6: Teil eines Triebwerks
8: Befestigungseinheit
8a: Führungselement
8b: Fixierelement
10: Stanzeinheit
12: Positionierungselement
14: weiteres Teil eines Triebwerks
18: Ausnehmungen
20: Unterseite
22: Nut
24: Befestigungsmittel
26: Auffangeinheit
26a: Auffangschale
26b: Auffangschale
28: Matrize
30: Stempeleinheit
30a: Stempel
30b: Stempel
32: Niederhalter
34: elastische Elemente
36: Aufnahmeeinheit
38: Antriebseinheit
40: Ausnehmung
42: Aufnahmefläche
44: Vortriebselement
46: Ausnehmung
50: Anschlag
70: Befestigen eines Stanzwerkzeugs
72: Positionieren des Stanzwerkzeugs
74: Ausstanzen einer Ausnehmung
D: Abstand

Claims

Stanzwerkzeug (2) zur Bearbeitung eines Teils (6) eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks, umfassend: - eine Befestigungseinheit (8) zur Befestigung des Stanzwerkzeugs (2) an einem weiteren Teil (14) des Triebwerks, - eine Stanzeinheit (10) zur Ausstanzung von Ausnehmungen (18) aus dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks, insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.
Stanzwerkzeug (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinheit (8) zumindest ein Führungselement (8a) zur Führung des Stanzwerkzeugs (2) an dem weiteren Teil (14) des Triebwerks und zumindest ein Fixierelement (8b) zur Fixierung des Stanzwerkzeugs (2) an dem weiteren Teil (14) des Triebwerks aufweist, wobei das Führungselement (8a) vorzugsweise eine an der Unterseite (20) des Führungselementes (8a) angeordnete Nut (22) zur zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils (14) aufweist, wobei das zumindest eine Fixierelement (8b) bei einer zumindest teilweisen Aufnahme des weiteren Teils (14) innerhalb der Nut (22), insbesondere derart unterhalb des weiteren Teils (14) anordbar ist, dass das Stanzwerkzeug (2) an dem weiteren Teil (14) verliersicher, besonders bevorzugt arretierbar gehalten wird.
Stanzwerkzeug (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinheit (8) zumindest teilweise aus einem Material niedriger Härte, vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Kunststoff, insbesondere zumindest teilweise aus Teflon gebildet und/oder beschichtet ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinheit (8) zwei Fixierelemente (8b) aufweist, wobei die Fixierelemente (8b) vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Führungselementes (8a) angeordnet sind, insbesondere in Form von Schwenkhaken gebildet sind.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinheit (8) eine Ausnehmung (46) zur Einführung eines Befestigungsmittels (24) zur Befestigung der Stanzeinheit (10) an der Befestigungseinheit (8) aufweist, wobei die Ausnehmung (46) vorzugsweise T-Nutförmig ausgebildet ist und insbesondere mittig entlang einer Flächenhalbierenden innerhalb des Führungselementes (8a) angeordnet ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auffangeinheit (26) zum Auffangen von ausgestanztem Material vorgesehen ist, wobei die Auffangeinheit (26) vorzugsweise in Form einer ersten und zweiten Auffangschale (26a, 26b) gebildet ist, wobei die Auffangeinheit (26) insbesondere an dem Führungselement (8a) angeordnet ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzeinheit (10) eine Matrize (28) zur Aufnahme des zu bearbeitenden Teils (6) des Triebwerks beim Stanzprozess und eine gegenüberliegend von der Matrize (28) angeordnete Stempeleinheit (30) zur Einführung der Ausnehmungen (18) in den zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks und/oder einen Niederhalter (32) zur Fixierung des zu bearbeitenden Teils (6) des Triebwerks beim Stanzprozess aufweist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempeleinheit (30) zwei in einem definierten Abstand (D) zueinander angeordnete Stempel (30a, 30b) aufweist, wobei der Abstand (D) der Stempel zueinander vorzugsweise variierbar ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (32) elastische Elemente (34) aufweist, wobei die elastischen Elemente (34) vorzugsweise in Form von Federelementen, insbesondere in Form von Schraubendruckfedern gebildet sind.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzeinheit (10) eine Antriebseinheit (38) für den Antrieb der Stempeleinheit (30) aufweist, wobei die Antriebseinheit (38) vorzugsweise in Form einer hydraulischen Antriebseinheit, insbesondere in Form eines Hydraulikzylinders gebildet ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzeinheit (10) eine Aufnahmeeinheit (36) zur Aufnahme der Matrize (28) und der Antriebseinheit (38) aufweist, wobei die Antriebseinheit (38) vorzugsweise über eine endseitig angeordnete Ausnehmung (40) in die Aufnahmeeinheit (36) einführbar und die Matrize (28) auf einer Aufnahmefläche (42) anordbar ist, wobei die Ausnehmung (40) insbesondere gegenüberliegend von der Aufnahmefläche (42) angeordnet ist, sodass die Matrize (28) zwischen der Ausnehmung (40) und der Aufnahmefläche (42) positionierbar ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsmittel (24) zur Befestigung der Stanzeinheit (10) an der Befestigungseinheit (8) vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel (24) vorzugsweise formkorrespondierend zur innerhalb des Führungselementes (8a) angeordneten Ausnehmung (46) ausgebildet ist, insbesondere in Form einer T-förmigen Führungsschiene ausgebildet ist.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionierungselement (12) zur Positionierung des Stanzwerkzeugs (2) gegenüber dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks vorgesehen ist, um eine exakte Positionierung der Ausnehmungen (18) in dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks zu gewährleisten.
Stanzwerkzeug (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionierungselement (12) zur Positionierung des Stanzwerkzeugs (2) in Form einer Lehre gebildet ist, wobei das Positionierungselement vorzugsweise einen Anschlag (50) zur Anlage an die Stempeleinheit (30) aufweist.
System (1) zur Bearbeitung eines Teils (6) eines Triebwerks, umfassend: - ein Stanzwerkzeug (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - ein zu bearbeitendes Teil (6) eines Triebwerks.
Verfahren (2) zur Bearbeitung eines Teils (6) eines Triebwerks, insbesondere zur Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks, umfassend die Schritte: - Befestigen (70) eines Stanzwerkzeugs (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 14 an einem weiteren Teil (14) des Triebwerks mittels einer Befestigungseinheit (8), - Ausstanzen (74) einer Ausnehmung (18) aus dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks mittels einer Stanzeinheit (10), insbesondere um eine Abdichtung zwischen den Kammern des Triebwerks zu verbessern oder zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionieren (72) des Stanzwerkzeugs (2) gegenüber dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks mittels eines Positionierungselementes (12) vorgesehen ist, um eine exakte Positionierung der Ausnehmungen (18) in dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks zu gewährleisten, wobei das Positionieren (72) vorzugsweise vor einem Ausstanzen (74) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte eines Positionierens (72) des Stanzwerkzeugs (2) gegenüber dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks und eines Ausstanzens (74) einer Ausnehmung (18) aus dem zu bearbeitenden Teil (6) des Triebwerks alternierend nacheinander ausgeführt werden.
Verwendung eines Stanzwerkzeugs (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 14, bei der Bearbeitung eines Teils (6) eines Triebwerks, insbesondere bei der Bearbeitung eines Dichtelementes zur Abdichtung von Kammern eines Triebwerks.