EP2094405A1 - Entschichtungsvorrichtung für rotationssymmetrische bauteile, insbesondere aus flugzeugtriebwerken - Google Patents

Entschichtungsvorrichtung für rotationssymmetrische bauteile, insbesondere aus flugzeugtriebwerken

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Publication number
EP2094405A1
EP2094405A1 EP07846270A EP07846270A EP2094405A1 EP 2094405 A1 EP2094405 A1 EP 2094405A1 EP 07846270 A EP07846270 A EP 07846270A EP 07846270 A EP07846270 A EP 07846270A EP 2094405 A1 EP2094405 A1 EP 2094405A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stripping
decoating
liquid
component
receptacle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07846270A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Uihlein
Wolfgang Eichmann
Falko Heutling
Markus Uecker
Thomas Brendel
Georgios Paronis
Anton Albrecht
Manfred Berger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP2094405A1 publication Critical patent/EP2094405A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F5/00—Electrolytic stripping of metallic layers or coatings

Definitions

  • the present invention relates to a stripping device for rotationally symmetrical components, in particular from aircraft engines such as blade elements of a BLISK component, wherein stripping takes place by means of a stripping liquid, which is locally brought into contact with the component to be stripped.
  • BLISKs Components of aircraft engines, such as blade elements, which are arranged on a BLISK component are often provided with a coating. These frequently differing coatings relate to erosion protection layers, oxidation protection layers, anticorrosive layers or even heat protection layers on the surfaces of the blade elements.
  • the BLISKs consist of a disc, the "dISK” with radially outside on the circumference individually distributed arranged blade elements, the so-called. "BLades”.
  • the blade elements are provided with blade tip armor for low-wear rubbing of the blades in a housing.
  • blade tip armor for low-wear rubbing of the blades in a housing.
  • the removal or removal of coatings is therefore referred to as stripping. Decoating methods are distinguished according to the prior art between a mechanical, a chemical or an electrochemical decoating method.
  • stripping The stripping of components by chemical processes is often referred to as stripping, and is preferred for series applications.
  • stripping a number of different strip solutions and process sequences for the stripping of erosion protection layers are well known.
  • German Offenlegungsschrift DE 101 28 507 A1 discloses a device for local stripping of components, in which a holding device is provided for a component provided with a coating at least in sections and at least one receiving device for an absorbent medium containing a stripping liquid.
  • the holding and / or the receiving devices can be positioned relative to one another such that the medium containing the stripping liquid contacts the region of the component to be stripped.
  • a sponge or a porous material is provided on a ceramic or synthetic base.
  • varnishes, waxes or encapsulations with covering devices are provided.
  • each of these masking techniques generally the entire component is dipped in the strip solution, with the covered component areas not wetted with the strip solution.
  • masking before stripping causes high costs. Especially in paint or wax processes, the throughput times for a series production are often unacceptable.
  • Covering by encapsulating the component areas to be protected is also possible only on simple component geometries. Cambered or spherical surfaces of undercuts often can not be protected with reasonable effort by capsule techniques, as the complex contours of, for example, the suction side or pressure side of blade elements require an equally complex contour of the cover.
  • a dip solution is often eliminated in the disk-shaped BLISKs, since only the radially outwardly mounted blade elements must be brought into contact with the decoating liquid.
  • a simple immersion is not possible in that a bath of the decoating liquid allows immersion only in the vertical.
  • the invention includes the technical teaching that a receptacle rotating about at least one axis of rotation for receiving the decoating liquid is provided, and the Enthusungs disruptkeitsober Structure by rotation forms a paraboloid of revolution, which or locally locally to be stripped components are accommodated in the container and radially on the outside in the Dip decoating liquid.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the provision of an annular stripping bath, which is formed from the stripping liquid itself.
  • the stripping device has a receptacle into which the component to be stripped can be installed or removed.
  • the receptacle and the component to be stripped are thus firmly connected to each other and mounted in a rotating device.
  • a carousel-like device which sets the receptacle with the component to be stripped and the de-coating liquid received therein in rotation.
  • the receptacle allows either directly recording the Ent fürungsbreakkeit or it is at least a suitable supply of the Ent fürungsbreakkeit possible. If the carousel-like receptacle is caused to rotate with the stripping fluid, a centrifugal force acts on the stripping fluid. This centrifugal force, which is also referred to as centrifugal force, acts away from the axis of rotation, so that a force which escapes outwards acts perpendicular to the direction of rotation on the liquid. At a sufficiently high speed, therefore, the decoating liquid is forced into the outer region of the receptacle.
  • the rotation of the overall system formed from the receiving container, the decoating liquid and the component to be stripped causes a paraboloidal deformation of the surface of the decoating liquid and thereby allows targeted wetting of the outer regions of the rotationally symmetrical component to be stripped.
  • the selected geometry and the correct arrangement of the BLISKS component and the geometry of the receiving container result in the formation of an annular stripping bath.
  • the entire blade ring of BLISK-B auteils therefore immersed in the annular de-coating bath and is thus wetted with the Ent harshungswashkeit.
  • the areas of the BLISK which are arranged on the inside and do not have to be decoated, remain unwetted by the decoating liquid.
  • the component to be stripped is a BLISK component and / or a BLING component and can be received within the receptacle, with the component also rotating with the rotation receptacle.
  • BLING components differ from BLISK components essentially in that a ring-like inner part is provided for receiving the blade elements, and thus the component comprises outside "BLades” and an inside "ring”.
  • the device comprises a pick-up disc to accommodate individual blade elements within the receptacle on the receiving disc in order to arrange these rotationally symmetrical radially outward.
  • individual vane elements can be brought into contact with the decoating liquid within the annular decoating bath in the same way. Therefore, several applications are possible according to the present invention, so that the decoating device can be used for stripping blades, blade tip armor, Alitier füren and thermal barrier coatings, so-called hot gas corrosion protection (HGK).
  • HGK hot gas corrosion protection
  • the device comprises a heating device for the total or partial heating of the decoating liquid.
  • the heater corresponds to an auxiliary device which can heat the decoating fluid within the receptacle. This gives the advantage that the decoating times can be shortened by heating the decoating liquid. Some chemical reactions necessary for de-coating agile, run below a minimum temperature only very slowly or not at all.
  • the heating device can be mounted directly on the rotating stripping container or, for example, act via radiation on the stripping liquid.
  • the device comprises a cooling device for cooling the decoating liquid.
  • a cooling device for cooling the decoating liquid.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the axis of rotation of the decoating device is space-variable, so that the axis of rotation can be aligned horizontally, vertically or at any angle to the horizontal.
  • the vertical describes the direction of gravity, so that the horizontal is 90 ° twisted to the vertical. This results in an inclined operation of the decoating by a vote between the component geometry and the component shape and the achievable surface of the decoating a modified paraboloid of rotation to change the decoating limit on the component.
  • the device comprises one or more liquid containers in which the decoating liquid can be received during operation.
  • Some stripping processes are based on a series of stripe cycles with different stripping solutions.
  • the strip solution needs to be changed during operation, replacing the strip solution is essential.
  • two or more reservoirs on the rotationally symmetrical receptacle outside or inside be integrated, record or release the desired strip solution depending on the strip cycle.
  • the filling and emptying of the receptacle can take place via suitable devices, wherein the devices can also be designed so that filling and emptying during operation, ie during the rotation of the receptacle can be performed.
  • the volume of the strip bath may be advantageous to adapt the volume of the strip bath to the size of the component surface to be stripped. In this case, a vote between the volume of the strip solution, the chemical reactivity of the strip solution and the component surface to be stripped component of the ablated volume.
  • the volume of the strip bath is chosen so that the strip solution is used up after the stripping of the component and has no further chemical reactivity.
  • the receptacle has on the underside an annular circulating storage volume, in which the decoating liquid is stored during the standstill of the receptacle.
  • the receptacle has a correspondingly adapted contour for receiving the Entcliichtungsnetkeit and to adjust the filling.
  • a working volume is created, wherein the receiving container for adjusting the filling quantity of the decoating liquid comprises a rotationally symmetrical circulating working volume into which the decoating liquid is received during the operation of the receiving container.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of the decoating device with a decoating liquid, which is accommodated within a receptacle;
  • FIG. 2 shows a cross-sectioned half-section of the stripping apparatus with a receptacle, wherein the stripping apparatus is shown in the stationary state;
  • FIG 3 shows a cross-sectioned half section of the decoating device, wherein the decoating device is in operation.
  • the stripping apparatus 1 shown in FIG. 1 is used for stripping blade elements 2, which are arranged radially on the outside on a rotationally symmetrical BLISK component 3.
  • the decoating device 1 comprises a receptacle 6, in which a decoating liquid 4 is accommodated.
  • the receptacle 6 can be set in rotation about a rotation axis 5, so that the stripping liquid 4 also rotates. Due to the rotational movement of the decoating liquid 4, a paraboloid-like contour is formed in the decoating liquid surface 7.
  • the centrifugal force acts in the horizontal direction on the stripping liquid 4 so much that an annular stripping bath can be formed.
  • a ring cover 8 a To secure against the escape of the liquid can still be placed a ring cover 8 a. If now the BLISK component 3 with the blade elements 2 arranged radially on the outside is immersed in the decoating bath, only the blade Dementer 2 or even only the outside areas of the blade elements 2 wetted with the decoating liquid 4. For this, the BLISK component 3 must be moved in the vertical direction in order to determine the immersion depth of the blade elements 2 into the stripping liquid 4. The vertical movement of the BLISK component 3 is indicated by two arrows pointing upwards and two arrows pointing downwards.
  • FIGS. 2 and 3 show a respective half section through the receptacle 6 of the stripping apparatus 1.
  • the decoating liquid 4 is located in a storage volume 8 within the receiving container 6, the storage volume 8 being provided on the underside of the receiving container 6. If the decoating device 1 is in the idle state shown here, then only the gravity acts on the decoating fluid 4, so that it is located within the storage volume 8.
  • the decoating device 1 is in operation so that the receiving container 6 and the decoating liquid 4 rotate about the axis of rotation 5. Due to the centrifugal force, which acts on the stripping liquid 4, it flows out of the storage volume 8 and fills a radially encircling working volume 9.
  • the scoop elements 2 are now immersed within the stripping liquid 4, wherein the stripping liquid is arranged annularly within the receptacle 6 circumferentially. Only on renewed braking and a standstill of the receiving container, the decoating liquid 4 flows back into the storage volume 8, and the BLISK component 3 can be removed from the decoating device 1.
  • the decoating device 1 may be suitable in particular for chemical and / or electrochemical processes.
  • the receptacle can be designed in an advantageous manner tion in whole or in part as a counter electrode to the component, preferably as a cathode. It can also be provided that 4 usable carriers are provided in the area.
  • the invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use.

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Abstract

Entschichtungsvorrichtung (1) für rotationssymmetrische Bauteile, insbesondere aus Flugzeugtriebwerken, wobei die Entschichtung mittels einer Entschichtungsflüssigkeit (4) erfolgt, welche lokal mit dem zu entschichtenden Bauteil in Kontakt steht, wobei ein um wenigstens eine Rotationsachse (5) rotierender Aufnahmebehälter (6) zur Aufnahme der Entschichtungsflüssigkeit (4) vorgesehen ist, und die Entschichtungsflüssigkeitsoberfläche (7) durch die Rotation einen Rotationsparaboloid bildet, wobei das oder die lokal zu entschichtenden Bauteile im Behälter aufgenommen sind und radial außenseitig in die Entschichtungsflüssigkeit (4) eintauchen. Dadurch wird eine Entschichtungsvorrichtung (1) geschaffen, welche für das einfache EntSchichten von radialsymmetrischen Bauteilen im radial außenseitigen Bereich ermöglicht.

Description

Entschichtungsvorrichtung für rotationssymmetrische Bauteile, insbesondere aus Flugzeugtriebwerken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entschichtungsvorrichtung für rotationssymmetrische Bauteile, insbesondere aus Flugzeugtriebwerken wie Schaufelelemente eines BLISK-Bauteils, wobei die Entschichtung mittels einer Entschichtungsflüssigkeit erfolgt, welche lokal mit dem zu entschichtenden Bauteil in Kontakt gebracht ist.
Bauteile aus Flugzeugtriebwerken wie Schaufelelemente, welche an einen BLISK- Bauteil angeordnet sind, sind häufig mit einer Beschichtung versehen. Diese häufig unterschiedlichen Beschichtungen betreffen Erosionsschutzschichten, Oxidationsschutz- schichten, Korrosionsschutzschichten oder auch Wärmeschutzschichten an den Oberflächen der Schaufelelemente. Die BLISKs bestehen aus einer Scheibe, der „dISK" mit radial außenseitig auf dem Umfang einzeln verteilt angeordneten Schaufel elementen, den sog. „BLades".
Vorzugsweise werden die Schaufelelemente mit Schaufelspitzenpanzerungen zum verschleißarmen Anstreifen der Schaufeln in einem Gehäuse versehen. Für Reparaturzwecke ist es jedoch in der Regel erforderlich, vom zu reparierenden Schaufelelement die Beschichtung bereichsweise, teilweise oder auch insgesamt zu entfernen bzw. abzutragen. Das Entfernen bzw. Abtragen von Beschichtungen bezeichnet man daher als Ent- schichten. Entschichtungsverfahren werden gemäß des Standes der Technik unterschieden zwischen einem mechanischen, einem chemischen oder einem elektrochemischen Entschichtungsverfahren.
Beim chemischen EntSchichten sind Verfahren bekannt, bei dem die zu entschichtenden Bauteile in einem Tauchverfahren mit einer Entschichtungsflüssigkeit in Kontakt ge- bracht werden. Dabei wird das Bauteil zum Entschichten vollständig in ein elektrochemisches Bad getaucht, so dass nicht nur die beschichteten, sondern sämtliche Oberflächen des Bauteils einem Materialangriff ausgesetzt sind. Ein lokales Eintauchen der beschichteten Bereiche des Bauteils ist durch die Bauteilgeometrie, welche bei Anwendung der BLISKs auf den radial außenseitigen Umfang begrenzt sind, häufig stark eingeschränkt. Der Einsatz von Abdeckungen für die unbeschichteten Bereiche des Bauteils führt durch eingeschränkte Benetzbarkeit zu Grenzflächenreaktionen und somit zu einem unkontrollierten Angriff der unbeschichteten Bereiche.
Jedoch wird die Möglichkeit, beschichtete Bauteile auch wieder entschichten zu können, als Vorraussetzung einer technischen Realisierung von BLISK-Beschichtungen gesehen.
Das Entschichten von Bauteilen durch chemische Verfahren wird häufig auch als Strippen bezeichnet, und für Serienanwendungen bevorzugt. Hierfür sind eine Reihe unterschiedlicher Strip-Lösungen und Prozessfolgen für die EntSchichtung von Erosionsschutzschichten hinreichend bekannt.
Aus der Offenlegungsschrift DE 101 28 507 Al ist eine Vorrichtung zum lokalen Entschichten von Bauteilen bekannt, bei der eine Halteeinrichtung für ein wenigstens abschnittsweise mit einer Beschichtung versehenes Bauteil und wenigstens einer Aufnahmevorrichtung für ein saugfähiges, eine Entschichtungsflüssigkeit enthaltendes Medium vorgesehen sind. Die Halte- und/oder die Aufnahmevorrichtungen sind so zueinander positionierbar, dass das die Entschichtungsflüssigkeit enthaltende Medium den zu entschichtenden Bereich des Bauteils kontaktiert. Als Medium zur Aufnahme der Entschichtungsflüssigkeit ist Watte, ein Schwamm oder ein poröses Material auf keramischer oder synthetischer Basis vorgesehen. Diese bekannte Lösung des partiellen Entschichtens von Bauteilen, sowie gebräuchliche Techniken, die auf einem Abdecken der zu schützenden Bauteilbereiche beruhen, weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Zum Abdecken der zu schützenden Bauteilbereiche werden Lacke, Wachse oder Einkapselungen mit Abdeckvorrichtungen vorgesehen. Bei jeder dieser Abdecktechniken wird in der Regel das gesamte Bauteil in die Strip-Lösung eingetaucht, wobei die abgedeckten Bauteilbereiche nicht mit der Strip-Lösung benetzt werden. Generell verursacht das Abdecken vor dem Strippen hohe Kosten. Vor allem bei Lack- oder Wachsverfahren sind die Durchlaufzeiten für eine Serienproduktion oft nicht akzeptabel. Ein Abdecken durch das Einkapseln der zu schützenden Bauteilbereiche ist ferner nur an einfachen Bauteilgeometrien möglich. Gewölbte oder sphärische Flächen von Hinterschneidungen sind oft nicht mit vertretbarem Aufwand durch Kapseltechniken zu schützen, da die komplexen Konturen beispielsweise der Saugseite oder Druckseite von Schaufelelementen eine ebenso komplexe Kontur der Abdeckung erforderlich macht. Ein weiteres Problem ergibt sich am Übergang von benetzter, d.h. nicht abgedeckter zur unbenetzten, abgedeckten Oberfläche. Gebräuchliche Abdeckungen neigen zur Unterwanderung, so dass ein scharfes Abgrenzen in den meisten Fällen nicht möglich ist. Auch kann das Strippen zur Stufenbildung im Übergangsbereich führen, deren Kerbwirkung aus Festigkeitsgründen des Schaufelelementes oder des BLISKs nicht akzeptabel ist.
Eine Tauchlösung scheidet bei den scheibenförmigen BLISKs häufig aus, da nur die radial außenseitig angebrachten Schaufelelemente in Kontakt mit der Entschichtungs- flüssigkeit gebracht werden müssen. Ein einfaches Eintauchen ist insofern nicht möglich, als dass ein Bad aus der Entschichtungsflüssigkeit ein Eintauchen lediglich in der Senkrechten ermöglicht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entschichtungsvorrichtung für das Entschichten von Bauteilen aus Flugzeugtriebwerken zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und ein einfaches Entschichten von radialsymmetrischen Bauteilen im radial außenseitigen Bereich ermöglicht.
Diese Aufgabe wird von einer Entschichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein um wenigstens eine Rotationsachse rotierender Aufnahmebehälter zur Aufnahme der Entschichtungsflüssigkeit vorgesehen ist, und die Entschichtungsflüssigkeitsoberfläche durch die Rotation einen Rotationsparaboloid bildet, wobei das oder die lokal zu entschichtenden Bauteile im Behälter aufgenommen sind und radial außenseitig in die Entschichtungsflüssigkeit eintauchen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Schaffung eines ringförmigen Entschichtungsbades, welches aus der Entschichtungsflüssigkeit selbst gebildet ist. Durch die Rotation des Aufnahmebehälters wird ebenso die darin aufgenommene Entschichtungsflüssigkeit in Rotation versetzt. Dafür weist die Entschichtungsvorrichtung einen Aufnahmebehälter auf, in den das zu entschichtende Bauteil eingebaut bzw. ausgebaut werden kann. Der Aufnahmebehälter und das zu entschichtende Bauteil sind somit fest miteinander verbunden und in einer Drehvorrichtung montiert. Damit wird insgesamt eine karussellartige Vorrichtung geschaffen, welche den Aufnahmebehälter mit dem zu entschichtenden Bauteil und der darin aufgenommenen Entschichtungsflüssigkeit in Rotation versetzt. Der Aufnahmebehälter ermöglicht dabei entweder direkt die Aufnahme der Entschichtungsflüssigkeit oder es ist zumindest eine geeignete Zuführung der Entschichtungsflüssigkeit möglich. Wird der karussellartige Aufnahmebehälter mit der Entschichtungsflüssigkeit in eine Drehbewegung versetzt, so wirkt auf die Entschichtungsflüssigkeit eine Zentrifugalkraft. Diese auch als Fliehkraft bezeichnete Zentrifugalkraft wirkt dabei von der Rotationsachse weg, so dass auf die Flüssigkeit eine nach außen fliehende Kraft senkrecht zur Drehrichtung wirkt. Bei einer ausreichend großen Drehzahl wird daher die Entschichtungsflüssigkeit in den äußeren Bereich des Aufnahmebehälters gedrückt. Die Rotation des aus dem Aufnahmebehälter, der Entschichtungsflüssigkeit sowie dem zu entschichtenden Bauteil gebildeten Gesamtsystems bedingt eine paraboloide Verformung der Oberfläche der Entschichtungsflüssigkeit und erlaubt dadurch eine gezielte Benetzung der Außenbereiche des rotationssymmetrischen zu entschichtenden Bauteils. Durch die gewählte Geometrie und die richtige Anordnung des BLISKS-Bauteils und der Geometrie des Aufnahmebehälters kommt es zur Bildung eines ringförmigen Entschichtungs- bades. Der gesamte Schaufelblattkranz des BLISK-B auteils taucht daher in das ringförmige Entschichtungsbad ein und wird so mit der Entschichtungsflüssigkeit benetzt. Hingegen bleiben die Bereiche des BLISKs, welche innenliegend angeordnet sind und nicht entschichtet werden müssen, von der Entschichtungsflüssigkeit unbenetzt.
Damit wird eine komplette Benetzung des BLISK-Bauteils mit der Entschichtungsflüssigkeit durch die erfindungsgemäße Entschichtungsvorrichtung ausgeschlossen. Ein zusätzliches Abdecken von Bauteiloberflächen, die nicht mit der Entschichtungsflüssigkeit benetzt werden dürfen, entfällt somit vollständig. Über den Füllstand der Entschichtungsflüssigkeit, die Drehzahl des Aufnahmebehälters sowie die Eintauchtiefe des zu entschichtenden Bauteils sowie die Form des Benetzungshorizontes des Schaufelkranzes kann die Entschichtung gezielt reguliert werden. Zwischen der be- und unbenetzten Oberfläche bildet sich eine scharfe Grenze aus, die die Wirkung der Entschichtungsflüssigkeit nur auf den zu entschichtenden Oberflächenbereich begrenzt. Durch die Variation des Flüssigkeitsspiegels der Entschichtungsflüssigkeit, also durch die Füllmenge während des Entschichtens eines Bauteils, besteht die Möglichkeit, den Übergangsbe- reich zwischen der entschichteten und der nicht entschichteten Oberfläche des Bauteils auf eine größere Bauteiloberfläche zu verteilen. Die Änderung der Füllmenge erfolgt dabei während des Betriebes der Entschichtungsvorrichtung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das zu entschichtende Bauteil ein BLISK-Bauteil und/oder ein BLING-Bauteil ist und innerhalb des Aufnahmebehälters aufnehmbar ist, wobei das Bauteil mit dem Rotationsaufnahmebehälters mitrotiert. BLING- Bauteile unterscheiden sich von BLISK- Bauteilen im Wesentlichen dadurch, dass ein ringartiger Innenteil zur Aufnahme der Schaufelelemente vorgesehen ist, und das Bauteil somit außenseitige „BLades" und einen innenseitigen „rING" umfasst.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Aufnahmescheibe, um einzelne Schaufelelemente innerhalb des Aufnahmebehälters auf der Aufnahmescheibe aufzunehmen, um diese rotationssymmetrisch radial nach außen gerichtet anzuordnen. Somit können auch einzelne Schaufelelemente auf gleiche Weise in Kontakt mit der Entschichtungs- flüssigkeit innerhalb des ringförmigen Entschichtungsbades gebracht werden. Daher sind mehrere Anwendungsmöglichkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, so dass die Entschichtungsvorrichtung zum Entschichten von Schaufeln, von Schaufelspitzenpanzerungen, von Alitierschichten sowie von Wärmedämmschichten, sogenannten Heißgaskorrosionsschutzschichten (HGK) eingesetzt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Heizeinrichtung zur gesamten oder teilweisen Beheizung der Entschichtungsflüssigkeit. Die Heizeinrichtung entspricht einer Zusatzeinrichtung, welche die Entschichtungsflüssigkeit innerhalb des Aufnahmebehälters beheizen kann. Damit ist der Vorteil gegeben, dass durch die Erwärmung der Entschichtungsflüssigkeit die Entschichtungszeiten verkürzt werden können. Manche chemischen Reaktionen, die für das Entschichten not- wendig sind, laufen unterhalb von einer Mindesttemperatur nur sehr langsam oder gar nicht ab. Die Heizeinrichtung kann direkt am rotierenden Entschichtungsbehälter montiert sein oder beispielsweise auch über eine Strahlung auf die Entschichtungsflüssigkeit einwirken.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Entschichtungsflüssigkeit umfasst. Bei Beendigung eines Entschichtungszyklus ist es vorteilhaft, die Entschichtungsflüssigkeit zu kühlen, da ein schnelles Abkühlen der Entschichtungsflüssigkeit nach Abschluss des Entschichtungsvorgangs vor der Verringerung der Karusselldrehzahl einem Aufkrusten von Salzen der Entschichtungsflüssigkeit auf den Innenwänden des Aufnahmebehälters entgegenwirkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, dass die Rotationsachse der Entschichtungsvorrichtung raumveränderlich ist, so dass die Rotationsachse horizontal, vertikal oder unter einem beliebigen Winkel zur Horizontalen ausrichtbar ist. Die Vertikale beschreibt die Richtung der Schwerkraft, so dass die Horizontale 90° verdreht zur Vertikalen angeordnet ist. Damit ergibt sich bei einer geneigten Betriebsweise der Entschichtungsvorrichtung durch eine Abstimmung zwischen der Bauteilgeometrie und der Bauteilform sowie der erzielbaren Oberfläche der Entschichtungsflüssigkeit ein veränderter Rotationsparaboloid, um die Entschichtungsgrenze über dem Bauteil zu ändern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein oder mehrere Flüssigkeitsbehälter, in denen die Entschichtungsflüssigkeit während des Betriebes aufnehmbar ist. Einige Entschichtungsprozesse basieren auf einer Folge von Strip-Zyklen mit unterschiedlichen Strip-Lösungen. Um eine Entschichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch für solche Entschichtungsprozesse heranzuzie- hen zu können, bei denen die Strip-Lösung während des Betriebes gewechselt werden muss, ist ein Austausch der Strip-Lösung eine wesentliche Voraussetzung. Zu diesem Zweck können zwei oder mehrere Vorratsbehälter am rotationssymmetrischen Aufnahmebehälter außenseitig oder innenseitig integriert sein, die je nach Strip-Zyklus die gewünschte Strip-Lösung aufnehmen bzw. freigeben. Das Befüllen und Entleeren des Aufnahmebehälters kann über geeignete Vorrichtungen erfolgen, wobei die Vorrichtungen auch so konzipiert sein können, dass ein Befullen und Entleeren während des Betriebes, d.h. während der Rotation des Aufnahmebehälters durchgeführt werden kann. Ferner kann vorteilhaft sein, das Volumen des Strip-Bades an die Größe der zu entschichtenden Bauteiloberfläche anzupassen. Dabei erfolgt eine Abstimmung zwischen Volumen der Strip-Lösung, der chemischen Reaktivität der Strip-Lösung und der zu entschichtenden Bauteiloberfläche des abzutragenden Volumens. Das Volumen des Strip-Bades wird so gewählt, dass die Strip-Lösung nach der Entschichtung des Bauteils aufgebraucht ist und keine weitere chemische Reaktivität besitzt.
Daher ist vorgesehen, dass der Aufnahmebehälter unterseitig ein ringförmig umlaufendes Vorratsvolumen aufweist, in welchem während des Stillstandes des Aufnahmebehälters die Entschichtungsflüssigkeit bevorratet ist. Wird nun der Aufnahmebehälter in Rotation versetzt, so weist dieser zur Aufnahme der Entscliichtungsflüssigkeit und zur Anpassung der Füllmenge eine entsprechend angepasste Kontur auf. Mittels dieser an- gepassten Kontur ist ein Arbeitsvolumen geschaffen, wobei der Aufnahmebehälter zur Anpassung der Füllmenge der Entschichtungsflüssigkeit ein rotationssymmetrisch umlaufendes Arbeitsvolumen umfasst, in welche die Entschichtungsflüssigkeit während des Betriebes des Aufnahmebehälters aufgenommen ist. Erst beim Abbremsen bzw. im Stillstand des Aufnahmebehälters fließt die Entschichtungsflüssigkeit in das Vorratsvolumen zurück, da die Fliehkraft nicht weiter auf die Entschichtungsflüssigkeit wirkt. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht der Entschichtungsvorrichtung mit einer Entschichtungsflüssigkeit, welche innerhalb eines Aufnahmebehälters aufgenommen ist;
Figur 2 einen quergeschnittenen Halbschnitt der Entschichtungsvorrichtung mit einem Aufnahmebehälter, wobei die Entschichtungsvorrichtung im ruhenden Zustand gezeigt ist; und
Figur 3 einen quergeschnittenen Halbschnitt der Entschichtungsvorrichtung, wobei sich die Entschichtungsvorrichtung im Betrieb befindet.
Die in Figur 1 gezeigte Entschichtungsvorrichtung 1 dient zur Entschichtung von Schaufelelementen 2, welche radial außenseitig an einem rotationssymmetrischen BLISK-Bauteil 3 angeordnet sind. Die Entschichtungsvorrichtung 1 umfasst einen Aufnahmebehälter 6, in welchem eine Entschichtungsflüssigkeit 4 aufgenommen ist. Der Aufnahmebehälter 6 kann um eine Rotationsachse 5 in Rotation versetzt werden, so dass sich die Entschichtungsflüssigkeit 4 ebenfalls dreht. Aufgrund der Drehbewegung der Entschichtungsflüssigkeit 4 bildet sich in der Entschichtungsflüssigkeitsoberfläche 7 eine paraboloidartige Kontur aus. In Abhängigkeit von der Drehzahl des Aufnahmebehälters 6 wirkt die Fliehkraft in horizontaler Richtung auf die Entschichtungsflüssigkeit 4 so stark ein, dass ein ringförmiges Entschichtungsbad gebildet werden kann. Zur Sicherung gegen den Austritt der Flüssigkeit kann noch ein Ringdeckel 8 a aufgesetzt werden. Wird nun das BLISK-Bauteil 3 mit den radial außenseitig angeordneten Schaufelelementen 2 in das Entschichtungsbad eingetaucht, so werden lediglich die Schaufel- demente 2 oder sogar nur die außenseitigen Bereiche der Schaufelelemente 2 mit der Entschichtungsflüssigkeit 4 benetzt. Dafür muss das BLISK-Bauteil 3 in vertikaler Richtung verfahren werden, um die Eintauchtiefe der Schaufelelemente 2 in die Entschichtungsflüssigkeit 4 zu bestimmen. Die vertikale Bewegung des BLISK-Bauteils 3 ist durch zwei Pfeile, welche nach oben zeigen und zwei Pfeile, welche nach unten zeigen, angedeutet.
In den Figuren 2 und 3 ist ein jeweiliger Halbschnitt durch den Aufnahmebehälter 6 der Entschichtungsvorrichtung 1 dargestellt. Gemäß der Darstellung in Figur 2 befindet sich die Entschichtungsflüssigkeit 4 in einem Vorratsvolumen 8 innerhalb des Aufnahmebehälters 6, wobei das Vorratsvolumen 8 auf der Unterseite des Aufnahmebehälters 6 vorgesehen ist. Befindet sich die Entschichtungsvorrichtung 1 im hier gezeigten Ruhezustand, so wirkt auf die Entschichtungsflüssigkeit 4 lediglich die Schwerkraft, so dass sich diese innerhalb des Vorratsvolumens 8 befindet.
Gemäß der Darstellung in Figur 3 befindet sich die Entschichtungsvorrichtung 1 in Betrieb, so dass der Aufnahmebehälter 6 und die Entschichtungsflüssigkeit 4 um die Rotationsachse 5 rotieren. Aufgrund der Fliehkraft, welche auf die Entschichtungsflüssigkeit 4 wirkt, läuft diese aus dem Vorratsvolumen 8 heraus und füllt ein radial umlaufendes Arbeitsvolumen 9. Die Schaufelelemente 2 sind nunmehr innerhalb der Entschichtungsflüssigkeit 4 eingetaucht, wobei die Entschichtungsflüssigkeit ringförmig innerhalb des Aufnahmebehälters 6 umlaufend angeordnet ist. Erst bei erneutem Abbremsen und einem Stillstand des Aufnahmebehälters fließt die Entschichtungsflüssigkeit 4 in das Vorratsvolumen 8 zurück, und das BLISK-Bauteil 3 kann aus der Entschichtungsvorrichtung 1 entnommen werden.
Die Entschichtungsvorrichtung 1 kann insbesondere für chemische und / oder elektrochemische Verfahren geeignet sein. Der Aufnahmebehälter kann in vorteilhafter Gestal- tung ganz oder teilweise als Gegenelektrode zum Bauteils, vorzugsweise als Kathode, verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass im Bereich 4 einsetzbare Mitnehmer vorgesehen sind.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Entschichtungsvorrichtung (1) für rotationssymmetrische Bauteile, insbesondere aus Flugzeugtriebwerken, wobei die EntSchichtung mittels einer Entschichtungs- flüssigkeit (4) erfolgt, welche lokal mit dem zu entschichtenden Bauteil in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein um wenigstens eine Rotationsachse (5) rotierender Aufnahmebehälter (6) zur Aufnahme der Entschichtungsflüssigkeit (4) vorgesehen ist, und die Entschichtungsflüssigkeitsoberfläche (7) durch die Rotation einen Rotationsparaboloid bildet, wobei das oder die lokal zu entschichtenden Bauteil(e) im Behälter aufgenommen sind und radial außenseitig in die Entschichtungsflüssigkeit (4) eintauchen.
2. Entschichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu entschichtende Bauteil ein BLISK- Bauteil (3) und/oder ein BLING- Bauteil ist, welches innerhalb des Aufnahmebehälters (6) mitrotierend aufgenommen ist.
3. Entschichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Aufnahmescheibe umfasst, um einzelne Schaufelelemente (2) innerhalb des Aufnahmebehälters (6) auf der Aufnahmescheibe aufzunehmen, um diese rotationssymmetrisch radial nach außen gerichtet anzuordnen.
4. Entschichtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Heizeinrichtung zur gesamten oder teilweisen Beheizung der Entschichtungsflüssigkeit (4) umfasst.
5. Entschichtungs Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Entschichtungsflüssigkeit (4) umfasst.
6. Entschichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (5) der Entschichtungsvorrichtung (1) raumveränderlich ist, sodass die Rotationsachse (5) horizontal, vertikal oder unter einem beliebigen Winkel zur Horizontalen ausrichtbar ist.
7. Entschichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein oder mehrere Flüssigkeitsbehälter umfasst, in denen die Entschichtungsflüssigkeit (4) während des Betriebes aufhehmbar ist.
8. Entschichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entschichtung mehrere Entschichtungsflüs- sigkeiten (4) zur aufeinander folgenden Anwendung vorgesehen sind, welche während des Betriebes der Vorrichtung austauschbar sind, und die Entschich- tungsflüssigkeiten (4) innerhalb der Behälter aus dem Aufnahmebehälter (6) aufnehmbar und in diesen wieder eingebbar sind.
9. Entschichtungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (6) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
10. Entschichtungs Vorrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (6) unterseitig ein ringförmig umlaufendes Vorratsvolumen (8) aufweist, in welchem während des Stillstandes des Aufnahmebehälters (6) die Entschichtungsflüssigkeit (4) bevorratet ist.
11. Entschichtungs Vorrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (6) zur Anpassung der Füllmenge der Entschichtungsflüssigkeit (4) an die Kontur des zu entschichtenden Bauteils angepasst ist.
12. Entschichtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (6) zur Anpassung der Füllmenge der Entschichtungsflüssigkeit (4) ein rotationssymmetrisch umlaufendes Arbeitsvolumen (9) umfasst, in welchem die Entschichtungsflüssigkeit (4) während des Betriebes des Aufnahmebehälters (6) aufgenommen ist.
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