EP2253744A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten Rotoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten Rotoren Download PDF

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EP2253744A2
EP2253744A2 EP10159964A EP10159964A EP2253744A2 EP 2253744 A2 EP2253744 A2 EP 2253744A2 EP 10159964 A EP10159964 A EP 10159964A EP 10159964 A EP10159964 A EP 10159964A EP 2253744 A2 EP2253744 A2 EP 2253744A2
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EP
European Patent Office
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rotor
blade
electrolyte
cathodes
etching
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EP10159964A
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Arno Secherling
Morgan Oparaugo
Reinhard KÖNIG
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/02—Etching
    • 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
    • F05D2230/11—Manufacture by removing material by electrochemical methods
    • 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
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for surface etching of integrally bladed rotors (blisks) of aircraft gas turbines.
  • the surfaces of the rotors of turbines or compressors of aircraft gas turbine are known after finishing by mechanical and chemical removal processes subjected to an etching process in order to then make a structural analysis and possibly represent existing structural defects better and can recognize and ultimately the security against the failure of to increase critically classified rotating components during operation.
  • the surface etching of nickel-based rotors can be done by immersion in an etching medium.
  • the etching effect in this case is not sufficiently intense in order to be able to carry out a satisfactory structural evaluation and in fact to be able to ascertain all microstructural defects with certainty. It has also been proposed to electrolytically etch the surface of bare rotor rotor disks based on nickel.
  • the electrochemical removal of the surface is based in this case on the electrical charge exchange between the metallic material of the workpiece and a liquid electrolyte.
  • the rotor disk is thereby immersed in the electrolyte and connected as an anode (positive pole of a direct current source).
  • the current flowing out through the electrolyte and a cathode current in conjunction with the electrolyte leads to a removal of the metal surface by dissolving metal ions.
  • the device provided for carrying out the etching process comprises a filled with the electrolyte Container with arranged on the side walls of the cathode and a provided at one above the container, the positive pole forming the contact rail suspended holding device for - thus acting as the anode - rotor disk.
  • this apparatus achieves, by means of electrolytic etching, an etching action which is intensified in comparison with pure immersion etching and thus improved microstructural evaluation.
  • the electrolytic etching using the known device is only partially suitable, since the etching effect in the blade area due to the complicated blade geometry and on the way from the contacts on the Rotor disc occurring unevenly up to the blade tips power losses and also against the disc surface is lower.
  • the removal of the surface of Blisks for the purpose of subsequent structural assessment is therefore carried out with the more uniform, but less intense immersion rates, with the reliable structural assessment is not guaranteed.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for surface etching of integrally bladed rotors (rotor disks) on nickel base so that in all surface areas a reliable detection of structural defects is guaranteed.
  • the gist of the invention is that electrolytically etched nickel-base integral bladed rotors for aircraft gas turbines for structural evaluation are created by providing additional auxiliary cathodes disposed adjacent to the main cathodes in the blade regions remote from the electrical contact points on the rotor disc from all parts of the anode-connected rotor a uniform flow of current across the electrolyte to the main and auxiliary cathodes, and thus nickel-base blisks sufficiently high and uniform etching effect is achieved and also in the blade area a reliable structural analysis is ensured.
  • adaptable auxiliary cathodes are arranged in shape, size and arrangement to the blade geometry and the flow of current to be achieved via the electrolyte to control the etching effect in the blade area.
  • the auxiliary cathodes associated with the blades in addition to a uniform etching attack, also ensure the protection of the blade tips from combustion.
  • the auxiliary cathodes for influencing the current flow and the etching effect are arranged in a distance corresponding to the respective conditions at one or both blade edges and / or at the blade tips and / or in each case between the blades.
  • the auxiliary cathodes are running as a distance from the blade side edges Annular disc or spaced from the blade tips pipe section or as a ring with certain, for example, circular cross-sectional shape.
  • the auxiliary cathodes may also comprise a plurality of individual cathode sections disposed adjacent, above, below or between the blades.
  • the holding device on a headband provided at the lower end of the first and second mounting arms.
  • the contact on both sides of the thickened inner portion of the rotor disk, connected to the positive pole of a DC power source contact and retaining pins are arranged. The wetting of the rotor is thus interrupted only at the points of contact of the contact and retaining pins with the rotor disk.
  • the auxiliary cathodes are electrically isolated on the headband and connected to a isolated on the headband guided, connected to the negative pole of a DC power source connected electrical conductor.
  • the first mounting arms are mounted directly on the headband and the second mounting arms are screwed for clamping the rotor disk between the contact and retaining pins via a threaded connection with the headband.
  • etching device comprises a filled with an electrolyte 1 container 2 and arranged in the container 2, connected to the negative pole of a DC power source main cathodes 3.
  • a holding device 5 is attached at a mounted above the container 2, connected to the positive pole of the DC power source contact rail 4, a holding device 5 is attached.
  • At the lower end of the in the present example - consisting of sulfuric acid - electrolyte 1 dipping holding device 5 is connected to this conductively connected and thus functioning as an anode rotor 6 whose surface is to be etched.
  • the attachment and conductive connection between the holding device 5 and the rotor disk 7 of the rotor designed as a blisk 6 is indicated by the arrow 8.
  • auxiliary cathodes 10 connected to the negative pole of the DC power source are arranged.
  • the auxiliary cathodes 10 are in Fig. 2 as arranged at a distance from the side of the blades 9 arranged annular discs 10a or as a distance from the blade tips rotating pipe section 10b.
  • the auxiliary cathodes 10 can also be designed as rings 10c with a circular or another cross-section or arranged between adjacent blades 9, in the space between the blades projecting cathode portions 10d, which also has a to the blade curvature have adapted form exist.
  • an auxiliary cathode 10 designed as an annular disk 10a and an auxiliary cathode 10 designed as a ring 10c with a circular cross section may be associated with the blade region in one and the same rotor (blisk) 6.
  • the holding device 5 shown by way of example comprises a retaining clip 11 suspended from the contact rail 4 with first attachment arms 12 and second fastening elements screwed to the retaining clip 11 via a threaded connection 13.
  • the rotor disk 7 is formed between at the ends of the attachment arms 12, 14 Contact pins 15 held and thus conductively connected to the connected to the contact rail 4 headband 11.
  • the rotor disk 7 is supported on the retaining bracket 11 via a spacer 16 made of insulating material.
  • a guided in insulating blocks 17 on the bracket 11 electrical conductor 18 is on the one hand to the negative terminal of the DC power source and on the other hand with a circumferential edge 9 of the blades 9, formed as an annular disc 10a Hilfskathode 10 and arranged below the blade platforms 19 of the blades 9, as a ring 10c formed further auxiliary cathode 10 connected.
  • the rotor 6 (blisk) to be etched is first of all cleaned and, after being fastened to the holding device and introduced into the electrolyte 1 kept in motion by an agitator (not shown), and the application of a specific voltage.
  • the current discharge from the workpiece functioning as an anode via the electrolyte to the cathode does not take place in the blade area over the more centrally arranged further main cathodes 3, but directly on the blades 9 and the blade area directly and at a certain distance associated and designed according to the blade geometry auxiliary cathodes 10 so that on the auxiliary cathode parameters (shape, size, spacing, arrangement) in all blade parts a uniform and for the microstructure required material removal can be targeted.
  • the rotors 6 (blisks) etched in this way are repeatedly rinsed / cleaned after removal from the electrolyte 1 and the holding device 5 and then dried and can then be subjected to a reliable microstructure examination in all areas of the rotor disk 7 and the blades 9.

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Abstract

Beim elektrolytischen Oberflächenätzen von integral beschaufelten, auf Nickelbasis ausgeführten Rotoren (6) (Blisks) für Fluggasturbinen sind zusätzlich zu den im Elektrolyten (1) angeordneten Hauptkathoden (3) im Bereich der von den elektrischen Kontaktstellen an der Rotorscheibe (7) entfernten Schaufeln (9) Hilfskathoden (10) in an die Schaufel- und Scheibengeometrie anpassbarer Form, Anordnung und Größe angeordnet, so dass von allen Teilen des als Anode geschalteten Rotors ein gleichmäßiger Stromfluss über den Elektrolyten zu den Haupt- und Hilfskathoden erzeugt und eine intensive und gleichmäßige Ätzwirkung erzielt wird. Dadurch ist in allen Rotorbereichen und insbesondere auch im Bereich der integralen Beschaufelung eine zuverlässige Gefügebeurteilung gewährleistet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten Rotoren (Blisks) von Fluggasturbinen.
  • Die Oberflächen der Rotoren von Turbinen oder Kompressoren von Fluggasturbinen werden nach der Fertigbearbeitung durch mechanische und chemische Abtragungsverfahren bekanntermaßen einem Ätzprozess unterworfen, um anschließend eine Gefügebeurteilung vornehmen zu können und gegebenenfalls vorhandene Gefügefehler besser darstellen und erkennen zu können und letztlich die Sicherheit gegen das Versagen von als kritisch eingestuften rotierenden Bauteilen im Betrieb zu erhöhen. Das Oberflächenätzen von Rotoren auf Nickelbasis kann zum einen durch Eintauchen in ein Ätzmedium erfolgen. Die Ätzwirkung ist in diesem Fall jedoch nicht ausreichend intensiv, um eine zufriedenstellende Gefügebeurteilung vornehmen zu können und tatsächlich alle Gefügefehler mit Sicherheit feststellen zu können. Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Oberfläche von unbeschaufelten Rotorscheiben auf Nickelbasis elektrolytisch zu ätzen. Die elektrochemische Abtragung der Oberfläche beruht in diesem Fall auf dem elektrischen Ladungsaustausch zwischen dem metallischen Werkstoff des Werkstücks und einem flüssigen Elektrolyten. Die Rotorscheibe wird dabei in den Elektrolyten getaucht und als Anode geschaltet (Pluspol einer Gleichstromquelle).Der über den Elektrolyten und eine Kathode abfließende Strom führt in Verbindung mit dem Elektrolyten zu einem Abtrag der Metalloberfläche durch in Lösung gehen von Metallionen. Die zur Durchführung des Ätzverfahrens vorgesehene Vorrichtung umfasst einen mit dem Elektrolyten gefüllten Behälter mit an den Seitenwänden angeordneten Kathoden sowie eine an einer oberhalb des Behälters vorgesehenen, den Pluspol bildenden Kontaktschiene aufgehängte Haltevorrichtung für die - somit als Anode fungierende - Rotorscheibe. Bei unbeschaufelten Scheiben wird mit dieser Vorrichtung durch elektrolytisches Ätzen eine gegenüber dem reinen Tauchätzen intensivierte Ätzwirkung und damit eine verbesserte Gefügebeurteilung erreicht. Für die Gefügebeurteilung bzw. das sichere Erkennen von Gefügefehlern von beschaufelten Rotoren (Blisks) auf Nickelbasis ist das elektrolytischen Ätzen unter Verwendung der bekannten Vorrichtung nur bedingt geeignet, da die Ätzwirkung im Schaufelbereich aufgrund der komplizierten Schaufelgeometrie und der auf dem Weg von den Kontakten an der Rotorscheibe bis zu den Schaufelspitzen auftretenden Stromverluste ungleichmäßig und zudem gegenüber der Scheibenoberfläche geringer ist. Das Abtragen der Oberfläche von Blisks zum Zwecke der anschließenden Gefügebeurteilung erfolgt daher mit dem zwar gleichmäßigeren, aber weniger intensiven Tauchätzen, mit dem eine zuverlässige Gefügebeurteilung nicht gewährleistet ist..
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten Rotoren (Rotorscheiben) auf Nickelbasis so auszubilden, dass in allen Oberflächenbereichen ein zuverlässiges Erkennen von Gefügefehlern gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, dass auf Nickelbasis ausgeführte, integral beschaufelte Rotoren für Fluggasturbinen zur Gefügebeurteilung elektrolytisch geätzt werden, indem durch neben den Hauptkathoden angeordnete zusätzliche Hilfskathoden in den von den elektrischen Kontaktstellen an der Rotorscheibe entfernten Schaufelbereichen von allen Teilen des als Anode geschalteten Rotors ein gleichmäßiger Stromfluss über den Elektrolyten zu den Haupt- und Hilfskathoden erzeugt und somit bei auf Nickelbasis gefertigten Blisks eine ausreichend hohe und gleichmäßige Ätzwirkung erzielt wird und auch im Schaufelbereich eine zuverlässige Gefügebeurteilung gewährleistet ist.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzielung des gleichmäßigen Stromflusses von der gesamten Oberfläche des als Anode geschalteten Rotors über den Elektrolyten umfasst einen mit dem Elektrolyten gefüllten Behälter mit in diesem angeordneten Hauptkathoden und eine an einer Kontaktschiene angehängte Haltevorrichtung mit Kontakt- und Haltestiften zur Halterung und elektrischen Kontaktierung des Rotors an der Rotorscheibe. Im Bereich der integral an die Rotorscheibe angeformten Schaufeln sind in Form, Größe und Anordnung an die Schaufelgeometrie und den zur Regelung der Ätzwirkung im Schaufelbereich über den Elektrolyten zu erzielenden Stromfluss anpassbare Hilfskathoden angeordnet. Die den Schaufeln zugeordneten Hilfskathoden sorgen neben einem gleichmäßigen Ätzangriff auch für den Schutz der Schaufelspitzen vor Verbrennung.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hilfskathoden zur Beeinflussung des Stromflusses und der Ätzwirkung in einem den jeweiligen Bedingungen entsprechenden Abstand an einer oder beiden Schaufelkanten und/oder an den Schaufelspitzen und/oder jeweils zwischen den Schaufeln angeordnet.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Hilfskathoden als im Abstand von den Schaufelseitenkanten verlaufende Ringscheibe oder von den Schaufelspitzen beabstandeter Rohrabschnitt oder als Ring mit bestimmter, beispielsweise kreisförmiger Querschnittsform ausgebildet. Die Hilfskathoden können auch eine Vielzahl einzelner - neben, über, unter oder zwischen den Schaufeln angeordneter -Kathodenabschnitte umfassen.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung weist die Haltevorrichtung einen Haltebügel mit an dessen unterem Ende vorgesehenen ersten und zweiten Befestigungsarmen auf. An den zueinander weisenden freien Enden der Befestigungsarme sind die beidseitig an dem verdickten inneren Bereich der Rotorscheibe angreifenden, mit dem Pluspol einer Gleichstromquelle verbundenen Kontakt- und Haltestifte angeordnet. Die Benetzung des Rotors ist somit nur an den Berührungspunkten der Kontakt- und Haltestifte mit der Rotorscheibe unterbrochen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung sind die Hilfskathoden elektrisch isoliert am Haltebügel angebracht und an einen am Haltebügel isoliert geführten, mit dem Minuspol einer Gleichstromquelle verbundenen elektrischen Leiter angeschlossen.
  • Die ersten Befestigungsarme sind unmittelbar am Haltebügel angebracht und die zweiten Befestigungsarme sind zum Einspannen der Rotorscheibe zwischen den Kontakt- und Haltestiften über eine Gewindeverbindung mit dem Haltebügel verschraubbar.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen einer Blisk;
    Fig. 2
    eine Teilschnittansicht einer Blisk mit im Schaufelbereich unterschiedlich angeordneten und ausgebildeten Hilfskathoden in schematischer Darstellung; und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer als Anode geschalteten Haltevorrichtung für eine Blisk mit an dieser isoliert angebrachten, dem Schaufelbe- reich der Blisk zugeordneten Hilfskathoden.
  • Die in Fig. 1 wiedergegebene Ätzvorrichtung umfasst einen mit einem Elektrolyten 1 gefüllten Behälter 2 sowie in dem Behälter 2 angeordnete, an den Minuspol einer Gleichstromquelle angeschlossene Hauptkathoden 3. An einer oberhalb des Behälters 2 angebrachten, mit dem Pluspol der Gleichstromquelle verbundenen Kontaktschiene 4 ist eine Haltevorrichtung 5 angehängt. Am unteren Ende der in den - im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Schwefelsäure bestehenden - Elektrolyten 1 eintauchenden Haltevorrichtung 5 ist ein mit dieser leitend verbundener und somit als Anode fungierender Rotor 6 befestigt, dessen Oberfläche geätzt werden soll. Die Befestigung und leitende Verbindung zwischen der Haltevorrichtung 5 und der Rotorscheibe 7 des als Blisk ausgebildeten Rotors 6 ist mit dem Pfeil 8 angedeutet. Im Bereich der integral an die Rotorscheibe 7 angeformten Schaufeln 9 sind mit dem Minuspol der Gleichstromquelle verbundene Hilfskathoden 10 angeordnet. Die Hilfskathoden 10 sind in Fig. 2 als im Abstand seitlich der Schaufeln 9 angeordnete Ringscheiben 10a oder als im Abstand von den Schaufelspitzen umlaufender Rohrabschnitt 10b ausgebildet. Wie Fig. 2 zeigt, können die Hilfskathoden 10 auch als Ringe 10c mit kreisförmigem oder einem anderen Querschnitt ausgeführt sein oder aus zwischen benachbarten Schaufeln 9 angeordneten, in den Zwischenraum zwischen den Schaufeln ragenden Kathodenabschnitten 10d, die zudem eine an die Schaufelkrümmung angepasste Form aufweisen, bestehen. Neben der Form kann auch die Anzahl, der Ort der Anordnung und der Abstand der Hilfskathoden 10 zum Schaufelbereich variieren. Wie Fig. 3 zeigt, kann dem Schaufelbereich bei ein und demselben Rotor (Blisk) 6 eine als Ringscheibe 10a ausgebildete Hilfskathode 10 und eine als Ring 10c mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildete Hilfskathode 10 zugeordnet sein.
  • Die in Fig. 3 beispielhaft dargestellte Haltevorrichtung 5 umfasst einen an der Kontaktschiene 4 aufgehängten Haltebügel 11 mit ersten - einstückig angebrachten - Befestigungsarmen 12 und zweiten - mit dem Haltebügel 11 über eine Gewindeverbindung 13 verschraubbaren Befestigungsarmen 14. Die Rotorscheibe 7 ist zwischen an den Enden der Befestigungsarme 12, 14 ausgebildeten Kontaktstiften 15 gehalten und somit leitend an den mit der Kontaktschiene 4 verbundenen Haltebügel 11 angeschlossen. Außerdem ist die Rotorscheibe 7 über einen aus Isoliermaterial bestehenden Abstandhalter 16 am Haltebügel 11 abgestützt. Ein in Isolierblöcken 17 an dem Haltebügel 11 geführter elektrischer Leiter 18 ist einerseits mit dem Minuspol der Gleichstromquelle und andererseits mit einer an einer Seitenkante der Schaufeln 9 umlaufenden, als Ringscheibe 10a ausgebildeten Hilfskathode 10 sowie einer unterhalb der Schaufelplattformen 19 der Schaufeln 9 angeordneten, als Ring 10c ausgebildeten weiteren Hilfskathode 10 verbunden.
  • Der zu ätzende Rotor 6 (Blisk) wird zunächst gereinigt und nach dem Befestigen an der Haltevorrichtung und dem Einbringen in den durch ein Rührwerk (nicht dargestellt) in Bewegung gehaltenen Elektrolyten 1 sowie dem Anlegen einer bestimmten Spannung geätzt. Die Stromableitung von dem als Anode fungierenden Werkstück über den Elektrolyten zur Kathode erfolgt im Schaufelbereich nicht über die weiter entfernt angeordneten Hauptkathoden 3, sondern direkt über die den Schaufeln 9 bzw. dem Schaufelbereich unmittelbar und in bestimmtem Abstand zugeordneten und entsprechend der Schaufelgeometrie gestalteten Hilfskathoden 10, so dass über die Hilfskathodenparameter (Form, Größe, Abstand, Anordnung) in allen Schaufelteilen ein gleichmäßiger und für die Gefügebeurteilung erforderlicher Materialabtrag gezielt eingestellt werden kann. Die derart geätzten Rotoren 6 (Blisks) werden nach der Entnahme aus dem Elektrolyten 1 und der Haltevorrichtung 5 mehrfach gespült/gereinigt und anschließend getrocknet und können dann in allen Bereichen der Rotorscheibe 7 und der Schaufeln 9 einer zuverlässigen Gefügeuntersuchung unterzogen werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrolyt
    2
    Behälter
    3
    Hauptkathoden
    4
    Kontaktschiene
    5
    Haltevorrichtung
    6
    integral beschaufelter Rotor (Blisk)
    7
    Rotorscheibe
    8
    Pfeil - leitende Verbindung
    9
    Schaufel
    10
    Hilfskathode
    10a
    Ringscheibe
    10b
    Rohrabschnitt
    10c
    Ring mit Kreisquerschnitt
    10d
    Kathodenabschnitte
    11
    Haltebügel
    12
    erster Befestigungsarm
    13
    Gewindeverbindung
    14
    zweiter Befestigungsarm
    15
    Kontakt- und Haltestifte
    16
    Abstandhalter
    17
    Isolierblöcke
    18
    elektr. Leiter
    19
    Schaufelplattform

Claims (7)

  1. Verfahren zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten, auf Nickelbasis ausgeführten Rotoren für Fluggasturbinen, gekennzeichnet durch ein elektrolytisches Ätzen mit in einem Elektrolyten angeordneten Hauptkathoden und einem als Anode geschalteten Rotor, bei dem durch Anordnung zusätzlicher, an die jeweilige Rotorgeometrie anpassbarer Hilfskathoden unmittelbar in den von den elektrischen Kontaktstellen an der Rotorscheibe entfernten Schaufelbereichen von allen Teilen des Rotors ein gleichmäßiger Stromfluss über den Elektrolyten zu den Haupt- und Hilfskathoden erzeugt und eine intensive und gleichmäßige Ätzwirkung erzielt wird.
  2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen mit einem Elektrolyten (1) gefüllten Behälter (2) mit in diesem angeordneten Hauptkathoden (3) und einer an einer Kontaktschiene (4) angehängten Haltevorrichtung (5) für einen einer Oberflächenätzung zu unterziehenden, integral beschaufelten Rotor (6), der über die Rotorscheibe (7) kontaktierende Kontakt- und Haltestifte (15) als Anode geschaltet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der integral an die Rotorscheibe (7) angeformten Schaufeln (9) in Form, Größe und Anordnung an die Schaufelgeometrie und den zur Steuerung der Ätzwirkung im Schaufelbereich über den Elektrolyten zu erzielenden Stromfluss angepasste Hilfskathoden (10) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskathoden (10) in einem vorgegebenen Abstand an einer oder beiden Schaufelkanten und/oder an den Schaufelspitzen und/oder jeweils zwischen den Schaufeln (9) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskathoden (10) als im Abstand von den Schaufelseitenkanten verlaufende Ringscheibe (10a) oder von den Schaufelspitzen verlaufender Rohrabschnitt (10b) oder als Ring (10c) mit bestimmter Querschnittsform ausgebildet sind oder eine Vielzahl einzelner - neben, über, unter oder zwischen den Schaufeln (9) angeordneter - Kathodenabschnitte (10d) umfassen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (5) einen Haltebügel (11) mit an dessen unterem Ende vorgesehenen ersten und zweiten Befestigungsarmen (12, 14) aufweist, an deren zueinander weisenden freien Enden die beidseitig an einem verdickten inneren Bereich der Rotorscheibe (7) angreifenden Kontakt- und Haltestifte (15) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskathoden (10) elektrisch isoliert am Haltebügel (11) angebracht sind und an einen am Haltebügel (11) isoliert geführten elektrischen Leiter (18) angeschlossen sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungsarme (12) unmittelbar am Haltebügel (11) angebracht sind und die zweiten Befestigungsarme (14) zum Einspannen der Rotorscheibe (7) zwischen den Kontakt- und Haltestiften (15) über eine Gewindeverbindung (13) mit dem Haltebügel (11) verbunden sind.
EP10159964.5A 2009-05-15 2010-04-15 Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenätzen von integral beschaufelten Rotoren Withdrawn EP2253744A3 (de)

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