WO2012016754A1 - Needle peening device for locally working the surfaces of components - Google Patents

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WO2012016754A1
WO2012016754A1 PCT/EP2011/060267 EP2011060267W WO2012016754A1 WO 2012016754 A1 WO2012016754 A1 WO 2012016754A1 EP 2011060267 W EP2011060267 W EP 2011060267W WO 2012016754 A1 WO2012016754 A1 WO 2012016754A1
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needle
needler
carrier
housing
needles
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PCT/EP2011/060267
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Inventor
Janne Ehrl
Holger Polanetzki
Thomas Dautl
Original Assignee
Mtu Aero Engines Gmbh
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    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
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    • B25D2250/291Tools having three or more parallel bits, e.g. needle guns

Definitions

  • the invention relates to a needler for local surface treatment, in particular solidification, of components, and a method for local surface treatment, in particular solidification, of components, in particular components of an aircraft engine, by means of such a needler.
  • DE 34 42 089 C1 discloses a needler in which a plurality of needles guided in a carrier are individually accelerated electromagnetically against a component surface to imitate shot peening.
  • the carrier is fastened to a housing via elastomeric oscillating elements, so that it makes an oscillating translational movement with respect to it when subjected to a circulating electromagnetic field in order to achieve an overlap of the sewing points when the housing guided by a robot moves relative to the component in the same Position is fixed.
  • This robot guide which is required due to the only slight variation of Nadelauf Economics for processing larger or spaced surface areas and to support the oscillation movement is opposed to a mobile use.
  • the object of the present invention is to improve the local surface treatment of components and in particular to reduce at least one of the abovementioned disadvantages.
  • a needle according to the invention is used for local surface treatment, in particular solidification, of components by imitating a jet, in particular shot peening process, by guided needles accelerated onto the surface.
  • a needler according to the invention becomes a local, i. limited to specified surface areas, surface treatment, in particular solidification, used by components of turbomachinery. It is particularly suitable for the surface treatment of blades and / or flow channels of pumps, compressors and turbines, preferably aircraft engines.
  • components of an aircraft engine, in particular guide vanes or rotor blades and / or a blade carrier can be processed.
  • a needler comprises a mono- or multi-part carrier with one or more needle channels in which or in each case a needle is guided displaceably in a needle direction.
  • the needle each defines a piston space, which is enlarged by a movement of the needle in the needle direction, and an opposing piston space, which is reduced by a movement of the needle in the needle direction.
  • a passage fluidly connects the respective piston chamber with a pressure reservoir in which, at least during operation, a gas, preferably air, or a liquid is stored under pressure over the environment or a sub-reservoir.
  • the carrier has several needles, several, preferably all, needle channels can be connected by passages to the same pressure reservoir. Likewise, however, one or more needle channels may be connected to a first pressure reservoir and one or more other needle channels may be connected to a second pressure reservoir.
  • a control valve device is switchable, preferably by a movement of a needle in the needle direction, from a state in which the respective piston chamber communicates fluidically with the pressure reservoir, into a state in which it blocks the passage.
  • the control valve device can also be switched to a state in which the piston chamber communicates fluidically with the environment or a vacuum reservoir.
  • the overpressure of the pressure reservoir is present in the piston chamber. This drives the needle in needle direction on the surface to be machined. If, preferably before a complete needle stroke in the needle direction, which may be limited in particular form-fitting by a stop, the control valve device, preferably automatically by this movement of the needle, the passage blocks, increases in inertia-related further movement of the needle, the piston chamber on, so that the driving Pressure in the now preferably at least substantially closed piston chamber decreases.
  • control valve device preferably automatically by the further movement of the needle fluidly connects the piston chamber with the environment or a sub-reservoir, eliminates the driving force and the needle beats essentially in the free flight on the surface to be machined and can spring back substantially unattenuated, which imitates the shot peening process particularly well.
  • the movement of the needle in the needle direction reduces the counter-piston space. This can be completed so that a gas trapped in it, preferably air, is compressed and imposes a restoring force which increases with the movement in the needle direction on the needle, which seeks to reset it counter to the direction of the needle.
  • a karten execution communicates the opposing piston chamber with a pressure reservoir, preferably the pressure reservoir, with which the piston chamber is connected.
  • the opposing piston space can be fluidly arranged between the pressure reservoir and the controUventil nails, so that it is not separated by the switching of the pressure reservoir.
  • the opposing piston space surrounds the needle as an annular space. In this way, a substantially constant restoring force can be impressed on the needle.
  • the needle-urging force imparting the piston space communicating with the pressure reservoir on the needle exceeds the opposite restoring force imposed on the needle by the opposing piston space.
  • the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the piston chamber can be made larger than the corresponding projection of the opposing piston space. Communicating the opposing piston space and, preferably through the opposing piston space, the piston chamber with the same pressure reservoir, thus resulting in a resultant that moves the needle in the needle direction.
  • a lower pressure may also be impressed in the opposing piston space, for example by the counter-piston space communicating with a pressure reservoir having a lower pressure.
  • the controUventil novelty is switched by a movement of the needle in the needle direction.
  • This can be done by control technology, in particular by appropriate control of an electronically actuated controUventilinnate.
  • the KontroUventil raised is mechanically switched by a movement of the needle in the needle direction.
  • the controUventil raised may have a slide valve.
  • a sliding valve is understood in particular to mean an arrangement having a movable part which, depending on the position, blocks or opens a flow.
  • the passage comprises a hole in the needle.
  • an opening of this bore with the pressure reservoir, preferably with the opposing piston space, communicating or be closed against fluidic by the opening through the needle channel, preferably a heel in the needle channel is covered.
  • Training further communicates the bore in a position located in the needle direction further forward positions with the environment or a vacuum reservoir by the needle channel, in particular a paragraph, the opening releases in this position again.
  • a riot detection device is provided, with which it can be detected whether the needle is placed on a surface.
  • a sensor in particular a pressure sensor, such as a piezoelectric sensor, and / or, in particular optical, distance sensor can be arranged in particular in a contact surface of the needler for placement on a surface detected due to a detected pressure or vanishing distance that the needle is attached.
  • the riot detection device locks, in particular mechanically and / or control technology, a passage, preferably all passages, when the needle is not placed on a surface. As a result, unintentional needling can be avoided.
  • an impact detection device is provided, with which it can be detected whether a needle, preferably all needles, impinge on a surface.
  • the stroke of the respective needle can be detected - this is less than a complete needle stroke, it is detected that the needle is hit in its movement in the needle direction on the surface.
  • the pressure in the piston chamber is detected to detect whether a needle strikes a surface. This changes, as described above, with the movement of the needle, so that from the detected pressure change, the movement of the needle can be determined.
  • the frequency with which the pressure oscillates in the piston chamber is detected and compared with a predetermined range, which is preferably predetermined as a function of the pressure in the pressure reservoir. If the detected frequency is within the predetermined range, an impact of the needle on a surface is detected.
  • a control device is provided with which the movement of the needle in the needle direction can be controlled.
  • a regulation ie the specification of a manipulated variable taking into account a recirculated actual variable, is referred to as the controller.
  • a predetermined pressure in the pressure reservoir can be set by the control device, which in turn influences the movement of the needle (s) as a driving force.
  • the carrier has two or more needle channels, in which a needle in each case in the manner described above is displaceably guided in a needle direction and by the pressure in the limited by the needle piston space and piston chamber in or . is moved counter to the needle direction.
  • the needles can be moved in a self-regulating and independent manner in and against the needle direction. This advantageously also makes it possible, in particular, to machine uneven surfaces.
  • a rotating device for rotating the carrier relative to a housing of the needling device for displacing a Nadelauf Economicslys on the surface may be provided.
  • the carrier may be tiltably mounted about a tilt axis perpendicular to the needle direction relative to the housing.
  • the needle direction against the Aufstandsnormale or a tool axis of the needle in particular against a rotational axis of a rotating device for rotation of the carrier relative to a housing, can be tilted variable.
  • such a tilt or skew can also be fixed, in particular structurally determined, i. E.
  • the carrier relative to the housing be arranged so that the needle direction against the Aufstandsnormale or tool axis of the needle, in particular against a rotational axis of a rotating device for rotation of the carrier relative to the housing, a fixed angle.
  • This fixed angle or a maximum displacement angle of a tiltably mounted carrier is in an advantageous development of at most 30 °, preferably at most 25 °.
  • a needler comprises one or more needles, which are connected by a mono- or multi-part carrier are guided so that they are movable relative to this in each case in a needle direction against a surface to be machined.
  • an acceleration device one, several or all needles can be moved individually, coupled or moved together in the needle direction.
  • needles In order to move needles together, they can be detachably or non-detachably connected, in particular via a common flange. You can, for example, welded to the flange, soldered, caulked, screwed, glued or integrally formed with the flange.
  • two or more, in particular all needles can be moved in a coupled manner in terms of control technology.
  • electric motors or magnets which move different needles in the needle direction may in particular be coupled in terms of control such that these needles are moved synchronously or in a predetermined sequence, for example offset in the needle direction.
  • two or more, in particular all needles can be moved magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled.
  • Mechanically moved needles may be coupled, for example, via appropriate mechanisms, such as gear, linkage, scenes and the like. In particular, they can be stored individually and acted upon simultaneously or in a predetermined sequence by a piston of the accelerating device.
  • needles are pneumatically moved by the same pressure reservoir in the needle direction.
  • Needles may, for example, be moved directly, preferably via a flexible membrane, which is deformed by the pressure reservoir in the needle direction, or by one or more pneumatically moved pistons in the needle direction.
  • a piston or a membrane can be coupled with one or more of these or be decoupled from them in such a way that it only carries the needle (s) in the direction of the needle and disengages in a movement counter to the direction of the needle.
  • a piston arranged in the needle direction in front of a piston and by this frontally displaceable limited piston chamber or, in particular mit- or successively, several such piston chambers by a control valve device either with a pressure reservoir connectable or separable from this.
  • a control valve device either with a pressure reservoir connectable or separable from this.
  • one or more piston chambers can also be released for venting, for example with the environment or a vacuum reservoir are connected.
  • one or more opposing piston chambers can be connected to a pressure reservoir in order to reset the piston or pistons counter to the needle direction.
  • a pressure chamber which is connected by means of a control valve device either with a pressure reservoir or separable from this and preferably with the environment or a vacuum reservoir is provided, which is sealed against the needles by a flexible membrane, due to a Overpressure in the pressure chamber accelerates the needles in the needle direction.
  • the carrier is mounted on a single or multi-part housing of the needler, which is preferably designed for mounting the housing on the surface to be processed.
  • the housing may preferably have correspondingly formed contact surfaces, which ensure a statically stable seating, for example, by three non-collinear contact points or three non-collinear, in particular convex, contact surfaces, and / or the shape of the surface to be machined, for example by a complementary geometry - are fitted.
  • the contact surfaces on each other in corners intersecting edges for example, by forming a total of three, four or polygonal outer contour, so as to achieve a higher stability against lateral tilting.
  • contact surfaces can have a surface which is to be machined in the touchdown area, in particular a soft, material.
  • the entire outer contour of the needle or a part of this can be made of plastic, for example, by the corresponding parts, such as the housing, made of plastic or clad with a plastic skin.
  • one or more sliding bearings of the housing may be provided for arranging on the component to be machined in a preferred embodiment.
  • a sliding bearing can advantageously, for example, as a ring attached to the housing, be exchangeable to be replaced when worn or depending on the component surface against another sliding bearing.
  • a plug-in, latching, screw or adhesive connection between the housing and slide bearing can be provided.
  • one or more rolling, in particular ball bearings may be provided on the housing, in order to arrange the housing in a gentle and displaceable manner on a component to be machined.
  • the needler can be formed and used in a preferred embodiment as a handheld device.
  • a rotation means for rotating the carrier relative to the housing is provided to displace the needle impact point (s) on the surface.
  • the rotating device allows a rotation of at least 180 °, preferably at least 360 ° and more preferably unrestricted revolutions about an axis of rotation, preferably only in one direction of rotation or in both directions of rotation.
  • the needle direction of at least one, preferably all, needles according to the invention has at least one component which is aligned parallel to this axis of rotation of the carrier relative to the housing. Preferably, this is the only component of the needle direction (s), so that these - at least substantially - are aligned parallel to the axis of rotation or are.
  • a predetermined processing can take place largely independently of a guidance by the operator, in that the operator places the housing on the surface and rotates through the rotating device Rotation of the carrier under repeated, in particular coupled with this rotation movement of the needle (s) in the needle direction realized a desired processing pattern.
  • the impact points of the needle (s) on the surface are advantageously varied. In a preferred embodiment, such a hit image can be generated, which comes close to a shot peening process with stochastically varying impact points. In order to vary the impact even more, it can be provided that the movement in the needle direction and the rotational movement takes place independently of each other.
  • the hit image can be set almost arbitrarily, for example, by appropriate coupling of rotational movement and movement in the needle direction and / or guidance of a plurality of needles by the carrier, in particular in a predetermined matrix.
  • the matrix can be designed, for example, such that the impact points of several or all needles in a plane perpendicular to the axis of rotation unevenly, in particular stochastically, or evenly, in particular equidistant, are distributed, for example, on one or more radial beams that can be perpendicular to the axis of rotation, one or more spirals, preferably through the axis of rotation, or checkered on each other preferably perpendicularly intersecting lines.
  • the matrix, the synchronization of the movements of different needles in the needle direction and / or the, preferably herewith coupled, rotation of the carrier can preferably be varied or adjusted so as to realize, for example, different processing patterns, overlapping degrees or processing depths.
  • the carrier may also be moved (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically, i. be rotated against the housing.
  • needle and carrier drives can be control-technically, magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled.
  • a control valve device is switched by the rotation of the electromotive moving carrier relative to the housing and actuates so pneumatically or hydraulically needles.
  • a slotted guide is provided which, with a rotation of the support a piston, for example, against a mechanical or pneumatic spring, biases or releases, so that it accelerates under relaxation of this bias in the needle direction and coupled to him or from him decoupled, accelerated only after exhaustion of a game in the needle direction mitbewegten needles.
  • a return device for returning a needle counter to the needle direction is provided in a preferred embodiment.
  • Such a restoring device can be realized, for example, by the accelerating device by being acted upon in the opposite direction (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically and thus counteract the needles coupled with it resets the needle direction by about electromagnets operated in opposite directions, a piston chamber separated from the pressure reservoir and / or connected to a vacuum reservoir, a piston chamber counteracting piston chamber pneumatically or hydraulically, preferably by the control valve device, acted upon, and / or a piston through a slotted guide against the needle direction is moved.
  • a separate return device may include, for example, spring means biasing the needles against the needle direction. This is particularly advantageous when the needles are decoupled from the accelerator, i. be guided by this only in the needle direction.
  • the return device comprises - preferably in addition to a separation of piston chambers from a pressure reservoir, connecting these piston chambers with a vacuum reservoir and / or of opposing piston chambers with a pressure reservoir - a mechanical link or forced operation, which resets the needles against the needle direction.
  • the needle drive need not overcome any corresponding restoring forces. It can thus realize larger accelerations or equal accelerations with a smaller size with the same size.
  • one or more, in particular all needles have a, preferably rounded, needle point, which may be integrally formed with the respective needle, in particular urgeformt, reshaped, machined or connected to it by, for example, a ball, as well as to Shot peening is used, welded, soldered, plugged, glued or sintered.
  • needles are individually or jointly, for example connected via a flange, mounted in a sliding bearing on the carrier.
  • the plain bearing can be provided, for example, by one or more sockets, which are connected to the carrier, such as bronze.
  • a steel or plastic component of the carrier may be provided with one or more corresponding holes, whereby steel has the advantage of better heat dissipation. Resistant to plastic, the advantage of better lubricity or reduced friction can result.
  • one or more, in particular all needles are individually or jointly releasably connected to the accelerator.
  • needles which are differently formed, for example, in terms of their shape and / or their material and / or arranged in different matrices, depending on the surface to be machined a suitable one of these flanges is selected.
  • one or more, in particular all needles can be connected to the accelerating device individually or jointly.
  • a flange to which the needles are attached be pivotally connected to the accelerator, wherein preferably one or more joints can be locked in different positions.
  • undercut surfaces can be processed, wherein in at least one joint (e) position at least one needle direction has a component which is aligned at least substantially parallel to the axis of rotation of the wearer.
  • the accelerating device in order to optimally process uneven, inclined or undercut surfaces even with needles rigidly connected to a flange, in addition to or as an alternative to a releasable and / or articulated connection of the needles to the accelerating device, the accelerating device as a whole, i. together with the needles moved by it, releasably and / or hingedly connected to the housing.
  • An accelerator detachably connected to the housing advantageously allows the replacement of the housing, for example against one with another contact surface adapted for machining other surfaces, or the accelerating means, for example one with higher acceleration capability, another movement stroke and / or another needle matrix.
  • An articulating or pivotably connected to the housing accelerating device advantageously allows adjustment of the needle direction relative to a contact surface of the housing.
  • the accelerator like a hinged shaft, can be tilted or pivoted relative to a normal to the plane through the contact surface (s) or points of the housing, ie, include different angles with that normal.
  • the accelerating device is fixable or lockable in one or more positions relative to the housing.
  • an unlocked accelerator may self-adjust when machining uneven or sloped surfaces.
  • a needle direction then has a component that is aligned at least substantially parallel to the axis of rotation of the carrier.
  • the needle direction - at least substantially - parallel to the axis of rotation of the carrier.
  • the rotating device can have a single-stage or multistage transmission, in particular a gear transmission, in order to realize a desired speed of rotation of the carrier relative to the housing and, in an advantageous development in which rotational movement and movement in the needle direction are coupled, a corresponding acceleration in the needle direction.
  • the rotation of the carrier allows the needles to impinge in a different position on the next impact.
  • the multi-part carrier has a rotatable relative to the housing base and a rotatable relative to the base and preferably in this eccentrically mounted rotary member, wherein preferably at least one of these rotations is effected by the rotary device.
  • the needles are then preferably guided by the rotary member, so that their matrix performs a rotation relative to the base and a rotation thereof superimposed against the housing and thus causes a more advantageous target image.
  • One of these axes of rotation of base and rotary part then forms an axis of rotation, according to the invention at least one component of a needle direction is parallel, preferably the axes of rotation of the base relative to the housing and the rotary member relative to the base - at least substantially - are parallel.
  • a needler preferably has a testing device for testing the component surface.
  • This can be, for example, an image acquisition and / or a lighting device and is preferably designed to carry out an examination of the component surface in situ, that is to say with an attached needler, in particular during a processing of the surface by the latter.
  • the test device can automatically take in predetermined, preferably adjustable, periods, such as time periods or Nadelh Claus, an image of the surface and evaluate this in a preferred development.
  • a needler according to the invention comprises a one-part or multi-part guide body, preferably of a heavier material, such as especially metal, on.
  • a needler comprises a one-part or multi-part guide body, preferably of a heavier material, such as especially metal, on.
  • the guide body one or preferably a plurality of needle channels are formed.
  • these needle channels are arranged in a predetermined matrix, in particular stochastic, concentric, radial, grid-like or sprial-shaped.
  • the needle channel or channels communicate with a fluid reservoir, which in a preferred embodiment contains a liquid, in particular a hydraulic fluid such as a hydraulic oil. Additionally or alternatively, it may also contain a gas.
  • a fluid reservoir which in a preferred embodiment contains a liquid, in particular a hydraulic fluid such as a hydraulic oil. Additionally or alternatively, it may also contain a gas.
  • a needle channel has a constant cross-section and opens into the fluid reservoir.
  • the fluid communication between fluid reservoir and needle channel can be influenced.
  • a diaphragm or an inlet nozzle, in particular a bevel may be provided at the mouth of a needle channel to the fluid reservoir.
  • Needle channels can also be closed in a blind, ie needle-free, fluid-tight manner to vary the needle matrix.
  • a fluid-tight, axially displaceable guide can in particular have one or more elastic sealing elements, in particular O-rings, stripping, in particular brush seals and / or labyrinth seals, wherein sealing elements such as O-rings can be mounted equally in the respective needle channel or on the respective needle.
  • a needle protrudes, at least substantially, not in the fluid reservoir when placed on the component needle.
  • the length of a needle channel may be equal to or greater than the length of the needle guided therein.
  • a micro movement of the needles often suffices, which can thus remain on the component during processing and penetrate the component surface in the event of pulsed impingement under plastic micro deformation of the component surface. If you then move the needle on the surface of the component, the slidably guided needles slide out of the microwells and are ready to be re-pressurized.
  • no return means are provided for returning the needles against their acceleration or machining direction, it is not necessary to work against such a return means when accelerating.
  • a return means such as a plate spring may be provided which resets a needle against the acceleration or processing direction in the needle channel and thus increases the free acceleration path of the needle before hitting the component surface.
  • a movable actuating means limits the fluid reservoir.
  • This may in particular be a piston which is displaceably guided on the guide body and with its front side, the fluid reservoir terminates fluid-tight.
  • it may be a flexible membrane, which closes the fluid reservoir fluid-tight.
  • a pulse is impressed on the movable actuating means, this transmits the pulse to the fluid in the fluid reservoir.
  • repercussions of the needles on the actuating means can be fluidically decoupled or damped.
  • the forces applied to the individual needles and the forces imposed on them by the component can be varied by, in particular, slightly differing channel cross-sections in order better to imitate a stochastic shot-peening process.
  • an actuator for acting on the actuating means is provided, which is preferably mechanically, hydraulically, pneumatically, electromagnetically and / or accelerated by ultrasound.
  • the actuator can accelerate the actuating means directly by this example is designed as a piston, which is designed for example as an armature of an electromagnet or as a piston of a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • the Akuator on a hammer which, in particular mechanically, hydraulically, pneumatically, electromagnetically and / or by ultrasound, can be accelerated and applied to the actuating means.
  • the hammer in turn may be designed, for example, as an armature of an electromagnet or as a piston of a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • An actuating means contacting, but with respect to this movable or detachable hammer can advantageously be initially accelerated freely and then transmits in contact with the actuating means its case built impulse approximately jerky on the actuating means, this impulse, as described above, in turn by the Fluid reservoir transfers to the needles.
  • a manual acceleration of the actuating means for example by applying a piston with a hand-held hammer, possible.
  • the guide body is placed directly on the component surface to be machined and moved between the Nadelbeautschept, in particular manually or by a manipulator to vary the point of impact of the needles and so to imitate a local shot peening process.
  • the guide body is motor, in particular electric motor, or manually rotatably guided on a housing which is placed on the component surface to be machined.
  • a component-protecting contact surface is provided for placement on a component to be machined.
  • at least the part of the needler to be placed on the component is preferably made of plastic, rubber or the like.
  • a Aufsetzring be provided of plastic, which is preferably replaceable, attached to the guide body or a housing. This advantageously makes it possible to produce the guide body or the housing itself from another material, in particular metal, which is advantageous on account of its specific weight and its strength and with regard to the storage of the needles. Equally, however, it is also possible to manufacture the guide body or the housing itself from plastic, rubber or the like.
  • a needler comprises one or more needles, which may be provided by a mono- or multi-part carrier are guided so that they are movable relative to this in each case in a needle direction against a surface to be machined.
  • needles can be moved individually or jointly preferably (electro) motor, (electro) magnetic, pneumatic, hydraulic and / or mechanical, for example by releasing prestressed springs in the needle direction.
  • two or more, in particular all needles can be moved in a coupled manner in terms of control technology.
  • electric motors or magnets which move different needles in the needle direction may in particular be coupled in terms of control such that these needles are moved synchronously or in a predetermined sequence, for example offset in the needle direction.
  • two or more, in particular all needles can be moved magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled.
  • Mechanically moved needles may be coupled, for example, via appropriate mechanisms, such as gear, linkage, scenes and the like.
  • a needle piston space arranged in the needle direction in front of a needle piston of a needle and displaceable by the latter on the front side, or preferably, one after the other can connect or disconnect a plurality of such needle piston chambers by a control valve device optionally with a pressure reservoir.
  • one or more needle piston chambers can also be released for venting by the control valve device, for example, connected to the environment or to a vacuum reservoir.
  • the carrier is mounted in a one- or multi-part housing of the needler, which is preferably designed for mounting the housing on the surface to be machined.
  • the housing may preferably have correspondingly formed contact surfaces, for example, by three non-collinear contact points or three non-collinear, in particular Convex, contact surfaces ensure a statically stable placement, the shape of the surface to be machined, for example, by a complementary geometry, adapted, and / or have a surface to be machined in the touchdown gentle, especially soft, material.
  • the needler can be formed and used in a preferred embodiment as a handheld device.
  • a rotation means for rotating the carrier with respect to the housing is provided to displace the needle impact point (s) on the surface.
  • the rotating device allows a rotation of at least 180 °, preferably at least 360 ° and more preferably unrestricted revolutions about an axis of rotation, preferably only in one direction of rotation.
  • the needle direction (s) may be aligned - at least essentially - radially or vertically with respect to the axis of rotation.
  • the control valve device at the same time forms the axis of rotation for the carrier.
  • Nadelauf Economics can be, for example, on a particular straight line with a predetermined distance from each other on the surface, which distance may be smaller than a diameter of the needles or the deformations caused by the needles, so that the deformations At least partially cover different Nadelauf Economics?.
  • the distance between adjacent needle impact points corresponds to the distance between adjacent needle impact points.
  • the diameter of the, in particular central, diameter of the latter is at least substantially the same Needle impact points impinging needles or caused by these deformations.
  • the matrix, the synchronization of the movements of different needles in the needle direction and / or the rotation of the support, preferably coupled thereto can be varied or adjusted, so as to realize, for example, different processing patterns, coverage levels, or machining depths.
  • the carrier may also be moved (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically, i. be rotated against the housing.
  • needle and carrier drives can be control-technically, magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled.
  • a control valve device is switched by the rotation of the electromotive moving carrier relative to the housing and actuates so pneumatically or hydraulically needles.
  • a return device for returning a needle counter to the needle direction is provided in a preferred embodiment.
  • a return device can, for example, an opposing (electro) mo toric,
  • Electromagnetic magnetic, pneumatic, hydraulic and / or mechanical loading counter to the needle direction by about electromagnets operated in opposite directions, the needle piston chamber separated from the pressure reservoir and / or connected to a vacuum reservoir, or a needle piston chamber counteracting piston chamber pneumatically or hydraulically, preferably by the Control valve device is acted upon.
  • Mechanical loading may include, for example, spring means biasing needles counter to the needle direction.
  • the return device comprises-preferably in addition to a separation of needle piston chambers from a pressure reservoir, connecting these needle piston chambers with a vacuum reservoir and / or of opposing piston chambers with a pressure reservoir.
  • servoir - a mechanical backdrop or forced guidance that returns the needles against the direction of the needle.
  • lockable, in particular pneumatic and / or hydraulic, actuation of the needles they can advantageously remain in the needle direction during a rotation of the carrier with locked actuation in the needle direction without or with little force and thus prevent frictional engagement and associated wear on needles or Reduce housing.
  • the needle drive need not overcome any corresponding restoring forces. It can thus realize larger accelerations or equal accelerations with a smaller size with the same size.
  • 1A - IC a part of a needle according to an embodiment according to the first main aspect of the present invention in a section along a needle direction in different states;
  • Figure 2 shows a needle according to a first embodiment according to the second main aspect of the present invention in a section along a rotation axis.
  • Figures 3A, 3B are each a plan view of a flange with a needle matrix as viewed from a surface to be machined;
  • FIG. 4 shows a needle according to a second embodiment according to the second main aspect of the present invention in Fig. 2 corresponding representation.
  • FIG. 5 shows a needle according to a third embodiment according to the second main aspect of the present invention in Fig. 2 corresponding representation.
  • FIG. 6 shows a needler according to an embodiment according to the third main aspect of
  • FIG. 1A-1C show a part of a needle according to an embodiment according to the first main aspect of the present invention in a section along a needle direction (from top to bottom in Fig. 1) in different states.
  • the needler has a multi-part carrier with a carrier base body 2 and fixedly or releasably secured to individual cylinders 400, of which in Fig. 1 for clarity, only a cylinder is shown.
  • the support base body 2 can in turn be tilted with a ring 1 'and rotatably arranged in a housing 1 by a rotating device 8, as will be explained below with reference to the second main aspect with reference to FIGS. 2 to 6, so that with respect to these features on the may be referred to there explanations.
  • the cylinders 400 may also be integrally formed with the carrier base body 2.
  • each cylinder 400 a needle channel open on both sides is formed, in which a needle 7.1 is displaceably guided in the needle direction.
  • An annular shoulder 407 (see Fig. 1B), together with a needle-end rear end flange of the needle 7.1, introduces the needle into the needle channel and at the same time limits, as a stop, a complete needle stroke.
  • the rear end of the needle channel in the needle direction (at the top in FIG. 1) is closed in a gastight manner by a stopper 408, which delimits a retraction movement of the needle 7.1 against the needle direction as a stop.
  • the stopper 408 is pressed onto the cylinder 400 by an end cap 401 and a rubber pad compressed between the stopper and the end cap.
  • the needle-side end face (top of Fig. 1) of the needle 7.1 as a slidable wall defines a piston space 406 (see Fig. 1B) which is enlarged by movement of the needle in the needle direction.
  • annular mating piston space 404 is formed, which surrounds the needle 7.1 and is reduced by a movement of the needle in the needle direction.
  • the pressure reservoir may comprise, for example, a source of compressed air, which are connected via hoses with holes in the respective end cap 401 (not shown).
  • a control valve may be provided, which adjusts a predetermined pressure in the pressure reservoir as a control device.
  • the piston chamber 406 communicates with the pressure reservoir 402 via the passage, so that the overpressure of the pressure reservoir rests in the piston chamber 406 and the opposing piston chamber 404. Since the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the piston chamber 406 (the horizontal cross-sectional area in FIG. 1) is larger than the corresponding projection of the counter-piston space 404, in this state the force driving in the needle direction exceeds that of the piston space communicating with the pressure reservoir 406 imposes on the needle, the opposite restoring force, which impresses the counter-piston space 404 on the needle. This drives the needle in the needle direction on the surface to be processed (Fig. 1A-> Fig. 1B).
  • an automatic control valve means in the form of a slide valve, which blocks the passage depending on the position (Fig. 1B) or opens (Fig. 1A), which is mechanically switched by a movement of the needle in the needle direction.
  • the slide valve blocks the passage between the piston chamber 406 and the pressure reservoir 402 or the associated opposing piston chamber 404 (FIG.
  • the needle-driving pressure in the piston chamber 406 is reduced as a result of the movement in the needle direction, while an almost constant restoring force is applied to the piston Needle 7.1 acts, which results from the pressure in the opposing piston space 404 and the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the opposing piston space 404.
  • the control valve device fluidically connects the piston chamber 406 to the surroundings when the opening of the bore 405 in the needle has passed over the shoulder 407 (see FIG IC).
  • the restoring force which the opposing piston space 404 exerts on the needle supports this movement counter to the needle direction, so that the needle returns to its upper end position shown in FIG. 1A.
  • the slide valve separates the piston chamber 406 from the environment (FIG.
  • the needler may advantageously be formed according to the second main aspect, which will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 5.
  • a riot detection device can be provided in the plastic ring 9 or between it and the housing 1 (cf., FIGS. 2, 4, 5), with which it can be detected whether the needler is mounted on a surface.
  • the riot detection device can in particular have one or more pressure sensors and / or distance sensors and, due to a detected pressure or vanishing distance, detect that the needle is placed.
  • the riot detection device sends a corresponding signal to the control valve of the pressure reservoir, so that all passages to the piston chambers are blocked by control technology, as long as the needle is not placed on a surface.
  • pressure in one or more piston chambers 406 is detected. This changes as described above with the movement of the needles, so that from the detected pressure change, the movement of the needle can be determined.
  • the frequency with which the pressure in the piston chamber 406 oscillates is detected and compared with a predetermined range which is predetermined as a function of the pressure in the pressure reservoir. If the detected frequency is within the predetermined range, an impact of the needle on a surface is detected.
  • Fig. 2 shows a needle according to a first embodiment according to the second main aspect of the present invention in a longitudinal section.
  • the needler has a substantially tubular steel or plastic housing 1, the frontal Kunststofffikiee (bottom in Fig. 2) is formed by a plugged plastic ring 9, which in turn forms a sliding bearing for arranging the housing on a surface to be machined (not shown) ,
  • the plastic ring may have a rectangular outer contour in order to increase the Kipppstabilmaschine to the vertical axis in Fig. 2.
  • it can store three non-collinear balls to form a rolling bearing relative to the surface to be machined.
  • a base body 2 of a carrier is mounted rotatably about the axis of rotation indicated in FIG. 2 by a dash-dotted line.
  • a CCD camera 10 is fastened to it, which rotates with the carrier and thus receives images of the surface to be processed during operation and transmits them to an image output device, for example a monitor, and / or an image processing software (not shown).
  • a rotary part 3 of the carrier is rotatably mounted eccentrically, so that its in Fig. 2 dash-dotted lines indicated axis of rotation is aligned parallel to the axis of rotation of the base body 2, but not aligned with this.
  • a gear 8 of a transmission is further eccentrically mounted, which is driven by an electric motor, not shown.
  • His gearing 8.1 engages on the one hand in an internal toothing 1.1 of the housing and on the other hand in an external toothing 3.1 of the rotary member 3 a.
  • the electric motor rotates on the one hand the base 2 relative to the housing 1 and on the other hand hereby coupled the rotary member 3 relative to the base 2, wherein by corresponding gears 1.1, 3.1 and 8.1 desired, coupled rotational speeds can be specified.
  • the needle impact points of needles 7.1, 7.9 vary in a manner similar to shot blasting when the needles are repeatedly moved against the surface to be machined, as described below.
  • the arrangement of the needles in a matrix, this hit image can be influenced.
  • 3A, 3B show, as viewed from below in FIG. 2 on a flange 7 described below, different arrangement matrices, wherein in FIG. 3A the needles are arranged on radial rays through the axis of rotation, in FIG. 3B on spirals through the axis of rotation.
  • the needles may for example be arranged stochastically or on mutually perpendicularly intersecting beams and / or have a constant or varying distance from one another.
  • the needles 7.1, 7.9 are, as already mentioned, attached to a flange 7, for example, welded or -soletes with this or resilient in the direction of its longitudinal extent (not shown).
  • the flange 7 is connected to a piston 4 of a pneumatic acceleration device via a multi-part plunger 4.1, 4.2, the parts 4.1, 4.2 in a joint 4.3 solvous and locked in different positions, in which the needle longitudinal direction with the plunger longitudinal direction includes different angles.
  • a ring 1 ' in which the acceleration device as explained above with respect to the housing 1, is rotatably mounted, in turn about at least one axis, preferably perpendicular to the axis of rotation of the accelerator (ie perpendicular to the plane of Fig. 2) is pivotally mounted in the housing 1.
  • the ring 1 ' can be mounted either in one or more positions lockable or freely movable.
  • the needles can advantageously be resiliently attached to the flange, it is preferred in the double-dashed variant 1 'that the needles rigid or firmly connected to the flange, so for example welded or - are soldered.
  • the flange 7 can be detachably or rigidly connected to the plunger 4.1.
  • the ring 1 'and with it the accelerator mounted in it can be releasably secured to the housing.
  • the piston 4 slides in the direction of the needle (from top to bottom in FIG. 2) in a piston chamber 5A and in a counter-piston chamber 5B and limits these spaces in opposite directions, respectively, on the front side.
  • Both piston chambers 5 A, 5 B communicate via a two-way switching valve 6 and alternately with an overpressure reservoir i or an ambient or negative pressure reservoir po.
  • the switching valve 6, which forms a control valve device in the context of the invention, is performed in a manner not shown a rotational movement of the carrier relative to the housing or a movement of the piston 4 is switched.
  • a circuit by the movement of the piston advantageously causes an independent of the rotational movement of the carrier movement of the piston 4 and the associated needles 7.1, 7.9 in the needle direction and thus approaches the hit image even more to the conventional stochastic shot peening.
  • the piston chamber 5 A communicates with the overpressure reservoir pi and drives the piston 4 in the needle direction, the air pushes from the opposing piston chamber 5 B po in the environment.
  • the opposing piston space 5B communicates with the overpressure reservoir pi and drives the piston 4 counter to the needle direction, which pushes air out of the piston space 5A into the surroundings p 0 .
  • the piston 4 the detachable and lockable hinged flange 7 and thus the needles 7.1, 7.9 in the needle direction, thereby hitting the surface to be machined oscillate and thereby deform plastically while impressing desired stresses, so that it is solidified
  • the piston travel, in particular the piston chambers 5A, 5B, are preferably tuned such that the piston is accelerated approximately in the needle direction until the needles impinge on the component surface and is returned approximately counter to the needle direction after the momentum transfer.
  • the control valve device 6 for example, before the impact of the piston chamber 5A separate from the excess pressure reservoir pi, so that the needles meet 7.1, 7.9 free-floating on the surface to be machined.
  • Fig. 4 shows in Fig. 2 corresponding representation of a needle according to a second embodiment according to the second main aspect of the present invention.
  • Identical or analogous features to the first embodiment are designated by identical reference numerals, so that only the differences from the first embodiment according to the second main aspect will be discussed below.
  • the rotary device in the second embodiment only a single-stage gear, which is realized by the gear 8, which is mounted in the one-piece carrier 2 and this rotates by means of engagement in the internal teeth 1.1 about its axis of rotation.
  • gears of a rotating device according to the invention instead of internal and external teeth can be provided.
  • This single-stage construction is structurally simpler and more stable, but the needle impact points vary less as a result of the rotation of the one-piece carrier with only one degree of freedom relative to the housing.
  • a mechanical accelerator is provided in the second embodiment.
  • piston 40 has a plunger 41, which is forcibly guided on a gate 1.2 of the housing 1.
  • the gate is, as indicated in Fig. 4, shaped such that the piston 40 in one revolution of the carrier 2 in the housing 1 one or more raised against the needle direction and then released back into this.
  • the piston 40 is released in the needle direction, since the plunger 41 rests on a lower inflection point of the gate 1.2.
  • the slide 1.2 leads the plunger in contrast to a staggered in Fig. 4 position.
  • the piston 40 biases a helical spring 100 against the needle direction. If the gate 1.2 releases the plunger 41 again (FIG. 4), then the relaxing spring 100 accelerates the piston 40 in the direction of the needle (downward in FIG. 4). A lower disc of the coil-shaped piston 40 then impinges on the heads of needles 7.1, 7.9, which are mounted in bronze bushings (not shown) directly in the carrier 2 and are supported against the needle direction by helical springs 110.
  • the piston 40 thus accelerates the needles 7.1, 7.9 in the needle direction against the surface to be machined. In the subsequent movement of the piston 40 against the needle direction due to the forced leadership of the plunger 41 in the backdrop 1.2, however, he takes the decoupled from him needles 7.1, 7.9 not.
  • These individually actuated and via the co-acting piston 40 mechanically coupled to each other moved needles are instead returned by the coil springs 110 against the needle direction when accelerating biased in the needle direction and form a separate return device in the context of the present invention.
  • Fig. 5 shows in Fig. 2, 3 corresponding representation of a needle according to a third embodiment according to the second main aspect of the present invention.
  • Identical or analogous features to the first and / or second embodiment are designated by identical reference numerals, so that only the differences from the first or second embodiment according to the second main aspect are discussed below.
  • the separately mounted in holes of the steel or plastic substrate 2 and supported by individual helical springs 110 against the needle direction needles 7.1, 7.9 are accelerated pneumatically in the needle direction.
  • a pressure chamber 50 is sealed by a one-piece or multi-part flexible membrane against the individual needles. If the pressure chamber 50 is connected via a switching valve 60 to an overpressure reservoir pi, as shown in FIG.
  • the pressure deforms the flexible membrane 55 in the needle direction, which accelerates the needles 7.1, 7.9 in the needle direction against the surface and in this case biases the springs 110 .
  • Switches the valve 60 for example mechanically coupled with the rotation of the carrier 2 in the housing 1 or independently thereof, approximately pneumatically, in the other switching position, the pressure in the pressure chamber 50 relaxes against the environment p 0 .
  • the relaxing springs 110 return the needles 7.1, 7.9 against the needle direction.
  • the needles can also be processed uneven and / or inclined to the direction of the needle surfaces advantageous because when hitting a needle other not affiliated with her needles are not slowed down.
  • the design effort is correspondingly higher.
  • a - for example by means of a ring 1 '- articulated or pivotally mounted on the mounted on the workpiece housing acceleration unit, a multi-stage gear and / or a support with base and eccentrically mounted therein rotary member may be provided.
  • a multi-stage gear and / or a support with base and eccentrically mounted therein rotary member may be provided.
  • Such an articulated and / or releasable attachment of the acceleration device to the housing can be combined with a releasable and / or hinged attachment of the needles to the accelerator or formed without them be.
  • a single bearing and spring suspension may also be provided in the case of a flange which is detachably and / or hingedly lockably connected to the acceleration unit, as has been explained with reference to the first embodiment. This is particularly advantageous when the flange is tilted against the axis of rotation, since then often meet needles at different stroke on the surface to be machined.
  • mechanical actuation as discussed with reference to the second embodiment may be provided for individual needles or even for an accelerator coupled to the needles, which returns the needles against the needle direction, as explained with reference to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows in cross-section a needler according to an embodiment according to the third main aspect of the present invention, which is placed on the surface of a component 206.
  • the needler has a guide body 202 made of metal, in which a hydraulic fluid reservoir 210 is formed. With this communicate needle channels, of which in Fig. 6 for clarity only two are shown. In these, needles 201 are displaceably guided axially (vertically in FIG. 6), so that their rounded tips stand up on the component surface. On the side opposite the channel openings, the fluid reservoir 210 is delimited by a piston 203, which is likewise displaceably guided in the guide body 202. Due to the fluidic force transmission explained in more detail below, the directions of movement of piston 203 and needles 201 need not be parallel.
  • Needles 201 and pistons 203 are each mounted in a fluid-tight manner in the guide body 202, for example, in one of the guide body 202 and Nadel201 or Kolben203 at least one annular groove is formed, in which an O-ring is arranged as a sealing body, which is elastically against the sliding surface of the other of the chiefs stresses202 and needle201 and piston203, respectively, thus sealing guide body 202 and needle 201 or piston 203 against each other (not shown).
  • the guide body 202 is rotatably supported in a housing 204, as indicated by the dot-dashed axis of rotation and the rotational movement arrow.
  • the guide body 202 is mounted eccentrically in the housing 204, so that a rotation offset the impact points of the needles 201 on the component surface.
  • an electric motor with appropriate control is provided, which is not shown for clarity.
  • an example pneumatically, electromagnetically or by ultrasonics accelerated hammer which impinges in Fig. 6 from above on the fluid idreservoir210 opposite end face of the Kolben203 and thereby transmits a pulse to the Kolben203, the in Fig. 6 is indicated by a double-headed arrow.
  • the hammer is designed as a piston of a pneumatic cylinder or as an armature of a linear electromagnet and is accelerated by supplying compressed air or winding current in Fig. 6 vertically downward on the Kolben203.
  • a return spring can lift the hammer again from Kolben203.
  • the timing with which the hammer is accelerated is synchronized with the timing of the rotational movement of the guide body 202 in the housing 204 such that the hammer always strikes the piston 203 with the guide body 202 stationary.
  • the pulse indicated in FIG. 6 by the double-headed arrow is impressed on it.
  • the latter transmits the impulse to the hydraulic fluid in the fluid reservoir 210, in which a pressure surge propagates, which is homogeneously applied to the needle channels and transferred to the needles 201 according to the respective effective hydraulic cross section.
  • Their pulses which in turn are indicated by double pointed arrows, transmit them to the surface of the component 206 with slight plastic deformation, which leads to stress compensation and solidification there.
  • Fig. 7 8 shows a needle according to an embodiment according to the fourth main aspect of the present invention in two mutually perpendicular sections.
  • the needler has a two-part housing 31 A, 31 A with a contact surface 31.1 open toward, on the side facing away from this contact surface side hollow cylindrical recess.
  • a substantially drum-shaped carrier which comprises a base body 32A and a surrounding shell 32B, rotatably received on an axis 31.2 of the housing. It can be rotated by an electric motor 33.1 by means of a worm gear 33.2 only in the direction indicated by the movement arrow in Fig. 7.
  • needles are mounted in the carrier, with only three needles 34A-34C being shown in FIG. 7 for better clarity. They each have a pin 34.1 and a piston 34.2 connected or integrally formed thereon, which limits a needle piston space 35 formed in the base body 32A at the end, and can be indicated in FIG. 7 in directions indicated by movement arrows, which are radial or perpendicular to the rotation axis of FIG Are carrier-oriented, to be moved.
  • the shell 32B limits the movement in the needle direction and has for this purpose at corresponding points through holes whose diameter is equal to or greater than the diameter of the associated pin 34.1, but smaller than the diameter of the piston 34.2, and thus limits the respective blind hole in the base body 32A, the constant diameter defines both a guide of the needle in the carrier and a limitation of the needle piston chamber.
  • one or more needle piston chambers can be closed by another sheath, which has no through hole at the corresponding point, and thus needles are removed from the matrix at this point.
  • a needle piston chamber 35 is connected by a control valve device depending on the position of the carrier relative to the housing with a pressure reservoir 36 or communicating with the environment venting channel 37 or separated from both.
  • a control valve device depending on the position of the carrier relative to the housing with a pressure reservoir 36 or communicating with the environment venting channel 37 or separated from both.
  • the pressure reservoir 36 and a thus communicating channel and the vent passage 37 which can communicate in a modification with a lower pressure reservoir formed, which thus define together with the running on her inner bore of the body, the control valve device ,
  • the control valve means connects the needle piston space of the needle 34A with the pressure reservoir 36 so that it is accelerated in the needle direction.
  • the acceleration profile can be predetermined by the control valve device, on the one hand, and by the release of the through bores of the shell 32B through the housing recess that partially surrounds the latter.
  • the control valve device already communicate a needle pressure chamber with the pressure reservoir, while a movement of the needle is still positively locked by the housing in the needle direction by approximately the cylindrical surface of the recess continues partially in the direction of the contact surface 31.1, ie in a modification, not shown Housing 31 A, the carrier in the left lower quadrant of Fig. 7 still partially encloses.
  • pressure is already building up in the needle piston space, acceleration in the needle direction does not begin until the through bore of the shell 32B has been released through the housing 31A.
  • the needle 34B just hits the surface 38 to be machined and elastically deforms it while releasing its momentum and thereby solidifies the surface. In addition, residual compressive stresses are introduced in the edge zone. In this position, the needle piston chamber is blocked by the control valve device both against the pressure reservoir 36, and the vent passage 37, but could also communicate in an alternative embodiment, at least partially, with one of the two.
  • the needle 34C has already processed the surface, its needle piston chamber is now connected due to the rotation of the carrier with the vent passage 37, which facilitates recovery of the piston.
  • a positive guide or gate 39 of a restoring device on which the needle runs after surface exposure is shaped so that the needle is returned to an initial position in which the control valve means locks its needle piston chamber against both the pressure reservoir 36 and the vent passage 37.
  • the needle piston chamber also communicate, at least in regions, with the pressure reservoir 36 and / or vent passage 37. In any case eliminates the blocking of the pressure reservoir 36 during the transfer between restoring (needle 34C) and acceleration phase (needle 34A) due to the purely pneumatic actuation of the needles a bias of the needles against the housing, so that a corresponding wear is advantageously reduced.
  • the pressure in the needle piston chamber 35 does not have to work against appropriately biased return springs.
  • Fig. 8 the matrix of guided in the carrier needles is indicated. It can be seen that the individual needles 34 and the through-holes in the shell 32B are arranged on curved, in particular spiral-shaped paths 310 both in the axial and in the circumferential direction of the shell. The matrix is designed and tuned to the rotation of the carrier in the housing and the coupled thereto movement of the needles in the needle direction that the Nadelaufinnovationtude constitute a desired processing pattern on the surface 38.
  • the deformations achieved in the needle impact points can at least substantially lie on straight lines and preferably have at least substantially no gaps and / or no overlaps or predetermined gaps or overlaps.
  • the expression of the tracks 310 in the circumferential direction, along which the bores are arranged at the intersections with the spiral paths 310 in the axial direction, can be selected as desired.
  • a straight line skewed to the axis of rotation has been found, which is wound around the envelope 32B (not shown).
  • This arrangement provides for the production of the needle piston chambers 35 a particularly favorable space utilization.
  • the spiral-shaped path 310 in the axial direction is advantageous since it allows the distance between the points of impact on the component surface to be regulated best.

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Abstract

A needle peening device for locally working the surfaces of components has a support (2, 400) including at least one needle channel (404, 406), in which a needle (7.1) is displaceably guided in a needle direction and delimits a piston chamber (406), which is increased in size by a movement of the needle in the needle direction, and an opposite piston chamber (404), which is reduced in size by a movement of the needle in the needle direction, also has a pressure reservoir (402), further has a passage (403, 404, 405), which fluidically connects the piston chamber and the pressure reservoir to one another, and additionally has a control-valve device (405, 407) for blocking the passage.

Description

Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung von Bauteilen  Needler for local surface treatment of components
Die Erfindung betrifft einen Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, sowie ein Verfahren zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, insbesondere von Komponenten eines Flugtriebwerks, mittels eines solchen Nadlers. The invention relates to a needler for local surface treatment, in particular solidification, of components, and a method for local surface treatment, in particular solidification, of components, in particular components of an aircraft engine, by means of such a needler.
Insbesondere zur Verfestigung und Spannungsbeeinflussung von Bauteiloberflächen bei Turbomaschinen wie etwa Schaufeln von Pumpen, Verdichtern und Turbinen ist es bekannt, diese Oberfläche kugelzustrahlen, indem Kugeln mittels Gebläse gegen die Bauteiloberfläche beschleunigt werden und diese beim Auftreffen verformen. Nachteilig erfordert dies - insbesondere die Bevorratung, Beschleunigung und Rückgewinnung der ungebundenen Kugeln - einen hohen apparativen Aufwand, der insbesondere einem mobilen Einsatz entgegensteht. Zudem müssen nicht zu bearbeitende Oberflächenbereiche aufwändig maskiert werden. In particular, for solidification and stress of component surfaces in turbomachinery, such as blades of pumps, compressors and turbines, it is known to radiate this surface by balls are accelerated by means of blowers against the component surface and deform them on impact. This disadvantage requires this - in particular the storage, acceleration and recovery of the unbound balls - a high expenditure on equipment, which in particular precludes a mobile application. In addition, surface areas that are not to be processed need to be extensively masked.
Die DE 34 42 089 Cl offenbart einen Nadler, bei dem eine Mehrzahl von in einem Träger geführte Nadeln einzeln elektromagnetisch gegen eine Bauteiloberfläche beschleunigt werden, um ein Kugelstrahlen zu imitieren. Der Träger ist über Elastomer-Schwingelemente an einem Gehäuse gefesselt, so dass er gegenüber diesem unter Beaufschlagung durch ein umlaufendes Elektromagnetfeld eine oszillierende Translationsbewegung ausführt, um eine Überlappung der Na- delauftreffpunkte zu erreichen, wenn das durch einen Roboter geführte Gehäuse relativ zum Bauteil in derselben Stellung fixiert ist. Diese Roboterführung, die infolge der nur geringfügigen Variation der Nadelauftreffpunkte zur Bearbeitung größerer oder beabstandeter Oberflächenbereiche sowie zur Abstützung der Oszillationsbewegung erforderlich ist, steht einem mobilen Einsatz entgegen. DE 34 42 089 C1 discloses a needler in which a plurality of needles guided in a carrier are individually accelerated electromagnetically against a component surface to imitate shot peening. The carrier is fastened to a housing via elastomeric oscillating elements, so that it makes an oscillating translational movement with respect to it when subjected to a circulating electromagnetic field in order to achieve an overlap of the sewing points when the housing guided by a robot moves relative to the component in the same Position is fixed. This robot guide, which is required due to the only slight variation of Nadelauftreffpunkte for processing larger or spaced surface areas and to support the oscillation movement is opposed to a mobile use.
Aus der US 2010/0018272 AI ist es bekannt, die Kugeln an einem Band zu befestigen, welches seinerseits an einem rotierenden, handgeführten Stab befestigt ist. Nachteilig hängt bei einem solchen Handgerät die Beaufschlagung von der Führung des Stabes durch den Bediener ab. From US 2010/0018272 AI it is known to attach the balls to a belt, which in turn is attached to a rotating, hand-held rod. The disadvantage of such a handset depends on the action of the leadership of the rod by the operator.
Aus der CH 665 989 A5 ist ein Nadler bekannt, bei dem an Stelle der ungebundenen Kugeln Nadeln, die verschieblich in einem Handgerät geführt sind, gegen die Bauteiloberfläche beschleunigt werden. Um Oberflächenunebenheiten auszugleichen, sind die Nadeln verschieblich in ei- nem Antriebsteil gelagert und an ihrer Rückseite hydraulisch abgestützt. Das gesamte Antriebsteil mit den darin abgestützten Nadeln oszilliert hydraulisch, so dass die einzelnen, durch das Antriebsteil hydraulisch mitgenommenen Nadeln periodisch gegen die Bauteiloberfläche schlagen. Diese Lösung ist dynamisch nicht optimal, da unter anderem stets das gesamte Antriebsteil mitbeschleunigt werden und dabei noch gegen eine Rückstellfeder arbeiten muss. From CH 665 989 A5 a needler is known, in which instead of the unbound balls needles, which are guided displaceably in a hand tool, are accelerated against the component surface. To compensate for surface irregularities, the needles are displaceable in a stored nem drive part and hydraulically supported on its back. The entire drive part with the needles supported therein oscillates hydraulically, so that the individual, hydraulically entrained by the drive part needles beat periodically against the component surface. This solution is not optimal dynamically, because among other things always the entire drive part mitbeschleunigt and still have to work against a return spring.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die lokale Oberflächenbearbeitung von Bauteilen zu verbessern und insbesondere wenigstens einen der oben genannten Nachteile zu verringern. The object of the present invention is to improve the local surface treatment of components and in particular to reduce at least one of the abovementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch einen Nadler nach wenigstens einem der unabhängigen Vorrichtungsansprüche bzw. durch ein Verfahren zur lokalen Oberflächenbearbeitung von Bauteilen mittels eines erfindungsgemäßen Nadlers gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei insbesondere die Verwendung eines erfindungsgemäßen Nadlers zur Bearbeitung von Komponenten eines Flugtriebwerks unter Schutz gestellt wird. This object is achieved by a needler according to at least one of the independent device claims or by a method for local surface processing of components by means of a needler according to the invention. Advantageous developments are the subject of the dependent claims, wherein in particular the use of a needle according to the invention for machining components of an aircraft engine is placed under protection.
Ein erfindungsgemäßer Nadler dient zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, indem ein Strahl-, insbesondere Kugelstrahlprozess durch auf die Oberfläche beschleunigte, geführte Nadeln imitiert wird. Mit besonderem Vorteil wird ein erfindungsgemäßer Nadler zur lokalen, d.h. auf vorgegebene Flächenbereiche beschränkten, Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen von Turbomaschinen verwendet. Es ist insbesondere für die Oberflächenbearbeitung von Schaufeln und/oder Strömungskanälen von Pumpen, Verdichtern und Turbinen, vorzugsweise von Flugtriebwerken, geeignet. Vorzugsweise können Komponenten eines Flugtriebwerks, insbesondere Leit- oder Laufschaufeln und/oder ein Schaufelträger bearbeitet werden. A needle according to the invention is used for local surface treatment, in particular solidification, of components by imitating a jet, in particular shot peening process, by guided needles accelerated onto the surface. With particular advantage, a needler according to the invention becomes a local, i. limited to specified surface areas, surface treatment, in particular solidification, used by components of turbomachinery. It is particularly suitable for the surface treatment of blades and / or flow channels of pumps, compressors and turbines, preferably aircraft engines. Preferably, components of an aircraft engine, in particular guide vanes or rotor blades and / or a blade carrier can be processed.
Erster Hauptaspekt First main aspect
Nach einem ersten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung, der nachfolgend näher erläutert wird, und dessen Merkmale und Aspekte einzeln oder in Kombination vorzugsweise auch mit einem oder mehreren der anderen Hauptaspekte kombiniert sein können, weist ein Nadler einen ein- oder mehrteiligen Träger mit einem oder mehreren Nadelkanälen auf, in dem bzw. denen jeweils eine Nadel in einer Nadelrichtung verschieblich geführt ist. Die Nadel begrenzt jeweils einen Kolbenraum, der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung vergrößert wird, und einen Gegenkolbenraum, der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung verkleinert wird. Eine Passage verbindet strömungstechnisch den jeweiligen Kolbenraum mit einem Druckreservoir, in dem, wenigstens im Betrieb, ein Gas, vorzugsweise Luft, oder eine Flüssigkeit unter Überdruck gegenüber der Umgebung oder einem Unter druckreservoir gespeichert ist. Weist der Träger mehrere Nadeln auf, können mehrere, vorzugsweise alle Nadelkanäle durch Passagen mit demselben Druckreservoir verbunden sein. Gleichermaßen können jedoch auch ein oder mehrere Nadelkanäle mit einem ersten Druckreservoir und ein oder mehrere andere Nadelkanäle mit einem zweiten Druckreservoir verbunden sein. According to a first main aspect of the present invention, which will be explained in more detail below, and whose features and aspects, individually or in combination, may preferably also be combined with one or more of the other main aspects, a needler comprises a mono- or multi-part carrier with one or more needle channels in which or in each case a needle is guided displaceably in a needle direction. The needle each defines a piston space, which is enlarged by a movement of the needle in the needle direction, and an opposing piston space, which is reduced by a movement of the needle in the needle direction. A passage fluidly connects the respective piston chamber with a pressure reservoir in which, at least during operation, a gas, preferably air, or a liquid is stored under pressure over the environment or a sub-reservoir. If the carrier has several needles, several, preferably all, needle channels can be connected by passages to the same pressure reservoir. Likewise, however, one or more needle channels may be connected to a first pressure reservoir and one or more other needle channels may be connected to a second pressure reservoir.
Eine Kontrollventileinrichtung ist, vorzugsweise durch eine Bewegung einer Nadel in der Nadelrichtung, von einem Zustand, in dem der jeweilige Kolbenraum mit dem Druckreservoir strömungstechnisch kommuniziert, in einen Zustand schaltbar, in dem sie die Passage sperrt. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Kontrollventileinrichtung auch in einen Zustand schaltbar, in dem der Kolbenraum mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir strömungstechnisch kommuniziert. A control valve device is switchable, preferably by a movement of a needle in the needle direction, from a state in which the respective piston chamber communicates fluidically with the pressure reservoir, into a state in which it blocks the passage. In a preferred development, the control valve device can also be switched to a state in which the piston chamber communicates fluidically with the environment or a vacuum reservoir.
In dem Zustand, in dem der Kolbenraum mit dem Druckreservoir strömungstechnisch kommuniziert, liegt im Kolbenraum der Überdruck des Druckreservoirs an. Dies treibt die Nadel in Nadelrichtung auf die zu bearbeitende Oberfläche. Wenn, vorzugsweise vor einem vollständigen Nadelhub in Nadelrichtung, der insbesondere formschlüssig durch einen Anschlag begrenzt sein kann, die Kontrollventileinrichtung, bevorzugt selbsttätig durch diese Bewegung der Nadel, die Passage sperrt, vergrößert sich bei trägheitsbedingter Weiterbewegung der Nadel der Kolbenraum weiter, so dass der treibende Druck in dem nun vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen abgeschlossenen Kolbenraum sinkt. Wenn in einer wiederum bevorzugten Weiterbildung, vorzugsweise vor einem vollständigen Nadelhub in Nadelrichtung, die Kontrollventileinrichtung, bevorzugt selbsttätig durch die Weiterbewegung der Nadel, den Kolbenraum strömungstechnisch mit der Umgebung oder einem Unter druckreservoir verbindet, entfällt die treibende Kraft und die Nadel schlägt im Wesentlichen im Freiflug auf die zu bearbeitende Oberfläche und kann im Wesentlichen ungedämpft zurückfedern, was den Kugelstrahlprozess besonders gut nachbildet. In the state in which the piston chamber communicates fluidically with the pressure reservoir, the overpressure of the pressure reservoir is present in the piston chamber. This drives the needle in needle direction on the surface to be machined. If, preferably before a complete needle stroke in the needle direction, which may be limited in particular form-fitting by a stop, the control valve device, preferably automatically by this movement of the needle, the passage blocks, increases in inertia-related further movement of the needle, the piston chamber on, so that the driving Pressure in the now preferably at least substantially closed piston chamber decreases. If, in a turn preferred development, preferably before a complete needle stroke in the needle direction, the control valve device, preferably automatically by the further movement of the needle fluidly connects the piston chamber with the environment or a sub-reservoir, eliminates the driving force and the needle beats essentially in the free flight on the surface to be machined and can spring back substantially unattenuated, which imitates the shot peening process particularly well.
Durch die Bewegung der Nadel in Nadelrichtung verringert sich der Gegenkolbenraum. Dieser kann abgeschlossen sein, so dass ein in ihm eingeschlossenes Gas, vorzugsweise Luft, komprimiert wird und eine sich mit der Bewegung in Nadelrichtung vergrößernde Rückstellkraft auf die Nadel aufprägt, welche diese entgegen der Nadelrichtung zurückzustellen sucht. In einer bevor- zugten Ausführung kommuniziert der Gegenkolbenraum mit einem Druckreservoir, vorzugsweise dem Druckreservoir, mit dem auch der Kolbenraum verbunden ist. Hierzu kann der Gegenkolbenraum strömungstechnisch zwischen dem Druckreservoir und der KontroUventileinrichtung angeordnet sein, so dass er durch deren Umschalten nicht vom Druckreservoir getrennt wird. In einer bevorzugten Ausführung umgibt der Gegenkolbenraum die Nadel als Ringraum. Auf diese Weise kann eine im Wesentlichen gleichbleibende rückstellende Kraft auf die Nadel aufgeprägt werden. The movement of the needle in the needle direction reduces the counter-piston space. This can be completed so that a gas trapped in it, preferably air, is compressed and imposes a restoring force which increases with the movement in the needle direction on the needle, which seeks to reset it counter to the direction of the needle. In a zugten execution communicates the opposing piston chamber with a pressure reservoir, preferably the pressure reservoir, with which the piston chamber is connected. For this purpose, the opposing piston space can be fluidly arranged between the pressure reservoir and the controUventileinrichtung, so that it is not separated by the switching of the pressure reservoir. In a preferred embodiment, the opposing piston space surrounds the needle as an annular space. In this way, a substantially constant restoring force can be impressed on the needle.
Bevorzugt übersteigt, wenigstens auf einem Teil des Nadelhubs in Nadelrichtung, die in Nadelrichtung treibende Kraft, die der mit dem Druckreservoir kommunizierende Kolbenraum auf die Nadel aufprägt, die entgegengesetzte Rückstellkraft, die der Gegenkolbenraum auf die Nadel aufprägt. Hierzu kann die Projektion senkrecht zur Nadelrichtung der druckbeaufschlagten verschieblichen Fläche des Kolbenraums größer ausgebildet sein als die entsprechende Projektion des Gegenkolbenraums. Kommunizieren der Gegenkolbenraum und, vorzugsweise durch den Gegenkolbenraum, der Kolbenraum mit demselben Druckreservoir, ergibt sich so eine Resultierende, die die Nadel in Nadelrichtung bewegt. Zusätzlich oder alternativ zu dem oben genannten Verhältnis der Projektionen kann in dem Gegenkolbenraum auch ein niedrigerer Druck aufgeprägt sein, etwa, indem der Gegenkolbenraum mit einem Druckreservoir mit niedrigerem Druck kommuniziert. Preferably, at least on a portion of the needle stroke in the needle direction, the needle-urging force imparting the piston space communicating with the pressure reservoir on the needle exceeds the opposite restoring force imposed on the needle by the opposing piston space. For this purpose, the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the piston chamber can be made larger than the corresponding projection of the opposing piston space. Communicating the opposing piston space and, preferably through the opposing piston space, the piston chamber with the same pressure reservoir, thus resulting in a resultant that moves the needle in the needle direction. In addition or as an alternative to the above-mentioned ratio of the projections, a lower pressure may also be impressed in the opposing piston space, for example by the counter-piston space communicating with a pressure reservoir having a lower pressure.
Bevorzugt wird die KontroUventileinrichtung durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung umgeschaltet. Dies kann steuerungstechnisch, insbesondere durch entsprechende Ansteuerung einer elektronisch betätigbaren KontroUventileinrichtung, erfolgen. In einer bevorzugten Ausführung wird die KontroUventileinrichtung hingegen mechanisch durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung umgeschaltet. Preferably, the controUventileinrichtung is switched by a movement of the needle in the needle direction. This can be done by control technology, in particular by appropriate control of an electronically actuated controUventileinrichtung. In a preferred embodiment, the KontroUventileinrichtung, however, is mechanically switched by a movement of the needle in the needle direction.
Hierzu kann die KontroUventileinrichtung ein Schiebeventil aufweisen. Unter einem Schiebeventil wird vorliegend insbesondere eine Anordnung mit einem beweglichen Teil verstanden, das je nach Stellung einen Durchfluss sperrt oder öffnet. In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Passage eine Bohrung in der Nadel. Je nach Position der Nadel in Nadelrichtung kann eine Öffnung dieser Bohrung mit dem Druckreservoir, vorzugsweise mit dem Gegenkolbenraum, kommunizieren oder hiergegen strömungstechnisch abgesperrt sein, indem die Öffnung durch den Nadelkanal, vorzugsweise einen Absatz im Nadelkanal, abgedeckt wird. In einer bevorzug- ten Weiterbildung kommuniziert die Bohrung in einer in Nadelrichtung weiter vorne gelegenen Positionen mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir, indem der Nadelkanal, insbesondere ein Absatz, die Öffnung in dieser Position wieder freigibt. For this purpose, the controUventileinrichtung may have a slide valve. In the present case, a sliding valve is understood in particular to mean an arrangement having a movable part which, depending on the position, blocks or opens a flow. In a preferred embodiment, the passage comprises a hole in the needle. Depending on the position of the needle in the needle direction, an opening of this bore with the pressure reservoir, preferably with the opposing piston space, communicating or be closed against fluidic by the opening through the needle channel, preferably a heel in the needle channel is covered. In a preferred Training further communicates the bore in a position located in the needle direction further forward positions with the environment or a vacuum reservoir by the needle channel, in particular a paragraph, the opening releases in this position again.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Aufstandserfassungseinrichtung vorgesehen, mit der erfassbar ist, ob der Nadler auf einer Oberfläche aufgesetzt ist. Hierzu kann insbesondere in einer Kontaktfläche des Nadlers zum Aufsetzen auf einer Oberfläche ein Sensor, insbesondere ein Drucksensor, etwa ein Piezosensor, und/oder, ein insbesondere optischer, Abstandssensor angeordnet sein, der aufgrund eines erfassten Druckes bzw. verschwindenden Abstandes erfasst, dass der Nadler aufgesetzt ist. Vorzugsweise sperrt die Aufstandserfassungseinrichtung, insbesondere mechanisch und/oder steuerungstechnisch, eine Passage, vorzugsweise alle Passagen, wenn der Nadler nicht auf einer Oberfläche aufgesetzt ist. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Nadeln vermieden werden. In a preferred embodiment, a riot detection device is provided, with which it can be detected whether the needle is placed on a surface. For this purpose, a sensor, in particular a pressure sensor, such as a piezoelectric sensor, and / or, in particular optical, distance sensor can be arranged in particular in a contact surface of the needler for placement on a surface detected due to a detected pressure or vanishing distance that the needle is attached. Preferably, the riot detection device locks, in particular mechanically and / or control technology, a passage, preferably all passages, when the needle is not placed on a surface. As a result, unintentional needling can be avoided.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Auftrefferfassungseinrichtung vorgesehen, mit der erfassbar ist, ob eine Nadel, vorzugsweise alle Nadeln, auf eine Oberfläche auftreffen. Hierzu kann beispielsweise der Hub der jeweiligen Nadel erfasst werden - ist dieser geringer als ein vollständiger Nadelhub, wird erfasst, dass die Nadel in ihrer Bewegung in Nadelrichtung auf die Oberfläche getroffen ist. In einer bevorzugten Weiterbildung wird zur Erfassung, ob eine Nadel auf eine Oberfläche auftrifft, der Druck im Kolbenraum erfasst. Dieser ändert sich, wie vorstehend beschrieben, mit der Bewegung der Nadel, so dass aus der erfassten Druckänderung die Bewegung der Nadel bestimmt werden kann. In einer bevorzugten Weiterbildung wird hierbei die Frequenz, mit der der Druck im Kolbenraum oszilliert, erfasst und mit einem vorgegebenen Bereich, der vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Druck im Druckreservoir vorgegeben wird, verglichen. Liegt die erfasste Frequenz innerhalb des vorgegebenen Bereiches, wird ein Auftreffen der Nadel auf einer Oberfläche erfasst. In a preferred embodiment, an impact detection device is provided, with which it can be detected whether a needle, preferably all needles, impinge on a surface. For this purpose, for example, the stroke of the respective needle can be detected - this is less than a complete needle stroke, it is detected that the needle is hit in its movement in the needle direction on the surface. In a preferred development, the pressure in the piston chamber is detected to detect whether a needle strikes a surface. This changes, as described above, with the movement of the needle, so that from the detected pressure change, the movement of the needle can be determined. In a preferred embodiment, the frequency with which the pressure oscillates in the piston chamber is detected and compared with a predetermined range, which is preferably predetermined as a function of the pressure in the pressure reservoir. If the detected frequency is within the predetermined range, an impact of the needle on a surface is detected.
In einer bevorzugten Ausführung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die Bewegung der Nadel in Nadelrichtung gesteuert werden kann. Zur kompakteren Darstellung wird vorliegend auch eine Regelung, d.h. die Vorgabe einer Stellgröße unter Berücksichtigung einer rückgeführten Ist-Größe, als Steuerung bezeichnet. Insbesondere kann durch die Steuereinrichtung ein vorgegebener Druck in dem Druckreservoir eingestellt werden, der seinerseits als treibende Kraft die Bewegung der Nadel(n) beeinflusst. Wie einleitend erläutert, weist in einer bevorzugten Ausführung der Träger zwei oder mehr Na- delkanäle auf, in denen jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise eine Nadel in einer Nadelrichtung verschieblich geführt ist und durch den Druck in dem durch die Nadel begrenzten Kolbenraum und Gegenkolbenraum in bzw. entgegen der Nadelrichtung bewegt wird. Insbesondere mit der vorstehend erläuterten Ausbildung der Kontrollventileinrichtung als integriertes Schiebeventil können die Nadeln selbstregelnd und unabhängiger voneinander in und entgegen der Nadelrichtung bewegt werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise insbesondere auch eine Bearbeitung unebener Oberflächen. In a preferred embodiment, a control device is provided with which the movement of the needle in the needle direction can be controlled. For a more compact representation, in the present case also a regulation, ie the specification of a manipulated variable taking into account a recirculated actual variable, is referred to as the controller. In particular, a predetermined pressure in the pressure reservoir can be set by the control device, which in turn influences the movement of the needle (s) as a driving force. As explained in the introduction, in a preferred embodiment, the carrier has two or more needle channels, in which a needle in each case in the manner described above is displaceably guided in a needle direction and by the pressure in the limited by the needle piston space and piston chamber in or . is moved counter to the needle direction. In particular, with the above-described embodiment of the control valve device as an integrated slide valve, the needles can be moved in a self-regulating and independent manner in and against the needle direction. This advantageously also makes it possible, in particular, to machine uneven surfaces.
Wie nachfolgend insbesondere in Hinblick auf den zweiten Hauptaspekt näher erläutert, kann eine Dreheinrichtung zur Drehung des Trägers gegenüber einem Gehäuse des Nadlers zur Verlagerung eines Nadelauftreffpunktes auf der Oberfläche vorgesehen sein. Diesbezüglich wird auf die nachfolgenden Erläuterungen verwiesen. Zusätzlich oder alternativ kann der Träger kippbar um eine zur Nadelrichtung senkrechte Kippachse relativ zu dem Gehäuse gelagert sein. Auf diese Weise kann die Nadelrichtung gegen die Aufstandsnormale bzw. eine Werkzeugachse des Nadlers, insbesondere gegen eine Drehachse einer Dreheinrichtung zur Drehung des Trägers gegenüber einem Gehäuse, variabel gekippt werden. Gleichermaßen kann eine solche Kippung oder Schrägstellung auch fest, insbesondere baulich bedingt, vorgegeben sein, d.h. der Träger relativ zu dem Gehäuse so angeordnet sein, dass die Nadelrichtung gegen die Aufstandsnormale bzw. Werkzeugachse des Nadlers, insbesondere gegen eine Drehachse einer Dreheinrichtung zur Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse, einen festen Winkel aufweist. Dieser feste Winkel oder auch ein maximaler Verstellwinkel eines kippbar gelagerten Trägers beträgt in einer vorteilhaften Weiterbildung höchstens 30°, vorzugsweise höchstens 25°. As explained in more detail below, in particular with regard to the second main aspect, a rotating device for rotating the carrier relative to a housing of the needling device for displacing a Nadelauftreffpunktes on the surface may be provided. In this regard, reference is made to the following explanations. Additionally or alternatively, the carrier may be tiltably mounted about a tilt axis perpendicular to the needle direction relative to the housing. In this way, the needle direction against the Aufstandsnormale or a tool axis of the needle, in particular against a rotational axis of a rotating device for rotation of the carrier relative to a housing, can be tilted variable. Similarly, such a tilt or skew can also be fixed, in particular structurally determined, i. E. the carrier relative to the housing be arranged so that the needle direction against the Aufstandsnormale or tool axis of the needle, in particular against a rotational axis of a rotating device for rotation of the carrier relative to the housing, a fixed angle. This fixed angle or a maximum displacement angle of a tiltably mounted carrier is in an advantageous development of at most 30 °, preferably at most 25 °.
Zweiter Hauptaspekt Second main aspect
Nach einem zweiten Hauptaspekt, der nachfolgend näher erläutert wird, und dessen Merkmale und Aspekte einzeln oder in Kombination vorzugsweise auch mit einem oder mehreren der anderen Hauptaspekte kombiniert sein können, weist ein Nadler eine oder mehrere Nadeln auf, die durch einen ein- oder mehrteiligen Träger derart geführt sind, dass sie gegenüber diesem jeweils in einer Nadelrichtung gegen eine zu bearbeitende Oberfläche bewegbar sind. Durch eine Beschleunigungseinrichtung können eine, mehrere oder alle Nadeln dabei einzeln, gekoppelt oder gemeinsam in der Nadelrichtung bewegt werden. Dabei können vorzugsweise zwei oder mehr, insbesondere alle Nadeln (elektro)motorisch, (elektro)magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch, etwa durch Lösen vorgespannter Federn, in der Nadelrichtung gekoppelt sein. According to a second main aspect, which will be explained in more detail below, and whose features and aspects, individually or in combination, may preferably also be combined with one or more of the other main aspects, a needler comprises one or more needles, which are connected by a mono- or multi-part carrier are guided so that they are movable relative to this in each case in a needle direction against a surface to be machined. By means of an acceleration device one, several or all needles can be moved individually, coupled or moved together in the needle direction. In this case, preferably two or more, in particular all needles (electro) motor, (electro) magnetic, pneumatic, hydraulic and / or mechanically, for example by releasing pretensioned springs, be coupled in the needle direction.
Um Nadeln gemeinsam zu bewegen, können diese lösbar oder unlösbar, insbesondere über einen gemeinsamen Flansch, miteinander verbunden sein. Sie können beispielsweise mit dem Flansch verschweißt, verlötet, verstemmt, verschraubt, verklebt oder integral mit dem Flansch ausgebildet sein. In order to move needles together, they can be detachably or non-detachably connected, in particular via a common flange. You can, for example, welded to the flange, soldered, caulked, screwed, glued or integrally formed with the flange.
Je nach Nadelantrieb können zwei oder mehr, insbesondere alle Nadeln beispielsweise steuerungstechnisch gekoppelt bewegt werden. So können beispielsweise Elektromotoren oder - magnete, die verschiedene Nadeln in Nadelrichtung bewegen, insbesondere steuerungstechnisch derart gekoppelt sein, dass diese Nadeln synchron oder in einer vorgegebenen, beispielsweise zeitlich versetzten Abfolge in Nadelrichtung bewegt werden. Depending on the needle drive, two or more, in particular all needles, for example, can be moved in a coupled manner in terms of control technology. Thus, for example, electric motors or magnets which move different needles in the needle direction may in particular be coupled in terms of control such that these needles are moved synchronously or in a predetermined sequence, for example offset in the needle direction.
In gleicher Weise können zwei oder mehr, insbesondere alle Nadeln beispielsweise magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch gekoppelt bewegt werden. Mechanisch bewegte Nadeln können beispielsweise über entsprechende Mechanismen, etwa Getriebe, Gestänge, Kulissen und dergleichen gekoppelt sein. Insbesondere können sie einzeln gelagert sein und simultan oder in einer vorgegebenen Reihenfolge durch einen Kolben der Beschleunigungseinrichtung beaufschlagt werden. In the same way, two or more, in particular all needles, for example, can be moved magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled. Mechanically moved needles may be coupled, for example, via appropriate mechanisms, such as gear, linkage, scenes and the like. In particular, they can be stored individually and acted upon simultaneously or in a predetermined sequence by a piston of the accelerating device.
In einer bevorzugten Ausführung werden mehrere, insbesondere alle Nadeln pneumatisch von demselben Druckreservoir in Nadelrichtung bewegt. Nadel können beispielsweise direkt, vorzugsweise über eine flexible Membran, die durch das Druckreservoir in Nadelrichtung verformt wird, oder durch einen oder mehrere pneumatisch bewegte Kolben in Nadelrichtung bewegt werden. Ein Kolben oder eine Membran kann dabei mit einer oder mehreren Nadel gekoppelt oder von diesen derart entkoppelt sein, dass er die Nadel(n) nur in Nadelrichtung mitnimmt und sich bei einer Bewegung entgegen der Nadelrichtung löst. In a preferred embodiment, several, in particular all needles are pneumatically moved by the same pressure reservoir in the needle direction. Needles may, for example, be moved directly, preferably via a flexible membrane, which is deformed by the pressure reservoir in the needle direction, or by one or more pneumatically moved pistons in the needle direction. A piston or a membrane can be coupled with one or more of these or be decoupled from them in such a way that it only carries the needle (s) in the direction of the needle and disengages in a movement counter to the direction of the needle.
Vorzugsweise sind ein in Nadelrichtung vor einem Kolben angeordneter und durch diesen stirnseitig verschieblich begrenzter Kolbenraum oder, insbesondere mit- oder nacheinander, mehrere solche Kolbenräume durch eine Kontrollventileinrichtung wahlweise mit einem Druckreservoir verbind- bzw. von diesem trennbar. Durch die Kontrollventileinrichtung können zusätzlich oder alternativ ein oder mehrere Kolbenräume auch zur Entlüftung freigeschaltet, beispielsweise mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir verbunden werden. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Gegenkolbenräume mit einem Druckreservoir verbunden werden, um den bzw. die Kolben entgegen der Nadelrichtung zurückzustellen. In einer bevorzugten Ausführung ist ein Druckraum, der mittels einer Kontrollventileinrichtung wahlweise mit einem Druckreservoir verbind- bzw. von diesem trennbar und vorzugsweise mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir verbindbar ist, vorgesehen, der gegenüber den Nadeln durch eine flexible Membran abgedichtet ist, die infolge eines Überdrucks im Druckraum die Nadeln in Nadelrichtung beschleunigt. Preferably, a piston arranged in the needle direction in front of a piston and by this frontally displaceable limited piston chamber or, in particular mit- or successively, several such piston chambers by a control valve device either with a pressure reservoir connectable or separable from this. By the control valve device additionally or alternatively one or more piston chambers can also be released for venting, for example with the environment or a vacuum reservoir are connected. Additionally or alternatively, one or more opposing piston chambers can be connected to a pressure reservoir in order to reset the piston or pistons counter to the needle direction. In a preferred embodiment, a pressure chamber which is connected by means of a control valve device either with a pressure reservoir or separable from this and preferably with the environment or a vacuum reservoir is provided, which is sealed against the needles by a flexible membrane, due to a Overpressure in the pressure chamber accelerates the needles in the needle direction.
Der Träger ist an einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse des Nadlers gelagert, welches vorzugsweise zum Aufsetzen des Gehäuses auf der zu bearbeitenden Oberfläche ausgebildet ist. The carrier is mounted on a single or multi-part housing of the needler, which is preferably designed for mounting the housing on the surface to be processed.
Hierzu kann das Gehäuse vorzugsweise entsprechend ausgebildete Kontaktflächen aufweisen, die beispielsweise durch drei nicht kollineare Kontaktpunkte oder drei nicht kollineare, insbesondere konvexe, Kontaktflächen ein statisch stabiles Aufsetzen gewährleisten, und/oder der Form der zu bearbeitenden Oberfläche, zum Beispiel durch eine komplementäre Geometrie, an- gepasst sind. In einer bevorzugten Ausführung weisen die Kontaktflächen einander in Ecken schneidende Kanten auf, indem sie beispielsweise insgesamt eine drei-, vier- oder mehreckige Außenkontur bilden, um so eine höhere Stabilität gegen seitliches Kippen zu erreichen. For this purpose, the housing may preferably have correspondingly formed contact surfaces, which ensure a statically stable seating, for example, by three non-collinear contact points or three non-collinear, in particular convex, contact surfaces, and / or the shape of the surface to be machined, for example by a complementary geometry - are fitted. In a preferred embodiment, the contact surfaces on each other in corners intersecting edges, for example, by forming a total of three, four or polygonal outer contour, so as to achieve a higher stability against lateral tilting.
Zusätzlich können Kontaktflächen ein die zu bearbeitende Oberfläche im Aufsetzbereich schonendes, insbesondere weiches, Material aufweisen. Insbesondere zu diesem Zweck kann die gesamte Außenkontur des Nadlers oder ein Teil von dieser aus Kunststoff hergestellt sein, indem beispielsweise die entsprechenden Teile, etwa das Gehäuse, aus Kunststoff hergestellt oder mit einer Kunststoffhaut verkleidet sind. In addition, contact surfaces can have a surface which is to be machined in the touchdown area, in particular a soft, material. In particular, for this purpose, the entire outer contour of the needle or a part of this can be made of plastic, for example, by the corresponding parts, such as the housing, made of plastic or clad with a plastic skin.
Insbesondere, indem Kontaktflächen ein entsprechendes, reibungsarmes Material wie beispielsweise Kunststoff, Teflon oder dergleichen aufweisen, können in einer bevorzugten Ausführung ein oder mehrere Gleitlager des Gehäuses zum Anordnen auf dem zu bearbeitenden Bauteil vorgesehen sein. Ein solches Gleitlager kann vorteilhafterweise, beispielsweise als am Gehäuse befestigter Ring, austauschbar ausgebildet sein, um bei Verschleiß oder je nach Bauteiloberfläche gegen ein anderes Gleitlager ausgetauscht zu werden. Hierzu kann beispielsweise ein Steck-, Rast-, Schraub- oder Klebeverbindung zwischen Gehäuse und Gleitlager vorgesehen sein. Gleichermaßen können am Gehäuse auch ein oder mehrere Wälz-, insbesondere Kugellager vorgesehen, sein, um das Gehäuse schonend und verschieblich auf einem zu bearbeitenden Bauteil anzuordnen. In particular, by contact surfaces having a corresponding, low-friction material such as plastic, Teflon or the like, one or more sliding bearings of the housing may be provided for arranging on the component to be machined in a preferred embodiment. Such a sliding bearing can advantageously, for example, as a ring attached to the housing, be exchangeable to be replaced when worn or depending on the component surface against another sliding bearing. For this purpose, for example, a plug-in, latching, screw or adhesive connection between the housing and slide bearing can be provided. Similarly, one or more rolling, in particular ball bearings may be provided on the housing, in order to arrange the housing in a gentle and displaceable manner on a component to be machined.
Insbesondere durch wenigstens eines dieser Merkmale kann der Nadler in einer bevorzugten Ausführung als Handgerät ausgebildet und verwendet werden. In particular, by at least one of these features, the needler can be formed and used in a preferred embodiment as a handheld device.
Gemäß dem zweiten Hauptaspekt ist eine Dreheinrichtung zur Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse vorgesehen, um den bzw. die Nadelauftreffpunkt(e) auf der Oberfläche zu verlagern. Vorzugsweise ermöglicht die Dreheinrichtung eine Umdrehung um wenigstens 180°, vorzugsweise wenigstens 360° und besonders bevorzugt unbeschränkte Umdrehungen um eine Drehachse, vorzugsweise nur in eine Drehrichtung oder in beide Drehrichtungen. According to the second main aspect, a rotation means for rotating the carrier relative to the housing is provided to displace the needle impact point (s) on the surface. Preferably, the rotating device allows a rotation of at least 180 °, preferably at least 360 ° and more preferably unrestricted revolutions about an axis of rotation, preferably only in one direction of rotation or in both directions of rotation.
Die Nadelrichtung wenigstens einer, vorzugsweise aller Nadeln weist erfindungsgemäß wenigstens eine Komponente auf, die parallel zu dieser Drehachse des Trägers gegenüber dem Gehäuse ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist dies die einzige Komponente der Nadelrichtung(en), so dass diese - wenigstes im wesentlichen - parallel zu der Drehachse ausgerichtet ist bzw. sind. The needle direction of at least one, preferably all, needles according to the invention has at least one component which is aligned parallel to this axis of rotation of the carrier relative to the housing. Preferably, this is the only component of the needle direction (s), so that these - at least substantially - are aligned parallel to the axis of rotation or are.
Durch diese Drehung des Trägers mit der bzw. den durch ihn geführten Nadel(n) kann vorteilhafterweise auch bei einem handgeführten Nadler weitgehend unabhängig von einer Führung durch den Bediener eine vorgegebene Bearbeitung erfolgen, indem der Bediener das Gehäuse auf der Oberfläche aufsetzt und die Dreheinrichtung durch Drehung des Trägers unter wiederholter, insbesondere mit dieser Drehung gekoppelter Bewegung der Nadel(n) in Nadelrichtung ein gewünschtes Bearbeitungsmuster realisiert. Dabei werden die Auftreffpunkte der Nadel(n) auf der Oberfläche in vorteilhafter Weise variiert. In einer bevorzugten Ausführung kann so ein Trefferbild generiert werden, welches einem Kugelstrahlprozess mit stochastisch variierenden Auftreffpunkten nahe kommt. Um die Auftreffpunkte noch stärker zu variieren, kann vorgesehen sein, dass die Bewegung in Nadelrichtung und die Drehbewegung unabhängig voneinander erfolgt. As a result of this rotation of the carrier with the needle (s) guided through it, advantageously also in the case of a hand-held needler, a predetermined processing can take place largely independently of a guidance by the operator, in that the operator places the housing on the surface and rotates through the rotating device Rotation of the carrier under repeated, in particular coupled with this rotation movement of the needle (s) in the needle direction realized a desired processing pattern. The impact points of the needle (s) on the surface are advantageously varied. In a preferred embodiment, such a hit image can be generated, which comes close to a shot peening process with stochastically varying impact points. In order to vary the impact even more, it can be provided that the movement in the needle direction and the rotational movement takes place independently of each other.
Das Trefferbild kann beispielsweise durch entsprechende Koppelung von Drehbewegung und Bewegung in Nadelrichtung und/oder Führung einer Mehrzahl von Nadeln durch den Träger, insbesondere in einer vorgegebenen Matrix, nahezu beliebig vorgegeben werden. Die Matrix kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Auftreffpunkte mehrerer oder aller Nadeln in einer Ebene senkrecht zur Drehachse ungleichmäßig, insbesondere stochastisch, oder gleichmäßig, insbesondere äquidistant, verteilt sind, zum Beispiel auf einem oder mehreren Radialstrahlen, die senkrecht auf der Drehachse stehen können, einer oder mehreren Spiralen, die vorzugsweise durch die Drehachse verlaufen, oder schachbrettartig auf einander vorzugsweise rechtwinklig schneidenden Linien. The hit image can be set almost arbitrarily, for example, by appropriate coupling of rotational movement and movement in the needle direction and / or guidance of a plurality of needles by the carrier, in particular in a predetermined matrix. The matrix can be designed, for example, such that the impact points of several or all needles in a plane perpendicular to the axis of rotation unevenly, in particular stochastically, or evenly, in particular equidistant, are distributed, for example, on one or more radial beams that can be perpendicular to the axis of rotation, one or more spirals, preferably through the axis of rotation, or checkered on each other preferably perpendicularly intersecting lines.
Vorzugsweise kann hierzu die Matrix, die Synchronisation der Bewegungen verschiedener Nadeln in Nadelrichtung und/oder die, vorzugsweise hiermit gekoppelte, Drehung des Träges variiert bzw. eingestellt werden, um so beispielsweise verschiedene Bearbeitungsmuster, Überdeckungsgrade oder Bearbeitungstiefen zu realisieren. For this purpose, the matrix, the synchronization of the movements of different needles in the needle direction and / or the, preferably herewith coupled, rotation of the carrier can preferably be varied or adjusted so as to realize, for example, different processing patterns, overlapping degrees or processing depths.
Der Träger kann ebenfalls (elektro)motorisch, (elektro)magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch bewegt, i.e. gegenüber dem Gehäuse gedreht werden. Um eine Bewegung einer Nadel gegenüber dem Träger und eine Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse zu koppeln, können beispielsweise Nadel- und Trägerantriebe steuerungstechnisch, magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch gekoppelt sein. The carrier may also be moved (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically, i. be rotated against the housing. In order to couple a movement of a needle relative to the carrier and a rotation of the carrier relative to the housing, for example, needle and carrier drives can be control-technically, magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled.
In einer bevorzugten Ausführung wird eine Kontrollventileinrichtung durch die Drehung des elektromotorisch bewegten Trägers gegenüber dem Gehäuse geschaltet und aktuiert so Nadeln pneumatisch oder hydraulisch. In a preferred embodiment, a control valve device is switched by the rotation of the electromotive moving carrier relative to the housing and actuates so pneumatically or hydraulically needles.
In einer anderen bevorzugten Ausführung ist eine Kulissenführung vorgesehen, die mit einer Drehung des Trägers einen Kolben, beispielsweise gegen eine mechanische oder pneumatische Feder, vorspannt bzw. freigibt, so dass er unter Entspannung dieser Vorspannung in Nadelrichtung beschleunigt und die mit ihm gekoppelten oder von ihm entkoppelten, nur nach Aufbrauchen eines Spiels in Nadelrichtung mitbewegten Nadeln beschleunigt. In another preferred embodiment, a slotted guide is provided which, with a rotation of the support a piston, for example, against a mechanical or pneumatic spring, biases or releases, so that it accelerates under relaxation of this bias in the needle direction and coupled to him or from him decoupled, accelerated only after exhaustion of a game in the needle direction mitbewegten needles.
Insbesondere, um die Nadeln wieder in eine Ausgangslage zurückzustellen, aus der sie in Nadelrichtung beschleunigt werden können, ist in einer bevorzugten Ausführung eine Rückstellein- richtung zur Rückstellung einer Nadel entgegen der Nadelrichtung vorgesehen. In particular, in order to return the needles to a starting position, from which they can be accelerated in the needle direction, a return device for returning a needle counter to the needle direction is provided in a preferred embodiment.
Eine solche RückStelleinrichtung kann beispielsweise durch die Beschleunigungseinrichtung realisiert sein, indem diese gegensinnig (elektro)motorisch, (elektro)magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch beaufschlagt wird und so die mit ihr gekoppelten Nadeln entgegen der Nadelrichtung zurückstellt, indem etwa Elektromagnete gegensinnig betrieben, ein Kolbenraum vom Druckreservoir getrennt und/oder mit einem Unterdruckreservoir verbunden, ein dem Kolbenraum entgegenwirkender Gegenkolbenraum pneumatisch oder hydraulisch, vorzugsweise durch die Kontrollventileinrichtung, beaufschlagt, und/oder ein Kolben durch eine Kulissenführung gegen die Nadelrichtung bewegt wird. Such a restoring device can be realized, for example, by the accelerating device by being acted upon in the opposite direction (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically and thus counteract the needles coupled with it resets the needle direction by about electromagnets operated in opposite directions, a piston chamber separated from the pressure reservoir and / or connected to a vacuum reservoir, a piston chamber counteracting piston chamber pneumatically or hydraulically, preferably by the control valve device, acted upon, and / or a piston through a slotted guide against the needle direction is moved.
Eine separate RückStelleinrichtung kann beispielsweise Federmittel umfassen, die Nadeln entgegen der Nadelrichtung vorspannen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Nadeln von der Beschleunigungseinrichtung entkoppelt sind, d.h. von dieser nur in Nadelrichtung geführt werden. A separate return device may include, for example, spring means biasing the needles against the needle direction. This is particularly advantageous when the needles are decoupled from the accelerator, i. be guided by this only in the needle direction.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst die RückStelleinrichtung - vorzugsweise zusätzlich zu einer Trennung von Kolbenräumen von einem Druckreservoir, Verbinden dieser Kolbenräume mit einem Unterdruckreservoir und/oder von Gegenkolbenräumen mit einem Druckreservoir - eine mechanische Kulisse oder Zwangsführung, die die Nadeln entgegen der Nadelrichtung zurückstellt. In a preferred embodiment, the return device comprises - preferably in addition to a separation of piston chambers from a pressure reservoir, connecting these piston chambers with a vacuum reservoir and / or of opposing piston chambers with a pressure reservoir - a mechanical link or forced operation, which resets the needles against the needle direction.
Sofern in einer vorteilhaften Ausführung keine entgegen der Nadelrichtung wirkenden Federmittel vorgesehen sind oder diese wenigstens während einer Beschleunigung einer Nadel in Nadelrichtung gesperrt werden, muss der Nadelantrieb keine entsprechenden Rückstellkräfte überwinden. Er kann damit bei gleicher Baugröße größere Beschleunigungen bzw. gleiche Beschleunigungen bei kleinerer Baugröße realisieren. If, in an advantageous embodiment, no spring means operating counter to the needle direction are provided or if they are locked at least during acceleration of a needle in the needle direction, the needle drive need not overcome any corresponding restoring forces. It can thus realize larger accelerations or equal accelerations with a smaller size with the same size.
In einer bevorzugten Ausführung weisen eine oder mehrere, insbesondere alle Nadeln eine, vorzugsweise abgerundete, Nadelspitze auf, die integral mit der jeweiligen Nadel ausgebildet, insbesondere urgeformt, umgeformt, zerspant oder mit ihr verbunden sein kann, indem beispielsweise eine Kugel, wie sie auch zum Kugelstrahlen verwendet wird, aufgeschweißt, -lötet, -steckt, -klebt oder -sintert ist. In a preferred embodiment, one or more, in particular all needles have a, preferably rounded, needle point, which may be integrally formed with the respective needle, in particular urgeformt, reshaped, machined or connected to it by, for example, a ball, as well as to Shot peening is used, welded, soldered, plugged, glued or sintered.
Vorzugsweise sind Nadeln einzeln oder gemeinsam, beispielsweise über einen Flansch verbunden, in einer Gleitlagerung an dem Träger gelagert. Die Gleitlagerung kann beispielsweise durch eine oder mehrere Buchsen, die mit dem Träger verbunden sind, etwa aus Bronze, vorgesehen sein. Gleichermaßen kann beispielsweise ein Stahl- oder Kunststoffbauteil des Trägers mit einer oder mehreren entsprechenden Bohrungen versehen sein, wobei Stahl den Vorteil besserer Wär- mebeständigkeit, Kunststoff den Vorteil besserer Gleitfähigkeit bzw. verminderter Reibung ergeben kann. Preferably, needles are individually or jointly, for example connected via a flange, mounted in a sliding bearing on the carrier. The plain bearing can be provided, for example, by one or more sockets, which are connected to the carrier, such as bronze. Similarly, for example, a steel or plastic component of the carrier may be provided with one or more corresponding holes, whereby steel has the advantage of better heat dissipation. Resistant to plastic, the advantage of better lubricity or reduced friction can result.
In einer bevorzugten Ausführung sind eine oder mehrere, insbesondere alle Nadeln einzeln oder gemeinsam lösbar mit der Beschleunigungseinrichtung verbunden. Beispielsweise kann ein Flansch, an dem die Nadeln befestigt sind, lösbar, vorzugsweise über einen Schnellverschluss, mit einem Kolben der Beschleunigungseinrichtung verbunden sein. Auf diese Weise können durch Austausch des Flansches, insbesondere verschlissene, Nadeln einfach ausgetauscht werden. Vorzugsweise sind verschiedenartige Flansche mit Nadeln vorgesehen, die beispielsweise hinsichtlich ihrer Form und/oder ihres Materials unterschiedlich ausgebildet und/oder in unterschiedlichen Matrizen angeordnet sind, wobei je nach zu bearbeitender Oberfläche ein geeigneter dieser Flansche gewählt wird. In a preferred embodiment, one or more, in particular all needles are individually or jointly releasably connected to the accelerator. For example, a flange to which the needles are attached, releasably, preferably via a quick release, be connected to a piston of the accelerator. In this way, by replacing the flange, in particular worn, needles are easily replaced. Preferably, various flanges are provided with needles, which are differently formed, for example, in terms of their shape and / or their material and / or arranged in different matrices, depending on the surface to be machined a suitable one of these flanges is selected.
Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere, insbesondere alle Nadeln einzeln oder gemeinsam gelenkig mit der Beschleunigungseinrichtung verbunden. Beispielsweise kann wiederum ein Flansch, an dem die Nadeln befestigt sind, gelenkig mit der Beschleunigungseinrichtung verbunden sein, wobei bevorzugt ein oder mehrere Gelenke in verschiedenen Stellungen arretiert werden können. Auf diese Weise können beispielsweise auch hinterschnitte Oberflächen bearbeitet werden, wobei in wenigstens einer Gelenk(e)stellung wenigstens eine Nadelrichtung eine Komponente aufweist, die wenigstens im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Trägers ausgerichtet ist. Additionally or alternatively, one or more, in particular all needles can be connected to the accelerating device individually or jointly. For example, in turn, a flange to which the needles are attached, be pivotally connected to the accelerator, wherein preferably one or more joints can be locked in different positions. In this way, for example, undercut surfaces can be processed, wherein in at least one joint (e) position at least one needle direction has a component which is aligned at least substantially parallel to the axis of rotation of the wearer.
Insbesondere, um auch mit starr mit einem Flansch verbundenen Nadeln optimal unebene, geneigte oder hinterschnittene Oberflächen zu bearbeiten, kann zusätzlich oder alternativ zu einer lösbaren und/oder gelenkigen Verbindung der Nadeln mit der Beschleunigungseinrichtung die Beschleunigungseinrichtung als Ganzes, d.h. zusammen mit den von ihr bewegten Nadeln, lösbar und/oder gelenkig mit dem Gehäuse verbunden sein. In particular, in order to optimally process uneven, inclined or undercut surfaces even with needles rigidly connected to a flange, in addition to or as an alternative to a releasable and / or articulated connection of the needles to the accelerating device, the accelerating device as a whole, i. together with the needles moved by it, releasably and / or hingedly connected to the housing.
Eine lösbar mit dem Gehäuse verbundene Beschleunigungseinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise den Austausch des Gehäuses, zum Beispiel gegen eines mit anderen Kontaktfiächen, das zur Bearbeitung anderer Oberflächen ausgebildet ist, bzw. der Beschleunigungseinrichtung, beispielsweise gegen eine mit höherem Beschleunigungsvermögen, einem anderen Bewegungstakt und/oder einer anderen Nadelmatrix. Eine gelenkig bzw. verschwenkbar mit dem Gehäuse verbundene Beschleunigungseinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine Verstellung der Nadelrichtung relativ zu einer Kontaktfläche des Gehäuses. So kann in einer bevorzugten Ausführung die Beschleunigungseinrichtung wie eine gelenkig gelagerte Welle relativ zu einer Normalen auf die Ebene durch die Kontaktflä- che(n) oder -punkte des Gehäuses geneigt bzw. verschwenkt werden, d. h. mit dieser Normalen unterschiedliche Winkel einschließen. Vorzugsweise ist die Beschleunigungseinrichtung in einer oder mehreren Stellungen relativ zum Gehäuse fixier- bzw. arretierbar. Gleichermaßen kann eine nicht arretierte Beschleunigungseinrichtung sich bei der Bearbeitung unebener oder geneigter Oberflächen selbsttätig einstellen. Wiederum weist dann in wenigstens einer Gelenkstellung eine Nadelrichtung eine Komponente auf, die wenigstens im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Trägers ausgerichtet ist. Insbesondere ist in einer Gelenkstellung der Beschleunigungseinrichtung die Nadelrichtung - wenigstens im Wesentlichen - parallel zur Drehachse des Trägers. An accelerator detachably connected to the housing advantageously allows the replacement of the housing, for example against one with another contact surface adapted for machining other surfaces, or the accelerating means, for example one with higher acceleration capability, another movement stroke and / or another needle matrix. An articulating or pivotably connected to the housing accelerating device advantageously allows adjustment of the needle direction relative to a contact surface of the housing. Thus, in a preferred embodiment, the accelerator, like a hinged shaft, can be tilted or pivoted relative to a normal to the plane through the contact surface (s) or points of the housing, ie, include different angles with that normal. Preferably, the accelerating device is fixable or lockable in one or more positions relative to the housing. Similarly, an unlocked accelerator may self-adjust when machining uneven or sloped surfaces. Again, in at least one hinge position, a needle direction then has a component that is aligned at least substantially parallel to the axis of rotation of the carrier. In particular, in a joint position of the acceleration device, the needle direction - at least substantially - parallel to the axis of rotation of the carrier.
Die Dreheinrichtung kann ein ein- oder mehrstufiges Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, aufweisen, um eine gewünschte Drehgeschwindigkeit des Trägers gegenüber dem Gehäuse und in einer vorteilhaften Weiterbildung, in der Drehbewegung und Bewegung in Nadelrichtung gekoppelt sind, eine entsprechende Beschleunigung in Nadelrichtung zu realisieren. Insbesondere die Drehung des Trägers ermöglicht es, dass die Nadeln beim nächsten Aufschlag in einer anderen Position auftreffen. The rotating device can have a single-stage or multistage transmission, in particular a gear transmission, in order to realize a desired speed of rotation of the carrier relative to the housing and, in an advantageous development in which rotational movement and movement in the needle direction are coupled, a corresponding acceleration in the needle direction. In particular, the rotation of the carrier allows the needles to impinge in a different position on the next impact.
In einer bevorzugten Ausführung weist der mehrteilige Träger ein gegenüber dem Gehäuse drehbares Grundteil und ein gegenüber dem Grundteil drehbares und vorzugsweise in diesem exzentrisch gelagertes Drehteil auf, wobei vorzugsweise wenigstens eine dieser Drehungen durch die Dreheinrichtung bewirkt wird. Die Nadeln sind dann bevorzugt durch das Drehteil geführt, so dass ihre Matrix eine Drehung gegenüber dem Grundteil und eine ihr überlagerte Drehung gegenüber dem Gehäuse ausführt und so ein vorteilhafteres Trefferbild bewirkt. Eine dieser Drehachsen von Grund- bzw. Drehteil bildet dann eine Drehachse, zu der erfindungsgemäß wenigstens eine Komponente einer Nadelrichtung parallel ist, wobei bevorzugt die Drehachsen des Grundteils gegenüber dem Gehäuse und des Drehteils gegenüber dem Grundteil - wenigstens im Wesentlichen - parallel sind. In a preferred embodiment, the multi-part carrier has a rotatable relative to the housing base and a rotatable relative to the base and preferably in this eccentrically mounted rotary member, wherein preferably at least one of these rotations is effected by the rotary device. The needles are then preferably guided by the rotary member, so that their matrix performs a rotation relative to the base and a rotation thereof superimposed against the housing and thus causes a more advantageous target image. One of these axes of rotation of base and rotary part then forms an axis of rotation, according to the invention at least one component of a needle direction is parallel, preferably the axes of rotation of the base relative to the housing and the rotary member relative to the base - at least substantially - are parallel.
Bevorzugt weist ein Nadler gemäß dem zweiten Hauptaspekt eine Prüfungseinrichtung zur Prüfung der Bauteiloberfläche auf. Diese kann beispielsweise eine Bildaufnahme- und/oder eine Be- leuchtungseinrichtung umfassen und ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Prüfung der Bau- teiloberfläche in situ, d.h. bei aufgesetztem Nadler, insbesondere während einer Bearbeitung der Oberfläche durch diesen auszuführen. Beispielsweise kann die Prüfungseinrichtung automatisch in vorgegebenen, vorzugsweise einstellbaren, Perioden, etwa Zeitperioden oder Nadelhüben, ein Bild der Oberfläche aufnehmen und dieses in einer bevorzugten Weiterbildung auswerten. A needler according to the second main aspect preferably has a testing device for testing the component surface. This can be, for example, an image acquisition and / or a lighting device and is preferably designed to carry out an examination of the component surface in situ, that is to say with an attached needler, in particular during a processing of the surface by the latter. For example, the test device can automatically take in predetermined, preferably adjustable, periods, such as time periods or Nadelhüben, an image of the surface and evaluate this in a preferred development.
Dritter Hauptaspekt Third main aspect
Nach einem dritten Hauptaspekt, der nachfolgend näher erläutert wird, und dessen Merkmale und Aspekte einzeln oder in Kombination vorzugsweise auch mit einem oder mehreren der anderen Hauptaspekte kombiniert sein können, weist ein erfindungsgemäßer Nadler einen ein- oder mehrteiligen Führungskörper, vorzugsweise aus einem schwereren Material wie insbesondere Metall, auf. In dem Führungskörper sind ein oder vorzugsweise mehrere Nadelkanäle ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführung sind diese Nadelkanäle in einer vorgegebenen Matrix, insbesondere stochastisch, konzentrisch, strahlenförmig, gitterartig oder sprialförmig, angeordnet.  According to a third main aspect, which will be explained in more detail below, and whose features and aspects, individually or in combination, may preferably also be combined with one or more of the other main aspects, a needler according to the invention comprises a one-part or multi-part guide body, preferably of a heavier material, such as especially metal, on. In the guide body one or preferably a plurality of needle channels are formed. In a preferred embodiment, these needle channels are arranged in a predetermined matrix, in particular stochastic, concentric, radial, grid-like or sprial-shaped.
Der bzw. die Nadelkanäle kommunizieren mit einem Fluidreservoir, welches in einer bevorzugten Ausführung eine Flüssigkeit, insbesondere eine Hydraulikflüssigkeit wie etwa ein Hydrau- liköl, enthält. Zusätzlich oder alternativ kann es auch ein Gas enthalten. The needle channel or channels communicate with a fluid reservoir, which in a preferred embodiment contains a liquid, in particular a hydraulic fluid such as a hydraulic oil. Additionally or alternatively, it may also contain a gas.
Vorzugsweise weist ein Nadelkanal einen gleichbleibenden Querschnitt auf und mündet in dem Fluidreservoir. Durch entsprechende Gestaltung kann jedoch die Fluidkommunikation zwischen Fluidreservoir und Nadelkanal beeinflusst werden. So kann in einer bevorzugten Ausführung eine Blende oder eine Einlaufdüse, insbesondere eine Fase, an der Mündung eines Nadelkanals zum Fluidreservoir vorgesehen sein. Preferably, a needle channel has a constant cross-section and opens into the fluid reservoir. By appropriate design, however, the fluid communication between fluid reservoir and needle channel can be influenced. Thus, in a preferred embodiment, a diaphragm or an inlet nozzle, in particular a bevel, may be provided at the mouth of a needle channel to the fluid reservoir.
In dem bzw. den Nadelkanälen ist jeweils eine Nadel axial verschieblich und fluiddicht geführt. Dabei können zur Variation der Nadelmatrix Nadelkanäle auch blind, d.h. ohne Nadel, fluiddicht geschlossen werden. Eine fluiddichte, axial verschiebliche Führung kann insbesondere eine oder mehrere elastische Dichtungselemente, insbesondere O-Ringe, Abstreif-, insbesondere Bürstendichtungen und/oder Labyrinthdichtungen aufweisen, wobei Dichtungselemente wie etwa O- Ringe gleichermaßen im jeweiligen Nadelkanal oder auf der jeweiligen Nadel gelagert sein können. In einer bevorzugten Ausführung ragt eine Nadel bei auf das Bauteil aufgesetztem Nadler, wenigstens im Wesentlichen, nicht in das Fluidreservoir. Hierzu kann die Länge eines Nadelkanals gleich oder größer der Länge der darin geführten Nadel sein. In the needle channels or each one needle is axially displaceable and guided in a fluid-tight manner. Needle channels can also be closed in a blind, ie needle-free, fluid-tight manner to vary the needle matrix. A fluid-tight, axially displaceable guide can in particular have one or more elastic sealing elements, in particular O-rings, stripping, in particular brush seals and / or labyrinth seals, wherein sealing elements such as O-rings can be mounted equally in the respective needle channel or on the respective needle. In a preferred embodiment, a needle protrudes, at least substantially, not in the fluid reservoir when placed on the component needle. For this purpose, the length of a needle channel may be equal to or greater than the length of the needle guided therein.
Zur Imitierung des Kugelstrahlprozesses reicht häufig eine Mikrobewegung der Nadeln, die somit während der Bearbeitung auf dem Bauteil verbleiben können und bei impulsartiger Beaufschlagung unter plastischer Mikrodeformation der Bauteiloberfläche in diese eindringen. Verschiebt man anschließend den Nadler auf der Bauteiloberfläche, gleiten die verschieblich geführten Nadeln aus den Mikrovertiefungen und stehen zur neuerlichen Beaufschlagung bereit. Wenn somit in einer bevorzugten Ausführung keine Rückstellmittel zur Rückstellung der Nadeln entgegen ihrer Beschleunigungs- bzw. Bearbeitungsrichtung vorgesehen sind, muss vorteilhafterweise beim Beschleunigen nicht gegen ein solches Rückstellmittel angearbeitet werden. Alternativ kann in einer anderen Ausführung auch ein Rückstellmittel, etwa eine Tellerfeder, vorgesehen sein, die eine Nadel entgegen der Beschleunigungs- bzw. Bearbeitungsrichtung im Nadelkanal zurückstellt und so den freien Beschleunigungsweg der Nadel vor dem Auftreffen auf die Bauteiloberfläche vergrößert. In order to imitate the shot peening process, a micro movement of the needles often suffices, which can thus remain on the component during processing and penetrate the component surface in the event of pulsed impingement under plastic micro deformation of the component surface. If you then move the needle on the surface of the component, the slidably guided needles slide out of the microwells and are ready to be re-pressurized. Thus, if in a preferred embodiment no return means are provided for returning the needles against their acceleration or machining direction, it is not necessary to work against such a return means when accelerating. Alternatively, in another embodiment, a return means, such as a plate spring may be provided which resets a needle against the acceleration or processing direction in the needle channel and thus increases the free acceleration path of the needle before hitting the component surface.
Gemäß dem dritten Hauptaspekt begrenzt ein bewegliches Stellmittel das Fluidreservoir. Dabei kann es sich insbesondere um einen Kolben handeln, der verschieblich an dem Führungskörper geführt ist und mit seiner Stirnseite das Fluidreservoir fluiddicht abschließt. Gleichermaßen kann es sich um eine flexible Membran handeln, die das Fluidreservoir fluiddicht abschließt. According to the third main aspect, a movable actuating means limits the fluid reservoir. This may in particular be a piston which is displaceably guided on the guide body and with its front side, the fluid reservoir terminates fluid-tight. Similarly, it may be a flexible membrane, which closes the fluid reservoir fluid-tight.
Wird ein Impuls auf das bewegliche Stellmittel aufgeprägt, überträgt dieses den Impuls auf das Fluid im Fluidreservoir. Dieses überträgt den Impuls seinerseits homogen als Druckstoß auf die Nadel(n) in dem kommunizierenden Nadelkanal bzw. den kommunizierenden Nadelkanälen und beschleunigt diese so gegen die zu bearbeitenden Bauteiloberfläche. Ist das Fluid eine - näherungsweise inkompressible - Flüssigkeit, geschieht dies nahezu verlustfrei. Zudem können Rückwirkungen der Nadeln auf das Stellmittel fluidisch entkoppelt bzw. gedämpft werden. Durch die Vorgabe des hydraulischen Querschnitts der einzelnen Nadelkanäle kann zudem die Kraftverteilung auf die einzelnen Nadeln vorgegeben werden. So können in einer bevorzugten Ausführung durch, insbesondere leicht, voneinander abweichende Kanalquerschnitte die auf die einzelnen Nadeln und die durch diese auf das Bauteil aufgeprägten Kräfte variiert werden, um einen stochastischen Kugelstrahlprozess besser zu imitieren. Vorzugsweise ist ein Aktuator zur Beaufschlagung des Stellmittels vorgesehen, der vorzugsweise mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch und/oder durch Ultraschall beschleunigbar ist. Der Aktuator kann das Stellmittel direkt beschleunigen, indem dieses beispielsweise als Kolben ausgebildet ist, der zum Beispiel als Anker eines Elektromagneten oder als Kolben eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführung weist der Akuator jedoch einen Hammer auf, welcher, insbesondere mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch und/oder durch Ultraschall, beschleunigbar ist und das Stellmittel beaufschlagt. Der Hammer kann wiederum etwa als Anker eines Elektromagneten oder als Kolben eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgebildet sein. Ein das Stellmittel kontaktierender, jedoch gegenüber diesem beweglicher bzw. von diesem lösbarer Hammer kann vorteilhafterweise zunächst frei beschleunigt werden und überträgt dann bei Kontakt mit dem Stellmittel seinen dabei aufgebauten Impuls näherungsweise stoßartig auf das Stellmittel, das diesen Impuls, wie vorstehend beschrieben, seinerseits durch das Fluidreservoir auf die Nadeln überträgt. Grundsätzlich ist natürlich auch eine manuelle Beschleunigung des Stellmittels, etwa durch Beaufschlagung eines Kolbens mit einem handgeführten Hammer, möglich. If a pulse is impressed on the movable actuating means, this transmits the pulse to the fluid in the fluid reservoir. This transmits the pulse in turn homogeneous as a pressure surge on the needle (s) in the communicating needle channel or the communicating needle channels and accelerates them so against the component surface to be machined. If the fluid is an - approximately incompressible - liquid, this is almost lossless. In addition, repercussions of the needles on the actuating means can be fluidically decoupled or damped. By specifying the hydraulic cross section of the individual needle channels also the force distribution can be specified on the individual needles. Thus, in a preferred embodiment, the forces applied to the individual needles and the forces imposed on them by the component can be varied by, in particular, slightly differing channel cross-sections in order better to imitate a stochastic shot-peening process. Preferably, an actuator for acting on the actuating means is provided, which is preferably mechanically, hydraulically, pneumatically, electromagnetically and / or accelerated by ultrasound. The actuator can accelerate the actuating means directly by this example is designed as a piston, which is designed for example as an armature of an electromagnet or as a piston of a hydraulic or pneumatic cylinder. In a preferred embodiment, however, the Akuator on a hammer, which, in particular mechanically, hydraulically, pneumatically, electromagnetically and / or by ultrasound, can be accelerated and applied to the actuating means. The hammer in turn may be designed, for example, as an armature of an electromagnet or as a piston of a hydraulic or pneumatic cylinder. An actuating means contacting, but with respect to this movable or detachable hammer can advantageously be initially accelerated freely and then transmits in contact with the actuating means its case built impulse approximately jerky on the actuating means, this impulse, as described above, in turn by the Fluid reservoir transfers to the needles. In principle, of course, a manual acceleration of the actuating means, for example by applying a piston with a hand-held hammer, possible.
In einer Ausführung wird der Führungskörper direkt auf der zu bearbeitenden Bauteiloberfläche aufgesetzt und zwischen den einzelnen Nadelbeauschlagungen, insbesondere manuell oder durch einen Manipulator, verschoben, um den Auftreffpunkt der Nadeln zu variieren und so einen lokalen Kugelstrahlprozess zu imitieren. In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Führungskörper motorisch, insbesondere elektromotorisch, oder manuell drehbar an einem Gehäuse geführt, das auf der zu bearbeitenden Bauteiloberfläche aufgesetzt wird. So kann in kinematisch vorteilhafter Weise das Auftreffbild variiert werden. In one embodiment, the guide body is placed directly on the component surface to be machined and moved between the Nadelbeauschlagungen, in particular manually or by a manipulator to vary the point of impact of the needles and so to imitate a local shot peening process. In a preferred embodiment, the guide body is motor, in particular electric motor, or manually rotatably guided on a housing which is placed on the component surface to be machined. Thus, the impact image can be varied in a kinematically advantageous manner.
Vorzugsweise ist eine bauteilschonende Kontaktfläche zum Aufsetzen auf ein zu bearbeitendes Bauteil vorgesehen. Hierzu ist wenigstens der auf das Bauteil aufzusetzende Teil des Nadlers vorzugsweise aus Kunststoff, Gummi oder dergleichen ausgebildet. Insbesondere kann ein Aufsetzring aus Kunststoff vorgesehen sein, der, vorzugsweise auswechselbar, an dem Führungskörper oder einem Gehäuse befestigt ist. Dies gestattet es vorteilhaft, den Führungskörper bzw. das Gehäuse selber aus einem anderen Material, insbesondere Metall, herzustellen, welches aufgrund seines spezifischen Gewichts und seiner Festigkeit dynamisch und hinsichtlich der Lagerung der Nadeln vorteilhaft ist. Gleichermaßen ist es jedoch auch möglich, den Führungskörper bzw. das Gehäuse selber aus Kunststoff, Gummi oder dergleichen herzustellen. Vierter Hauptaspekt Preferably, a component-protecting contact surface is provided for placement on a component to be machined. For this purpose, at least the part of the needler to be placed on the component is preferably made of plastic, rubber or the like. In particular, a Aufsetzring be provided of plastic, which is preferably replaceable, attached to the guide body or a housing. This advantageously makes it possible to produce the guide body or the housing itself from another material, in particular metal, which is advantageous on account of its specific weight and its strength and with regard to the storage of the needles. Equally, however, it is also possible to manufacture the guide body or the housing itself from plastic, rubber or the like. Fourth main aspect
Nach einem vierten Hauptaspekt, der nachfolgend näher erläutert wird, und dessen Merkmale und Aspekte einzeln oder in Kombination vorzugsweise auch mit einem oder mehreren der anderen Hauptaspekte kombiniert sein können, weist ein Nadler eine oder mehrere Nadeln auf, die durch einen ein- oder mehrteiligen Träger derart geführt sind, dass sie gegenüber diesem jeweils in einer Nadelrichtung gegen eine zu bearbeitende Oberfläche bewegbar sind. Eine, mehrere oder alle Nadeln können dabei einzeln oder gemeinsam vorzugsweise (elektro)motorisch, (elektro)magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch, etwa durch Lösen vorgespannter Federn, in der Nadelrichtung bewegt werden.  According to a fourth main aspect, which will be explained in more detail below, and whose features and aspects, individually or in combination, may preferably also be combined with one or more of the other main aspects, a needler comprises one or more needles, which may be provided by a mono- or multi-part carrier are guided so that they are movable relative to this in each case in a needle direction against a surface to be machined. One, several or all needles can be moved individually or jointly preferably (electro) motor, (electro) magnetic, pneumatic, hydraulic and / or mechanical, for example by releasing prestressed springs in the needle direction.
Je nach Nadelantrieb können zwei oder mehr, insbesondere alle Nadeln beispielsweise steuerungstechnisch gekoppelt bewegt werden. So können beispielsweise Elektromotoren oder - magnete, die verschiedene Nadeln in Nadelrichtung bewegen, insbesondere steuerungstechnisch derart gekoppelt sein, dass diese Nadeln synchron oder in einer vorgegebenen, beispielsweise zeitlich versetzten Abfolge in Nadelrichtung bewegt werden. Depending on the needle drive, two or more, in particular all needles, for example, can be moved in a coupled manner in terms of control technology. Thus, for example, electric motors or magnets which move different needles in the needle direction may in particular be coupled in terms of control such that these needles are moved synchronously or in a predetermined sequence, for example offset in the needle direction.
In gleicher Weise können zwei oder mehr, insbesondere alle Nadeln beispielsweise magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch gekoppelt bewegt werden. Mechanisch bewegte Nadeln können beispielsweise über entsprechende Mechanismen, etwa Getriebe, Gestänge, Kulissen und dergleichen gekoppelt sein. In the same way, two or more, in particular all needles, for example, can be moved magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled. Mechanically moved needles may be coupled, for example, via appropriate mechanisms, such as gear, linkage, scenes and the like.
In einer bevorzugten Ausführung werden mehrere, insbesondere alle Nadeln pneumatisch von demselben Druckreservoir in Nadelrichtung bewegt. Zusätzlich oder alternativ sind vorzugsweise ein in Nadelrichtung vor einem Nadelkolben einer Nadel angeordneter und durch diesen stirnseitig verschieblich begrenzter Nadelkolbenraum oder, insbesondere mit- oder nacheinander, mehrere solche Nadelkolbenräume durch eine Kontrollventileinrichtung wahlweise mit einem Druckreservoir verbind- bzw. von diesem trennbar. Durch die Kontrollventileinrichtung können zusätzlich oder alternativ ein oder mehrere Nadelkolbenräume auch zur Entlüftung freigeschaltet, beispielsweise mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir verbunden werden. In a preferred embodiment, several, in particular all needles are pneumatically moved by the same pressure reservoir in the needle direction. In addition or as an alternative, preferably a needle piston space arranged in the needle direction in front of a needle piston of a needle and displaceable by the latter on the front side, or preferably, one after the other, can connect or disconnect a plurality of such needle piston chambers by a control valve device optionally with a pressure reservoir. In addition or as an alternative, one or more needle piston chambers can also be released for venting by the control valve device, for example, connected to the environment or to a vacuum reservoir.
Der Träger ist in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse des Nadlers gelagert, welches vorzugsweise zum Aufsetzen des Gehäuses auf der zu bearbeitenden Oberfläche ausgebildet ist. Hierzu kann das Gehäuse vorzugsweise entsprechend ausgebildete Kontaktflächen aufweisen, die beispielsweise durch drei nicht kollineare Kontaktpunkte oder drei nicht kollineare, insbesondere konvexe, Kontaktflächen ein statisch stabiles Aufsetzen gewährleisten, der Form der zu bearbeitenden Oberfläche, zum Beispiel durch eine komplementäre Geometrie, angepasst sind, und/oder ein die zu bearbeitende Oberfläche im Aufsetzbereich schonendes, insbesondere weiches, Material aufweisen. The carrier is mounted in a one- or multi-part housing of the needler, which is preferably designed for mounting the housing on the surface to be machined. For this purpose, the housing may preferably have correspondingly formed contact surfaces, for example, by three non-collinear contact points or three non-collinear, in particular Convex, contact surfaces ensure a statically stable placement, the shape of the surface to be machined, for example, by a complementary geometry, adapted, and / or have a surface to be machined in the touchdown gentle, especially soft, material.
Insbesondere hierdurch kann der Nadler in einer bevorzugten Ausführung als Handgerät ausgebildet und verwendet werden. In particular, in this way, the needler can be formed and used in a preferred embodiment as a handheld device.
Gemäß dem vierten Hauptaspekt ist eine Dreheinrichtung zur Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse vorgesehen, um den bzw. die Nadelauftreffpunkt(e) auf der Oberfläche zu verlagern. Vorzugsweise ermöglicht die Dreheinrichtung eine Umdrehung um wenigstens 180°, vorzugsweise wenigstens 360° und besonders bevorzugt unbeschränkte Umdrehungen um eine Drehachse, vorzugsweise nur in eine Drehrichtung. Zu der Drehachse können in einer bevorzugten Ausführung die Nadelrichtung(en) - wenigstens im Wesentlichen - radial bzw. senkrecht ausgerichtet sein. Vorzugsweise bildet die Kontrollventileinrichtung zugleich die Drehachse für den Träger. According to the fourth main aspect, a rotation means for rotating the carrier with respect to the housing is provided to displace the needle impact point (s) on the surface. Preferably, the rotating device allows a rotation of at least 180 °, preferably at least 360 ° and more preferably unrestricted revolutions about an axis of rotation, preferably only in one direction of rotation. In a preferred embodiment, the needle direction (s) may be aligned - at least essentially - radially or vertically with respect to the axis of rotation. Preferably, the control valve device at the same time forms the axis of rotation for the carrier.
Durch diese Drehung des Trägers mit der bzw. den durch ihn geführten Nadel(n) kann vorteilhafterweise auch bei einem handgeführten Nadler weitgehend unabhängig von einer Führung durch den Bediener eine vorgegebene Bearbeitung erfolgen, indem der Bediener das Gehäuse auf der Oberfläche aufsetzt und die Dreheinrichtung durch Drehung des Trägers unter wiederholter, insbesondere mit dieser Drehung gekoppelter Bewegung der Nadel(n) in Nadelrichtung ein gewünschtes Bearbeitungsmuster realisiert. As a result of this rotation of the carrier with the needle (s) guided through it, advantageously also in the case of a hand-held needler, a predetermined processing can take place largely independently of a guidance by the operator, in that the operator places the housing on the surface and rotates through the rotating device Rotation of the carrier under repeated, in particular coupled with this rotation movement of the needle (s) in the needle direction realized a desired processing pattern.
Dieses kann beispielsweise durch entsprechende Koppelung von Drehbewegung und Bewegung in Nadelrichtung und/oder Führung einer Mehrzahl von Nadeln durch den Träger, insbesondere in einer vorgegebenen, vorzugsweise spiralförmigen, Matrix, nahezu beliebig vorgegeben werden. In einem bevorzugten Bearbeitungsmuster können Nadelauftreffpunkte zum Beispiel auf einer, insbesondere geraden, Bahn mit einem vorgegebenen Abstand zueinander auf der Oberfläche liegen, wobei dieser Abstand kleiner als ein Durchmesser der Nadeln oder der durch die Nadeln verursachten Verformungen sein kann, so dass sich die Verformungen durch verschiedene Nadelauftreffpunkte wenigstens teilweise überdecken. Gleichermaßen ist es auch möglich, den Abstand größer zu wählen, um eine geringfügigere und raschere Oberflächenbearbeitung zu erreichen. Bevorzugt entspricht der Abstand zwischen benachbarten Nadelauftreffpunkten des Be- arbeitungsmusters, das sich infolge der Matrix der Nadeln gegenüber dem Träger, der Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse und/oder einer damit gekoppelten Bewegung der Nadel(n) in Nadelrichtung einstellt, - wenigstens im Wesentlichen - dem, insbesondere mittleren, Durchmesser der in diesen Nadelauftreffpunkten auftreffenden Nadeln oder der durch diese bewirkten Verformungen. Vorzugsweise kann hierzu die Matrix, die Synchronisation der Bewegungen verschiedener Nadeln in Nadelrichtung und/oder die, vorzugsweise hiermit gekoppelte, Drehung des Träges variiert bzw. eingestellt werden, um so beispielsweise verschiedene Bearbeitungsmuster, Überdeckungsgrade, oder Bearbeitungstiefen zu realisieren. This can be predetermined, for example, by appropriate coupling of rotational movement and movement in the needle direction and / or guidance of a plurality of needles by the carrier, in particular in a predetermined, preferably spiral, matrix, almost as desired. In a preferred processing pattern Nadelauftreffpunkte can be, for example, on a particular straight line with a predetermined distance from each other on the surface, which distance may be smaller than a diameter of the needles or the deformations caused by the needles, so that the deformations At least partially cover different Nadelauftreffpunkte. Similarly, it is also possible to choose the distance larger to achieve a smaller and faster surface processing. Preferably, the distance between adjacent needle impact points corresponds to the As a result of the matrix of needles in relation to the carrier, the rotation of the carrier relative to the housing and / or a coupled movement of the needle (s) in the needle direction, the diameter of the, in particular central, diameter of the latter is at least substantially the same Needle impact points impinging needles or caused by these deformations. For this purpose, the matrix, the synchronization of the movements of different needles in the needle direction and / or the rotation of the support, preferably coupled thereto, can be varied or adjusted, so as to realize, for example, different processing patterns, coverage levels, or machining depths.
Der Träger kann ebenfalls (elektro)motorisch, (elektro)magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch bewegt, i.e. gegenüber dem Gehäuse gedreht werden. Um eine Bewegung einer Nadel gegenüber dem Träger und eine Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse zu koppeln, können beispielsweise Nadel- und Trägerantriebe steuerungstechnisch, magnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch gekoppelt sein. In einer bevorzugten Ausführung wird eine Kontrollventileinrichtung durch die Drehung des elektromotorisch bewegten Trägers gegenüber dem Gehäuse geschaltet und aktuiert so Nadeln pneumatisch oder hydraulisch. The carrier may also be moved (electro) by motor, (electro) magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically, i. be rotated against the housing. In order to couple a movement of a needle relative to the carrier and a rotation of the carrier relative to the housing, for example, needle and carrier drives can be control-technically, magnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically coupled. In a preferred embodiment, a control valve device is switched by the rotation of the electromotive moving carrier relative to the housing and actuates so pneumatically or hydraulically needles.
Insbesondere, um die Nadeln wieder in eine Ausgangslage zurückzustellen, aus der sie in Nadelrichtung beschleunigt werden können, ist in einer bevorzugten Ausführung eine Rückstellein- richtung zur Rückstellung einer Nadel entgegen der Nadelrichtung vorgesehen. Eine solche RückStelleinrichtung kann beispielsweise eine gegensinnige (elektro)mo torische, In particular, in order to return the needles to a starting position, from which they can be accelerated in the needle direction, a return device for returning a needle counter to the needle direction is provided in a preferred embodiment. Such a return device can, for example, an opposing (electro) mo toric,
(elektro)magnetische, pneumatische, hydraulische und/oder mechanische Beaufschlagung entgegen der Nadelrichtung aufweisen, indem etwa Elektromagnete gegensinnig betrieben, der Nadelkolbenraum vom Druckreservoir getrennt und/oder mit einem Unterdruckreservoir verbunden, oder ein dem Nadelkolbenraum entgegenwirkender Gegenkolbenraum pneumatisch oder hydraulisch, vorzugsweise durch die Kontrollventileinrichtung, beaufschlagt wird. Eine mechanische Beaufschlagung kann beispielsweise Federmittel umfassen, die Nadeln entgegen der Nadelrichtung vorspannen. (Electromagnetic) magnetic, pneumatic, hydraulic and / or mechanical loading counter to the needle direction by about electromagnets operated in opposite directions, the needle piston chamber separated from the pressure reservoir and / or connected to a vacuum reservoir, or a needle piston chamber counteracting piston chamber pneumatically or hydraulically, preferably by the Control valve device is acted upon. Mechanical loading may include, for example, spring means biasing needles counter to the needle direction.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst die RückStelleinrichtung - vorzugsweise zusätzlich zu einer Trennung von Nadelkolbenräumen von einem Druckreservoir, Verbinden dieser Nadelkolbenräume mit einem Unterdruckreservoir und/oder von Gegenkolbenräumen mit einem Druckre- servoir - eine mechanische Kulisse oder Zwangsführung, die die Nadeln entgegen der Nadelrichtung zurückstellt. In a preferred embodiment, the return device comprises-preferably in addition to a separation of needle piston chambers from a pressure reservoir, connecting these needle piston chambers with a vacuum reservoir and / or of opposing piston chambers with a pressure reservoir. servoir - a mechanical backdrop or forced guidance that returns the needles against the direction of the needle.
Bei sperrbarer, insbesondere pneumatischer und/oder hydraulischer, Aktuierung der Nadeln können diese während einer Drehung des Trägers mit gesperrter Aktuierung in Nadelrichtung in vorteilhafter Weise ohne oder unter geringer Kraft in Nadelrichtung verharren und so einen Reib- schluss und damit verbundenen Verschleiß an Nadeln bzw. Gehäuse verringern. In the case of lockable, in particular pneumatic and / or hydraulic, actuation of the needles, they can advantageously remain in the needle direction during a rotation of the carrier with locked actuation in the needle direction without or with little force and thus prevent frictional engagement and associated wear on needles or Reduce housing.
Sofern in einer vorteilhaften Ausführung keine entgegen der Nadelrichtung wirkenden Federmittel vorgesehen sind oder diese wenigstens während einer Beschleunigung einer Nadel in Nadelrichtung gesperrt werden, muss der Nadelantrieb keine entsprechenden Rückstellkräfte überwinden. Er kann damit bei gleicher Baugröße größere Beschleunigungen bzw. gleiche Beschleunigungen bei kleinerer Baugröße realisieren. If, in an advantageous embodiment, no spring means operating counter to the needle direction are provided or if they are locked at least during acceleration of a needle in the needle direction, the needle drive need not overcome any corresponding restoring forces. It can thus realize larger accelerations or equal accelerations with a smaller size with the same size.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert: Further features and advantages emerge from the subclaims and the exemplary embodiment. This shows, partially schematized:
Fig. 1A - IC einen Teil eines Nadlers nach einer Ausführung gemäß dem ersten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt längs einer Nadelrichtung in unterschiedlichen Zuständen; 1A - IC a part of a needle according to an embodiment according to the first main aspect of the present invention in a section along a needle direction in different states;
Fig. 2 einen Nadler nach einer ersten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt längs einer Drehachse;  Figure 2 shows a needle according to a first embodiment according to the second main aspect of the present invention in a section along a rotation axis.
Fig 3A, 3B jeweils eine Draufsicht auf einen Flansch mit einer Nadelmatrix von einer zu bearbeitenden Oberfläche aus gesehen;  Figures 3A, 3B are each a plan view of a flange with a needle matrix as viewed from a surface to be machined;
Fig 4 einen Nadler nach einer zweiten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in Fig. 2 entsprechender Darstellung;  4 shows a needle according to a second embodiment according to the second main aspect of the present invention in Fig. 2 corresponding representation.
Fig 5 einen Nadler nach einer dritten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in Fig. 2 entsprechender Darstellung;  5 shows a needle according to a third embodiment according to the second main aspect of the present invention in Fig. 2 corresponding representation.
Fig 6 einen Nadler nach einer Ausführung gemäß dem dritten Hauptaspekt der  6 shows a needler according to an embodiment according to the third main aspect of
liegenden Erfindung im Querschnitt;  underlying invention in cross section;
Fig 7 einen Nadler nach einer Ausführung gemäß dem vierten Hauptaspekt in einem  7 shows a needler according to an embodiment according to the fourth main aspect in one
Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 8; und Fig. 8 den Nadler der Fig. 7 in einem Schnitt längs der dortigen Linie II-II. Section along the line II in Fig. 8; and Fig. 8 the needler of Fig. 7 in a section along the local line II-II.
Fig. 1A - IC zeigen einen Teil eines Nadlers nach einer Ausführung gemäß dem ersten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in einem Schnitt längs einer Nadelrichtung (von oben nach unten in Fig. 1) in unterschiedlichen Zuständen.  1A-1C show a part of a needle according to an embodiment according to the first main aspect of the present invention in a section along a needle direction (from top to bottom in Fig. 1) in different states.
Der Nadler weist einen mehrteiligen Träger mit einem Trägergrundkörper 2 und daran fest oder lösbar befestigten einzelnen Zylindern 400 auf, von denen in Fig. 1 zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Zylinder dargestellt ist. Der Trägergrundkörper 2 kann seinerseits mit einem Ring 1 ' kippbar und durch eine Dreheinrichtung 8 drehbar in einem Gehäuse 1 angeordnet sein, wie dies nachfolgend mit Bezug auf den zweiten Hauptaspekt anhand der Fig. 2 bis 6 erläutert wird, so dass bezüglich dieser Merkmale auf die dortigen Erläuterungen verwiesen werden darf. In einer nicht dargestellten Abwandlung können die Zylinder 400 auch integral mit dem Trägergrundkörper 2 ausgebildet sein. The needler has a multi-part carrier with a carrier base body 2 and fixedly or releasably secured to individual cylinders 400, of which in Fig. 1 for clarity, only a cylinder is shown. The support base body 2 can in turn be tilted with a ring 1 'and rotatably arranged in a housing 1 by a rotating device 8, as will be explained below with reference to the second main aspect with reference to FIGS. 2 to 6, so that with respect to these features on the may be referred to there explanations. In a modification, not shown, the cylinders 400 may also be integrally formed with the carrier base body 2.
In jedem Zylinder 400 ist ein beidseitig offener Nadelkanal ausgebildet, in dem eine Nadel 7.1 in Nadelrichtung verschieblich geführt ist. Ein ringförmiger Absatz 407 (vgl. Fig. 1B) führt zusammen mit einem in Nadelrichtung hinteren Endringflansch der Nadel 7.1 die Nadel in dem Nadelkanal und begrenzt gleichzeitig mit diesem als Anschlag einen vollständigen Nadelhub. In each cylinder 400, a needle channel open on both sides is formed, in which a needle 7.1 is displaceably guided in the needle direction. An annular shoulder 407 (see Fig. 1B), together with a needle-end rear end flange of the needle 7.1, introduces the needle into the needle channel and at the same time limits, as a stop, a complete needle stroke.
Das in Nadelrichtung hintere Ende des Nadelkanals (oben in Fig. 1) ist durch einen Stopper 408, der eine Einfahrbewegung der Nadel 7.1 entgegen der Nadelrichtung als Anschlag begrenzt, gasdicht verschlossen. Der Stopper 408 wird durch eine Endkappe 401 und ein zwischen Stopper und Endkappe komprimiertes Gummikissen auf den Zylinder 400 gepresst. Auf diese Weise begrenzt die in Nadelrichtung hintere Stirnseite (oben in Fig. 1) der Nadel 7.1 als verschiebliche Wand einen Kolbenraum 406 (vgl. Fig. 1B), der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung vergrößert wird. The rear end of the needle channel in the needle direction (at the top in FIG. 1) is closed in a gastight manner by a stopper 408, which delimits a retraction movement of the needle 7.1 against the needle direction as a stop. The stopper 408 is pressed onto the cylinder 400 by an end cap 401 and a rubber pad compressed between the stopper and the end cap. In this way, the needle-side end face (top of Fig. 1) of the needle 7.1 as a slidable wall defines a piston space 406 (see Fig. 1B) which is enlarged by movement of the needle in the needle direction.
Zwischen dem Endringflansch der Nadel 7.1 und dem ringförmigen Absatz 407 ist ein ringförmiger Gegenkolbenraum 404 ausgebildet, der die Nadel 7.1 umgibt und durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung verkleinert wird. Between the Endringflansch the needle 7.1 and the annular shoulder 407 an annular mating piston space 404 is formed, which surrounds the needle 7.1 and is reduced by a movement of the needle in the needle direction.
Eine Bohrung 403 in dem Zylinder 400 sowie eine Bohrung 405 in der Nadel 7.1 bilden zusammen mit diesem Gegenkolbenraum 404 eine Passage, die strömungstechnisch den Kolbenraum 406 mit einem Druckreservoir 402 verbindet. Das Druckreservoir kann beispielsweise eine Druckluftquelle umfassen, die über Schläuche mit Bohrungen in den jeweiligen Endkappe 401 verbunden sind (nicht dargestellt). In der Druckluftquelle kann ein Steuerventil vorgesehen sein, welches als Steuereinrichtung einen vorgegebenen Druck in dem Druckreservoir einstellt. A bore 403 in the cylinder 400 and a bore 405 in the needle 7.1, together with this counter-piston space 404 form a passage which fluidically the piston chamber 406 connects to a pressure reservoir 402. The pressure reservoir may comprise, for example, a source of compressed air, which are connected via hoses with holes in the respective end cap 401 (not shown). In the compressed air source, a control valve may be provided, which adjusts a predetermined pressure in the pressure reservoir as a control device.
In einer in Fig. 1 A dargestellten oberen Endstellung kommuniziert der Kolbenraum 406 über die Passage mit dem Druckreservoir 402, so dass im Kolbenraum 406 und Gegenkolbenraum 404 der Überdruck des Druckreservoirs anliegt. Da die Projektion senkrecht zur Nadelrichtung der druckbeaufschlagten verschieblichen Fläche des Kolbenraums 406 (in Fig. 1 die horizontale Querschnittsfläche) größer ausgebildet ist als die entsprechende Projektion des Gegenkolbenraums 404, übersteigt in diesem Zustand die in Nadelrichtung treibende Kraft, die der mit dem Druckreservoir kommunizierende Kolbenraum 406 auf die Nadel aufprägt, die entgegengesetzte Rückstellkraft, die der Gegenkolbenraum 404 auf die Nadel aufprägt. Dies treibt die Nadel in Nadelrichtung auf die zu bearbeitende Oberfläche (Fig. 1A— > Fig. 1B). In an upper end position shown in FIG. 1A, the piston chamber 406 communicates with the pressure reservoir 402 via the passage, so that the overpressure of the pressure reservoir rests in the piston chamber 406 and the opposing piston chamber 404. Since the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the piston chamber 406 (the horizontal cross-sectional area in FIG. 1) is larger than the corresponding projection of the counter-piston space 404, in this state the force driving in the needle direction exceeds that of the piston space communicating with the pressure reservoir 406 imposes on the needle, the opposite restoring force, which impresses the counter-piston space 404 on the needle. This drives the needle in the needle direction on the surface to be processed (Fig. 1A-> Fig. 1B).
Wie aus der Figurenfolgen Fig. 1A— > Fig. 1B erkennbar, bilden die Öffnung der Bohrung 405 in der Nadel und der Absatz 407 im Nadelkanal eine selbsttätige Kontrollventileinrichtung in Form eines Schiebeventils, das je nach Stellung die Passage sperrt (Fig. 1B) oder öffnet (Fig. 1A), und das mechanisch durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung umgeschaltet wird. Sobald das Schiebeventil die Passage zwischen Kolbenraum 406 und Druckreservoir 402 bzw. dem damit verbundenen Gegenkolbenraum 404 sperrt (Fig. 1B), reduziert sich infolge der Bewegung in Nadelrichtung der im Kolbenraum 406 herrschende, die Nadel treibende Druck, während eine nahezu konstante Rückstellkraft auf die Nadel 7.1 wirkt, die aus dem Druck im Gegenkolbenraum 404 und der Projektion senkrecht zur Nadelrichtung der druckbeaufschlagten verschieblichen Fläche des Gegenkolbenraums 404 resultiert. As can be seen from the figure sequences Fig. 1A-> Fig. 1B, the opening of the bore 405 in the needle and the shoulder 407 in the needle channel an automatic control valve means in the form of a slide valve, which blocks the passage depending on the position (Fig. 1B) or opens (Fig. 1A), which is mechanically switched by a movement of the needle in the needle direction. As soon as the slide valve blocks the passage between the piston chamber 406 and the pressure reservoir 402 or the associated opposing piston chamber 404 (FIG. 1B), the needle-driving pressure in the piston chamber 406 is reduced as a result of the movement in the needle direction, while an almost constant restoring force is applied to the piston Needle 7.1 acts, which results from the pressure in the opposing piston space 404 and the projection perpendicular to the needle direction of the pressurized displaceable surface of the opposing piston space 404.
Bewegt sich die Nadel 7.1 trägheitsbedingt noch weiter in Nadelrichtung (Fig. 1B— > Fig. IC), verbindet die Kontrollventileinrichtung den Kolbenraum 406 strömungstechnisch mit der Umgebung, wenn die Öffnung der Bohrung 405 in der Nadel den Absatz 407 überfahren hat (vgl. Fig. IC). Hierdurch entfällt die treibende Restkraft und die Nadel 7.1 schlägt im Wesentlichen im Freiflug auf die zu bearbeitende Oberfläche. Von dieser kann sie im Wesentlichen ungedämpft zurückfedern, was den Kugelstrahlprozess besonders gut nachbildet. Dabei unterstützt die Rückstellkraft, die der Gegenkolbenraum 404 auf die Nadel ausübt, diese Bewegung entgegen der Nadelrichtung, so dass die Nadel wieder in ihre in Fig. 1 A dargestellte obere Endstellung zurückkehrt. Sobald das Schiebeventil den Kolbenraum 406 von der Umgebung trennt (Fig. IC— > Fig. 1B) und wieder mit dem Druckreservoir 402 verbindet (Fig. 1B— > Fig. 1 A), bremst der Druck im Kolbenraum 406 diese Rückstellbewegung, so dass die Nadel 7.1 gedämpft auf den Stopper 408 trifft. Anschließend treibt diese Kraft, die in diesem Zustand die Rückstellkraft übersteigt, die Nadel erneut in Nadelrichtung, so dass sich eine selbstregelnde oszillierende Bewegung der Nadel in Nadelrichtung einstellt, deren Frequenz von dem durch die Steuereinrichtung vorgegebenen Druck im Druckreservoir abhängt. If the needle 7.1 moves further in the direction of the needle due to inertia (FIG. 1B-> IC), the control valve device fluidically connects the piston chamber 406 to the surroundings when the opening of the bore 405 in the needle has passed over the shoulder 407 (see FIG IC). This eliminates the driving residual force and the needle 7.1 beats essentially in the free flight on the surface to be machined. From this it can spring back substantially unattenuated, which imitates the shot peening process particularly well. The restoring force which the opposing piston space 404 exerts on the needle supports this movement counter to the needle direction, so that the needle returns to its upper end position shown in FIG. 1A. As soon as the slide valve separates the piston chamber 406 from the environment (FIG. 1C-> 1B) and reconnects it to the pressure reservoir 402 (FIG. 1B-> FIG. 1A), the pressure in the piston chamber 406 slows down this return movement, so that the needle 7.1 muffled hits the stopper 408. Subsequently, this force, which in this state exceeds the restoring force, again drives the needle in the needle direction, so that a self-regulating oscillating movement of the needle in the needle direction is established, the frequency of which depends on the pressure in the pressure reservoir predetermined by the control device.
Da die einzelnen Nadeln unabhängig voneinander selbstregelnd nadeln, kann ein lokal begrenzter Kugelstrahlprozess auch auf unebenen Oberflächen sehr gut nachgebildet werden. Since the individual needles are self-regulating independently of each other, a localized shot peening process can be simulated very well even on uneven surfaces.
Wie vorstehend erwähnt, kann der Nadler im Übrigen vorteilhafterweise gemäß dem zweiten Hauptaspekt ausgebildet sein, der nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 bis 5 näher erläutert wird. Dabei kann in dem Kunststoffring 9 oder zwischen diesem und dem Gehäuse 1 (vgl. Fig. 2, 4, 5) eine Aufstandserfassungseinrichtung vorgesehen sein, mit der erfassbar ist, ob der Nadler auf einer Oberfläche aufgesetzt ist. Die Aufstandserfassungseinrichtung kann insbesondere einen oder mehrere Drucksensoren und/oder Abstandssensoren aufweisen und aufgrund eines erfassten Druckes bzw. verschwindenden Abstandes erfassen, dass der Nadler aufgesetzt ist. Die Aufstandserfassungseinrichtung sendet ein entsprechendes Signal an das Steuerventil des Druckreservoirs, so dass steuerungstechnisch alle Passagen zu den Kolbenräumen gesperrt sind, solange der Nadler nicht auf einer Oberfläche aufgesetzt ist. Incidentally, as mentioned above, the needler may advantageously be formed according to the second main aspect, which will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 5. In this case, a riot detection device can be provided in the plastic ring 9 or between it and the housing 1 (cf., FIGS. 2, 4, 5), with which it can be detected whether the needler is mounted on a surface. The riot detection device can in particular have one or more pressure sensors and / or distance sensors and, due to a detected pressure or vanishing distance, detect that the needle is placed. The riot detection device sends a corresponding signal to the control valve of the pressure reservoir, so that all passages to the piston chambers are blocked by control technology, as long as the needle is not placed on a surface.
Insbesondere zur Kontrolle kann eine Auftrefferfassungseinrichtung vorgesehen sein, mit der erfassbar ist, ob die Nadeln auf eine Oberfläche auftreffen. Hierzu wird Druck in einem oder mehreren Kolbenräumen 406 erfasst. Dieser ändert sich, wie vorstehend beschrieben, mit der Bewegung der Nadeln, so dass aus der erfassten Druckänderung die Bewegung der Nadel bestimmt werden kann. Insbesondere wird die Frequenz, mit der der Druck im Kolbenraum 406 oszilliert, erfasst und mit einem vorgegebenen Bereich, der in Abhängigkeit von dem Druck im Druckreservoir vorgegeben wird, verglichen. Liegt die erfasste Frequenz innerhalb des vorgegebenen Bereiches, wird ein Auftreffen der Nadel auf einer Oberfläche erfasst. Fig. 2 zeigt einen Nadler nach einer ersten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in eine Längsschnitt. In particular, for controlling a Auftreferfassungseinrichtung be provided, with which it is detectable whether the needles impinge on a surface. For this purpose, pressure in one or more piston chambers 406 is detected. This changes as described above with the movement of the needles, so that from the detected pressure change, the movement of the needle can be determined. In particular, the frequency with which the pressure in the piston chamber 406 oscillates is detected and compared with a predetermined range which is predetermined as a function of the pressure in the pressure reservoir. If the detected frequency is within the predetermined range, an impact of the needle on a surface is detected. Fig. 2 shows a needle according to a first embodiment according to the second main aspect of the present invention in a longitudinal section.
Der Nadler weist ein im wesentlichen rohrförmiges Stahl- oder Kunststoffgehäuse 1 auf, dessen stirnseitige Kontaktfiäche (unten in Fig. 2) durch einen aufgesteckten Kunststoffring 9 gebildet ist, der seinerseits ein Gleitlager zum Anordnen des Gehäuses auf einer zu bearbeitenden Oberfläche (nicht dargestellt) bildet. In nicht dargestellten Abwandlungen kann der Kunststoffring eine rechteckige Außenkontur aufweisen, um die Kipppstabilität um die in Fig. 2 vertikale Achse zu erhöhen. Gleichermaßen kann er beispielsweise drei nicht kollineare Kugeln zur Bildung eines Wälzlagers gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche lagern. The needler has a substantially tubular steel or plastic housing 1, the frontal Kontaktfiäche (bottom in Fig. 2) is formed by a plugged plastic ring 9, which in turn forms a sliding bearing for arranging the housing on a surface to be machined (not shown) , In non-illustrated modifications, the plastic ring may have a rectangular outer contour in order to increase the Kipppstabilität to the vertical axis in Fig. 2. Likewise, for example, it can store three non-collinear balls to form a rolling bearing relative to the surface to be machined.
In dem Gehäuse 1 ist ein Grundkörper 2 eines Trägers drehbar um die in Fig. 2 strich- doppelpunktiert angedeutete Drehachse gelagert. An ihm ist eine CCD-Kamera 10 befestigt, die sich mit dem Träger mitdreht und so im Betrieb Bilder der zu bearbeitenden Oberfläche aufnimmt und an eine Bildausgabeeinrichtung, zum Beispiel einen Monitor, und/oder eine Bildve- rarbeitungs- bzw. -auswertesoftware überträgt (nicht dargestellt). In the housing 1, a base body 2 of a carrier is mounted rotatably about the axis of rotation indicated in FIG. 2 by a dash-dotted line. A CCD camera 10 is fastened to it, which rotates with the carrier and thus receives images of the surface to be processed during operation and transmits them to an image output device, for example a monitor, and / or an image processing software ( not shown).
In dem Grundkörper 2 ist drehbar ein Drehteil 3 des Trägers exzentrisch gelagert, so dass seine in Fig. 2 strich-punktiert angedeutete Drehachse parallel zu der Drehachse des Grundkörpers 2 ausgerichtet ist, mit dieser jedoch nicht fluchtet. In the main body 2, a rotary part 3 of the carrier is rotatably mounted eccentrically, so that its in Fig. 2 dash-dotted lines indicated axis of rotation is aligned parallel to the axis of rotation of the base body 2, but not aligned with this.
In dem Grundkörper 2 ist weiterhin exzentrisch ein Zahnrad 8 eines Getriebes gelagert, welches über einen nicht dargestellten Elektromotor antreibbar ist. Seine Verzahnung 8.1 greift einerseits in eine Innenverzahnung 1.1 des Gehäuses und andererseits in eine Außenverzahnung 3.1 des Drehteils 3 ein. Durch dieses mehrstufige Getriebe dreht der Elektromotor einerseits das Grundteil 2 gegenüber dem Gehäuse 1 und andererseits gekoppelt hiermit das Drehteil 3 gegenüber dem Grundteil 2, wobei durch entsprechende Verzahnungen 1.1, 3.1 und 8.1 gewünschte, gekoppelte Drehgeschwindigkeiten vorgegeben werden können. In the main body 2, a gear 8 of a transmission is further eccentrically mounted, which is driven by an electric motor, not shown. His gearing 8.1 engages on the one hand in an internal toothing 1.1 of the housing and on the other hand in an external toothing 3.1 of the rotary member 3 a. By this multi-stage gear, the electric motor rotates on the one hand the base 2 relative to the housing 1 and on the other hand hereby coupled the rotary member 3 relative to the base 2, wherein by corresponding gears 1.1, 3.1 and 8.1 desired, coupled rotational speeds can be specified.
Durch diese gekoppelten Drehungen variieren die Nadelauftreffpunkte von Nadeln 7.1, 7.9 in einer dem Kugelstrahlen ähnlichen Weise, wenn die Nadeln, wie nachfolgend beschrieben, mehrfach gegen die zu bearbeitenden Oberfläche bewegt werden. Durch die Anordnung der Nadeln in einer Matrix kann dieses Trefferbild beeinflusst werden. Fig. 3A, 3B zeigen in einer Sicht von unten in Fig. 2 auf einen nachfolgend beschriebenen Flansch 7 verschiedene Anordnungsmatrizen, wobei in Fig. 3A die Nadeln auf Radialstrahlen durch die Drehachse angeordnet sind, in Fig. 3B auf Spiralen durch die Drehachse. In nicht dargestellten Abwandlungen können die Nadeln beispielsweise stochastisch oder auf einander rechtwinklig schneidenden Strahlen angeordnet sein und/oder einen konstanten oder variierenden Abstand voneinander aufweisen. As a result of these coupled rotations, the needle impact points of needles 7.1, 7.9 vary in a manner similar to shot blasting when the needles are repeatedly moved against the surface to be machined, as described below. The arrangement of the needles in a matrix, this hit image can be influenced. 3A, 3B show, as viewed from below in FIG. 2 on a flange 7 described below, different arrangement matrices, wherein in FIG. 3A the needles are arranged on radial rays through the axis of rotation, in FIG. 3B on spirals through the axis of rotation. In non-illustrated modifications, the needles may for example be arranged stochastically or on mutually perpendicularly intersecting beams and / or have a constant or varying distance from one another.
Die Nadeln 7.1, 7.9 sind, wie bereits erwähnt, an einem Flansch 7 befestigt, beispielsweise mit diesem verschweißt oder -lötet oder aber in Richtung ihrer Längserstreckung federnd (nicht dargestellt). Der Flansch 7 ist mit einem Kolben 4 einer pneumatischen Beschleunigungseinrichtung über einen mehrteiligen Stößel 4.1, 4.2 verbunden, dessen Teile 4.1, 4.2 in einem Gelenk 4.3 lös- und in verschiedenen Stellungen arretierbar verbunden sind, in denen die Nadellängsrichtung mit der Stößellängsrichtung unterschiedliche Winkel einschließt. The needles 7.1, 7.9 are, as already mentioned, attached to a flange 7, for example, welded or -soletes with this or resilient in the direction of its longitudinal extent (not shown). The flange 7 is connected to a piston 4 of a pneumatic acceleration device via a multi-part plunger 4.1, 4.2, the parts 4.1, 4.2 in a joint 4.3 solvous and locked in different positions, in which the needle longitudinal direction with the plunger longitudinal direction includes different angles.
In einer in Fig. 2 doppel-strichpunktiert angedeuteten Abwandlung ist statt einer gelenkigen Verbindung 4.3 des Flansches 7 mit der Beschleunigungseinrichtung diese als Ganzes gelenkig bzw. schwenkbar mit dem Gehäuse verbunden. In a double-dash-dotted line in Fig. 2 indicated modification instead of an articulated connection 4.3 of the flange 7 with the accelerating means, this articulated as a whole or pivotally connected to the housing.
Hierzu ist ein Ring 1 ', in dem die Beschleunigungseinrichtung wie vorstehend mit Bezug auf das Gehäuse 1 erläutert, drehbar gelagert ist, seinerseits um wenigstens eine Achse, die vorzugsweise senkrecht auf der Drehachse der Beschleunigungseinrichtung (d. h. senkrecht auf der Zeichenebene der Fig. 2) steht, schwenkbar in dem Gehäuse 1 gelagert. Dabei kann der Ring 1 ' entweder in einer oder mehreren Stellungen arretierbar oder frei beweglich gelagert sein. For this purpose, a ring 1 ', in which the acceleration device as explained above with respect to the housing 1, is rotatably mounted, in turn about at least one axis, preferably perpendicular to the axis of rotation of the accelerator (ie perpendicular to the plane of Fig. 2) is pivotally mounted in the housing 1. In this case, the ring 1 'can be mounted either in one or more positions lockable or freely movable.
Während bei der zuerst beschriebenen Variante mit einer gelenkigen Verbindung 4.3 des Flansches 7 mit dem Stößel 4.1 die Nadeln vorteilhafterweise federnd bzw. nachgiebig an den Flansch befestigt sein können, ist es bei der doppel-strichpunktierten Variante 1 ' bevorzugt, dass die Nadeln starr bzw. fest mit dem Flansch verbunden, also beispielsweise verschweißt oder - lötet sind. Dabei kann der Flansch 7 lösbar oder starr mit dem Stößel 4.1 verbunden sein. Gleichermaßen kann auch der Ring 1 ' und mit ihm die in ihm gelagerte Beschleunigungseinrichtung lösbar an dem Gehäuse befestigt sein. Der Kolben 4 gleitet in Nadelrichtung (von oben nach unten in Fig. 2) in einem Kolberaum 5A und in einem Gegenkolbenraum 5B und begrenzt diese Räume gegensinnig jeweils stirnseitig. Beide Kolbenräume 5A, 5B kommunizieren über ein Zwei- Wege-Schaltventil 6 wähl- und wechselweise mit einem Überdruckreservoir i bzw. einem Umgebungs- oder Unterdruckreservoir po. Das Schaltventil 6, das eine Kontrollventileinrichtung im Sinne der Erfindung bildet, wird in nicht dargestellter Weise durch eine Drehbewegung des Trägers gegenüber dem Gehäuse oder einer Bewegung des Kolbens 4 geschaltet. Eine Schaltung durch die Bewegung des Kolbens bewirkt vorteilhaft eine von der Drehbewegung des Trägers unabhängige Bewegung des Kolbens 4 und der damit verbundenen Nadeln 7.1, 7.9 in Nadelrichtung und nähert so das Trefferbild noch stärker dem herkömmlichen stochastischen Kugelstrahlen an. While in the variant described first with an articulated connection 4.3 of the flange 7 with the plunger 4.1, the needles can advantageously be resiliently attached to the flange, it is preferred in the double-dashed variant 1 'that the needles rigid or firmly connected to the flange, so for example welded or - are soldered. In this case, the flange 7 can be detachably or rigidly connected to the plunger 4.1. Similarly, the ring 1 'and with it the accelerator mounted in it can be releasably secured to the housing. The piston 4 slides in the direction of the needle (from top to bottom in FIG. 2) in a piston chamber 5A and in a counter-piston chamber 5B and limits these spaces in opposite directions, respectively, on the front side. Both piston chambers 5 A, 5 B communicate via a two-way switching valve 6 and alternately with an overpressure reservoir i or an ambient or negative pressure reservoir po. The switching valve 6, which forms a control valve device in the context of the invention, is performed in a manner not shown a rotational movement of the carrier relative to the housing or a movement of the piston 4 is switched. A circuit by the movement of the piston advantageously causes an independent of the rotational movement of the carrier movement of the piston 4 and the associated needles 7.1, 7.9 in the needle direction and thus approaches the hit image even more to the conventional stochastic shot peening.
In der dargestellten Schaltstellung kommuniziert der Kolbenraum 5 A mit dem Überdruckreservoir pi und treibt den Kolben 4 in Nadelrichtung, der Luft aus dem Gegenkolbenraum 5B in die Umgebung po schiebt. Nach dem Umschalten kommuniziert der Gegenkolbenraum 5B mit dem Überdruckreservoir pi und treibt den Kolben 4 entgegen der Nadelrichtung, der Luft aus dem Kolbenraum 5A in die Umgebung p0 schiebt. Auf diese Weise oszillieren der Kolben 4, der mit ihm lösbar und arretierbar gelenkig verbundene Flansch 7 und somit die Nadeln 7.1, 7.9 in Nadelrichtung, treffen dabei auf die zu bearbeitende Oberfläche und verformen diese dabei plastisch unter Aufprägung gewünschter Spannungen, so dass diese verfestigt wird. Der Kolbenweg, insbesondere die Kolbenräume 5A, 5B sind dabei vorzugsweise so abgestimmt, dass der Kolben ungefähr bis zum Auftreffen der Nadeln auf die Bauteiloberfläche in Nadelrichtung beschleunigt und ungefähr nach der Impulsübertragung entgegen der Nadelrichtung zurückgestellt wird. In einer nicht dargestellte Abwandlung kann die Kontrollventileinrichtung 6 beispielsweise vor dem Auftreffen den Kolbenraum 5A vom Überdruckreservoir pi trennen, so dass die Nadeln 7.1, 7.9 freifliegend auf die zu bearbeitenden Oberfläche treffen. In the illustrated switching position, the piston chamber 5 A communicates with the overpressure reservoir pi and drives the piston 4 in the needle direction, the air pushes from the opposing piston chamber 5 B po in the environment. After switching, the opposing piston space 5B communicates with the overpressure reservoir pi and drives the piston 4 counter to the needle direction, which pushes air out of the piston space 5A into the surroundings p 0 . In this way, the piston 4, the detachable and lockable hinged flange 7 and thus the needles 7.1, 7.9 in the needle direction, thereby hitting the surface to be machined oscillate and thereby deform plastically while impressing desired stresses, so that it is solidified , The piston travel, in particular the piston chambers 5A, 5B, are preferably tuned such that the piston is accelerated approximately in the needle direction until the needles impinge on the component surface and is returned approximately counter to the needle direction after the momentum transfer. In a modification, not shown, the control valve device 6, for example, before the impact of the piston chamber 5A separate from the excess pressure reservoir pi, so that the needles meet 7.1, 7.9 free-floating on the surface to be machined.
Fig. 4 zeigt in Fig. 2 entsprechender Darstellung einen Nadler nach einer zweiten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung. Mit der ersten Ausführung übereinstimmende oder analoge Merkmale sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt eingegangen wird. Zum einen weist die Dreheinrichtung in der zweiten Ausführung nur ein einstufiges Getriebe auf, welches durch das Zahnrad 8 realisiert wird, das in dem einteiligen Träger 2 gelagert ist und diesen vermittels Eingriff in die Innenverzahnung 1.1 um seine Drehachse dreht. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass in Getrieben einer Dreheinrichtung gemäß der Erfindung anstelle von Innen- auch Außenverzahnungen vorgesehen sein können. Dieser einstufige Aufbau ist konstruktiv einfacher und stabiler, allerdings variieren die Nadelauftreffpunkte infolge der Drehung des einteiligen Trägers mit nur einem Freiheitsgrad gegenüber dem Gehäuse weniger stark. Fig. 4 shows in Fig. 2 corresponding representation of a needle according to a second embodiment according to the second main aspect of the present invention. Identical or analogous features to the first embodiment are designated by identical reference numerals, so that only the differences from the first embodiment according to the second main aspect will be discussed below. On the one hand, the rotary device in the second embodiment only a single-stage gear, which is realized by the gear 8, which is mounted in the one-piece carrier 2 and this rotates by means of engagement in the internal teeth 1.1 about its axis of rotation. At this point it should be noted that in gears of a rotating device according to the invention instead of internal and external teeth can be provided. This single-stage construction is structurally simpler and more stable, but the needle impact points vary less as a result of the rotation of the one-piece carrier with only one degree of freedom relative to the housing.
Anstelle der pneumatischen Beschleunigungseinrichtung der ersten Ausführung ist bei der zweiten Ausführung eine mechanische Beschleunigungseinrichtung vorgesehen. Hierzu weist ein bezüglich der Drehachse des Trägers 2 exzentrisch angeordneter Kolben 40 einen Stößel 41 auf, der auf einer Kulisse 1.2 des Gehäuses 1 zwangsgeführt wird. Die Kulisse ist, wie in Fig. 4 angedeutet, derart geformt, dass der Kolben 40 bei einer Umdrehung des Trägers 2 im Gehäuse 1 ein- oder mehrfach entgegen der Nadelrichtung angehoben und anschließend wieder in diese freigegeben wird. In der in Fig. 4 dargestellten Stellung ist der Kolben 40 in Nadelrichtung freigegeben, da der Stößel 41 auf einem unteren Wendepunkt der Kulisse 1.2 aufliegt. Bei Weiterdrehung um 180° führt die Kulisse 1.2 den Stößel hingegen in eine demgegenüber in Fig. 4 nach oben versetzte Position. Instead of the pneumatic accelerator of the first embodiment, a mechanical accelerator is provided in the second embodiment. For this purpose, with respect to the axis of rotation of the carrier 2 eccentrically arranged piston 40 has a plunger 41, which is forcibly guided on a gate 1.2 of the housing 1. The gate is, as indicated in Fig. 4, shaped such that the piston 40 in one revolution of the carrier 2 in the housing 1 one or more raised against the needle direction and then released back into this. In the position shown in Fig. 4, the piston 40 is released in the needle direction, since the plunger 41 rests on a lower inflection point of the gate 1.2. On further rotation by 180 °, the slide 1.2, however, leads the plunger in contrast to a staggered in Fig. 4 position.
In einer solchen Position spannt der Kolben 40 eine Schraubfeder 100 gegen die Nadelrichtung vor. Gibt die Kulisse 1.2 den Stößel 41 wieder frei (Fig. 4), so beschleunigt die sich entspannende Feder 100 den Kolben 40 in Nadelrichtung (nach unten in Fig. 4). Eine untere Scheibe des spulenförmigen Kolbens 40 trifft dann auf die Köpfe von Nadeln 7.1, 7.9, die in Bronzebuchsen (nicht dargestellt) direkt in dem Träger 2 gelagert und gegen die Nadelrichtung durch Schraubfedern 110 abgestützt sind. In such a position, the piston 40 biases a helical spring 100 against the needle direction. If the gate 1.2 releases the plunger 41 again (FIG. 4), then the relaxing spring 100 accelerates the piston 40 in the direction of the needle (downward in FIG. 4). A lower disc of the coil-shaped piston 40 then impinges on the heads of needles 7.1, 7.9, which are mounted in bronze bushings (not shown) directly in the carrier 2 and are supported against the needle direction by helical springs 110.
Der Kolben 40 beschleunigt somit die Nadeln 7.1, 7.9 in Nadelrichtung gegen die zu bearbeitende Oberfläche. Bei der anschließenden Bewegung des Kolbens 40 gegen die Nadelrichtung infolge der Zwangs führung des Stößels 41 in der Kulisse 1.2 nimmt er jedoch die von ihm entkoppelten Nadeln 7.1, 7.9 nicht mit. Diese einzeln aktuierten und über den sie gemeinsam beaufschlagenden Kolben 40 mechanisch miteinander gekoppelt bewegten Nadeln werden stattdessen durch die Schraubfedern 110 entgegen der Nadelrichtung zurückgestellt, die beim Beschleunigen in Nadelrichtung vorgespannt wurden und eine separate RückStelleinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden. The piston 40 thus accelerates the needles 7.1, 7.9 in the needle direction against the surface to be machined. In the subsequent movement of the piston 40 against the needle direction due to the forced leadership of the plunger 41 in the backdrop 1.2, however, he takes the decoupled from him needles 7.1, 7.9 not. These individually actuated and via the co-acting piston 40 mechanically coupled to each other moved needles are instead returned by the coil springs 110 against the needle direction when accelerating biased in the needle direction and form a separate return device in the context of the present invention.
Fig. 5 zeigt in Fig. 2, 3 entsprechender Darstellung einen Nadler nach einer dritten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung. Mit der ersten und/oder zweiten Ausführung übereinstimmende oder analoge Merkmale sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten bzw. zweiten Ausführung gemäß dem zweiten Hauptaspekt eingegangen wird. Fig. 5 shows in Fig. 2, 3 corresponding representation of a needle according to a third embodiment according to the second main aspect of the present invention. Identical or analogous features to the first and / or second embodiment are designated by identical reference numerals, so that only the differences from the first or second embodiment according to the second main aspect are discussed below.
Bei der dritten Ausführung werden die separat in Bohrungen des Stahl- oder Kunststoffträgers 2 gelagerten und durch einzelne Schraubfedern 110 gegen die Nadelrichtung abgestützten Nadeln 7.1, 7.9 pneumatisch in Nadelrichtung beschleunigt. Hierzu ist ein Druckraum 50 durch eine ein- oder mehrteilige flexible Membran gegen die einzelnen Nadeln abgedichtet. Wird der Druckraum 50 über ein Schaltventil 60 mit einem Überdruckreservoir pi verbunden, wie in Fig. 5 dargestellt, verformt der Druck die flexible Membran 55 in Nadelrichtung, die dabei die Nadeln 7.1, 7.9 in Nadelrichtung gegen die Oberfläche beschleunigt und hierbei die Federn 110 vorspannt. Schaltet das Ventil 60, beispielsweise mechanisch gekoppelt mit der Drehung des Trägers 2 im Gehäuse 1 oder unabhängig hiervon, etwa pneumatisch, in die andere Schaltstellung, entspannt der Druck im Druckraum 50 gegen die Umgebung p0. In der Folge stellen die sich entspannenden Federn 110 die Nadeln 7.1, 7.9 gegen die Nadelrichtung zurück. In the third embodiment, the separately mounted in holes of the steel or plastic substrate 2 and supported by individual helical springs 110 against the needle direction needles 7.1, 7.9 are accelerated pneumatically in the needle direction. For this purpose, a pressure chamber 50 is sealed by a one-piece or multi-part flexible membrane against the individual needles. If the pressure chamber 50 is connected via a switching valve 60 to an overpressure reservoir pi, as shown in FIG. 5, the pressure deforms the flexible membrane 55 in the needle direction, which accelerates the needles 7.1, 7.9 in the needle direction against the surface and in this case biases the springs 110 , Switches the valve 60, for example mechanically coupled with the rotation of the carrier 2 in the housing 1 or independently thereof, approximately pneumatically, in the other switching position, the pressure in the pressure chamber 50 relaxes against the environment p 0 . As a result, the relaxing springs 110 return the needles 7.1, 7.9 against the needle direction.
Durch die Einzellagerung-, federung und -aktuierung der Nadeln können vorteilhaft auch unebene und/oder gegen die Nadelrichtung geneigte Oberflächen bearbeitet werden, da bei Auftreffen einer Nadel andere, mit ihr nicht verbundene Nadeln hierdurch nicht abgebremst werden. Auf der anderen Seite ist der konstruktive Aufwand entsprechend höher. By Einzellagerung-, suspension and -aktuierung the needles can also be processed uneven and / or inclined to the direction of the needle surfaces advantageous because when hitting a needle other not affiliated with her needles are not slowed down. On the other hand, the design effort is correspondingly higher.
Es sei betont, dass die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale auch miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden können. So können beispielsweise in der zweiten oder dritten Ausführungsform eine - beispielsweise mittels eines Ringes 1 ' - gelenkig bzw. schwenkbar an dem auf das Werkstück aufzusetzenden Gehäuse befestigte Beschleunigungseinheit, ein mehrstufiges Getriebe und/oder einen Träger mit Grundteil und exzentrisch darin gelagertem Drehteil vorgesehen sein. Eine solche gelenkige und/oder lösbare Befestigung der Beschleunigungseinrichtung am Gehäuse kann mit einer lösbaren und/oder gelenkigen Befestigung der Nadeln an der Beschleunigungseinrichtung kombiniert oder ohne diese ausgebildet sein. Gleichermaßen kann eine Einzellagerung und -federung, wie sie mit Bezug auf das dritte Ausführungsbeispiel erläutert wurde, auch bei einem Flansch vorgesehen sein, welcher lösbar und/oder gelenkig arretierbar mit der Beschleunigungseinheit verbunden ist, wie dies mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel erläutert wurde. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Flansch gegen die Drehachse geneigt wird, da dann Nadeln häufig bei unterschiedlichem Hub auf die zu bearbeitende Oberfläche treffen. Gleichermaßen kann eine mechanische Aktuierung, wie sie mit Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel erläutert wurde, für einzelne Nadeln oder auch bei einer mit den Nadeln gekoppelten Beschleunigungseinrichtung vorgesehen sein, die die Nadeln gegen die Nadelrichtung zurückstellt, wie mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel erläutert. It should be emphasized that the features explained in the various exemplary embodiments can also be combined or exchanged with one another. Thus, for example, in the second or third embodiment, a - for example by means of a ring 1 '- articulated or pivotally mounted on the mounted on the workpiece housing acceleration unit, a multi-stage gear and / or a support with base and eccentrically mounted therein rotary member may be provided. Such an articulated and / or releasable attachment of the acceleration device to the housing can be combined with a releasable and / or hinged attachment of the needles to the accelerator or formed without them be. Similarly, a single bearing and spring suspension, as explained with reference to the third embodiment, may also be provided in the case of a flange which is detachably and / or hingedly lockably connected to the acceleration unit, as has been explained with reference to the first embodiment. This is particularly advantageous when the flange is tilted against the axis of rotation, since then often meet needles at different stroke on the surface to be machined. Likewise, mechanical actuation as discussed with reference to the second embodiment may be provided for individual needles or even for an accelerator coupled to the needles, which returns the needles against the needle direction, as explained with reference to the first embodiment.
Fig. 6 zeigt einen Nadler nach einer Ausführung gemäß dem dritten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, der auf die Oberfläche eines Bauteils206 aufgesetzt ist. FIG. 6 shows in cross-section a needler according to an embodiment according to the third main aspect of the present invention, which is placed on the surface of a component 206.
Der Nadler weist einen Führungskörper202 aus Metall auf, in dem ein Hydraulikfluidreser- voir210 ausgebildet ist. Mit diesem kommunizieren Nadelkanäle, von denen in Fig. 6 zur besseren Übersicht nur zwei dargestellt sind. In diesen sind Nadeln201 axial (vertikal in Fig. 6) verschieblich geführt, so dass ihre abgerundeten Spitzen auf der Bauteiloberfläche aufstehen. Auf der den Kanalöffnungen gegenüberliegenden Seite wird das Fluidreservoir210 durch einen Kol- ben203 begrenzt, der ebenfalls verschieblich im Führungskörper202 geführt ist. Aufgrund der nachfolgend näher erläuterten fluidischen Kraftübertragung müssen die Bewegungsrichtungen von Kolben203 und Nadeln201 nicht parallel sein. The needler has a guide body 202 made of metal, in which a hydraulic fluid reservoir 210 is formed. With this communicate needle channels, of which in Fig. 6 for clarity only two are shown. In these, needles 201 are displaceably guided axially (vertically in FIG. 6), so that their rounded tips stand up on the component surface. On the side opposite the channel openings, the fluid reservoir 210 is delimited by a piston 203, which is likewise displaceably guided in the guide body 202. Due to the fluidic force transmission explained in more detail below, the directions of movement of piston 203 and needles 201 need not be parallel.
Nadeln201 und Kolben203 sind jeweils fluiddicht verschieblich im Führungskörper202 gelagert, indem beispielsweise in einem von dem Führungskörper202 und Nadel201 bzw. Kolben203 wenigstens eine Ringnut ausgebildet ist, in der ein O-Ring als Dichtkörper angeordnet ist, der elastisch gegen die Gleitfläche des anderen von dem Führungskörper202 und Nadel201 bzw. Kol- ben203 vorgespannt ist und so Führungskörper202 und Nadel201 bzw. Kolben203 gegeneinander abdichtet (nicht dargestellt). Needles 201 and pistons 203 are each mounted in a fluid-tight manner in the guide body 202, for example, in one of the guide body 202 and Nadel201 or Kolben203 at least one annular groove is formed, in which an O-ring is arranged as a sealing body, which is elastically against the sliding surface of the other of the Führungskörper202 and needle201 and piston203, respectively, thus sealing guide body 202 and needle 201 or piston 203 against each other (not shown).
Der Führungskörper202 ist drehbar in einem Gehäuse204 gelagert, wie durch die strichpunktierte Drehachse und den Rotationsbewegungspfeil angedeutet. Dabei ist der Führungskörper202 exzentrisch im Gehäuse204 gelagert, so dass eine Drehung die Auftreffpunkte der Nadeln201 auf der Bauteiloberfläche versetzt. Auf der dem Bauteil206 zugewandten Stirnseite des Gehäuses204 weist dieses einen auswechselbaren Kontaktring205 aus weichem, das Bauteil206 schonenden Kunststoffmaterial auf. The guide body 202 is rotatably supported in a housing 204, as indicated by the dot-dashed axis of rotation and the rotational movement arrow. In this case, the guide body 202 is mounted eccentrically in the housing 204, so that a rotation offset the impact points of the needles 201 on the component surface. On the front side of the housing 204 facing the component 206 this has a replaceable contact ring 205 made of soft plastic material which protects the component 206.
Zur getakteten Drehung des Führungskörpers202 im Gehäuse204 ist ein Elektromotor mit entsprechender Steuerung vorgesehen, der zur besseren Übersicht nicht dargestellt ist. Aus dem gleichen Grunde ebenfalls nicht dargestellt ist ein beispielsweise pneumatisch, elektromagnetisch oder durch Ultraschall beschleunigbarer Hammer, der in Fig. 6 von oben auf die dem Flu- idreservoir210 gegenüberliegende Stirnseite des Kolbens203 auftrifft und dabei einen Impuls auf den Kolben203 überträgt, der in Fig. 6 durch einen Doppelspitzenpfeil angedeutet ist. Beispielsweise ist der Hammer als Kolben eines Pneumatikzylinders oder als Anker eines Linearelektromagneten ausgebildet und wird durch Zufuhr von Druckluft bzw. Wicklungsstrom in Fig. 6 vertikal nach unten auf den Kolben203 zu beschleunigt. Nach Wegnahme der Druckluft bzw. des Wicklungsstromes kann eine Rückstellfeder den Hammer wieder vom Kolben203 abheben. Vorzugsweise ist die Taktung, mit der der Hammer beschleunigt wird, mit der Taktung der Drehbewegung des Führungskörper202 im Gehäuse204 derart synchronisiert, dass der Hammer stets bei ruhendem Führungskörpers202 auf den Kolben203 trifft. For clocked rotation of the guide body 202 in the housing 204, an electric motor with appropriate control is provided, which is not shown for clarity. For the same reason also not shown is an example pneumatically, electromagnetically or by ultrasonics accelerated hammer which impinges in Fig. 6 from above on the fluid idreservoir210 opposite end face of the Kolben203 and thereby transmits a pulse to the Kolben203, the in Fig. 6 is indicated by a double-headed arrow. For example, the hammer is designed as a piston of a pneumatic cylinder or as an armature of a linear electromagnet and is accelerated by supplying compressed air or winding current in Fig. 6 vertically downward on the Kolben203. After removal of the compressed air or the winding current, a return spring can lift the hammer again from Kolben203. Preferably, the timing with which the hammer is accelerated is synchronized with the timing of the rotational movement of the guide body 202 in the housing 204 such that the hammer always strikes the piston 203 with the guide body 202 stationary.
Trifft der Hammer auf den Kolben203, so wird diesem der in Fig. 6 durch den Doppelspitzenpfeil angedeutete Impuls aufgeprägt. Dieser überträgt den Impuls auf das Hydraulikfluid im Flu- idreservoir210, in dem sich ein Druckstoß ausbreitet, der homogen die Nadelkanäle beaufschlagt und dort entsprechend des jeweiligen wirksamen hydraulischen Querschnitts als Kraftstoß auf die Nadeln201 übertragen wird. Deren wiederum durch Doppelspitzenpfeile angedeutete Impulse übertragen diese unter geringfügiger plastischer Deformation auf die Oberfläche des Bau- teils206, was dort zu Spannungsausgleich und Verfestigung führt. If the hammer hits the piston 203, then the pulse indicated in FIG. 6 by the double-headed arrow is impressed on it. The latter transmits the impulse to the hydraulic fluid in the fluid reservoir 210, in which a pressure surge propagates, which is homogeneously applied to the needle channels and transferred to the needles 201 according to the respective effective hydraulic cross section. Their pulses, which in turn are indicated by double pointed arrows, transmit them to the surface of the component 206 with slight plastic deformation, which leads to stress compensation and solidification there.
Anschließend wird, wie durch den Rotationsbewegungspfeil angedeutet, bei relativ zum Bau- teil206 ruhenden Gehäuse204 der Führungskörper202 in diesem um einen vorgegebenen Winkel verdreht, wobei die Nadelspitzen aus den mikroskopischen Vertiefungen heraus- und auf der Oberfläche gleiten, bevor in der neuen Winkellage erneut der Hammer einen Impuls auf den Kolben203 aufprägt. Durch mehrfache Widerholung kann so ein Kugelstrahlprozess imitiert werden, wobei durch das auf dem Bauteil206 ruhende Gehäuse204 der bearbeitete Bereich lokal begrenzt werden kann. Fig. 7 8 zeigen einen Nadler nach einer Ausführung gemäß dem vierten Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung in zwei zueinander senkrechten Schnitten. Subsequently, as indicated by the rotation movement arrow, the housing body 204, which is stationary relative to the component 206, is rotated therein by a predetermined angle, the needle tips sliding out of the microscopic recesses and sliding on the surface, before the hammer again in the new angular position imparts an impulse on the piston 203. By repeated repetition, such a shot peening process can be imitated, wherein the machined region can be locally limited by the housing 204 resting on the component 206. Fig. 7 8 shows a needle according to an embodiment according to the fourth main aspect of the present invention in two mutually perpendicular sections.
Der Nadler weist ein zweiteiliges Gehäuse 31 A, 31 A mit einer zu einer Kontaktfläche 31.1 hin offenen, auf der von dieser Kontaktfläche abgewandten Seite hohlzylinderförmigen Aussparung auf. In dieser ist ein im Wesentlichen trommeiförmiger Träger, der einen Grundkörper 32A und eine diesen umgebende Hülle 32B umfasst, auf einer Achse 31.2 des Gehäuses drehbar aufgenommen. Er kann durch einen Elektromotor 33.1 mittels eines Schneckengetriebes 33.2 nur in der in Fig. 7 durch den Bewegungspfeil angedeuteten Richtung gedreht werden. The needler has a two-part housing 31 A, 31 A with a contact surface 31.1 open toward, on the side facing away from this contact surface side hollow cylindrical recess. In this, a substantially drum-shaped carrier, which comprises a base body 32A and a surrounding shell 32B, rotatably received on an axis 31.2 of the housing. It can be rotated by an electric motor 33.1 by means of a worm gear 33.2 only in the direction indicated by the movement arrow in Fig. 7.
In dem Träger sind mehrere Nadeln gelagert, wobei zur besseren Übersichtlichkeit in Fig. 7 nur drei Nadeln 34A - 34C dargestellt sind. Sie weisen je einen Stift 34.1 und einen damit verbundenen oder integral ausgebildeten Kolben 34.2 auf, der einen im Grundkörper 32A ausgebildeten Nadelkolbenraum 35 stirnseitig begrenzt, und können in - durch Bewegungspfeile angedeutete - Nadelrichtungen in Fig. 7, die radial bzw. senkrecht zur Drehachse des Trägers orientiert sind, bewegt werden. Dabei begrenzt die Hülle 32B die Bewegung in Nadelrichtung und weist hierzu an entsprechenden Stellen Durchgangsbohrungen auf, deren Durchmesser gleich oder größer dem Durchmesser des zugehörigen Stiftes 34.1, jedoch kleiner als der Durchmesser des Kolbens 34.2 ist, und somit die jeweilige Sacklochbohrung im Grundkörper 32A begrenzt, die mit konstantem Durchmesser sowohl eine Führung der Nadel im Träger als auch eine Begrenzung des Nadelkolbenraums definiert. Vorteilhafterweise können durch eine andere Hülle, die an entsprechender Stelle keine Durchgangsbohrung aufweist, eine oder mehrere Nadelkolbenräume abgeschlossen und so an dieser Stelle Nadeln aus der Matrix entfernt werden. Several needles are mounted in the carrier, with only three needles 34A-34C being shown in FIG. 7 for better clarity. They each have a pin 34.1 and a piston 34.2 connected or integrally formed thereon, which limits a needle piston space 35 formed in the base body 32A at the end, and can be indicated in FIG. 7 in directions indicated by movement arrows, which are radial or perpendicular to the rotation axis of FIG Are carrier-oriented, to be moved. In this case, the shell 32B limits the movement in the needle direction and has for this purpose at corresponding points through holes whose diameter is equal to or greater than the diameter of the associated pin 34.1, but smaller than the diameter of the piston 34.2, and thus limits the respective blind hole in the base body 32A, the constant diameter defines both a guide of the needle in the carrier and a limitation of the needle piston chamber. Advantageously, one or more needle piston chambers can be closed by another sheath, which has no through hole at the corresponding point, and thus needles are removed from the matrix at this point.
Ein Nadelkolbenraum 35 wird durch eine Kontrollventileinrichtung je nach Lage des Trägers gegenüber dem Gehäuse mit einem Druckreservoir 36 oder einem mit der Umgebung kommunizierenden Entlüftungskanal 37 verbunden oder von beiden getrennt. Hierzu ist in der Achse 31.2 des Gehäuses das Druckreservoir 36 bzw. ein damit kommunizierender Kanal und der Entlüftungskanal 37, der in einer Abwandlung auch mit einem Unter druckreservoir kommunizieren kann, ausgebildet, die somit zusammen mit der auf ihr laufenden Innenbohrung des Grundkörpers die Kontrollventileinrichtung definieren. A needle piston chamber 35 is connected by a control valve device depending on the position of the carrier relative to the housing with a pressure reservoir 36 or communicating with the environment venting channel 37 or separated from both. For this purpose, in the axis 31.2 of the housing, the pressure reservoir 36 and a thus communicating channel and the vent passage 37, which can communicate in a modification with a lower pressure reservoir formed, which thus define together with the running on her inner bore of the body, the control valve device ,
In der in Fig. 7 gezeigten Lage verbindet die Kontrollventileinrichtung den Nadelkolbenraum der Nadel 34A mit dem Druckreservoir 36, so dass diese in Nadelrichtung beschleunigt wird. Dabei kann der Beschleunigungsverlauf einerseits durch die Kontrollventileinrichtung, andererseits durch die Freigabe der Durchgangsbohrungen der Hülle 32B durch die diese teilweise umschließende Gehäuseaussparung vorgegeben werden. Insbesondere kann beispielsweise bereits ein Nadeldruckraum mit dem Druckreservoir kommunizieren, während eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung noch formschlüssig durch das Gehäuse gesperrt ist, indem etwa die zylinderförmige Mantelfläche der Aussparung sich teilweise in Richtung auf die Kontaktfläche 31.1 fortsetzt, i.e. in einer nicht dargestellten Abwandlung das Gehäuse 31 A den Träger auch im linken unteren Quadranten der Fig. 7 noch teilweise umschließt. Somit baut sich im Nadelkolbenraum bereits Druck auf, die Beschleunigung in Nadelrichtung beginnt erst bei Freigabe der Durchgangsbohrung der Hülle 32B durch das Gehäuse 31A. In the situation shown in Fig. 7, the control valve means connects the needle piston space of the needle 34A with the pressure reservoir 36 so that it is accelerated in the needle direction. there For example, the acceleration profile can be predetermined by the control valve device, on the one hand, and by the release of the through bores of the shell 32B through the housing recess that partially surrounds the latter. In particular, for example, already communicate a needle pressure chamber with the pressure reservoir, while a movement of the needle is still positively locked by the housing in the needle direction by approximately the cylindrical surface of the recess continues partially in the direction of the contact surface 31.1, ie in a modification, not shown Housing 31 A, the carrier in the left lower quadrant of Fig. 7 still partially encloses. Thus, pressure is already building up in the needle piston space, acceleration in the needle direction does not begin until the through bore of the shell 32B has been released through the housing 31A.
Die Nadel 34B trifft soeben auf die zu bearbeitende Oberfläche 38 und verformt diese unter Abgabe ihres Impulses elastisch-plastisch und verfestigt dadurch die Oberfläche. Zusätzlich werden Druckeigenspannungen in der Randzone eingebracht. In dieser Stellung ist der Nadelkolbenraum durch die Kontrollventileinrichtung sowohl gegen das Druckreservoir 36, als auch den Entlüftungskanal 37 gesperrt, könnte in einer abgewandelten Ausführung jedoch auch, wenigstens teilweise, mit einem von beiden kommunizieren. The needle 34B just hits the surface 38 to be machined and elastically deforms it while releasing its momentum and thereby solidifies the surface. In addition, residual compressive stresses are introduced in the edge zone. In this position, the needle piston chamber is blocked by the control valve device both against the pressure reservoir 36, and the vent passage 37, but could also communicate in an alternative embodiment, at least partially, with one of the two.
Die Nadel 34C hat die Oberfläche bereits bearbeitet, ihr Nadelkolbenraum ist infolge der Drehung des Trägers nun mit dem Entlüftungskanal 37 verbunden, der eine Rückstellung des Kolbens erleichtert. The needle 34C has already processed the surface, its needle piston chamber is now connected due to the rotation of the carrier with the vent passage 37, which facilitates recovery of the piston.
Diese wird durch eine Zwangsführung bzw. Kulisse 39 einer RückStelleinrichtung bewirkt, auf der die Nadel nach Oberflächenbeaufschlagung aufläuft. Die Kulisse 39 ist so geformt, dass die Nadel in eine Ausgangslage zurückgeführt wird, in der die Kontrollventileinrichtung ihren Nadelkolbenraum sowohl gegen das Druckreservoir 36 als auch den Entlüftungskanal 37 sperrt. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann der Nadelkolbenraum hingegen auch, jeweils wenigstens bereichsweise, mit dem Druckreservoir 36 und/oder Entlüftungskanal 37 kommunizieren. Jedenfalls entfällt durch die Sperrung des Druckreservoirs 36 während des Transfers zwischen Rückstell- (Nadel 34C) und Beschleunigungsphase (Nadel 34A) aufgrund der rein pneumatischen Aktuierung der Nadeln eine Vorspannung der Nadeln gegen das Gehäuse, so dass ein entsprechender Verschleiß vorteilhaft vermindert wird. Zusätzlich muss der Druck im Nadelkolbenraum 35 nicht gegen entsprechend vorgespannte Rückstellfedern arbeiten. In Fig. 8 ist die Matrix der im Träger geführten Nadeln angedeutet. Man erkennt, dass die einzelnen Nadeln 34 bzw. die Durchgangsbohrungen in der Hülle 32B sowohl in Axial- als auch Umfangsrichtung der Hülle auf gekrümmten, insbesondere spiralförmigen Bahnen 310 angeordnet sind. Die Matrix ist dabei so ausgebildet und auf die Drehung des Trägers im Gehäuse und die damit gekoppelte Bewegung der Nadeln in Nadelrichtung abgestimmt, dass die Nadelauftreffpunkte ein gewünschtes Bearbeitungsmuster auf der Oberfläche 38 ergeben. Beispielsweise können die in den Nadelauftreffpunkten erzielten Verformungen wenigstens im Wesentlichen auf Geraden liegen und dabei vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen keine Lücken und/oder keine Überdeckungen oder vorgegebene Lücken oder Überdeckungen aufweisen. This is effected by a positive guide or gate 39 of a restoring device on which the needle runs after surface exposure. The gate 39 is shaped so that the needle is returned to an initial position in which the control valve means locks its needle piston chamber against both the pressure reservoir 36 and the vent passage 37. In a modification, not shown, the needle piston chamber, however, also communicate, at least in regions, with the pressure reservoir 36 and / or vent passage 37. In any case eliminates the blocking of the pressure reservoir 36 during the transfer between restoring (needle 34C) and acceleration phase (needle 34A) due to the purely pneumatic actuation of the needles a bias of the needles against the housing, so that a corresponding wear is advantageously reduced. In addition, the pressure in the needle piston chamber 35 does not have to work against appropriately biased return springs. In Fig. 8, the matrix of guided in the carrier needles is indicated. It can be seen that the individual needles 34 and the through-holes in the shell 32B are arranged on curved, in particular spiral-shaped paths 310 both in the axial and in the circumferential direction of the shell. The matrix is designed and tuned to the rotation of the carrier in the housing and the coupled thereto movement of the needles in the needle direction that the Nadelauftreffpunkte give a desired processing pattern on the surface 38. For example, the deformations achieved in the needle impact points can at least substantially lie on straight lines and preferably have at least substantially no gaps and / or no overlaps or predetermined gaps or overlaps.
Die Ausprägung der Bahnen 310 in Umfangsrichtung, entlang welcher die Bohrungen an den Schnittpunkten mit den spiralförmigen Bahnen 310 in axialer Richtung angeordnet sind, ist beliebig wählbar. Als vorteilhaft hat sich statt der in Fig. 8 exemplarisch gezeigten spiralförmigen Bahn eine zur Drehachse windschiefe Gerade herausgestellt, die um die Hülle 32B gewickelt ist (nicht dargestellt). Diese Anordnung bietet für die Fertigung der Nadelkolbenräume 35 eine besonders günstige Raumausnutzung. Die spiralförmige Bahn 310 in axialer Richtung ist hingegen vorteilhaft, da sich dadurch der Abstand zwischen den Auftreffstellen an der Bauteiloberfläche am besten regulieren lässt. The expression of the tracks 310 in the circumferential direction, along which the bores are arranged at the intersections with the spiral paths 310 in the axial direction, can be selected as desired. As an advantage, instead of the helical path shown by way of example in FIG. 8, a straight line skewed to the axis of rotation has been found, which is wound around the envelope 32B (not shown). This arrangement provides for the production of the needle piston chambers 35 a particularly favorable space utilization. The spiral-shaped path 310 in the axial direction, on the other hand, is advantageous since it allows the distance between the points of impact on the component surface to be regulated best.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Gehäusecasing
.1 Verzahnung.1 toothing
.2 Kulisse .2 backdrop
Träger(grundkörper)  Support (base body),
Trägerdrehteil Carrier rotating member
.1 Verzahnung.1 toothing
; 40 Kolben; 40 pistons
.1 , 4.2;.1, 4.2;
1 Stößel1 pestle
.3 lösbares, arretierbares Gelenk.3 releasable, lockable joint
A KolbenraumA piston chamber
B GegenkolbenraumB counter-piston space
; 60 Schaltventil (Kontrollventileinrichtung) ; 60 switching valve (control valve device)
Nadelflansch needle flange
.1, 7.9 Nadel .1, 7.9 Needle
Zahnrad (Getriebe) Gear (gear)
.1 Verzahnung .1 toothing
Kunststoffring (Gleitlager)  Plastic ring (plain bearing)
0 Kamera (Prüfeinrichtung)0 camera (testing device)
0 Druckraum0 pressure chamber
5 flexible Membran 5 flexible membrane
00 (Beschleunigungs)Feder00 (acceleration) spring
10 Rückstellfeder 01 Nadel10 return spring 01 needle
02 Führungskörper02 guide body
03 Kolben (Stellglied)03 piston (actuator)
04 Gehäuse04 housing
05 Kontaktring05 contact ring
06 Bauteil06 component
10 Fluidreservoir A, 31B Gehäuse10 fluid reservoir A, 31B housing
.1 Kontaktfläche.1 contact surface
.2 Achse .2 axis
A TrägergrundkörperA carrier body
B TrägerhülleB carrier sleeve
.1 Dreheinrichtungs-E lektromotor.2 Dreheinrichtungs-Schneckengetriebe, 34A, 34B, 34C Nadel.1 Rotary Inverter Electric Motor.2 Rotary Worm Gear, 34A, 34B, 34C Needle
.1 Nadelstift.1 needle pin
.2 Nadelkolben .2 needle piston
Nadelkolbenraum  Needle piston chamber
Druckreservoir  pressure reservoir
Entlüftungskanal  vent channel
zu bearbeitende Oberfläche  surface to be processed
Rückstelleinrichtungs-Kulisse0 Matrix-Bahn 0 Zylinder Reset device scenery0 Matrix track 0 cylinder
1 Endkappe1 end cap
2 Druckreservoir2 pressure reservoir
3 Bohrung3 hole
4 Gegenkolbenraum4 counter-piston space
5 Bohrung5 hole
6 Kolbenraum6 piston chamber
7 (ringförmiger) Absatz7 (annular) paragraph
8 Stopper Unter-/Umgebungsdruck 8 stopper under / ambient pressure
Überdruckreservoir  Overpressure reservoir

Claims

Patentansprüche claims
1. Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, mit einem Träger (2, 400) mit wenigstens einem Nadelkanal (404, 406), in dem eine Nadel (7.1) in einer Nadelrichtung verschieblich geführt ist und einen Kolbenraum (406), der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung vergrößert wird, und einen Gegenkolbenraum (404) begrenzt, der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung verkleinert wird, einem Druckreservoir (402), einer Passage (403, 404, 405), die den Kolbenraum und das Druckreservoir strömungstechnisch miteinander verbindet, und einer KontroUventileinrichtung (405, 407) zum Sperren der Passage.  1. Needler for local surface treatment, in particular solidification, of components, comprising a carrier (2, 400) having at least one needle channel (404, 406) in which a needle (7.1) is displaceably guided in a needle direction and has a piston chamber (406) , which is enlarged by a movement of the needle in the needle direction, and an opposing piston space (404), which is reduced by a movement of the needle in the needle direction, a pressure reservoir (402), a passage (403, 404, 405), the piston space and the pressure reservoir fluidly interconnects, and a controUventileinrichtung (405, 407) for blocking the passage.
2. Nadler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die KontroUventileinrichtung durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung, insbesondere mechanisch, umschaltbar ist. 2. Needler according to claim 1, characterized in that the KontroUventileinrichtung by a movement of the needle in the needle direction, in particular mechanically, is reversible.
3. Nadler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die KontroUventileinrichtung ein Schiebeventil (405, 407) aufweist, wobei die Nadel vorzugsweise ein bewegliches Teil des Schiebeventils bildet. 3. Needler according to claim 2, characterized in that the KontroUventileinrichtung a slide valve (405, 407), wherein the needle preferably forms a movable part of the slide valve.
4. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenraum durch die KontroUventileinrichtung mit der Umgebung oder einem Unterdruckreservoir verbindbar ist. 4. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that the piston chamber can be connected by the KontroUventileinrichtung with the environment or a vacuum reservoir.
5. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passage eine Bohrung (405) in der Nadel umfasst. 5. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that the passage comprises a bore (405) in the needle.
6. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere als die Nadel umgebender Ringraum (404) ausgebildete, Gegenkolbenraum strömungstechnisch zwischen dem Druckreservoir (402) und der KontroUventileinrichtung (405, 407) angeordnet ist. 6. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that the, in particular as the needle surrounding annular space (404) formed, opposing piston space fluidically between the pressure reservoir (402) and the KontroUventileinrichtung (405, 407) is arranged.
7. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Aufstandser- fassungseinrichtung zur Erfassung, ob der Nadler auf einer Oberfläche aufgesetzt ist, und zum Sperren der Passage, wenn der Nadler nicht auf einer Oberfläche aufgesetzt ist. 7. Needler according to one of the preceding claims, characterized by a Aufstandsser- detection device for detecting whether the needle is placed on a surface, and for blocking the passage when the needle is not placed on a surface.
8. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auftreffer- fassungseinrichtung zur Erfassung, ob eine Nadel auf eine Oberfläche auftrifft. 8. Needler according to one of the preceding claims, characterized by a Auftreffer- detection device for detecting whether a needle is incident on a surface.
9. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegung der Nadel in Nadelrichtung, insbesondere zur Einstellung eines vorgegebenen Druckes in dem Druckreservoir. 9. Needler according to one of the preceding claims, characterized by a control device for controlling the movement of the needle in the needle direction, in particular for setting a predetermined pressure in the pressure reservoir.
10. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger zwei oder mehr Nadelkanäle aufweist, in denen jeweils eine Nadel in einer Nadelrichtung verschieblich geführt ist und einen Kolbenraum, der durch eine Bewegung der Nadel in Na- delrichtung vergrößert wird, und einen Gegenkolbenraum begrenzt, der durch eine Bewegung der Nadel in Nadelrichtung verkleinert wird. 10. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier has two or more needle channels, in each of which a needle is guided displaceably in a needle direction and a piston chamber which is enlarged by a movement of the needle in the needle direction, and limited an opposing piston space, which is reduced by a movement of the needle in the needle direction.
11. Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einer Nadel (7.1, 7.9), die durch einen Träger (2, 3) geführt und durch eine Beschleunigungseinrichtung (4; 40; 50) in einer Nadelrichtung gegen eine zu bearbeitende Oberfläche bewegbar ist, und mit einer Dreheinrichtung (8) zur Drehung des Trägers gegenüber einem Gehäuse (1) des Nad- lers zur Verlagerung eines Nadelauftreffpunktes auf der Oberfläche, wobei die Nadelrichtung wenigstens eine Komponente parallel zu einer Drehachse des Trägers gegenüber dem Gehäuse aufweist, insbesondere wenigstens im Wesentlichen parallel zu der Drehachse ausgerichtet ist. 11. Needle for local surface treatment, in particular solidification, of components, in particular according to one of the preceding claims, with at least one needle (7.1, 7.9) guided by a support (2, 3) and by an accelerating device (4, 40, 50) ) is movable in a needle direction against a surface to be machined, and with a rotating device (8) for rotating the carrier relative to a housing (1) of the needle for displacing a Nadelauftreffpunktes on the surface, wherein the needle direction at least one component parallel to a Has the axis of rotation of the carrier relative to the housing, in particular at least substantially aligned parallel to the axis of rotation.
12. Nadler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nadel durch die Beschleunigungseinrichtung und/oder eine RückStelleinrichtung (110) entgegen der Nadelrichtung bewegbar ist. 12. Needler according to claim 11, characterized in that at least one needle by the accelerating device and / or a return device (110) is movable counter to the needle direction.
13. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nadel von der Beschleunigungseinrichtung entkoppelt (Fig. 4, 5) ist. 13. Needler according to one of the preceding claims 11 to 12, characterized in that at least one needle decoupled from the accelerating device (Fig. 4, 5).
14. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nadel lösbar und/oder gelenkig (4.3) mit der Beschleunigungseinrichtung verbunden ist. 14. Needler according to one of the preceding claims 11 to 13, characterized in that at least one needle is releasably and / or articulated (4.3) connected to the accelerating device.
15. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinrichtung lösbar und/oder gelenkig mit dem Gehäuse verbunden ist. 15. Needler according to one of the preceding claims 11 to 14, characterized in that the acceleration means is releasably and / or hingedly connected to the housing.
16. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung ein einstufiges (Fig. 4, 5) oder mehrstufiges (Fig. 2) Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe (1.1, 3.1, 8.1), aufweist. 16. Needler according to one of the preceding claims 11 to 15, characterized in that the rotating means a single-stage (Fig. 4, 5) or multi-stage (Fig. 2) transmission, in particular a gear transmission (1.1, 3.1, 8.1).
17. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein gegenüber dem Gehäuse drehbares Grundteil (2) und ein gegenüber dem Grundteil drehbares Drehteil (3) aufweist, welches insbesondere exzentrisch an dem Grundteil gelagert ist. 17. Needler according to one of the preceding claims 11 to 16, characterized in that the carrier has a relative to the housing rotatable base part (2) and a relative to the base rotatable rotary member (3) which is mounted in particular eccentrically on the base part.
18. Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen 18. Needle for local surface treatment, in particular solidification, of components
(206), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Führungskörper (202) mit wenigstens einem Nadelkanal, der mit einem Fluidreservoir (210) kommuniziert und in dem eine Nadel (201) verschieblich geführt ist, gekennzeichnet durch ein bewegliches Stellmittel (203), das das Fluidreservoir begrenzt.  (206), in particular according to one of the preceding claims, having a guide body (202) with at least one needle channel which communicates with a fluid reservoir (210) and in which a needle (201) is displaceably guided, characterized by a movable actuating means (203) that limits the fluid reservoir.
19. Nadler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel einen Kolben (203) aufweist, der verschieblich an dem Führungskörper geführt ist. 19. Needle according to claim 18, characterized in that the adjusting means comprises a piston (203) which is guided displaceably on the guide body.
20. Nadler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel eine flexible Membran aufweist. 20. Needler according to claim 18, characterized in that the adjusting means has a flexible membrane.
21. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper, insbesondere motorisch, drehbar an einem Gehäuse (204) geführt ist. 21. Needle according to one of the preceding claims 18 to 20, characterized in that the guide body, in particular motor, rotatably guided on a housing (204).
22. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 21, gekennzeichnet durch einen, insbesondere mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektromagnetisch beschleunigbaren Aktuator zur Beaufschlagung des Stellmittels. 22. Needler according to one of the preceding claims 18 to 21, characterized by a, in particular mechanically, hydraulically, pneumatically and / or electromagnetically acceleratable actuator for acting on the actuating means.
23. Nadler nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Akuator einen Hammer aufweist, welcher, insbesondere mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch und/oder durch Ultraschall, beschleunigbar ist und das Stellmittel beaufschlagt. 23. Needler according to claim 22, characterized in that the Akuator has a hammer which, in particular mechanically, hydraulically, pneumatically, electromagnetically and / or by ultrasound, can be accelerated and acts on the actuating means.
24. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator zur impulsartigen Beschleunigung ausgebildet ist. 24. Needler according to one of the preceding claims 22 to 23, characterized in that the actuator is designed for pulse-like acceleration.
25. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidreservoir eine Flüssigkeit, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, enthält. 25. Needler according to one of the preceding claims 18 to 24, characterized in that the fluid reservoir contains a liquid, in particular hydraulic fluid.
26. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nadel bei auf das Bauteil aufgesetztem Nadler, wenigstens im Wesentlichen, nicht in das Fluidreservoir ragt. 26. Needle according to one of the preceding claims 18 to 25, characterized in that a needle, at least substantially, does not protrude into the fluid reservoir when placed on the component needle.
27. Nadler zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einer Nadel (34, 34A - 34C), die durch einen Träger (32A, 32B) geführt in einer Nadelrichtung gegen eine zu bearbeitende Oberfläche (38) bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine Dreheinrichtung (33.1, 33.2) zur Drehung des Trägers gegenüber einem Gehäuse (31A, 31B) des Nadlers zur Verlagerung eines Nadelauftreffpunktes auf der Oberfläche. 27. Needle for local surface treatment, in particular solidification, of components, in particular according to one of the preceding claims, with at least one needle (34, 34A-34C) guided by a carrier (32A, 32B) in a needle direction against a surface to be machined (38) is movable, characterized by a rotating means (33.1, 33.2) for rotation of the carrier relative to a housing (31A, 31B) of the needle to displace a Nadelauftreffpunktes on the surface.
28. Nadler nach Anspruch 27 oder einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nadel und/oder der Träger motorisch, insbesondere elektromotorisch, magnetisch, insbesondere elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch bewegbar ist. 28. Needler according to claim 27 or one of claims 11 to 17, characterized in that at least one needle and / or the carrier is motor, in particular electromotive, magnetic, in particular electromagnetically, pneumatically, hydraulically and / or mechanically movable.
29. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 28 oder einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung wenigstens einer Nadel gegenüber dem Träger und eine Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse steuerungstechnisch, magnetisch, pneumatisch (6; 60), hydraulisch und/oder mechanisch (1.2, 41) gekoppelt ist, oder dass eine Bewegung wenigstens einer Nadel gegenüber dem Träger und eine Drehung des Trägers gegenüber dem Gehäuse unabhängig voneinander erfolgen. 29. Needle according to one of the preceding claims 27 to 28 or one of claims 11 to 17, characterized in that a movement of at least one needle relative to the carrier and a rotation of the carrier relative to the housing control technology, magnetic, pneumatic (6; 60), hydraulically and / or mechanically (1.2, 41) is coupled, or that a movement of at least one needle relative to the carrier and a rotation of the carrier relative to the housing take place independently.
30. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 29 oder einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens zwei Nadeln aufweist, die gemeinsam (Fig. 2) oder steuerungstechnisch, magnetisch, pneumatisch (Fig. 5), hydraulisch und/oder mechanisch (Fig. 4) gekoppelt bewegbar sind. 30. Needle according to one of the preceding claims 27 to 29 or one of claims 11 to 17, characterized in that it comprises at least two needles together (Fig. 2) or control technology, magnetic, pneumatic (Fig. 5), hydraulic and / or mechanically (FIG. 4) are coupled coupled.
31. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 30, gekennzeichnet durch eine RückStelleinrichtung (39) zur Rückstellung einer Nadel entgegen der Nadelrichtung. 31. Needle according to one of the preceding claims 27 to 30, characterized by a return device (39) for returning a needle counter to the needle direction.
32. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass Nadelauftreffpunkte auf einer, insbesondere geraden, Bahn mit einem vorgegebenen Abstand zueinander auf der Oberfläche liegen. 32. Needler according to one of the preceding claims 27 to 31, characterized in that Nadelauftreffpunkte lie on a, in particular straight, web with a predetermined distance from each other on the surface.
33. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelrichtung wenigstens im Wesentlichen radial zu einer Drehachse (31.2) des Trägers gegenüber dem Gehäuse ausgerichtet ist. 33. Needler according to one of the preceding claims 27 to 32, characterized in that the needle direction is aligned at least substantially radially to a rotational axis (31.2) of the carrier relative to the housing.
34. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Nadeln aufweist, die in einer vorgegebenen, insbesondere spiralförmigen, Matrix (Fig. 3A, 3B; 310) angeordnet, insbesondere durch den Träger geführt sind. 34. Needle according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of needles arranged in a predetermined, in particular spiral, matrix (Fig. 3A, 3B, 310), in particular guided by the carrier.
35. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Handgerät zum Aufsetzen des Gehäuses auf der zu bearbeitenden Oberfläche ausgebildet ist. 35. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a hand-held device for placing the housing on the surface to be machined.
36. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Prüfungseinrichtung (10) zur Prüfung der Bauteiloberfläche aufweist. 36. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a testing device (10) for testing the component surface.
37. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Wälz- oder Gleitlager (9) des Gehäuses zum Anordnen auf einem zu bearbeitenden Bauteil. 37. Needler according to one of the preceding claims, characterized by a rolling or sliding bearing (9) of the housing for arranging on a component to be machined.
38. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (9) seiner Außenkontur aus Kunststoff hergestellt ist. 38. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part (9) of its outer contour is made of plastic.
39. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine bauteilschonende Kontaktf äche (205) zum Aufsetzen auf das zu bearbeitende Bauteil. 39. Needler according to one of the preceding claims, characterized by a component-preserving Kontaktf surface (205) for placement on the component to be machined.
40. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nadel eine integral ausgebildete oder mit ihr verbundene Nadelspitze aufweist. 40. Needle according to one of the preceding claims, characterized in that at least one needle has an integrally formed or connected to her needle tip.
41. Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nadeln einzeln oder gemeinsam in einer Gleitlagerung an dem Träger gelagert sind. 41. Needler according to one of the preceding claims, characterized in that needles are mounted individually or collectively in a sliding bearing on the carrier.
42. Verwendung eines Nadlers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Bauteil eine Komponente eines Flugtriebwerks, insbesondere eine Leit- oder Laufschaufel und/oder ein Schaufelträger ist. 42. Use of a needling device according to one of the preceding claims 1 to 41, characterized in that the component to be machined is a component of an aircraft engine, in particular a guide or moving blade and / or a blade carrier.
43. Verfahren zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen mittels eines Nadlers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 41, mit den Schritten: Aufsetzen des Nadlers auf wenigstens einer zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils; und insbesondere selbstregelndes, Bewegen einer Nadel, vorzugsweise mehrerer unabhängiger Nadeln, in und entgegen der Nadelrichtung. 43. A method for local surface treatment, in particular solidification, of components by means of a needling device according to one of the preceding claims 1 to 41, comprising the steps of: placing the needling on at least one surface to be machined of the component; and in particular self-regulating, moving a needle, preferably a plurality of independent needles, in and against the needle direction.
44. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 43, zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen mittels eines Nadlers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 41, mit den Schritten: 44. Method, in particular according to claim 43, for the local surface treatment, in particular solidification, of components by means of a needling device according to one of the preceding claims 1 to 41, with the steps:
Aufsetzen des Gehäuses (1) des Nadlers auf wenigstens einer zu bearbeitenden Oberfläche des Bauteils;  Placing the housing (1) of the needling on at least one surface of the component to be machined;
Drehen des Trägers (2, 3) des Nadlers gegenüber dem Gehäuse des Nadlers zur Verlagerung eines Nadelauftreffpunktes auf der Oberfläche;  Turning the carrier (2, 3) of the needling relative to the housing of the needling to displace a point of impact of the needle on the surface;
insbesondere mit dieser Drehung gekoppeltes, Bewegen wenigstens einer Nadel (34, 34A, 34B, 34C; 7.1, 7.9) in einer Nadelrichtung gegen die zu bearbeitende Oberfläche.  in particular coupled with this rotation, moving at least one needle (34, 34A, 34B, 34C; 7.1, 7.9) in a needle direction against the surface to be machined.
45. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche 43 bis 44, zur lokalen Oberflächenbearbeitung, insbesondere Verfestigung, von Bauteilen (206) , mit einem Nadler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass bei auf das Bauteil aufgesetztem Nadler ein Impuls auf das Stellmittel (203) aufgeprägt wird. 45. The method, in particular according to one of the preceding claims 43 to 44, for local surface treatment, in particular solidification, of components (206), with a needler according to one of the preceding claims 1 to 41, characterized in that when placed on the component needle Impulse is impressed on the actuating means (203).
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