EP2808124A1 - Method and device for machining turbine blades - Google Patents

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EP2808124A1
EP2808124A1 EP20130169601 EP13169601A EP2808124A1 EP 2808124 A1 EP2808124 A1 EP 2808124A1 EP 20130169601 EP20130169601 EP 20130169601 EP 13169601 A EP13169601 A EP 13169601A EP 2808124 A1 EP2808124 A1 EP 2808124A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blades
blade
machined
axis
rotation
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Withdrawn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
EP20130169601
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Kestner
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 AG
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 AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Priority to EP20130169601 priority Critical patent/EP2808124A1/en
Publication of EP2808124A1 publication Critical patent/EP2808124A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like

Definitions

  • the present invention relates to a method for fine machining of blades of a turbomachine by means of the vibratory finishing and a corresponding device therefor.
  • Turbomachines such as stationary gas turbines or aircraft engines have complex-shaped three-dimensional components, such as turbine blades, which must be worked exactly to set the desired properties. Accordingly, there are a variety of manufacturing methods and devices for such components. Examples are in the US 5,544,873 or the EP 1 459 824 A2 shown. In the US 5,544,873 Turbine or compressor blades are arranged on the circumference of a disc, for example, to machine the outer blade tips.
  • the finishing of blades of a turbomachine the vibratory grinding and in particular the chemically assisted vibratory finishing, in which the blade to be machined is guided in a relative movement to an abrasive, which has abrasive in a carrier medium, so that the grinding on the surface of be machined blade and thereby produce a material removal.
  • the relative movement is intended to be generated at least partially by a rotational movement of the blades, which is caused by a rotating device on which the blades are arranged.
  • the rotating device should have a hub in the form of a truncated cone hub, which makes it possible that the position of the blade to be machined during machining with respect to the axis of rotation of the rotating device corresponds approximately to the arrangement of the blades with respect to the axis of rotation of the turbomachine.
  • the entry and exit edges of blades can be rounded by vibratory grinding, so that previously required manual labor can be saved.
  • the longitudinal axes of the blades can be arranged in particular obliquely to a rotational axis of the rotary device.
  • the longitudinal axis of a blade is in this case defined so that it extends in the direction of the largest extent of the blade, wherein the direction is transverse or perpendicular to the arrangement on the peripheral surface of the truncated cone.
  • the rotational movement of the rotator, and thus of the vanes may be oscillating, i. with alternately opposite directions of rotation, which are short rotational movements with rapid changes of direction or oscillations with a low frequency, i. can act with several revolutions in one direction and subsequent reversal of the direction of rotation.
  • the vibratory grinding may be carried out as a chemically assisted vibratory finishing, wherein the abrasive may contain a chemically active agent.
  • the carrier substance for the abrasive particles can simultaneously have a corresponding chemical action or the carrier substance can be formed from a corresponding mixture with a chemically active substance.
  • blades can be edited, which are arranged cohesively on a disc, for example, to form a so-called blisk (from blade and disk) .
  • the truncated cone hub may have in its peripheral surface in cross-section T-shaped grooves which extend with their longitudinal extension in the axial direction.
  • T-shaped grooves either the blades can be inserted with their feet directly or through cassettes having complementary to the grooves formed feet.
  • the blades to be processed are arranged in a receptacle of the cassette, for example, inserted by clamping.
  • the cassette may be formed of an elastic material.
  • the cassette may also be formed of an acid-proof material, such as polyurethane.
  • an acid-proof material such as polyurethane.
  • the peripheral surface may be inclined at an angle of 10 to 45 degrees, in particular 15 to 30 degrees, preferably 20 to 25 degrees to the rotation axis in order to simulate the arrangement ratios of the blades in the turbomachine.
  • FIG. 1 shows a part of a device according to the invention for chemically assisted vibratory finishing according to the present invention.
  • a container 1 is shown containing the abrasive.
  • the abrasive may comprise a carrier medium containing abrasive particles such as so-called chips.
  • a chemical substance can be provided, which also causes a surface treatment of the workpiece to be machined by chemical reaction.
  • the chemical agent and the carrier substance for the abrasive bodies can be realized by a single substance, for example a liquid.
  • the blades 7, 8 to be machined are arranged on a rotating device, from the in FIG. 1 the part of a rotary shaft 2 located in the container 1 is shown.
  • a rotating movement of the blades 7, 8 can be generated, so that the abrasive particles slide along the surface of the blades 7, 8, thereby causing a material removal that represents the desired finish of the surfaces of the blades 7, 8.
  • the rotational movement can take place in an oscillating manner, that is to say with alternating rotational movement directions, in order to effect a constant relative movement between the blades 7, 8 to be machined and the grinding bodies.
  • a truncated cone hub 3 is provided, on the circumferential surface 15 of which the blades 7, 8 are arranged.
  • distributed over the circumferential surface 15 are a plurality of spaced-apart blades 7, 8.
  • the truncated cone hub has distributed over the peripheral surface 15 a plurality of T-shaped grooves 11 in which the cassettes 9,10 can be inserted by means of feet, which are formed with a complementary to the grooves 11 cross-section.
  • the longitudinal axes 16 of the blades 7, 8 can also be arranged obliquely at an angle to the axis of rotation 6.
  • the longitudinal axis 16 of the blade the direction with the greatest extent of the blades 7, 8 is considered, which runs perpendicular to the cassettes 9, 10 or their receptacles.
  • the blades 7, 8 are arranged approximately in the same way as they are later also arranged in the turbomachine. That their orientation relative to the axis of rotation 6 corresponds to their orientation relative to the axis of rotation in the turbomachine in which they are to be used later.
  • the angle ⁇ which indicates the inclination of the peripheral surface 15 to the axis of rotation 6 and thus also the inclination of the longitudinal axes 16 of the blades 7,8 to the axis of rotation 6 can be selected according to the geometric conditions in the turbomachine and will be in a range of 10 to 45 Degrees, in particular 15 to 30 degrees or 20 to 25 degrees.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the truncated cone hub 3, as shown in FIG FIG. 1 is shown.
  • the T-shaped cross-section grooves to recognize the distributed over the peripheral surface 15 in the circumferential surface 15 in the axial direction.
  • the structure of the truncated cone hub 3 is shown by the sectional view of FIG. 3 more clearly, in which a section through the T-shaped grooves 11, as well as through a central through hole 12 can be seen, which serves to fasten the truncated cone hub 3 to the rotary shaft 2.
  • FIG. 4 shows in the partial images a) to c) a plan view a) and two sectional views through a cassette 10, which serves to secure the blades to be machined on the truncated cone hub 3.
  • the receptacle 13 of the cassette 10 is shown, in which the blade to be machined is inserted.
  • the FIG. 4 b) shows a section along the section line DD FIG. 4 a) , again showing the receptacle 13 with the circumferential walls.
  • FIG. 4c which shows a section along the section line EE, the shape of the cross-sectionally T-shaped foot 14 can be seen, which is inserted into the T-shaped groove 11 of the truncated cone hub 3.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Schaufeln (7,8) einer Strömungsmaschine mit Hilfe des Gleitschleifens, bei dem die zu bearbeitende Schaufel (7,8) in einer Relativbewegung zu einem Schleifmittel bewegt wird, wobei die Relativbewegung zumindest teilweise durch eine Drehbewegung erzeugt wird, wobei die Schaufel so an einer Nabe (8) einer Dreheinrichtung angeordnet wird, dass die Stellung der Schaufel bezüglich der Drehachse der Anordnung der Schaufel in Bezug auf die Drehachse der Strömungsmaschine entspricht.The present invention relates to a device and a method for fine machining of blades (7,8) of a turbomachine by means of the vibratory grinding, in which the blade to be machined (7,8) is moved in a relative movement to an abrasive, wherein the relative movement at least partially is produced by a rotational movement, wherein the blade is arranged on a hub (8) of a rotating device, that the position of the blade with respect to the axis of rotation of the arrangement of the blade with respect to the axis of rotation of the turbomachine corresponds.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Schaufeln einer Strömungsmaschine mithilfe des Gleitschleifens sowie eine entsprechende Vorrichtung hierfür.The present invention relates to a method for fine machining of blades of a turbomachine by means of the vibratory finishing and a corresponding device therefor.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Strömungsmaschinen, wie stationäre Gasturbinen oder Flugtriebwerke weisen komplex geformte dreidimensionale Bauteile, wie beispielsweise Turbinenschaufeln auf, die zur Einstellung der gewünschten Eigenschaften exakt gearbeitet sein müssen. Entsprechend gibt es eine Vielzahl von Herstellungsverfahren und Vorrichtungen für derartige Bauteile. Beispiele sind in der US 5,544,873 oder der EP 1 459 824 A2 gezeigt. Bei der US 5,544,873 werden Turbinen - oder Kompressorschaufeln am Umfang einer Scheibe angeordnet, um beispielsweise die äußeren Schaufelspitzen zu bearbeiten.Turbomachines, such as stationary gas turbines or aircraft engines have complex-shaped three-dimensional components, such as turbine blades, which must be worked exactly to set the desired properties. Accordingly, there are a variety of manufacturing methods and devices for such components. Examples are in the US 5,544,873 or the EP 1 459 824 A2 shown. In the US 5,544,873 Turbine or compressor blades are arranged on the circumference of a disc, for example, to machine the outer blade tips.

Aus der EP 1 459 824 A2 sind beispielsweise Verfahren wie Druckfließläppen oder chemisch unterstütztes Gleitschleifen als Feinbearbeitungsverfahren für die Bearbeitung von Turbinenschaufeln bekannt.From the EP 1 459 824 A2 For example, methods such as pressure fluid lapping or chemically assisted vibratory finishing are known as fine machining methods for machining turbine blades.

Allerdings gibt es auch immer noch sehr viele Bearbeitungsschritte, die manuell ausgeführt werden und entsprechend einen hohen Aufwand verursachen. Dazu gehört beispielsweise das Verrunden der Eintritts- und Austrittskanten von Turbinenschaufeln, wobei der Begriff der Turbinenschaufeln hier nicht in der Weise verwendet werden soll, dass es sich lediglich um Schaufeln im Turbinenbereich einer Strömungsmaschine handelt, sondern allgemein Schaufeln einer Strömungsmaschine bzw. eines Flugtriebwerks bezeichnen soll.However, there are still very many processing steps that are performed manually and cause correspondingly high costs. This includes, for example, the rounding of the inlet and outlet edges of turbine blades, the term of turbine blades should not be used here in such a way that it is only blades in the turbine area of a turbomachine, but generally blades of a turbomachine or an aircraft engine to designate ,

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Feinbearbeitung von Schaufeln einer Strömungsmaschine sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe aufwändige Handarbeit vermieden oder reduziert werden kann. Insbesondere soll das Verfahren zur Verrundung von Eintrittskanten und/oder Austrittskanten von Schaufeln einer Strömungsmaschine eingesetzt werden können. Darüber hinaus soll das Verfahren einfach anwendbar und die Vorrichtung einfach aufgebaut sein.It is therefore an object of the present invention to provide a method for fine machining of blades of a turbomachine and a corresponding device, with the help of which elaborate manual labor can be avoided or reduced. Especially If the method for the rounding of the leading edges and / or outlet edges of blades of a turbomachine should be used. In addition, the process should be easy to use and the device should be simple.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 7. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Feinbearbeitung von Schaufeln einer Strömungsmaschine das Gleitschleifen und insbesondere das chemisch unterstützte Gleitschleifen einzusetzen, bei welchem die zu bearbeitende Schaufel in eine Relativbewegung zu einem Schleifmittel geführt wird, welches in einem Trägermedium Schleifkörper aufweist, sodass die Schleifkörper an der Oberfläche der zu bearbeitenden Schaufel bewegt werden und dadurch einen Materialabtrag erzeugen.According to the invention it is proposed to use the finishing of blades of a turbomachine, the vibratory grinding and in particular the chemically assisted vibratory finishing, in which the blade to be machined is guided in a relative movement to an abrasive, which has abrasive in a carrier medium, so that the grinding on the surface of be machined blade and thereby produce a material removal.

Die Relativbewegung soll dabei zumindest teilweise durch eine Drehbewegung der Schaufeln erzeugt werden, die durch eine Dreheinrichtung, an der die Schaufeln angeordnet sind, bewirkt wird. Hierzu soll die Dreheinrichtung eine Nabe in Form einer Kegelstumpfnabe aufweisen, die es ermöglicht, dass die Stellung der zu bearbeitenden Schaufel während der Bearbeitung bezüglich der Drehachse der Dreheinrichtung in etwa der Anordnung der Schaufeln in Bezug auf die Drehachse der Strömungsmaschine entspricht. Dadurch lassen sich insbesondere die Ein- und Austrittskanten von Schaufeln durch Gleitschleifen verrunden, sodass bisher erforderliche Handarbeit eingespart werden kann.The relative movement is intended to be generated at least partially by a rotational movement of the blades, which is caused by a rotating device on which the blades are arranged. For this purpose, the rotating device should have a hub in the form of a truncated cone hub, which makes it possible that the position of the blade to be machined during machining with respect to the axis of rotation of the rotating device corresponds approximately to the arrangement of the blades with respect to the axis of rotation of the turbomachine. As a result, in particular the entry and exit edges of blades can be rounded by vibratory grinding, so that previously required manual labor can be saved.

Durch die Anordnung der Schaufeln an einer Umfangsfläche einer eine Kegelstumpfform aufweisenden Nabe der Dreheinrichtung können die Längsachsen der Schaufeln insbesondere schräg zu einer Drehachse der Dreheinrichtung angeordnet werden. Die Längsachse einer Schaufel wird hierbei so definiert, dass sie in der Richtung der größten Erstreckung der Schaufel verläuft, wobei die Richtung quer bzw. senkrecht zur Anordnung an der Umfangsfläche der Kegelstumpfnabe ist.By arranging the blades on a circumferential surface of a truncated cone having hub of the rotary device, the longitudinal axes of the blades can be arranged in particular obliquely to a rotational axis of the rotary device. The longitudinal axis of a blade is in this case defined so that it extends in the direction of the largest extent of the blade, wherein the direction is transverse or perpendicular to the arrangement on the peripheral surface of the truncated cone.

Durch die Anordnung der zu bearbeitenden Schaufel an der zur Drehachse schräg geneigten Umfangsfläche der Kegelstumpfnabe können gleichzeitig mehrere Schaufeln bearbeitet werden.By arranging the blade to be machined on the obliquely inclined to the rotational axis peripheral surface of the truncated cone hub several blades can be edited simultaneously.

Die Drehbewegung der Dreheinrichtung und somit der Schaufeln kann oszillierend sein, d.h. mit abwechselnd entgegengesetzten Drehrichtungen, wobei es sich um kurze Drehbewegungen mit schnellen Richtungswechseln oder um Oszillationen mit einer geringen Frequenz, d.h. mit mehreren Umdrehungen in einer Richtung und anschließender Umkehr der Drehrichtung handeln kann.The rotational movement of the rotator, and thus of the vanes, may be oscillating, i. with alternately opposite directions of rotation, which are short rotational movements with rapid changes of direction or oscillations with a low frequency, i. can act with several revolutions in one direction and subsequent reversal of the direction of rotation.

Das Gleitschleifen kann als chemisch unterstütztes Gleitschleifen durchgeführt werden, wobei das Schleifmittel ein chemisch aktives Mittel enthalten kann. Insbesondere kann die Trägersubstanz für die Schleifkörper gleichzeitig eine entsprechende chemische Wirkung aufweisen oder die Trägersubstanz kann aus einem entsprechenden Gemisch mit einer chemisch wirksamen Substanz gebildet sein. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere Laufschaufeln bearbeitet werden, die stoffschlüssig an einer Scheibe angeordnet werden, um beispielsweise eine sogenannte Blisk (aus blade und disk) zu bilden.The vibratory grinding may be carried out as a chemically assisted vibratory finishing, wherein the abrasive may contain a chemically active agent. In particular, the carrier substance for the abrasive particles can simultaneously have a corresponding chemical action or the carrier substance can be formed from a corresponding mixture with a chemically active substance. With the method according to the invention in particular blades can be edited, which are arranged cohesively on a disc, for example, to form a so-called blisk (from blade and disk) .

Zur Aufnahme der zu bearbeitenden Schaufel kann die Kegelstumpfnabe in ihrer Umfangsfläche im Querschnitt T-förmige Nuten aufweisen, die sich mit ihrer Längsstreckung in axialer Richtung erstrecken. In diese T-förmige Nuten können entweder die Schaufeln mit ihren Füßen direkt oder über Kassetten eingeschoben werden, die zu den Nuten komplementär ausgebildete Füße aufweisen. In diesem Fall werden die zu bearbeitenden Schaufeln in einer Aufnahme der Kassette angeordnet, beispielsweise klemmend eingesteckt. Entsprechend kann die Kassette aus einem elastischen Material gebildet sein.To accommodate the blade to be machined, the truncated cone hub may have in its peripheral surface in cross-section T-shaped grooves which extend with their longitudinal extension in the axial direction. In these T-shaped grooves either the blades can be inserted with their feet directly or through cassettes having complementary to the grooves formed feet. In this case, the blades to be processed are arranged in a receptacle of the cassette, for example, inserted by clamping. Accordingly, the cassette may be formed of an elastic material.

Um den chemischen Substanzen beim chemisch unterstützten Gleitschleifen zu widerstehen, kann die Kassette auch aus einem säurefesten Material, wie beispielsweis Polyurethan gebildet sein. Zur Sicherung der Aufnahme der Schaufeln bzw. Kassetten in den T-förmigen Nuten können an den Stirnseiten der Kegelstumpfnabe lösbar angeordnete Platten befestigt werden, die die stirnseitigen Öffnungen der Nuten verschließen, sobald die Kegelstumpfnabe entsprechende bestückt ist.In order to resist the chemical substances in chemically assisted vibratory finishing, the cassette may also be formed of an acid-proof material, such as polyurethane. To secure the recording of the blades or cassettes in the T-shaped grooves releasably arranged plates can be attached to the front sides of the truncated cone, which close the frontal openings of the grooves as soon as the truncated cone is equipped accordingly.

Die Umfangsfläche kann in einem Winkel von 10 bis 45 Grad, insbesondere 15 bis 30 Grad, vorzugsweise 20 bis 25 Grad zur Drehachse geneigt sein, um die Anordnungsverhältnisse der Schaufeln in der Strömungsmaschine nachzubilden.The peripheral surface may be inclined at an angle of 10 to 45 degrees, in particular 15 to 30 degrees, preferably 20 to 25 degrees to the rotation axis in order to simulate the arrangement ratios of the blades in the turbomachine.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in

Fig.1
eine Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Feinbearbeitung von Schaufeln;
Fig.2
eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kegelstumpfnabe;
Fig.3
einen Schnitt durch die Kegelstumpfnabe aus Figur 2; und in
Fig.4
in den Teilbildern (a bis c) eine Draufsicht und Schnittansichten durch eine Kassette zur Verwendung mit einer Kegelstumpfnabe aus den Figuren 2 und 3.
The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG
Fig.1
a representation of a part of a device according to the invention for fine machining of blades;
Fig.2
a perspective view of a truncated cone according to the invention;
Figure 3
a section through the truncated cone hub FIG. 2 ; and in
Figure 4
in the partial images (a to c) a plan view and sectional views through a cassette for use with a truncated cone of the FIGS. 2 and 3 ,

AUSFÜHRUNGSBEISPIELEEMBODIMENTS

Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.Further advantages, characteristics and features of the present invention will become apparent in the following detailed description of an embodiment with reference to the accompanying figures. However, the invention is not limited to this embodiment.

Die Figur 1 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum chemisch unterstützten Gleitschleifen gemäß der vorliegenden Erfindung. In Figur 1 ist ein Behälter 1 gezeigt, welcher das Schleifmittel beinhaltet. Das Schleifmittel kann ein Trägermedium umfassen, in welchem Schleifpartikel, wie beispielsweise sogenannte Chips enthalten sind. Zusätzlich zu dem Trägermedium, welches die Schleifkörper aufnimmt, kann eine chemische Substanz vorgesehen sein, die durch chemische Reaktion ebenfalls eine Oberflächenbearbeitung des zu bearbeitenden Werkstücks bewirkt. Nach einer Ausführungsform kann das chemische Mittel und die Trägersubstanz für die Schleifkörper durch eine einzige Substanz, beispielsweise eine Flüssigkeit, verwirklicht sein.The FIG. 1 shows a part of a device according to the invention for chemically assisted vibratory finishing according to the present invention. In FIG. 1 a container 1 is shown containing the abrasive. The abrasive may comprise a carrier medium containing abrasive particles such as so-called chips. In addition to the carrier medium, which receives the abrasive particles, a chemical substance can be provided, which also causes a surface treatment of the workpiece to be machined by chemical reaction. According to one embodiment, the chemical agent and the carrier substance for the abrasive bodies can be realized by a single substance, for example a liquid.

Um eine Relativbewegung der zu bearbeitenden Bauteile, im vorliegenden Fall der Schaufeln 7,8 und der Schleifkörper (nicht gezeigt) zu bewirken, sind die zu bearbeitenden Schaufeln 7,8 an einer Dreheinrichtung angeordnet, von der in Figur 1 der in dem Behälter 1 befindliche Teil einer Drehwelle 2 gezeigt ist. Mittels der Dreheinrichtung kann eine rotierende Bewegung der Schaufeln 7,8 erzeugt werden, sodass die Schleifpartikel an der Oberfläche der Schaufeln 7,8 entlang gleiten und dadurch einen Materialabtrag bewirken, der die gewünschte Feinbearbeitung der Oberflächen der Schaufeln 7,8 darstellt. Die Rotationsbewegung kann insbesondere oszillierend, also mit abwechselnd entgegengesetzten Drehbewegungsrichtungen erfolgen, um eine beständige Relativbewegung zwischen den zu bearbeitenden Schaufeln 7,8 und den Schleifkörpern zu bewirken.In order to effect a relative movement of the components to be machined, in the present case of the blades 7, 8 and the grinding wheels (not shown), the blades 7, 8 to be machined are arranged on a rotating device, from the in FIG. 1 the part of a rotary shaft 2 located in the container 1 is shown. By means of the rotator, a rotating movement of the blades 7, 8 can be generated, so that the abrasive particles slide along the surface of the blades 7, 8, thereby causing a material removal that represents the desired finish of the surfaces of the blades 7, 8. In particular, the rotational movement can take place in an oscillating manner, that is to say with alternating rotational movement directions, in order to effect a constant relative movement between the blades 7, 8 to be machined and the grinding bodies.

Zur Anordnung der Schaufeln 7,8 an der Dreheinrichtung ist eine Kegelstumpfnabe 3 vorgesehen, an deren Umfangsfläche 15 die Schaufeln 7,8 angeordnet sind. Obwohl in der Darstellung der Figur 1 lediglich zwei Schaufeln 7,8 gezeigt sind, sind verteilt über der Umfangsfläche 15 eine Vielzahl von beabstandet zueinander angeordneten Schaufeln 7,8 angeordnet. Zur Aufnahme der Schaufeln 7,8 sind Kassetten 9,10 vorgesehen, die einerseits eine Aufnahme für die Schaufeln 7,8 aufweisen und andererseits lösbar an der Kegelstumpfnabe 3 angeordnet sind. Zu diesem Zweck weist die Kegelstumpfnabe verteilt über der Umfangsfläche 15 mehrere im Querschnitt T-förmige Nuten 11 auf, in welche die Kassetten 9,10 mit Hilfe von Füßen eingeschoben werden können, die mit einem zu den Nuten 11 komplementären Querschnitt ausgebildet sind.For arranging the blades 7, 8 on the rotary device, a truncated cone hub 3 is provided, on the circumferential surface 15 of which the blades 7, 8 are arranged. Although in the presentation of the FIG. 1 only two blades 7, 8 are shown, distributed over the circumferential surface 15 are a plurality of spaced-apart blades 7, 8. To accommodate the blades 7,8 cassettes 9,10 are provided, on the one hand have a receptacle for the blades 7,8 and on the other hand are arranged detachably on the truncated cone hub 3. For this purpose, the truncated cone hub has distributed over the peripheral surface 15 a plurality of T-shaped grooves 11 in which the cassettes 9,10 can be inserted by means of feet, which are formed with a complementary to the grooves 11 cross-section.

Zur Sicherung der Kassetten 9,10 werden an den Stirnseiten der Kegelstumpfnabe 3 jeweils Platten 4,5 lösbar befestigt.To secure the cassettes 9,10 3 4.5 plates are releasably attached to the front sides of the truncated cone.

Da die Schaufeln 7,8 über die Kassetten 9,10 an der zur Drehachse 6 der Dreheinrichtung schräg angeordneten Umfangsflächen 15 angeordnet sind, können die Längsachsen 16 der Schaufeln 7,8 ebenfalls schräg unter einem Winkel zur Drehachse 6 angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Längsachsen 16' der Schaufeln 7', 8' senkrecht zur Drehachse b angeordnet. Hierbei wird als Längsachse 16 der Schaufel diejenige Richtung mit der größten Erstreckung der Schaufeln 7,8 angesehen, die senkrecht zu den Kassetten 9,10 bzw. deren Aufnahme verläuft. Durch die Anordnung der Schaufeln 7,8 an der schrägen Umfangsfläche 15 der Kegelstumpfnabe 3 wird erreicht, dass die Schaufeln 7,8 in etwa so angeordnet sind, wie sie später auch in der Strömungsmaschine angeordnet sind. D.h. ihre Ausrichtung gegenüber der Drehachse 6 entspricht ihrer Ausrichtung gegenüber der Drehachse in der Strömungsmaschine, in der sie später eingesetzt werden sollen.Since the blades 7, 8 are arranged on the cassettes 9, 10 on the rotational axis 6 of the rotary device obliquely arranged circumferential surfaces 15, the longitudinal axes 16 of the blades 7, 8 can also be arranged obliquely at an angle to the axis of rotation 6. Preferably, the longitudinal axes 16 'of the blades 7', 8 'are arranged perpendicular to the axis of rotation b. Here, as the longitudinal axis 16 of the blade, the direction with the greatest extent of the blades 7, 8 is considered, which runs perpendicular to the cassettes 9, 10 or their receptacles. As a result of the arrangement of the blades 7, 8 on the oblique circumferential surface 15 of the truncated cone hub 3, it is achieved that the blades 7, 8 are arranged approximately in the same way as they are later also arranged in the turbomachine. That their orientation relative to the axis of rotation 6 corresponds to their orientation relative to the axis of rotation in the turbomachine in which they are to be used later.

Der Winkel α, der die Neigung der Umfangsfläche 15 zur Drehachse 6 angibt und somit auch die Schrägstellung der Längsachsen 16 der Schaufeln 7,8 zur Drehachse 6 kann entsprechend den geometrischen Verhältnissen in der Strömungsmaschine gewählt werden und wird sich in einem Bereich von 10 bis 45 Grad, insbesondere 15 bis 30 Grad bzw. 20 bis 25 Grad bewegen.The angle α, which indicates the inclination of the peripheral surface 15 to the axis of rotation 6 and thus also the inclination of the longitudinal axes 16 of the blades 7,8 to the axis of rotation 6 can be selected according to the geometric conditions in the turbomachine and will be in a range of 10 to 45 Degrees, in particular 15 to 30 degrees or 20 to 25 degrees.

Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kegelstumpfnabe 3, wie sie in Figur 1 gezeigt ist. In der Darstellung der Figur 2 sind die im Querschnitt T-förmigen Nuten zu erkennen, die verteilt über der Umfangsfläche 15 in der Umfangsfläche 15 in axialer Richtung verlaufen.The FIG. 2 shows a perspective view of the truncated cone hub 3, as shown in FIG FIG. 1 is shown. In the presentation of the FIG. 2 are the T-shaped cross-section grooves to recognize the distributed over the peripheral surface 15 in the circumferential surface 15 in the axial direction.

Die Struktur der Kegelstumpfnabe 3 wird durch die Schnittansicht der Figur 3 noch deutlicher, in der ein Schnitt durch die T-förmigen Nuten 11, sowie durch eine mittlere Durchgangsbohrung 12 zu sehen ist, die dazu dient, um die Kegelstumpfnabe 3 an der Drehwelle 2 zu befestigen.The structure of the truncated cone hub 3 is shown by the sectional view of FIG. 3 more clearly, in which a section through the T-shaped grooves 11, as well as through a central through hole 12 can be seen, which serves to fasten the truncated cone hub 3 to the rotary shaft 2.

Die Figur 4 zeigt in den Teilbildern a) bis c) eine Draufsicht a) sowie zwei Schnittansichten durch eine Kassette 10, die zur Befestigung der zu bearbeitenden Schaufeln an der Kegelstumpfnabe 3 dient. In der Draufsicht des Teilbilds der Figur 4 a) ist die Aufnahme 13 der Kassette 10 gezeigt, in welche die zu bearbeitende Schaufel eingesteckt wird. Die Figur 4 b) zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie D-D aus Figur 4 a), wobei wiederum die Aufnahme 13 mit den umlaufenden Wänden zu erkennen ist.The FIG. 4 shows in the partial images a) to c) a plan view a) and two sectional views through a cassette 10, which serves to secure the blades to be machined on the truncated cone hub 3. In the plan view of the partial image of the FIG. 4 a) the receptacle 13 of the cassette 10 is shown, in which the blade to be machined is inserted. The FIG. 4 b) shows a section along the section line DD FIG. 4 a) , again showing the receptacle 13 with the circumferential walls.

Aus der Figur 4 c), welche einen Schnitt entlang der Schnittlinie E-E darstellt, ist die Form des im Querschnitt T-förmigen Fußes 14 zu erkennen, der in die T-förmige Nut 11 der Kegelstumpfnabe 3 eingeführt wird.From the FIG. 4c) , which shows a section along the section line EE, the shape of the cross-sectionally T-shaped foot 14 can be seen, which is inserted into the T-shaped groove 11 of the truncated cone hub 3.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden, sofern der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung umfasst sämtliche Kombinationen aller vorgestellter Einzelmerkmale.Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiment, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited thereto, but rather modifications in the manner are possible that individual features omitted or other types of combinations of features are realized, if The scope of the appended claims will not be abandoned. The present disclosure includes all combinations of all presented individual features.

Claims (11)

Verfahren zur Feinbearbeitung von Schaufeln (7,8) einer Strömungsmaschine mit Hilfe des Gleitschleifens, bei dem die zu bearbeitende Schaufel (7,8) in einer Relativbewegung zu einem Schleifmittel bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Relativbewegung zumindest teilweise durch eine Drehbewegung erzeugt wird, wobei die Schaufel so an einer Nabe (8) einer Dreheinrichtung angeordnet wird, dass die Stellung der Schaufel bezüglich der Drehachse der Anordnung der Schaufel in Bezug auf die Drehachse der Strömungsmaschine entspricht.Method for fine machining of blades (7, 8) of a turbomachine by means of vibratory grinding, in which the blade (7, 8) to be machined is moved in a relative movement to form an abrasive,
characterized in that
the relative movement is generated at least partially by a rotational movement, wherein the blade is arranged on a hub (8) of a rotating device, that the position of the blade with respect to the axis of rotation corresponds to the arrangement of the blade with respect to the axis of rotation of the turbomachine. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Längsachse (16) der Schaufel schräg zu einer Drehachse (6) der Dreheinrichtung ist.Method according to claim 1,
characterized in that
the longitudinal axis (16) of the blade is oblique to a rotation axis (6) of the rotating device. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gleitschleifen ein chemisch unterstütztes Gleitschleifen ist.Method according to claim 1 or 2,
characterized in that
Vibratory grinding is a chemically assisted vibratory finishing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehbewegung eine oszillierende Drehbewegung mit abwechselnd unterschiedlichen Drehrichtungen ist.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the rotational movement is an oscillating rotational movement with alternately different directions of rotation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es zum Verrunden der Schaufelkanten verwendet wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
it is used for rounding the blade edges. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zu bearbeitenden Schaufeln (7,8) Laufschaufeln, insbesondere Laufschaufeln vor dem Verschweißen mit einer Scheibe sind.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the blades to be machined (7, 8) are moving blades, in particular moving blades, prior to welding to a disk. Vorrichtung Feinbearbeitung von Schaufeln (7,8) einer Strömungsmaschine mit Hilfe des Gleitschleifens, bei dem die zu bearbeitende Schaufel in einer Relativbewegung zu einem Schleifmittel bewegt wird, wobei die Vorrichtung eine Dreheinrichtung zur drehenden Bewegung der zu bearbeitenden Schaufeln (7,8) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dreheinrichtung eine Kegelstumpfnabe (3) zur Aufnahme der Schaufeln aufweist.Apparatus for fine machining of blades (7, 8) of a turbomachine by means of a vibratory grinding, in which the blade to be processed is moved in a relative movement to an abrasive, the apparatus comprising a rotating means for the rotary movement of the blades (7, 8) to be machined,
characterized in that
the rotating device has a truncated cone hub (3) for receiving the blades. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kegelstumpfnabe (3) an der Umfangsfläche (15) im Querschnitt T-förmige Nuten (11) als Aufnahmen für die zu bearbeitenden Schaufeln (7,8) aufweist, die sich mit ihrer Längserstreckung in axialer Richtung erstrecken.Device according to claim 7,
characterized in that
the truncated cone hub (3) on the peripheral surface (15) in cross-section T-shaped grooves (11) as receptacles for the blades to be machined (7,8), which extend in the axial direction with its longitudinal extent. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Aufnahme der zu bearbeitenden Schaufeln Kassetten (9,10) vorgesehen sind, in denen die Schaufeln (7,8) aufgenommen werden, wobei die Kassetten mit komplementär zu den Nuten ausgebildeten Vorsprüngen (14) zur Anordnung in den Nuten versehen sind.Device according to claim 7 or 8,
characterized in that
To accommodate the blades to be machined cassettes (9,10) are provided, in which the blades (7,8) are received, wherein the cassettes are provided with complementary to the grooves formed projections (14) for arrangement in the grooves. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nuten durch stirnseitig an der Kegelstumpfnabe (3) lösbar angeordnete Platten (4,5) verschließbar sind.Device according to one of claims 7 to 9,
characterized in that
the grooves can be closed by plates (4, 5) detachably arranged on the front of the truncated cone hub (3). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umfangsfläche (15)unter einem Winkel von 10° bis 45°, insbesondere 15° bis 30°, vorzugsweise 20° bis 25° zur Drehachse geneigt ist.Device according to one of claims 7 to 9,
characterized in that
the peripheral surface (15) is inclined at an angle of 10 ° to 45 °, in particular 15 ° to 30 °, preferably 20 ° to 25 ° to the axis of rotation.
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