WO2018215179A1 - Method for finish-machining a channel in a workpiece - Google Patents

Method for finish-machining a channel in a workpiece Download PDF

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WO2018215179A1
WO2018215179A1 PCT/EP2018/061244 EP2018061244W WO2018215179A1 WO 2018215179 A1 WO2018215179 A1 WO 2018215179A1 EP 2018061244 W EP2018061244 W EP 2018061244W WO 2018215179 A1 WO2018215179 A1 WO 2018215179A1
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WO
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channel
workpiece
curved
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tool electrode
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Daniel Frey
Franz Sebastian KRUEGER
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Robert Bosch Gmbh
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    • B23H9/02Trimming or deburring
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    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/10Manufacture by removing material
    • F05D2230/12Manufacture by removing material by spark erosion methods

Definitions

  • the invention relates to a method for reworking a channel in a workpiece and a flow component with a curved channel according to the preamble of the independent claims.
  • the subject matter of the present invention is also a computer program and a storage medium.
  • the individual housing parts In the case of multipart spiral housings, the individual housing parts must be individually reworked due to the complex flow or channel geometry, so that after the assembly of the housing parts, the channel to the
  • EP 2 095 894 A1 discloses a process for producing a
  • Turbine wheel blade with straight outlet channels for a cooling medium wherein the introduction of the exhaust ducts eroding methods such.
  • ECM electrochemical erosion
  • EDM spark erosion
  • Impeller disc revealed. These cooling air ducts are produced by
  • Metal component having a generated by a material-removing and / or a material-forming machining generated three-dimensional shape a processing of one or more excellent component sections by electrochemical machining by means of a nozzle-like cathode via which an electrolyte is discharged into the work area, wherein the cathode or the metal component is moved by means of a manipulator element freely in space.
  • the present invention is a method for reworking a channel in a workpiece, wherein the channel is a curved
  • the subject matter of the present invention is furthermore a flow component, in particular a spiral casing, with a channel for guiding a fluid flow, wherein the channel is formed by at least one first housing part of the flow component and a second housing part of the flow component and a curved one Channel centerline, wherein the channel further at least one
  • Transition region is continuously formed from the first housing part to the second housing part due to a post-processing of the channel by means of an erosive method.
  • the subject of the present invention is also a computer program which is adapted to the o.g. Execute method, and a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
  • the workpiece may be formed as a flow component, in particular as a spiral housing, for guiding a fluid flow.
  • the spiral housing can for
  • the volute may be part of a turbo compressor stage.
  • the at least two workpiece parts or the two housing parts can be any one workpiece parts or the two housing parts.
  • the at least two workpiece parts or the two housing parts may also be formed metallic or from a
  • the metal may be selected from the group consisting of: iron, aluminum, copper and alloys thereof.
  • the at least two workpiece parts are arranged to one another or
  • the channel is formed with the curved channel center axis. That is, in other words, the at least two
  • the at least two workpiece parts can already by a
  • the at least two workpiece parts can, for example, be arranged or assembled adjacent to each other in the step of arranging, in order to form the channel with the curved channel center axis.
  • the central axis of the channel can essentially be understood as the connecting line of the center points of the channel cross sections of the channel.
  • the central channel axis is curved.
  • the channel central axis of the channel or the connecting line of the centers of the channel cross-sections has at least one portion which has a curvature.
  • a major part of the central channel axis or the entire central channel axis is curved.
  • the channel central axis of the channel may be arcuate, helical or spiral.
  • the channel central axis preferably runs along a flow direction of a fluid stream flowing during operation or use.
  • the channel can be elongated. That is, in other words, that the channel may have a greater extent along the channel center axis than transverse to the channel center axis.
  • the channel may have varying channel cross sections in the direction of the channel center axis.
  • the surface of the channel cross-sections of the channel can steadily increase in the direction of the central axis of the channel or steadily reduce.
  • the channel cross sections may in this case be substantially rounded, circular or oval.
  • the channel is preferably formed closed in the circumferential direction. The channel can be used to guide a
  • Fluid flow may be formed.
  • Postprocessing can be a
  • the reworking can take place, in particular, on at least one transition region from the first workpiece to the second workpiece.
  • the reworking preferably takes place in the channel at all transitional areas from the first workpiece to the second workpiece.
  • a transition region can be understood as meaning the region of a separation point between the assembled workpiece parts or housing parts.
  • a transition region can be understood as meaning the region of a channel inner surface which has a transition from the first workpiece to the second workpiece or from the first housing part to the second housing part.
  • the transition regions may have multiple, non-contiguous subsections.
  • the transition areas may include paragraphs, steps, and / or edges prior to the post-processing step.
  • continuous can be understood as meaningless, stepless, edgeless and / or continuous.
  • a removal process can be understood as meaning a process in which at least one chemical and / or thermal removal takes place.
  • layers of material in the channel are chemically and / or thermally removed in the channel.
  • edges and paragraphs which arise in a channel at the separation points or transition areas between the assembled workpiece parts or housing parts and have a negative effect on the flow or the efficiency in operation, subsequently remove and Thus, to ensure a continuous course of the channel inner surface, in particular at the transition areas of the.
  • common post-processing of the workpiece parts or the channel inner surface takes place according to the invention common post-processing of the workpiece parts or the channel inner surface by means of an erosive method.
  • the workpiece parts can first be produced or preprocessed individually by a favorable method, without having to pay attention to a high surface quality, since post-processing of the channel or the channel inner surface takes place after assembly.
  • the reworking step can be repeated several times using the same ablation method. However, the reworking step can also be repeated several times using different removal methods. As a result of this measure, the dimensional accuracy and surface quality can be configured or adapted as required and correspondingly further increased.
  • an active medium may be selected from the group consisting of: electrolyte, etching medium, dielectric.
  • an active medium can be understood as meaning a medium, in particular a liquid or solution, which is an ablation or the step of ablation alone or in the
  • the removal in the channel or on the channel inner surface can be carried out inexpensively and thus a high surface quality can be achieved. It is also advantageous if the channel is flowed through by the active medium in the direction of the central axis of the channel, in particular from a channel inlet to a channel outlet which is different from the channel inlet. That is to say, in other words, that the passage is flowed through by the active medium, as in operation of the flowing fluid flow. Accordingly, the equivalent
  • Flow direction of the active medium of the flow direction of a flowing during operation fluid flow By this measure, a flow-optimal geometry or surface can be generated in the channel.
  • the erosive method is selected from the group consisting of: electrochemical method, in particular electrochemical erosion or metal etching, chemical method, in particular etching, thermal method, in particular spark erosion, or combinations thereof.
  • electrochemical method in particular electrochemical erosion or metal etching
  • chemical method in particular etching
  • thermal method in particular spark erosion, or combinations thereof.
  • a plurality of identical or also different ablation methods can be executed.
  • the two parts of the workpiece are disassembled and reassembled to change, for example, a tool electrode.
  • the removal in the channel or on the channel inner surface can be carried out inexpensively and the surface quality can be further increased.
  • the erosion method is an ECM method, wherein prior to the step of arranging the at least two workpiece parts, a step of inserting a curved tool electrode into one
  • Tool electrode is performed from the channel section.
  • the curved tool electrode in this case has a shape corresponding to the curved channel section or to the curved channel.
  • the erosion method is an ECM method, wherein after the step of arranging the at least two workpiece parts, a step of inserting a curved variable geometry tool electrode into the channel and after the step of reworking the channel a removal step the curved variable geometry tool electrode is carried out of the channel.
  • the curved variable geometry tool electrode is configured to vary or change its geometry, for example, by fanning. In this case, it is particularly advantageous if the steps of inserting the curved tool electrode, arranging the at least two workpiece parts, reworking the channel and removing the curved tool electrode are repeated at least once, wherein in the step of insertion different curved
  • Tool electrodes in particular curved tool electrodes are used with different geometry or different cross-section or the geometry of the curved tool electrode is varied with variable geometry.
  • the ECM process is an electrochemical removal with external voltage source and stands for electrochemical machining. By means of ECM machining can be a very good surface finish and
  • Arranging the two workpiece parts is formed - in a channel section used a workpiece part and after processing again
  • inaccessible undercuts in the channel can be machined by means of a variable geometry tool electrode so that the electrode, after assembly of the two
  • the geometry of the channel can be influenced.
  • planar surfaces can be formed curved from the pre-machining in order to produce a streamlined geometry.
  • the target geometry can be optimized in advance by iterations of ECM removal simulations and flow simulations.
  • the at least two workpiece parts or housing parts can be releasably connected to each other.
  • the detachably connecting step may be performed after the step of arranging the at least two workpiece parts and before the step of post-processing the channel.
  • the releasably connecting step may also be done after the post-processing step of the channel.
  • a releasable connection can be understood as meaning a connection which can be released without destroying the at least two workpiece parts or housing parts.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
  • the inventive method can, for example, in software or hardware or in a hybrid of software and hardware, for example in a
  • Fig. 1 a designed as a spiral housing according to the invention
  • Fig. 2a-c is a sequential representation of the sequence of several steps of the post-processing of the channel of the flow member of Fig. 1;
  • FIG. 3 is a flowchart of a method according to a
  • a flow component according to the invention is provided in its entirety by the reference numeral 10.
  • the flow component 10 is formed as a spiral housing 10.
  • Flow member 10 and the spiral housing 10 has a first housing part 12 and second housing part 14.
  • the first housing part 12 has a first channel section 16.
  • the second housing part 14 has a second
  • Channel cuts 16, 18 together form a channel 20.
  • Housing parts 12, 14 are formed metallic.
  • the channel 20 is designed to guide a fluid flow, in particular during operation or use of the flow component 10.
  • the channel 20 has a curved channel central axis 22.
  • the channel 20 or the channel central axis 22 extends from a channel inlet 24 to a channel outlet 26.
  • the channel 20 has rounded channel cross sections.
  • the channel 20 further includes along the channel centerline 22 - from the channel inlet 24 to the
  • the channel 20 has at a channel inner surface 28 transition regions 30 from the first housing part 12 to the second
  • Transition regions 30 formed continuously.
  • the transition region 30 is formed free of steps, steps and / or edges and thus without any chamfer or edges.
  • Fig. 2a-c the sequence of several steps of the post-processing of the channel 20 of the flow member 10 of Fig. 1 is shown in sequence.
  • an ECM method is selected as the ablative method, wherein any electrochemical, chemical and thermal methods and combinations thereof are conceivable within the scope of the invention.
  • FIGS. 2 a - c show a section of the flow component 10 or spiral casing 10 from FIG. 1.
  • the spiral casing 10 is not yet completely finished and thus formed as a workpiece 10. Accordingly, the first housing part 12 as the first workpiece part 12 and the second housing part 14 as the second workpiece part 14 are formed. As a result, the first workpiece part 12 has the first channel section 16 and the second workpiece part 14 has the second channel section 18.
  • both housing parts 12, 14 must be metallic.
  • Fig. 2a shows a state before the first post-processing. Accordingly, prior to the first post-processing, a curved tool electrode 32 has been inserted into the first channel section 16 of the first workpiece part 12.
  • Tool electrode 32 is disposed in the channel 20.
  • an external voltage source is applied to the two workpiece parts 12, 14 as the anode (+) and the tool electrode 32 as the cathode (-).
  • an active medium which is an electrolyte (for example, aqueous sodium nitrate or
  • Sodium chloride electrolyte solution is delivered to the channel 20.
  • the active medium or the electrolyte then flows through the channel 20 between the channel inner surface 28 and the tool electrode 32 along the
  • Channel centerline 22 from the channel inlet 24 to the channel outlet 26 and transports the resulting Abtrag area out of the channel 20 out.
  • anodic metal dissolution occurs at the channel inner surface 28, the anode, i. the two workpiece parts 12, 14 emit electrons, thereby forming metal ions, which pass into the electrolyte or the electrolyte solution.
  • Hydroxide ions that form at the cathode (-) arise as a solid and can be mechanically separated from the electrolyte.
  • Other metals such as copper remain in solution and initially remain in solution.
  • Transition regions 30 with a high surface quality and dimensional accuracy, so that the channel 20 has a flow-optimized design.
  • the two workpiece parts 12, 14 are disassembled so that the curved tool electrode 32 can be removed from the first channel portion 16. Provided that achieved by the post
  • Form flow component 10 In the embodiment shown, however, another two reworks follow analogously to the post-processing explained above. In detail, the above-mentioned steps from FIG. 2a are respectively shown in FIGS. 2b and 2c
  • the cross section takes in the embodiment shown by the first post-processing of FIG.
  • Shape accuracy and surface quality of the channel 20 and the channel inner surface 28 further configured or adapted depending on the requirements and increased accordingly.
  • FIG. 3 shows a flow chart of an embodiment of a method 100 according to the invention for reworking a channel 20 in a workpiece 10, wherein the channel 20 has a curved channel central axis 22 and is formed by at least two workpiece parts 12, 14 of the workpiece 10.
  • the method 100 comprises a step 102 of arranging the at least two workpiece parts 12, 14 relative to one another so that the channel 20 is formed with the curved channel central axis 22.
  • the method 100 further includes a step 104 of
  • the method 100 includes a step 106 of inserting a curved one
  • the method 100 may also optionally include a step 110 of the releasable
  • Connecting the at least two workpiece parts 12, 14 include. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

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Abstract

The invention relates to a method for finish-machining a channel (20) in a workpiece (10), wherein the channel (20) has a curved channel central axis (22) and is formed by at least two workpiece parts (12, 14) of the workpiece (10), having the steps of: - arranging the at least two workpiece parts (12, 14) with respect to one another so as to form the channel (20) with the curved channel central axis (22), and - finish-machining the channel (20) by means of a subtractive method.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Verfahren zum Nachbearbeiten eines Kanals in einem Werkstück Stand der Technik  Method for reworking a channel in a workpiece Prior art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachbearbeiten eines Kanals in einem Werkstück und ein Strömungsbauteil mit einem gekrümmten Kanal nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm und ein Speichermedium. The invention relates to a method for reworking a channel in a workpiece and a flow component with a curved channel according to the preamble of the independent claims. The subject matter of the present invention is also a computer program and a storage medium.
Die Herstellung von Strömungs- bzw. Kanalgeometrien in Spiralgehäusen erfolgt heutzutage mittels Sandgussverfahren, Feingussverfahren und Fräsen, wobei die Strömungsgeometrie anschließend mechanisch nachbearbeitet wird, bspw. mittels Verfahren wie Strahlen, Strömungsschleifen, Polieren etc., um die Oberflächengüte zu verbessern. Der gesamte Herstellungsprozess zur The production of flow or channel geometries in spiral housings is done today by means of sand casting, precision casting and milling, the flow geometry is then mechanically reworked, for example. By methods such as blasting, flow grinding, polishing, etc., to improve the surface quality. The entire manufacturing process for
Realisierung einer Strömungsgeometrie mit einer ausreichend hohen Realization of a flow geometry with a sufficiently high
Oberflächengüte ist jedoch sehr teuer. Surface quality is very expensive.
Bei mehrteiligen Spiralgehäusen müssen die einzelnen Gehäuseteile aufgrund der komplexen Strömungs- bzw. Kanalgeometrie einzeln nachbearbeitet werden, so dass nach dem Zusammensetzen der Gehäuseteile der Kanal an den In the case of multipart spiral housings, the individual housing parts must be individually reworked due to the complex flow or channel geometry, so that after the assembly of the housing parts, the channel to the
Übergängen bzw. Trennstellen Kanten oder Absätze aufweist, welche zu ungünstigen Strömungsverhältnissen, insbesondere zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades führen. Transitions or separation points edges or paragraphs, which lead to unfavorable flow conditions, in particular to a reduction of the efficiency.
Ferner ist die Zerspanung sehr zeitaufwändig, da die Geometrie nicht frästypisch ist und daher in vielen Bahnen abgefahren werden muss. Die EP 2 095 894 AI offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Furthermore, the machining is very time-consuming, because the geometry is not typical of milling and therefore must be traversed in many lanes. EP 2 095 894 A1 discloses a process for producing a
Turbinenradschaufel mit geraden Auslasskanälen für ein Kühlmedium, wobei zur Einbringung der Auslasskanäle erodierende Verfahren, wie z. B. das elektrochemisches Abtragen (ECM) oder das Funkenerodieren (EDM) vorgeschlagen werden. Turbine wheel blade with straight outlet channels for a cooling medium, wherein the introduction of the exhaust ducts eroding methods such. As the electrochemical erosion (ECM) or the spark erosion (EDM) are proposed.
In der DE 44 28 207 AI wird ein Verfahren zum Erzeugen von gekrümmten In DE 44 28 207 AI a method for generating curved
Kühlluftkanälen in einer luftgekühlte Turbinenschaufeln tragenden Cooling air ducts in an air-cooled turbine blades bearing
Laufradscheibe offenbart. Erzeugt werden diese Kühlluftkanäle durch Impeller disc revealed. These cooling air ducts are produced by
Elektroerosion oder elektrochemische Bearbeitung, wobei ein Electro-erosion or electrochemical machining, with a
kreisbogenförmiges Werkzeug zum Einsatz kommt, das um das Zentrum des kreisbogenförmig gekrümmten Kühlluftkanals geschwenkt wird. circular arc-shaped tool is used, which is pivoted about the center of the arcuate curved cooling air duct.
Die DE 10 2010 032 701 AI offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines DE 10 2010 032 701 Al discloses a process for producing a
Metallbauteils, das eine durch eine Material abtragende und/oder eine Material umformende Bearbeitung erzeugte dreidimensionale Form aufweist. Hierbei erfolgt eine Bearbeitung eines oder mehrerer ausgezeichneter Bauteilabschnitte durch elektrochemische Bearbeitung mittels einer düsenartigen Kathode, über die ein Elektrolyt in den Arbeitsbereich abgegeben wird, wobei die Kathode oder das Metallbauteil mittels eines Manipulatorelements frei im Raum bewegt wird. Metal component having a generated by a material-removing and / or a material-forming machining generated three-dimensional shape. Here, a processing of one or more excellent component sections by electrochemical machining by means of a nozzle-like cathode via which an electrolyte is discharged into the work area, wherein the cathode or the metal component is moved by means of a manipulator element freely in space.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Nachbearbeiten eines Kanals in einem Werkstück, wobei der Kanal eine gekrümmte The present invention is a method for reworking a channel in a workpiece, wherein the channel is a curved
Kanalmittelachse aufweist und von zumindest zwei Werkstückteilen des Has channel central axis and of at least two workpiece parts of the
Werkstücks ausgebildet wird, mit den Schritten: Workpiece is formed, with the steps:
- Anordnen der zumindest zwei Werkstückteile zueinander, so dass der Kanal mit der gekrümmten Kanalmittelachse ausgebildet wird, und  Arranging the at least two workpiece parts relative to each other so that the channel is formed with the curved channel central axis, and
- Nachbearbeiten des Kanals mittels eines abtragenden Verfahrens.  - Post-processing of the channel by means of a removing process.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Strömungsbauteil, insbesondere ein Spiralgehäuse, mit einem Kanal zur Führung eines Fluidstromes, wobei der Kanal von zumindest einem ersten Gehäuseteil des Strömungsbauteils und einem zweiten Gehäuseteil des Strömungsbauteils ausgebildet ist und eine gekrümmte Kanalmittelachse aufweist, wobei der Kanal ferner an zumindest einem The subject matter of the present invention is furthermore a flow component, in particular a spiral casing, with a channel for guiding a fluid flow, wherein the channel is formed by at least one first housing part of the flow component and a second housing part of the flow component and a curved one Channel centerline, wherein the channel further at least one
Übergangsbereich von dem ersten Gehäuseteil zu dem zweiten Gehäuseteil aufgrund einer Nachbearbeitung des Kanals mittels eines abtragenden Verfahrens kontinuierlich ausgebildet ist. Transition region is continuously formed from the first housing part to the second housing part due to a post-processing of the channel by means of an erosive method.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind außerdem ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das o.g. Verfahren auszuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. The subject of the present invention is also a computer program which is adapted to the o.g. Execute method, and a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
Das Werkstück kann als Strömungsbauteil, insbesondere als Spiralgehäuse, zur Führung eines Fluidstromes ausgebildet sein. Das Spiralgehäuse kann zur The workpiece may be formed as a flow component, in particular as a spiral housing, for guiding a fluid flow. The spiral housing can for
Abführung einer Fluidströmung von einem Laufrad ausgebildet sein, um Leakage of a fluid flow from an impeller to be formed
kinetische (Bewegungs-) Energie der Fluidströmung in statischen Druck kinetic (moving) energy of fluid flow in static pressure
umzuwandeln. Das Spiralgehäuse kann Teil einer Turbokompressorstufe sein. convert. The volute may be part of a turbo compressor stage.
Die zumindest zwei Werkstückteile bzw. die zwei Gehäuseteile können The at least two workpiece parts or the two housing parts can
metallische Bereiche aufweisen. Die zumindest zwei Werkstückteile bzw. die zwei Gehäuseteile können auch metallisch ausgebildet sein bzw. aus einem have metallic areas. The at least two workpiece parts or the two housing parts may also be formed metallic or from a
Metall bestehen. Das Metall kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Eisen, Aluminium, Kupfer und Legierungen davon. Metal exist. The metal may be selected from the group consisting of: iron, aluminum, copper and alloys thereof.
Die zumindest zwei Werkstückteile werden zueinander angeordnet bzw. The at least two workpiece parts are arranged to one another or
zusammengesetzt, so dass der Kanal mit der gekrümmten Kanalmittelachse ausgebildet wird. D.h., mit anderen Worten, dass die zumindest zwei composed so that the channel is formed with the curved channel center axis. That is, in other words, the at least two
Werkstückteile vor dem Schritt des Anordnens bereits jeweils einen Workpiece parts before the step of arranging already one each
Kanalabschnitt aufweisen, wobei der Kanal dann im Schritt des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile vollständig ausgebildet wird. Folglich wird der Channel section, wherein the channel is then completely formed in the step of arranging the at least two workpiece parts. Consequently, the
Kanal mit der gekrümmten Kanalmittelachse im Schritt des Anordnens der Channel with the curved channel center axis in the step of arranging the
zumindest zwei Werkstückteile und nicht erst im Anschluss daran ausgebildet. at least two workpiece parts and not only subsequently formed.
Demnach können die zumindest zwei Werkstückteile bereits durch ein Accordingly, the at least two workpiece parts can already by a
geeignetes, dem Fachmann bekanntes formgebendes Verfahren derart suitable molding process known to those skilled in the art
hergestellt oder vorbearbeitet sein, dass sie jeweils einen Kanalabschnitt be prepared or preprocessed, that they each have a channel section
aufweisen. Die zumindest zwei Werkstückteile können im Schritt des Anordnens bspw. angrenzend zueinander angeordnet bzw. zusammengesetzt werden, um den Kanal mit der gekrümmten Kanalmittelachse auszubilden. Als Kanalmittelachse kann im Rahmen dieser Erfindung im Wesentlichen die Verbindungslinie der Mittelpunkte der Kanalquerschnitte des Kanals verstanden werden. Die Kanalmittelachse ist gekrümmt ausgebildet. D.h. mit anderen Worten, dass die Kanalmittelachse des Kanals bzw. die Verbindungslinie der Mittelpunkte der Kanalquerschnitte zumindest einen Abschnitt aufweist, welcher eine Krümmung aufweist. Bevorzugt ist ein Großteil der Kanalmittelachse oder die gesamte Kanalmittelachse gekrümmt ausgebildet. Die Kanalmittelachse des Kanals kann bogenförmig, helixförmig oder spiralförmig ausgebildet sein. Die Kanalmittelachse verläuft bevorzugt entlang einer Strömungsrichtung eines im Betrieb bzw. Einsatz strömenden Fluidstromes. exhibit. The at least two workpiece parts can, for example, be arranged or assembled adjacent to each other in the step of arranging, in order to form the channel with the curved channel center axis. In the context of this invention, the central axis of the channel can essentially be understood as the connecting line of the center points of the channel cross sections of the channel. The central channel axis is curved. In other words, that the channel central axis of the channel or the connecting line of the centers of the channel cross-sections has at least one portion which has a curvature. Preferably, a major part of the central channel axis or the entire central channel axis is curved. The channel central axis of the channel may be arcuate, helical or spiral. The channel central axis preferably runs along a flow direction of a fluid stream flowing during operation or use.
Der Kanal kann länglich ausgebildet sein. D.h., mit anderen Worten, dass der Kanal entlang der Kanalmittelachse eine größere Ausdehnung ausweisen kann als quer zur Kanalmittelachse. Der Kanal kann in Richtung der Kanalmittelachse variierende Kanalquerschnitte aufweisen. Die Fläche der Kanal querschnitte des Kanals kann sich in Richtung der Kanalmittelachse stetig vergrößern oder stetig verkleinern. Die Kanalquerschnitte können hierbei im Wesentlichen abgerundet, kreisförmig oder oval ausgebildet sein. Der Kanal ist in Umfangsrichtung bevorzugt geschlossen ausgebildet. Der Kanal kann zur Führung eines The channel can be elongated. That is, in other words, that the channel may have a greater extent along the channel center axis than transverse to the channel center axis. The channel may have varying channel cross sections in the direction of the channel center axis. The surface of the channel cross-sections of the channel can steadily increase in the direction of the central axis of the channel or steadily reduce. The channel cross sections may in this case be substantially rounded, circular or oval. The channel is preferably formed closed in the circumferential direction. The channel can be used to guide a
Fluidstromes ausgebildet sein. Fluid flow may be formed.
Unter einem Nachbearbeiten ist ein nachträgliches Bearbeiten eines bereits bestehenden Kanals zu verstehen. Das Nachbearbeiten kann eine Subsequent editing is to be understood as subsequent editing of an already existing channel. Postprocessing can be a
Feinbearbeitung umfassen oder sein. Das Nachbearbeiten kann insbesondere an zumindest einem Übergangsbereich von dem ersten Werkstück zu dem zweiten Werkstück erfolgen. Das Nachbearbeiten erfolgt in dem Kanal bevorzugt an allen Übergangsbereichen von dem ersten Werkstück zu dem zweiten Werkstück. Unter einem Übergangbereich kann der Bereich einer Trennstelle zwischen den zusammengesetzten Werkstückteilen bzw. Gehäuseteilen verstanden werden. D.h., mit anderen Worten, dass unter einem Übergangsbereich der Bereich einer Kanalinnenfläche verstanden werden kann, der einen Übergang von dem ersten Werkstück zu dem zweiten Werkstück bzw. von dem ersten Gehäuseteil zu dem zweiten Gehäuseteil aufweist. Die Übergangsbereiche können mehrere, nicht aneinander angrenzende Teilabschnitte aufweisen. Die Übergangsbereiche können vor dem Schritt des Nachbearbeitens Absätze, Stufen und/oder Kanten aufweisen. Include or be fine machining. The reworking can take place, in particular, on at least one transition region from the first workpiece to the second workpiece. The reworking preferably takes place in the channel at all transitional areas from the first workpiece to the second workpiece. A transition region can be understood as meaning the region of a separation point between the assembled workpiece parts or housing parts. In other words, a transition region can be understood as meaning the region of a channel inner surface which has a transition from the first workpiece to the second workpiece or from the first housing part to the second housing part. The transition regions may have multiple, non-contiguous subsections. The transition areas may include paragraphs, steps, and / or edges prior to the post-processing step.
Unter dem Begriff„kontinuierlich" kann im Rahmen dieser Erfindung absatzlos, stufenlos, kantenlos und/oder stetig verstanden werden. In the context of this invention, the term "continuous" can be understood as meaningless, stepless, edgeless and / or continuous.
Unter einem abtragenden Verfahren kann im Rahmen dieser Erfindung ein Verfahren verstanden werden, bei dem mindestens ein chemisches und/oder thermisches Abtragen erfolgt. D.h., mit anderen Worten, dass bei dem abtragenden Verfahren chemisch und/oder thermisch Materialschichten in dem Kanal entfernt bzw. abgetragen werden. In the context of this invention, a removal process can be understood as meaning a process in which at least one chemical and / or thermal removal takes place. In other words, in the ablation process, layers of material in the channel are chemically and / or thermally removed in the channel.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nunmehr möglich, Kanten bzw. Absätze, welche in einem Kanal an den Trennstellen bzw. Übergangsbereichen zwischen den zusammengesetzten Werkstückteilen bzw. Gehäuseteilen entstehen und sich im Betrieb negativ auf die Strömung bzw. den Wirkungsgrad auswirken, nachträglich zu entfernen und damit einen kontinuierlichen Verlauf der Kanalinnenfläche, insbesondere an den Übergangsbereichen der zu gewährleisten. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem zur Minimierung der Kanten bzw. Absätze die Werkstückteile jeweils einzeln mittels teurer Verfahren nachbearbeitet werden, um eine hohe Oberflächengüte zu erhalten, und dann zusammengesetzt werden (ohne Durchführung einer Nachbearbeitung im zusammengesetzten Zustand), erfolgt erfindungsgemäß eine gemeinsame Nachbearbeitung der Werkstückteile bzw. der Kanalinnenfläche mittels eines abtragenden Verfahrens. Demnach können die Werkstückteile zunächst einzeln durch ein günstiges Verfahren hergestellt bzw. vorbearbeitet werden, ohne dass dabei auf eine hohe Oberflächengüte geachtet werden muss, da nach dem Zusammensetzen eine Nachbearbeitung des Kanals bzw. der Kanalinnenfläche erfolgt. Hierdurch werden unter anderem die kantigen bzw. unebenen By the method according to the invention, it is now possible edges and paragraphs, which arise in a channel at the separation points or transition areas between the assembled workpiece parts or housing parts and have a negative effect on the flow or the efficiency in operation, subsequently remove and Thus, to ensure a continuous course of the channel inner surface, in particular at the transition areas of the. In contrast to the prior art, in which to minimize the edges or paragraphs the workpiece parts are each individually reworked by expensive methods to obtain a high surface quality, and then assembled (without performing a post-processing in the assembled state), takes place according to the invention common post-processing of the workpiece parts or the channel inner surface by means of an erosive method. Accordingly, the workpiece parts can first be produced or preprocessed individually by a favorable method, without having to pay attention to a high surface quality, since post-processing of the channel or the channel inner surface takes place after assembly. As a result, among other things, the edged or uneven
Übergangsbereiche an der Kanalinnenfläche„geglättet", so dass eine hohe Oberflächengüte und Formgenauigkeit des Kanals bei geringem Aufwand und niedrigen Kosten bereitgestellt werden kann. Dementsprechend kann auf kostengünstige Art und Weise ein Strömungsbauteil mit einem Transition regions on the channel inner surface "smoothed", so that a high surface quality and shape accuracy of the channel can be provided at low cost and low cost Accordingly, in a cost effective manner, a flow component with a
strömungsoptimierten Kanal bereitgestellt werden. Der Schritt des Nachbearbeitens kann mehrfach mit dem gleichen abtragenden Verfahren wiederholt werden. Der Schritt des Nachbearbeitens kann jedoch auch mehrfach mit unterschiedlichen abtragenden Verfahren wiederholt werden. Durch diese Maßnahme kann die Formgenauigkeit und Oberflächengüte je nach Anforderung ausgestaltet bzw. angepasst und entsprechend weiter erhöht werden. flow-optimized channel are provided. The reworking step can be repeated several times using the same ablation method. However, the reworking step can also be repeated several times using different removal methods. As a result of this measure, the dimensional accuracy and surface quality can be configured or adapted as required and correspondingly further increased.
Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Nachbearbeitens bzw. bei dem It is advantageous if, in the step of reworking or in the
abtragenden Verfahren der Kanal von einem Wirkmedium durchströmt wird. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Kanal von dem Wirkmedium vollständig, d.h. über den gesamten Kanalquerschnitt durchströmt wird. Das Wirkmedium kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Elektrolyt, Ätzmedium, Dielektrikum. Unter einem Wirkmedium kann im Rahmen dieser Erfindung ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit bzw. Lösung verstanden werden, welche ein Abtragen bzw. den Schritt des Abtragens alleine oder imabtragenden process of the channel is flowed through by an active medium. In this case, it is particularly advantageous if the channel is completely separated from the active medium, i. flows through the entire channel cross-section. The active medium may be selected from the group consisting of: electrolyte, etching medium, dielectric. In the context of this invention, an active medium can be understood as meaning a medium, in particular a liquid or solution, which is an ablation or the step of ablation alone or in the
Zusammenwirken mit anderen Elementen bewirkt. Durch diese Maßnahme kann das Abtragen im Kanal bzw. an der Kanalinnenfläche kostengünstig durchgeführt werden und damit eine hohe Oberflächengüte erzielt werden. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn der Kanal von dem Wirkmedium in Richtung der Kanalmittelachse, insbesondere von einem Kanaleinlass bis zu einem von dem Kanaleinlass verschiedenen Kanalauslass durchströmt wird. D.h., mit anderen Worten, dass der Kanal derart von dem Wirkmedium durchströmt wird, wie im Betrieb von dem strömenden Fluidstrom. Demnach entspricht die Interaction with other elements causes. By this measure, the removal in the channel or on the channel inner surface can be carried out inexpensively and thus a high surface quality can be achieved. It is also advantageous if the channel is flowed through by the active medium in the direction of the central axis of the channel, in particular from a channel inlet to a channel outlet which is different from the channel inlet. That is to say, in other words, that the passage is flowed through by the active medium, as in operation of the flowing fluid flow. Accordingly, the equivalent
Strömungsrichtung des Wirkmediums der Strömungsrichtung eines im Betrieb strömenden Fluidstromes. Durch diese Maßnahme kann eine strömungsoptimale Geometrie bzw. Oberfläche im Kanal erzeugt werden. Flow direction of the active medium of the flow direction of a flowing during operation fluid flow. By this measure, a flow-optimal geometry or surface can be generated in the channel.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das abtragende Verfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: elektrochemisches Verfahren, insbesondere elektrochemisches Abtragen oder Metallätzen, chemisches Verfahren, insbesondere Ätzen, thermisches Verfahren, insbesondere Funkenerosion, oder Kombinationen daraus. Hierbei können in einem Schritt des Nachbearbeitens mehrere gleiche oder auch unterschiedliche abtragende Verfahren ausgeführt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass zwischen den abtragenden Verfahren die beiden Werkstückteile auseinandergebaut und wieder zusammengesetzt werden, um bspw. eine Werkzeugelektrode zu wechseln. Hierdurch kann das Abtragen im Kanal bzw. an der Kanalinnenfläche kostengünstig durchgeführt und die Oberflächengüte weiter erhöht werden. Furthermore, it is advantageous if the erosive method is selected from the group consisting of: electrochemical method, in particular electrochemical erosion or metal etching, chemical method, in particular etching, thermal method, in particular spark erosion, or combinations thereof. In this case, in a step of reworking, a plurality of identical or also different ablation methods can be executed. However, it is also conceivable that between the ablating procedures The two parts of the workpiece are disassembled and reassembled to change, for example, a tool electrode. As a result, the removal in the channel or on the channel inner surface can be carried out inexpensively and the surface quality can be further increased.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das abtragende Verfahren ein ECM-Verfahren ist, wobei vor dem Schritt des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile ein Schritt des Einsetzens einer gekrümmten Werkzeugelektrode in einen It is also advantageous if the erosion method is an ECM method, wherein prior to the step of arranging the at least two workpiece parts, a step of inserting a curved tool electrode into one
Kanalabschnitt eines der Werkstückteile und nach dem Schritt des Channel section of one of the workpiece parts and after the step of
Nachbearbeitens des Kanals ein Schritt des Entfernens der gekrümmten Post-processing the channel a step of removing the curved ones
Werkzeugelektrode aus dem Kanalabschnitt durchgeführt wird. Die gekrümmte Werkzeugelektrode weist hierbei eine zu dem gekrümmten Kanalabschnitt bzw. zu dem gekrümmten Kanal korrespondierende Form auf. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das abtragende Verfahren ein ECM-Verfahren ist, wobei nach dem Schritt des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile ein Schritt des Einsetzens einer gekrümmten Werkzeugelektrode mit variabler Geometrie in den Kanal und nach dem Schritt des Nachbearbeitens des Kanals ein Schritt des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode mit variabler Geometrie aus dem Kanal durchgeführt wird. Die gekrümmte Werkzeugelektrode mit variabler Geometrie ist hierbei ausgebildet, ihre Geometrie zu variieren bzw. zu verändert, bspw. durch Auffächerung. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Schritte des Einsetzens der gekrümmten Werkzeugelektrode, des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile, des Nachbearbeitens des Kanals und des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode mindestens einmal wiederholt werden, wobei im Schritt des Einsetzens unterschiedliche gekrümmte Tool electrode is performed from the channel section. The curved tool electrode in this case has a shape corresponding to the curved channel section or to the curved channel. Alternatively, it is advantageous if the erosion method is an ECM method, wherein after the step of arranging the at least two workpiece parts, a step of inserting a curved variable geometry tool electrode into the channel and after the step of reworking the channel a removal step the curved variable geometry tool electrode is carried out of the channel. The curved variable geometry tool electrode is configured to vary or change its geometry, for example, by fanning. In this case, it is particularly advantageous if the steps of inserting the curved tool electrode, arranging the at least two workpiece parts, reworking the channel and removing the curved tool electrode are repeated at least once, wherein in the step of insertion different curved
Werkzeugelektroden, insbesondere gekrümmte Werkzeugelektroden mit unterschiedlicher Geometrie bzw. unterschiedlichem Querschnitt eingesetzt werden oder die Geometrie der gekrümmten Werkzeugelektrode mit variabler Geometrie variiert wird. Das ECM-Verfahren ist ein elektrochemisches Abtragen mit äußerer Spannungsquelle und steht für electrochemical machining. Mittels der ECM-Bearbeitung kann eine sehr gute Oberflächengüte und Tool electrodes, in particular curved tool electrodes are used with different geometry or different cross-section or the geometry of the curved tool electrode is varied with variable geometry. The ECM process is an electrochemical removal with external voltage source and stands for electrochemical machining. By means of ECM machining can be a very good surface finish and
Formgenauigkeit zu geringen Kosten realisiert werden. Hierbei kann aufgrund der Mehrteiligkeit des Werkstücks bzw. des Spiralgehäuses die gekrümmte Werkzeugelektrode für das ECM-Verfahren - bevor der Kanal durch das Form accuracy can be realized at low cost. Here, due to the multi-part of the workpiece or the spiral housing, the curved tool electrode for the ECM method - before the channel through the
Anordnen der beiden Werkstückteile ausgebildet wird - in einen Kanalabschnitt eines Werkstückteils eingesetzt und nach der Bearbeitung auch wieder Arranging the two workpiece parts is formed - in a channel section used a workpiece part and after processing again
herausgenommen werden, so dass die Zugänglichkeit (ohne Hinterschnitt) für das Einsetzen und die Entnahme der gekrümmten Werkzeugelektrode be removed, so that the accessibility (without undercut) for the insertion and removal of the curved tool electrode
gewährleistet ist. Alternativ können unzugängliche Hinterschnitte im Kanal mittels einer gekrümmten Werkzeugelektrode mit variabler Geometrie bearbeitet werden, so dass die Elektrode nach dem Zusammensetzen der beiden is guaranteed. Alternatively, inaccessible undercuts in the channel can be machined by means of a variable geometry tool electrode so that the electrode, after assembly of the two
Werkstückteile eingesetzt und nach der Bearbeitung des Kanals wieder Workpiece parts used and after the processing of the channel again
herausgenommen werden kann, ohne dass dabei die Werkstückteile wieder auseinandergebaut werden müssen. Folglich kann durch gezielte Gestaltung der Elektrodengeometrie die Geometrie des Kanals beeinflusst werden. can be removed without the workpiece parts must be disassembled again. Consequently, by targeted design of the electrode geometry, the geometry of the channel can be influenced.
Beispielsweise können von der Vorbearbeitung ebene Oberflächen gekrümmt ausgebildet werden um eine strömungsgünstigere Geometrie zu produzieren. Die Zielgeometrie kann im Vorfeld durch Iterationen von ECM-Abtragssimulationen und Strömungssimulationen optimiert werden. For example, planar surfaces can be formed curved from the pre-machining in order to produce a streamlined geometry. The target geometry can be optimized in advance by iterations of ECM removal simulations and flow simulations.
Die zumindest zwei Werkstückteile bzw. Gehäuseteile können lösbar miteinander verbunden werden. Der Schritt des lösbaren Verbindens kann nach dem Schritt des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile und noch vor dem Schritt des Nachbearbeitens des Kanals erfolgen. Der Schritt des lösbaren Verbindens kann jedoch auch erst nach dem Schritt des Nachbearbeitens des Kanals erfolgen. The at least two workpiece parts or housing parts can be releasably connected to each other. The detachably connecting step may be performed after the step of arranging the at least two workpiece parts and before the step of post-processing the channel. However, the releasably connecting step may also be done after the post-processing step of the channel.
Unter einer lösbaren Verbindung kann eine Verbindung verstanden werden, welche ohne Zerstörung der zumindest zwei Werkstückteile bzw. Gehäuseteile gelöst werden kann. A releasable connection can be understood as meaning a connection which can be released without destroying the at least two workpiece parts or housing parts.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem The inventive method can, for example, in software or hardware or in a hybrid of software and hardware, for example in a
Steuergerät implementiert sein. Zeichnungen Be implemented control unit. drawings
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 ein als Spiralgehäuse ausgeführtes erfindungsgemäßes Fig. 1 a designed as a spiral housing according to the invention
Strömungsbauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel;  Flow component according to an embodiment;
Fig. 2a-c eine sequenzartige Darstellung des Ablaufs mehrerer Schritte der Nachbearbeitung des Kanals des Strömungsbauteils aus Fig. 1; und Fig. 2a-c is a sequential representation of the sequence of several steps of the post-processing of the channel of the flow member of Fig. 1; and
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem 3 is a flowchart of a method according to a
Ausführungsbeispiel.  Embodiment.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Strömungsbauteil in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehen. In Fig. 1, a flow component according to the invention is provided in its entirety by the reference numeral 10.
Das Strömungsbauteil 10 ist als Spiralgehäuse 10 ausgebildet. Das The flow component 10 is formed as a spiral housing 10. The
Strömungsbauteil 10 bzw. das Spiralgehäuse 10 weist ein erstes Gehäuseteil 12 und zweites Gehäuseteil 14 auf. Das erste Gehäuseteil 12 weist einen ersten Kanalabschnitt 16 auf. Das zweite Gehäuseteil 14 weist einen zweiten Flow member 10 and the spiral housing 10 has a first housing part 12 and second housing part 14. The first housing part 12 has a first channel section 16. The second housing part 14 has a second
Kanalabschnitt 18 auf. Die beiden Gehäuseteile 12, 14 bzw. die beiden Channel section 18. The two housing parts 12, 14 and the two
Kanalschnitte 16, 18 bilden zusammen einen Kanal 20 aus. Die beiden Channel cuts 16, 18 together form a channel 20. The two
Gehäuseteile 12, 14 sind metallisch ausgebildet. Housing parts 12, 14 are formed metallic.
Der Kanal 20 ist zur Führung eines Fluidstromes, insbesondere im Betrieb bzw. Einsatz des Strömungsbauteils 10 ausgebildet. Der Kanal 20 weist eine gekrümmte Kanalmittelachse 22 auf. Der Kanal 20 bzw. die Kanalmittelachse 22 erstreckt sich von einem Kanaleinlass 24 bis zu einem Kanalauslass 26. Der Kanal 20 weist abgerundete Kanalquerschnitte auf. Der Kanal 20 weist ferner entlang der Kanalmittelachse 22 - von dem Kanaleinlass 24 zu dem The channel 20 is designed to guide a fluid flow, in particular during operation or use of the flow component 10. The channel 20 has a curved channel central axis 22. The channel 20 or the channel central axis 22 extends from a channel inlet 24 to a channel outlet 26. The channel 20 has rounded channel cross sections. The channel 20 further includes along the channel centerline 22 - from the channel inlet 24 to the
Kanalauslass 26 hin - eine sich stetig vergrößernde Querschnittfläche auf. Des Weiteren weist der Kanal 20 an einer Kanalinnenfläche 28 Übergangsbereiche 30 von dem ersten Gehäuseteil 12 zu dem zweiten Kanalauslass 26 toward - a steadily increasing cross-sectional area. Furthermore, the channel 20 has at a channel inner surface 28 transition regions 30 from the first housing part 12 to the second
Gehäuseteil 14 bzw. von dem ersten Kanalabschnitt 16 zu dem zweiten Housing part 14 and from the first channel section 16 to the second
Kanalabschnitt 18 auf. Da der Kanal 20 bzw. die Kanalinnenfläche 28 mittels eines abtragenden Verfahrens nachbearbeitet wurde, sind die Channel section 18. Since the channel 20 and the channel inner surface 28 has been reworked by means of an erosive method, the
Übergangsbereiche 30 kontinuierlich ausgebildet. D.h., mit anderen Worten, dass die Übergangsbereich 30 frei von Absätzen, Stufen und/oder Kanten und somit absatzlos bzw. stufenlos bzw. kantenlos ausgebildet ist. Transition regions 30 formed continuously. In other words, the transition region 30 is formed free of steps, steps and / or edges and thus without any chamfer or edges.
In Fig. 2a-c ist sequenzartig der Ablauf mehrerer Schritte der Nachbearbeitung des Kanals 20 des Strömungsbauteils 10 aus Fig. 1 dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist als abtragendes Verfahren ein ECM-Verfahren gewählt, wobei im Rahmen der Erfindung beliebige elektrochemische, chemische und thermische Verfahren sowie Kombinationen daraus denkbar sind. In Fig. 2a-c, the sequence of several steps of the post-processing of the channel 20 of the flow member 10 of Fig. 1 is shown in sequence. In the exemplary embodiment shown, an ECM method is selected as the ablative method, wherein any electrochemical, chemical and thermal methods and combinations thereof are conceivable within the scope of the invention.
Fig. 2a-c zeigen einen Abschnitt des Strömungsbauteils 10 bzw. Spiralgehäuses 10 aus Fig. 1. Das Spiralgehäuse 10 ist hierbei noch nicht fertig nachbearbeitet und somit als Werkstück 10 ausgebildet. Dementsprechend sind das erste Gehäuseteil 12 als erstes Werkstückteil 12 und das zweite Gehäuseteil 14 als zweites Werkstückteil 14 ausgebildet. Folglich weist das erste Werkstückteil 12 den ersten Kanalabschnitt 16 und das zweite Werkstückteil 14 den zweiten Kanalabschnitt 18 auf. Für das ECM-Verfahren müssen beide Gehäuseteile 12, 14 metallisch ausgebildet sein. FIGS. 2 a - c show a section of the flow component 10 or spiral casing 10 from FIG. 1. The spiral casing 10 is not yet completely finished and thus formed as a workpiece 10. Accordingly, the first housing part 12 as the first workpiece part 12 and the second housing part 14 as the second workpiece part 14 are formed. As a result, the first workpiece part 12 has the first channel section 16 and the second workpiece part 14 has the second channel section 18. For the ECM process both housing parts 12, 14 must be metallic.
Fig. 2a gezeigt einen Zustand vor der ersten Nachbearbeitung. Demgemäß wurde vor der ersten Nachbearbeitung eine gekrümmte Werkzeugelektrode 32 in den ersten Kanalabschnitt 16 des ersten Werkstückteils 12 eingesetzt. Fig. 2a shows a state before the first post-processing. Accordingly, prior to the first post-processing, a curved tool electrode 32 has been inserted into the first channel section 16 of the first workpiece part 12.
Anschließend wurden die zwei Werkstückteile 12, 14 zueinander angeordnet bzw. zusammengesetzt, so dass der Kanal 20 mit der gekrümmten Subsequently, the two workpiece parts 12, 14 were arranged or assembled to each other, so that the channel 20 with the curved
Kanalmittelachse 22 ausgebildet wurde, wobei die gekrümmte Channel center axis 22 has been formed, wherein the curved
Werkzeugelektrode 32 in dem Kanal 20 angeordnet bleibt. Hierbei weist die Kanalinnenfläche 28 an den Übergangsbereichen 30 von dem ersten Tool electrode 32 is disposed in the channel 20. Here, the channel inner surface 28 at the transition regions 30 of the first
Werkstückteil 12 zu dem zweiten Werkstückteil 14 Kanten bzw. Stufen auf. Danach erfolgt die erste Nachbearbeitung des Kanals 20 bzw. der Workpiece part 12 to the second workpiece part 14 edges or steps. Thereafter, the first post-processing of the channel 20 and the
Kanalinnenfläche 28 mittels des ECM-Verfahrens. Hierbei wird eine äußere Spannungsquelle an den zwei Werkstückteilen 12, 14 als Anode (+) und der Werkzeugelektrode 32 als Kathode (-) angelegt. Im Anschluss daran wird ein Wirkmedium, welches ein Elektrolyt (bspw. wässrige Natrium nitrat- oder Channel interior surface 28 by means of the ECM method. Here, an external voltage source is applied to the two workpiece parts 12, 14 as the anode (+) and the tool electrode 32 as the cathode (-). Following this, an active medium, which is an electrolyte (for example, aqueous sodium nitrate or
Natriumchlorid-Elektrolytlösung) ist an den Kanal 20 abgegeben. Das Sodium chloride electrolyte solution) is delivered to the channel 20. The
Wirkmedium bzw. der Elektrolyt durchströmt dann den Kanal 20 zwischen der Kanalinnenfläche 28 und der Werkzeugelektrode 32 entlang der The active medium or the electrolyte then flows through the channel 20 between the channel inner surface 28 and the tool electrode 32 along the
Kanalmittelachse 22 von dem Kanaleinlass 24 bis zu dem Kanalauslass 26 und transportiert die entstandenen Abtragprodukte aus dem Kanal 20 heraus. Hierbei erfolgt eine anodische Metallauflösung an der Kanalinnenfläche 28, wobei die Anode, d.h. die zwei Werkstückteile 12, 14 Elektronen abgeben, wodurch sich Metallionen bilden, welche in den Elektrolyt bzw. die Elektrolytlösung übergehen. Bestimmte Metalle, wie beispielsweise Eisen fallen gemeinsam mit Channel centerline 22 from the channel inlet 24 to the channel outlet 26 and transports the resulting Abtragprodukte out of the channel 20 out. Here, anodic metal dissolution occurs at the channel inner surface 28, the anode, i. the two workpiece parts 12, 14 emit electrons, thereby forming metal ions, which pass into the electrolyte or the electrolyte solution. Certain metals, such as iron coincide with
Hydroxidionen, die an der Kathode (-) entstehen als Feststoff aus und können mechanisch aus dem Elektrolyt abgetrennt werden. Andere Metalle wie etwa Kupfer bleiben in Lösung und verbleiben zunächst in Lösung. Hydroxide ions that form at the cathode (-) arise as a solid and can be mechanically separated from the electrolyte. Other metals such as copper remain in solution and initially remain in solution.
Aufgrund dieser Nachbearbeitung des Kanals 20 mittels eines abtragenden Verfahrens, nämlich des ECM-Verfahrens, bei dem beide den Kanal 20 ausbildenden Werkstückteile 12, 14 gleichzeitig nachbearbeitet werden, erfolgt ein gleichzeitiges Abtragen an der Kanalinnenfläche 28, wodurch die Kanten und Stufen an den Übergangsbereichen 30 entfernt werden. Durch diese„Glättung" der Kanalinnenfläche 28 entsteht ein kontinuierlicher Verlauf an den Due to this reworking of the channel 20 by means of an erosive method, namely the ECM method in which both the channel 20 forming workpiece parts 12, 14 are simultaneously reworked, a simultaneous ablation takes place on the channel inner surface 28, whereby the edges and steps at the transition areas 30th be removed. This "smoothing" of the channel inner surface 28 creates a continuous course on the
Übergangsbereichen 30 mit einer hohen Oberflächengüte und Formgenauigkeit, so dass der Kanal 20 eine strömungsoptimierte Ausgestaltung aufweist. Transition regions 30 with a high surface quality and dimensional accuracy, so that the channel 20 has a flow-optimized design.
Im Anschluss daran werden die zwei Werkstückteile 12, 14 auseinandergebaut, so dass die gekrümmte Werkzeugelektrode 32 aus dem ersten Kanalabschnitt 16 entfernt werden kann. Sofern die durch die Nachbearbeitung erzielte Subsequently, the two workpiece parts 12, 14 are disassembled so that the curved tool electrode 32 can be removed from the first channel portion 16. Provided that achieved by the post
Oberflächengüte der Kanalinnenfläche 28 ausreichend ist, können die zwei Werkstückteile 12, 14 wieder zusammengesetzt werden, um das fertige Surface quality of the channel inner surface 28 is sufficient, the two workpiece parts 12, 14 can be reassembled to the finished
Strömungsbauteil 10 auszubilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel folgen jedoch noch weitere zwei Nachbearbeitungen analog zu der vorangehend erläuterten Nachbearbeitung. Im Detail, werden in den Fig. 2b und 2c jeweils die o.g. Schritte aus Fig. 2a Form flow component 10. In the embodiment shown, however, another two reworks follow analogously to the post-processing explained above. In detail, the above-mentioned steps from FIG. 2a are respectively shown in FIGS. 2b and 2c
wiederholt, d.h. die Schritte des Einsetzens der gekrümmten Werkzeugelektrode 32, des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile 12, 14, des repeatedly, i. the steps of inserting the curved tool electrode 32, arranging the at least two workpiece parts 12, 14, of the
Nachbearbeitens des Kanals 20 mittels des ECM-Verfahrens und des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode 32. Hierbei wird jedoch bei jeder der drei gezeigten Nachbearbeitungen gemäß Fig. 2a-c eine gekrümmte Post-processing of the channel 20 by means of the ECM method and the removal of the curved tool electrode 32. Here, however, in each of the three post-processing shown in FIG. 2a-c is a curved
Werkzeugelektrode 32, 32', 32" mit unterschiedlicher Geometrie, nämlich Tool electrode 32, 32 ', 32 "with different geometry, namely
unterschiedlichen Querschnitt eingesetzt bzw. verwendet. Der Querschnitt nimmt im gezeigten Ausführungsbeispiel von der ersten Nachbearbeitung gemäß Fig. used or used different cross section. The cross section takes in the embodiment shown by the first post-processing of FIG.
2a zu der dritten Nachbearbeitung gemäß Fig. 2c zu. Hierdurch kann die 2a to the third post-processing of FIG. 2c. This allows the
Formgenauigkeit und Oberflächengüte des Kanals 20 bzw. der Kanalinnenfläche 28 je nach Anforderung weiter ausgestaltet bzw. angepasst und entsprechend erhöht werden. Shape accuracy and surface quality of the channel 20 and the channel inner surface 28 further configured or adapted depending on the requirements and increased accordingly.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Nachbearbeiten eines Kanals 20 in einem Werkstück 10, wobei der Kanal 20 eine gekrümmte Kanalmittelachse 22 aufweist und von zumindest zwei Werkstückteilen 12, 14 des Werkstücks 10 ausgebildet wird. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile 12, 14 zueinander, so dass der Kanal 20 mit der gekrümmten Kanalmittelachse 22 ausgebildet wird. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt 104 des 3 shows a flow chart of an embodiment of a method 100 according to the invention for reworking a channel 20 in a workpiece 10, wherein the channel 20 has a curved channel central axis 22 and is formed by at least two workpiece parts 12, 14 of the workpiece 10. The method 100 comprises a step 102 of arranging the at least two workpiece parts 12, 14 relative to one another so that the channel 20 is formed with the curved channel central axis 22. The method 100 further includes a step 104 of
Nachbearbeitens des Kanals 20 mittels eines abtragenden Verfahrens. Post-processing of the channel 20 by means of a removing process.
Wenn das abtragende Verfahren - wie in Fig. 2a-c gezeigt - ein ECM-Verfahren ist, so umfasst das Verfahren 100 vor dem Schritt 102 des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile 12, 14 einen Schritt 106 des Einsetzens einer gekrümmten If the ablating process is an ECM process, as shown in FIGS. 2a-c, prior to step 102 of arranging the at least two workpiece parts 12, 14, the method 100 includes a step 106 of inserting a curved one
Werkzeugelektrode 32, 32', 32" in einen Kanalabschnitt 16, 18 eines der Tool electrode 32, 32 ', 32 "in a channel section 16, 18 of the one
Werkstückteile 12, 14 sowie nach dem Schritt 104 des Nachbearbeitens des Kanals 20 einen Schritt 108 des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode 32, 32', 32" aus dem Kanalabschnitt 16, 18. Workpiece parts 12, 14 and after the step 104 of reworking the channel 20, a step 108 of removing the curved tool electrode 32, 32 ', 32 "from the channel section 16, 18th
Das Verfahren 100 kann ferner optional noch einen Schritt 110 des lösbaren The method 100 may also optionally include a step 110 of the releasable
Verbindens der zumindest zwei Werkstückteile 12, 14 umfassen. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. Connecting the at least two workpiece parts 12, 14 include. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Nachbearbeiten eines Kanals (20) in einem Werkstück (10), wobei der Kanal (20) eine gekrümmte Kanalmittelachse (22) aufweist und von zumindest zwei Werkstückteilen (12, 14) des Werkstücks (10) ausgebildet wird, mit den Schritten: A method of reworking a channel (20) in a workpiece (10), wherein the channel (20) has a curved channel central axis (22) and is formed by at least two workpiece parts (12, 14) of the workpiece (10) steps:
- Anordnen (102) der zumindest zwei Werkstückteile (12, 14) zueinander, so dass der Kanal (20) mit der gekrümmten Kanalmittelachse (22) ausgebildet wird, und  Arranging (102) the at least two workpiece parts (12, 14) relative to each other so that the channel (20) is formed with the curved channel central axis (22), and
- Nachbearbeiten (104) des Kanals (20) mittels eines abtragenden Verfahrens.  - Post-processing (104) of the channel (20) by means of a removing process.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (104) des Nachbearbeitens der Kanal (20) von einem Wirkmedium durchströmt wird. 2. The method (100) according to claim 1, characterized in that in step (104) of the reworking of the channel (20) is flowed through by an active medium.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das 3. Method (100) according to claim 2, characterized in that the
Wirkmedium ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Elektrolyt,  Active medium is selected from the group consisting of: electrolyte,
Ätzmedium, Dielektrikum.  Etching medium, dielectric.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) von dem Wirkmedium in Richtung der Kanalmittelachse (22), insbesondere von einem Kanaleinlass (24) bis zu einem von dem Kanaleinlass (24) 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the channel (20) of the active medium in the direction of the central channel axis (22), in particular from a channel inlet (24) to one of the channel inlet (24).
verschiedenen Kanalauslass (26) durchströmt wird.  different channel outlet (26) is flowed through.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. The method (100) according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass abtragende Verfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: elektrochemisches Verfahren, insbesondere elektrochemisches Abtragen oder Metallätzen, chemisches Verfahren, insbesondere Ätzen, thermisches Verfahren, insbesondere Funkerosion, oder Kombinationen daraus.  in that the erosive method is selected from the group consisting of: electrochemical method, in particular electrochemical removal or metal etching, chemical method, in particular etching, thermal method, in particular radio erosion, or combinations thereof.
6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das 6. The method (100) according to claim 5, characterized in that the
abtragende Verfahren ein ECM-Verfahren ist, wobei vor dem Schritt (102) des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile (12, 14) ein Schritt (106) des Einsetzens einer gekrümmten Werkzeugelektrode (32, 32', 32") in einen Kanalabschnitt (16, 18) eines der Werkstückteile (12, 14) und erosive method is an ECM method, wherein before the step (102) of arranging the at least two workpiece parts (12, 14) a step (106) of inserting a curved tool electrode (32, 32 ', 32 ") into a channel section (16, 18) of one of the workpiece parts (12, 14) and
nach dem Schritt (104) des Nachbearbeitens des Kanals (20) ein Schritt (108) des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode (32, 32', 32") aus dem Kanalabschnitt (16,18) durchgeführt wird.  after step (104) of reworking the channel (20), a step (108) of removing the curved tool electrode (32, 32 ', 32 ") from the channel section (16, 18) is performed.
Verfahren (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abtragende Verfahren ein ECM-Verfahren ist, wobei Method (100) according to claim 5, characterized in that the erosive method is an ECM method, wherein
nach dem Schritt (102) des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile (12, 14) ein Schritt (106) des Einsetzens einer gekrümmten Werkzeugelektrode (32, 32', 32") mit variabler Geometrie in den Kanal (20) und  after the step (102) of arranging the at least two workpiece parts (12, 14), a step (106) of inserting a curved variable geometry tool electrode (32, 32 ', 32 ") into the channel (20) and
nach dem Schritt (104) des Nachbearbeitens des Kanals (20) ein Schritt (108) des Entfernens der gekrümmten Werkzeugelektrode (32, 32', 32") mit variabler Geometrie aus dem Kanal (20) durchgeführt wird.  after step (104) of reworking the channel (20), performing a step (108) of removing the variable geometry curved tool electrode (32, 32 ', 32 ") from the channel (20).
Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieMethod (100) according to claim 6 or 7, characterized in that the
Schritte (102, 104, 106, 108) des Einsetzens der gekrümmten Werkzeugelektrode (32, 32', 32"), des Anordnens der zumindest zwei Werkstückteile (12, 14), des Nachbearbeitens des Kanals (20) und des Entfernens der gekrümmten Steps (102, 104, 106, 108) of inserting the curved tool electrode (32, 32 ', 32 "), arranging the at least two workpiece parts (12, 14), reworking the channel (20) and removing the curved ones
Werkzeugelektrode (32, 32', 32") mindestens einmal wiederholt werden, wobei im Schritt (106) des Einsetzens unterschiedliche Werkzeugelektroden (32, 32', 32"), insbesondere gekrümmte Werkzeugelektroden (32, 32', 32") mit unterschiedlicher Geometrie eingesetzt werden oder die Geometrie der gekrümmten  Tool electrode (32, 32 ', 32 ") are repeated at least once, wherein in step (106) of insertion different tool electrodes (32, 32', 32"), in particular curved tool electrodes (32, 32 ', 32 ") with different geometry be used or the geometry of the curved
Werkzeugelektrode (32, 32', 32") mit variabler Geometrie variiert wird.  Tool electrode (32, 32 ', 32 ") is varied with variable geometry.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Method according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass im Schritt (102) des Anordnens die zumindest zwei Werkstückteile (12, 14) angrenzend zueinander angeordnet werden, um den Kanal (20) mit der gekrümmten Kanalmittelachse (22) auszubilden.  characterized in that in the step (102) of arranging the at least two workpiece parts (12, 14) are arranged adjacent to one another to form the channel (20) with the curved channel center axis (22).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Kanal (20) länglich ausgebildet ist. characterized in that the channel (20) is elongated.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) in Richtung der Kanalmittelachse (22) variierende Querschnitte aufweist. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the channel (20) in the direction of the channel central axis (22) has varying cross sections.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Kanalmittelachse (22) des Kanals (20) bogenförmig, helixförmig oder spiralförmig ausgebildet ist.  in that the channel central axis (22) of the channel (20) is arc-shaped, helical or spiral-shaped.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the additional step:
Lösbares Verbinden (110) der zumindest zwei Werkstückteile (12, 14).  Releasably connecting (110) the at least two workpiece parts (12, 14).
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Werkstückteile (12, 14) des  in that the at least two workpiece parts (12, 14) of the
Werkstücks (10) metallisch ausgebildet sind.  Workpiece (10) are formed metallic.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Werkstück (10) als Strömungsbauteil (10),  in that the workpiece (10) is designed as a flow component (10),
insbesondere als Spiralgehäuse (10), zur Führung eines Fluidstromes ausgebildet ist.  in particular as a spiral housing (10), designed to guide a fluid flow.
16. Strömungsbauteil (10), insbesondere Spiralgehäuse (10), mit einem Kanal (20) zur Führung eines Fluidstromes, wobei der Kanal (20) von zumindest einem ersten Gehäuseteil (12) des Strömungsbauteils (10) und einem zweiten Gehäuseteil (14) des Strömungsbauteils (10) ausgebildet ist und eine gekrümmte Kanalmittelachse (22) aufweist, wobei der Kanal (20) ferner an zumindest einem Übergangsbereich (30) von dem ersten Gehäuseteil (12) zu dem zweiten Gehäuseteil (14) aufgrund einer Nachbearbeitung des Kanals (20) mittels eines abtragenden Verfahrens kontinuierlich ausgebildet ist. 16. Flow component (10), in particular spiral housing (10), with a channel (20) for guiding a fluid flow, wherein the channel (20) of at least a first housing part (12) of the flow component (10) and a second housing part (14) the channel (20) is further formed on at least one transition region (30) from the first housing part (12) to the second housing part (14) due to post-processing of the channel (30). 20) is formed continuously by means of an erosive method.
17. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 auszuführen. A computer program adapted to perform the method (100) of any one of claims 1 to 14.
18. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach 18. Machine-readable storage medium on which the computer program is based
Anspruch 16 gespeichert ist.  Claim 16 is stored.
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