EP2103384A1 - Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel Download PDF

Info

Publication number
EP2103384A1
EP2103384A1 EP09154985A EP09154985A EP2103384A1 EP 2103384 A1 EP2103384 A1 EP 2103384A1 EP 09154985 A EP09154985 A EP 09154985A EP 09154985 A EP09154985 A EP 09154985A EP 2103384 A1 EP2103384 A1 EP 2103384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blisk
grinding
medium
abrasive
blade
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.)
Granted
Application number
EP09154985A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2103384B1 (de
Inventor
Arno Secherling
Matthias Biertz
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.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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 Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG filed Critical Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Publication of EP2103384A1 publication Critical patent/EP2103384A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2103384B1 publication Critical patent/EP2103384B1/de
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/003—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor whereby the workpieces are mounted on a holder and are immersed in the abrasive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
    • B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/34—Rotor-blade aggregates of unitary construction, e.g. formed of sheet laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/40—Heat treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a blisk drum, in which two or more prefabricated blisks are welded together and the blisk drum thus formed is subsequently subjected to a heat treatment and the blade surfaces are polished in the last processing step.
  • Gas turbine rotors and particularly the rotors of gas turbine engine compressors, are designed with a blading integrally formed on the annular outer periphery of a disk or ring for reliability, weight-saving, performance and durability.
  • Such components are referred to as blisks, which term is a shorthand of the English language term "blade integrated disk”.
  • the production of blisks is known to be carried out by welding, in particular friction welding, separately manufactured blades with the peripheral surface of the preferably forged disc or by emanating from the outer peripheral surface of the disc material removal by means of cutting and / or chemical processes for forming the blades of the full material.
  • the blades are finished by smoothing techniques, such as vibratory sliding, in which the blisk is housed in a vibrating container filled with an abrasive medium in which the blades are ground or polished due to a spiral motion of the abrasive medium caused by the vibration and thereafter have a roughness (Ra) at the blade surfaces that substantially satisfies the aerodynamic requirements during operation of the gas turbine. Subsequently, the blisk If necessary, subject the pane to an etching process.
  • smoothing techniques such as vibratory sliding
  • the smoothing of the blades on a blisk drum is known to be controlled by robots controlled by a predetermined program and equipped with a polishing lance.
  • the polishing of the individual blades with polishing lances is time consuming and costly.
  • the accessibility to the blade surfaces is partially limited, so that the required aerodynamic efficiency can not be achieved.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a welded blisk drum in such a way that the blisk blades meet both the roughness of the side surfaces as well as in terms of their leading and trailing edge and extending on the blade tip high aerodynamic requirements and the time and Cost is also low.
  • the basic idea of the invention is to immerse a welded and heat-treated blast drum as a whole in a pasty, flowable abrasive medium and the blisk blades by a relative movement between the blisk drum and the grinding medium exclusively at the printing and the suction side to grind, while the leading and trailing edge and extending at the blade tip edge are either covered or prevented by arranged in the abrasive guide elements relative movement of the grinding medium in the edge regions and the abrasive medium is primarily directed to the surfaces to be ground of the blades. In this way, all blade surfaces of a blisk drum can be polished in a single operation with little time and cost, while the blade edges retain their already generated during the production of the individual blisks aerodynamically favorable shape.
  • the blade edges can also be manufactured to a certain extent in accordance with the material worn away at the blade edges in the action of the abrasive medium so that the blade edges are indeed treated with the abrasive medium but ultimately have the most aerodynamically favorable shape ,
  • the relative movement between the abrasive media and the blisk blades is achieved by a vibratory movement of the container containing the blisk drum held therein and the abrasive media.
  • the blisk can also move in the grinding medium but translational or rotating. It is also conceivable a combination of the aforementioned movement variants, wherein both the blisk drum and the container receiving the abrasive medium can be moved.
  • the blisk drum can be arranged vertically or horizontally in the container receiving the abrasive medium. Before being introduced into the grinding medium, the open end faces of the blisk drum are closed.
  • an abrasive paste with abrasive carriers bonded into it is used as the grinding medium so as to increase the pressure build-up on the blade surfaces to be ground.
  • the surface of the blisk drum after the heat treatment is first treated with an etchant in order to reduce a surface roughness caused by the heat treatment.
  • an etchant By subsequent to the etching treatment ball solidification of the blade surfaces, the strength of the blades is increased and reduces the risk of stress corrosion cracking. As a result of shot peening, the roughness of the blade surfaces increases. In the subsequent polishing of the entire blisk drum in the abrasive medium, however, the roughness of the blade surfaces is reduced to a value that meets the highest aerodynamic requirements.
  • the annular disks are first produced with integrally molded or shaped blades, so-called blisks, in the respectively required dimensioning for the individual stages of the compressor of a gas turbine and then welded into a multi-stage blisk drum.
  • the roughness of the blade surfaces at this time is at a roughness value (Ra) of about 0.25.
  • the blisk drum is subjected to a heat treatment to eliminate the stresses caused by the welding process.
  • a subsequent chemical treatment in an etching medium by ablating a brittle surface layer formed as a result of the heat treatment, the surface roughness is reduced to a roughness value Ra of increased by about 0.4.
  • the blades of the blisk drum are shot-peened in a special process in which the shape of the leading and trailing edges of the blade and the blade tip edge is not affected in order to increase the strength of the blades by introducing compressive residual stresses in the mutual surface layers Minimize the risk of cracking and thus increase the life of the blades.
  • a multiplicity of extremely small dome-shaped recesses are formed in the blade surfaces, so that the roughness value of the blade surface increases to a roughness value Ra of approximately 0.7.
  • the shot peening process is followed by a vibratory grinding treatment of all blades of the blisk drum, as a result of which the blade surfaces have an aerodynamically advantageous roughness value of Ra ⁇ 0.25 and the shape of the blade edges also satisfies the aerodynamic requirements imposed on them.
  • the aforementioned vibratory grinding of the blade surfaces is carried out in a filled with a pasty, flowable abrasive medium, sized according to the shape and size of the blisk drum abrasive container by a relative movement between the abrasive medium and the blade surfaces.
  • the blisk drum which is closed at the front, completely dips into the grinding medium.
  • the relative movement between the abrasive medium and the blade surfaces may be effected by vibration of the abrasive container and the blisk drum mounted thereon, for example, perpendicularly, the abrasive medium performing a torodial motion due to vibration of the abrasive container.
  • the blisk drum is translationally moved in the abrasive or is rotated about its axis.
  • the movement of the blade surfaces relative to the abrasive medium can also be achieved by a rotary movement of a horizontally mounted in the abrasive container blisk drum.
  • the abrasive medium consists of abrasive carriers embedded in a grinding paste, the combination of compact abrasive carriers and actual abrasive providing the necessary pressure build-up on the grinding surfaces and optimum grinding action.
  • the grinding medium can be targeted to the blade surfaces to be machined in order to achieve the desired grinding effect, while the relative movement between the blade parts not to be treated, namely the blade edges, and the abrasive medium is prevented not to change the original shape of the blade edges.
  • undesired material removal at the blade edges / blade tips can also be prevented by covering them.
  • the blade tips of the blades of the blisk remain thereby straight and sharp-edged, while maintaining a predetermined, preferred oval profile of the blade leading edges.
  • the grinding process can also be carried out without covering the blade edges or suppressing the relative movement at the blade edges, if already during the production of the individual blisks in the area in question, for example the leading edge of the blade, a certain amount of excess material that is involved with the Grinding abraded amount of material is identical, "held", that is, the blades during manufacture in knowledge of the unwanted during grinding material removal be dimensioned larger in the appropriate places.
  • a blisk drum which meets the highest aerodynamic requirements in terms of the blade edge geometry and the roughness of the blade surfaces and which can also be produced with reduced time and cost.
  • welded blisk drums can be produced, the blades of which have high strength and resistance to stress corrosion cracking, aerodynamically shaped leading and trailing edges and a sharp edged blade tip edge to ensure the required gap attitude and finally over blade side surfaces with an aerodynamically advantageous low roughness in the present embodiment is Ra ⁇ 0.25 have.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Bei der Herstellung von geschweißten Blisktrommeln für Gasturbinentriebwerke werden zwei oder mehrere integral beschaufelte Scheiben (Blisks) zu einer Blisktrommel verschweißt, die anschließend wärmebehandelt wird. Im letzten Bearbeitungsschritt werden die Bliskschaufeln poliert, indem die Blisktrommel als Ganzes in ein fließfähiges, pastöses Schleifmedium eintaucht und durch eine translatorische und/oder vibratorische und/oder rotatorische Bewegung der Blisttrommel oder eines das Schleifmedium aufnehmenden Behälters eine Relativbewegung zwischen der Blisktrommel und dem Schleifmedium erzeugt wird. Um eine Formänderung der Schaufelkanten während des Polierens zu vermeiden, wird die Relativbewegung in diesen Bereichen durch Leitelemente verhindert. Die Schaufelkanten können auch abgedeckt werden oder es kann ein Materialüberschuss an den Schaufelkanten vorgehalten werden, der dann während des Scheifens abgetragen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Blisktrommel, bei dem zwei oder mehrere vorgefertigte Blisks miteinander verschweißt werden und die so gebildete Blisktrommel anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen wird und die Schaufeloberflächen im letzten Bearbeitungsschritt poliert werden.
  • Gasturbinenrotoren und insbesondere die Rotoren der Kompressoren von Gasturbinentriebwerken werden unter dem Aspekt der Zuverlässigkeit, Gewichtseinsparung, Leistungssteigerung und Lebensdauer mit einer am ringförmigen Außenumfang einer Scheibe oder eines Ringes integral ausgebildeten Beschaufelung ausgeführt. Derartige Bauteile werden als Blisks bezeichnet, wobei dieser Begriff eine Kurzform des englischsprachigen Ausdrucks "blade integrated disk"ist. Die Herstellung von Blisks erfolgt bekanntermaßen durch Verschweißen, insbesondere Reibschweißen, separat gefertigter Schaufeln mit der Umfangsfläche der vorzugsweise geschmiedeten Scheibe oder durch einen von der Außenumfangsfläche der Scheibe ausgehenden Materialabtrag mittels spangebender und/oder chemischer Verfahren zur Ausformung der Schaufeln aus dem vollen Material. Zum Abschluss erfolgt eine Feinbearbeitung der Schaufeln durch Glättungsverfahren, beispielsweise Vibrationsgleitschleifen, bei dem die Blisk in einem mit einem Schleifmedium gefüllten, vibrierenden Behälter untergebracht ist, in dem die Schaufeln aufgrund einer durch die Vibration bewirkten spiralförmigen Bewegung des Schleifmediums geschliffen bzw. poliert werden und danach eine den aerodynamischen Anforderungen während des Betriebs der Gasturbine im Wesentlichen genügende Rauhigkeit (Ra) an den Schaufelflächen aufweisen. Anschließend wird die Blisk Scheibe bei Bedarf einem Ätzverfahren unterzogen. An das Zusammenfügen der einzelnen Blisks zu einer Blisktrommel, beispielsweise in einem Schweißprozess, schließen sich eine Wärmebehandlung der gesamten Blisktrommel sowie Ätzverfahren und ein Verfestigungsverfahren an, in deren Ergebnis die Rauhigkeitswerte deutlich verschlechtert sind und die Schaufelflächen erneut geglättet werden müssen.
  • Das Glätten der Schaufeln an einer Blisktrommel erfolgt bekanntermaßen mit Hilfe von nach einem vorgegebenen Programm gesteuerten, mit einer Polierlanze ausgerüsteten Robotern. Das Polieren der einzelnen Schaufeln mit Polierlanzen ist zeit- und kostenaufwändig. Zudem ist die Zugänglichkeit zu den Schaufelflächen teilweise eingeschränkt, so dass die erforderliche aerodynamische Effizienz nicht erreicht werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel so auszubilden, dass die Bliskschaufeln sowohl hinsichtlich der Rauhigkeit der Seitenflächen als auch hinsichtlich ihrer Vorder- und Hinterkante sowie der an der Schaufelspitze verlaufenden Kante hohen aerodynamischen Anforderungen genügen und der Zeit- und Kostenaufwand zudem gering ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine geschweißte und nach dem Schweißen wärmebehandelte Blisktrommel als Ganzes in ein pastöses, fließfähiges Schleifmedium einzutauchen und die Bliskschaufeln durch eine zwischen der Blisktrommel und dem Schleifmedium erzeugte Relativbewegung ausschließlich an der Druck- und der Saugseite zu schleifen, während die Vorder- und Hinterkante sowie die an der Schaufelspitze verlaufende Kante entweder abgedeckt werden oder durch in dem Schleifmedium angeordnete Leitelemente die Relativbewegung des Schleifmediums in den Kantenbereichen verhindert und das Schleifmedium vorrangig zu den zu schleifenden Oberflächen der Schaufeln geleitet wird. Auf diese Weise können mit geringem zeit- und Kostenaufwand alle Schaufelflächen einer Blisktrommel in einem Arbeitsgang poliert werden, während die Schaufelkanten ihre bereits bei der Herstellung der einzelnen Blisks erzeugte aerodynamisch günstige Form beibehalten.
  • Alternativ können die Schaufelkanten bei der Herstellung der einzelnen Blisks aber auch mit einem gewissen Übermaß entsprechend dem bei der Wirkung des Schleifmediums an den Schaufelkanten abgetragenen Material gefertigt werden, so dass die Schaufelkanten zwar mit dem Schleifmedium behandelt werden, aber letztlich doch die aerodynamisch günstigste Form aufweisen.
  • Die Relativbewegung zwischen dem Schleifmedium und den Bliskschaufeln wird durch eine vibrierende Bewegung des Behälters erreicht, in dem sich die in diesem gehaltene Blisktrommel und das Schleifmedium befinden. Die Blisk kann sich in dem Schleifmedium aber auch translatorisch oder rotierend bewegen. Denkbar ist auch eine Kombination aus den zuvor erwähnten Bewegungsvarianten, wobei sowohl die Blisktrommel als auch der das Schleifmedium aufnehmende Behälter bewegt werden kann. Die Blisktrommel kann in dem das Schleifmedium aufnehmenden Behälter senkrecht oder waagerecht angeordnet sein. Vor dem Einbringen in das Schleifmedium werden die offenen Stirnseiten der Blisktrommel geschlossen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird als Schleifmedium eine Schleifpaste mit in diese eingebundenen Schleifmittelträgern verwendet, um so den Druckaufbau an den zu schleifenden Schaufelflächen zu erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Oberfläche der Blisktrommel nach der Wärmebehandlung zunächst mit einem Ätzmittel behandelt, um eine durch die Wärmebehandlung bedingte Oberflächenrauhigkeit zu vermindern. Durch eine sich an die Ätzbehandlung anschließende Kugelverfestigung der Schaufelflächen wird die Festigkeit der Schaufeln erhöht und die Spannungsrisskorrosionsgefahr verringert. Infolge der Kugelstrahlverfestigung erhöht sich die Rauhigkeit der Schaufeloberflächen. Beim anschließenden Polieren der gesamten Blisktrommel in dem Schleifmedium wird die Rauhigkeit der Schaufeloberflächen jedoch auf einen Wert gesenkt, der höchsten aerodynamischen Anforderungen genügt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
  • In einem ersten Verfahrensschritt werden zunächst die Ringscheiben mit integral an- oder ausgeformten Schaufeln, sogenannte Blisks, in der jeweils erforderlichen Dimensionierung für die einzelnen Stufen des Kompressors einer Gasturbine hergestellt und anschließend zu einer mehrstufigen Blisktrommel verschweißt. Die Rauhigkeit der Schaufelflächen liegt zu diesem Zeitpunkt bei einem Rauhigkeitswert (Ra) von circa 0,25. Anschließend wird die Blisktrommel zur Beseitigung der durch den Schweißvorgang bedingten Spannungen einer Wärmebehandlung unterzogen. In einer darauf folgenden chemischen Behandlung in einem Ätzmedium wird durch Abtragen einer im Ergebnis der Wärmebehandlung gebildeten spröden Oberflächenschicht die Oberflächenrauhigkeit auf einen Rauhigkeitswert Ra von circa 0,4 erhöht. Im nächsten Verfahrensschritt werden die Schaufeln der Blisktrommel in einem speziellen Verfahren, bei dem die Form der Vorder- und Hinterkante der Schaufel sowie der Schaufelspitzenkante nicht beeinträchtigt wird, kugelstrahlverfestigt, um durch Einbringen von Druckeigenspannungen in die beiderseitigen Oberflächenschichten die Festigkeit der Schaufeln zu erhöhen und die Gefahr von Rissbildungen zu minimieren und somit die Lebensdauer der Schaufeln zu erhöhen. Durch das Kugelstrahlverfestigen wird jedoch in die Schaufeloberflächen eine Vielzahl kleinster kalottenförmiger Vertiefungen eingeformt, so dass sich der Rauhigkeitswert der Schaufeloberfläche auf einen Rauhigkeitswert Ra von circa 0,7 erhöht. An die Kugelstrahlverfestigung schließt sich eine Gleitschleifbehandlung aller Schaufeln der Blisktrommel an, in deren Ergebnis die Schaufeloberflächen einen aerodynamisch vorteilhaften Rauhigkeitswert von Ra ≤ 0,25 aufweisen und auch die Form der Schaufelkanten den an diese gestellten aerodynamischen Anforderungen genügt.
  • Das zuvor erwähnte Gleitschleifen der Schaufeloberflächen erfolgt in einem mit einem pastösen, fließfähigen Schleifmedium gefüllten, entsprechend der Form und Größe der Blisktrommel dimensionierten Schleifmittelbehälter durch eine Relativbewegung zwischen dem Schleifmedium und den Schaufelflächen. Die an den Stirnseite verschlossene Blisktrommel taucht vollständig in das Schleifmedium ein. Die Relativbewegung zwischen dem Schleifmedium und den Schaufelflächen kann durch Vibration des Schleifmittelbehälters und der in diesem beispielsweise senkrecht gelagerten Blisktrommel bewirkt werden, wobei das Schleifmedium aufgrund einer Vibration des Schleifmittelbehälters eine torodiale Bewegung ausführt. Es ist aber auch denkbar, dass die Blisktrommel in dem Schleifmittel translatorisch bewegt wird oder um ihre Achse gedreht wird. Die Bewegung der Schaufelflächen relativ zum Schleifmedium kann auch durch eine Drehbewegung einer horizontal in dem Schleifmittelbehälter gelagerte Blisktrommel erzielt werden. Es ist auch eine Kombination aus den zuvor genannten Blisktrommelbewegungen denkbar, das heißt, Vibration und/oder Translation und/oder Rotation.
  • Das Schleifmedium besteht aus in eine Schleifpaste eingebetteten Schleifmittelträgern , wobei die Kombination aus kompakten Schleifmittelträgern und eigentlichem Schleifmittel für den notwendigen Druckaufbau an den Schleifflächen und eine optimale Schleifwirkung sorgt.
  • Mit Hilfe von in dem Schleifmedium angeordneten Leitelementen kann das Schleifmedium gezielt zu den zu bearbeitenden Schaufelflächen gelenkt werden, um genau dort den gewünschten Schleifeffekt zu erzielen, während die Relativbewegung zwischen den nicht zu behandelnden Schaufelteilen, nämlich den Schaufelkanten, und dem Schleifmedium verhindert wird, um die ursprüngliche Form der Schaufelkanten nicht zu verändern. Alternativ kann ein unerwünschter Materialabtrag an den Schaufelkanten/Schaufelspitzen auch durch deren Abdeckung verhindert werden.
    Die Schaufelspitzen der Schaufeln der Blisktrommel bleiben dadurch gerade und scharfkantig, während ein vorgegebenes, bevorzugtes ovales Profil der Schaufelvorderkanten erhalten bleibt. In einer Ausführungsvariante kann der Schleifprozess auch ohne Abdeckung der Schaufelkanten oder ohne Unterdrückung der Relativbewegung an den Schaufelkanten durchgeführt werden, wenn bereits bei der Herstellung der einzelnen Blisks in dem betreffenden Bereich, beispielsweise der Schaufelvorderkante, eine bestimmte - überschüssige - Materialmenge, die mit der beim Schleifen abgetragenen Materialmenge identisch ist, "vorgehalten" wird, das heißt, die Schaufeln bei der Herstellung in Kenntnis des beim Schleifen unerwünschten Materialabtrags an den entsprechenden Stellen stärker dimensioniert werden.
  • Im Ergebnis des zuvor beispielhaft geschilderten Verfahrens wird eine Blisktrommel bereitgestellt, die hinsichtlich der Schaufelkantengeometrie und der Rauhigkeit der Schaufeloberflächen höchsten aerodynamischen Anforderungen gerecht wird und die zudem mit vermindertem Zeit- und Kostenaufwand hergestellt werden kann. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können geschweißte Blisktrommeln hergestellt werden, deren Schaufeln eine hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aufweisen, aerodynamisch geformte Vorder- und Hinterkanten sowie eine scharfkantig ausgebildete Schaufelspitzenkante zur Gewährleistung der geforderten Spalthaltung haben und schließlich über Schaufelseitenflächen mit einer aerodynamisch vorteilhaften niedrigen Rauhigkeit, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Ra ≤ 0.25 liegt, verfügen.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Blisktrommel, bei dem zwei oder mehrere vorgefertigte Blisks miteinander verschweißt oder anderweitig verbunden werden und die so gebildete Blisktrommel anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen wird und die Schaufeloberflächen im letzten Bearbeitungsschritt poliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Blisktrommel als Ganzes innerhalb eines fließfähigen, pastösen Schleifmediums mittels einer durch Vibration und/oder Translation und/oder Rotation der Blisktrommel oder eines das Schleifmedium aufnehmenden Behälters zwischen der Blisktrommel und dem Schleifmedium erzeugten Relativbewegung poliert wird, wobei die Schleifbewegung des Schleifmediums durch in diesem vorgesehene Leitelemente in Schaufelbereichen mit unerwünschtem Materialabtrag unterdrückt wird oder diese Bereiche abgedeckt werden oder bei der Herstellung der Blisks entsprechend dem beim Schleifen erwarteten Materialabtrag stärker dimensioniert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten der Bliskschaufeln vor dem Polieren die endgültige Form und Dimensionierung aufweisen und während des Poliervorgangs in dem Schleifmedium abgedeckt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schaufelkanten eine bestimmte, über die Fertigform hinausgehende Materialmenge vorgehalten wird, die während des Poliervorgangs oder durch andere Verfahren abgetragen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifbewegung des Schleifmediums durch die Form und Anordnung der Leitelemente zu den Schleifbereichen hin und entlang den Schleifbereichen gesteuert wird, und an anderen, zu schützenden Bereichen verhindert oder reduziert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Stirnseiten der Blisktrommel vor dem Eintauchen in das Schleifmedium verschlossen werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmedium eine Schleifpaste mit in diese zum Druckaufbau an den Schleifflächen eingebetteten Schleifmittelträgern ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Blisktrommel nach der Wärmebehandlung mit einem Ätzmedium behandelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln der Blisktrommel nach dem Ätzen kugelstrahlverfestigt werden oder anderen Oberflächenverfestigungsverfahren zugeführt werden.
EP09154985.7A 2008-03-18 2009-03-12 Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel Ceased EP2103384B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810014725 DE102008014725A1 (de) 2008-03-18 2008-03-18 Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2103384A1 true EP2103384A1 (de) 2009-09-23
EP2103384B1 EP2103384B1 (de) 2013-11-20

Family

ID=40679512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09154985.7A Ceased EP2103384B1 (de) 2008-03-18 2009-03-12 Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2103384B1 (de)
DE (1) DE102008014725A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015209745A1 (de) 2015-05-28 2016-12-01 MTU Aero Engines AG Verfahren zur Herstellung einer Tl-Blisk

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021824A1 (de) * 2009-05-18 2010-11-25 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zum Kantenentgraten und -verrunden
DE102013107493A1 (de) * 2013-07-15 2015-01-15 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Bearbeitung einer im Wesentlichen rotationssymmetrischen und um eine Achse drehbar gelagerten Rotorvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4447992A (en) * 1981-09-18 1984-05-15 United Technologies Corporation Shuttle for a tumbling operation
WO2000029171A1 (de) 1998-11-14 2000-05-25 MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MüNCHEN GMBH Anordnung zur feinbearbeitung von rotationssymmetrischen bauteilen
WO2002024411A1 (fr) * 2000-09-21 2002-03-28 Snecma Moteurs Grenaillage transversal par ultrasons des aubes sur un rotor
EP1426141A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-09 General Electric Company Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer vorbestimmten Materialmenge aus dem Unterteil einer Schwalbenschwanznut in einer Gasturbinenrotorscheibe

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341602A (en) * 1993-04-14 1994-08-30 Williams International Corporation Apparatus for improved slurry polishing
JP2002526276A (ja) * 1998-09-21 2002-08-20 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 中空構造部品の内面処理方法
DE10309456A1 (de) * 2003-03-05 2004-09-16 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes
DE102005024733A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-07 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Oberflächenstrahlen von integral beschaufelten Rotoren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4447992A (en) * 1981-09-18 1984-05-15 United Technologies Corporation Shuttle for a tumbling operation
WO2000029171A1 (de) 1998-11-14 2000-05-25 MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MüNCHEN GMBH Anordnung zur feinbearbeitung von rotationssymmetrischen bauteilen
WO2002024411A1 (fr) * 2000-09-21 2002-03-28 Snecma Moteurs Grenaillage transversal par ultrasons des aubes sur un rotor
EP1426141A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-09 General Electric Company Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme einer vorbestimmten Materialmenge aus dem Unterteil einer Schwalbenschwanznut in einer Gasturbinenrotorscheibe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015209745A1 (de) 2015-05-28 2016-12-01 MTU Aero Engines AG Verfahren zur Herstellung einer Tl-Blisk
DE102015209745B4 (de) 2015-05-28 2018-12-20 MTU Aero Engines AG Verfahren zur Herstellung einer Tl-Blisk

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008014725A1 (de) 2009-09-24
EP2103384B1 (de) 2013-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10337866B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Bauteilen für Gasturbinen
US20090235526A1 (en) Method for the manufacture of a welded blisk drum
EP2514558B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenverfestigen und/oder -glätten eines integralbe- schaufelten Rotorbereiches eines Strahltriebwerkes
EP2251140B1 (de) Verfahren zur Oberflächenverfestigung und -glättung von metallischen Bauteilen
EP1623794B1 (de) Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen
EP1833641A2 (de) Verfahren zum oberflächenstrahlen von hohlräumen, insbesondere von hohlräumen an gasturbinen
DE102008019933A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Vorbereiten einer Oberfläche aus Metall für das Aufbringen einer thermisch gespritzten Schicht
DE69409498T2 (de) Integrale Schaufel-Rotoreinheit
DE102009021824A1 (de) Verfahren zum Kantenentgraten und -verrunden
EP0492323B1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen
EP2103384B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer geschweißten Blisktrommel
DE102006058678A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen eines Teilelements eines Bauteils einer Gasturbine
EP1954421B1 (de) Verfahren zum herstellen von metallischen bauteilen, insbesondere für turbomaschinen, mit kleinen kantenradien, sowie damit hergestelltes bauteil
DE102015209745B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Tl-Blisk
EP1617972B1 (de) Verfahren zum verrunden von kanten an bauteilen
EP2603355B1 (de) Verfahren zum entfernen einer schicht von einer oberfläche eines körpers
EP1217172B1 (de) Verfahren zur Verringerung der Varianz im Kühlmediumverbrauch von Komponenten einer Strömungsmaschine
DE102011007224A1 (de) Verfahren und Herstellung eines einstückigen Rotorbereiches und einstückiger Rotorbereich
DE102006036839A1 (de) Verfahren zum Bürstentgraten von Kanten von Triebwerksschaufeln
DE102019118072A1 (de) Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors
DE2758285A1 (de) Schleifscheibe und verfahren zu ihrer herstellung
EP1701817A1 (de) Verfahren zur herstellung bzw. bearbeitung von bauteilen
DE102012001989A1 (de) Verfahren zur mechanischen Randzonenverfestigung von Bauteilen
DE102015004812A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
DE102022123029A1 (de) Laufrad für eine Strömungsmaschine und Verfahren zur Herstellung eines Laufrades

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090716

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20130712

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BIERTZ, MATTHIAS

Inventor name: SECHERLING, ARNO

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20131003

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502009008366

Country of ref document: DE

Effective date: 20140116

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502009008366

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20140821

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502009008366

Country of ref document: DE

Effective date: 20140821

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 9

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20200327

Year of fee payment: 12

Ref country code: GB

Payment date: 20200327

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20200325

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502009008366

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20210312

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20211001

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210331

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210312