EP2929981B1 - Haltevorrichtung zur aufnahme und halterung von mindestens einem bauteil und gleitschleifverfahren - Google Patents

Haltevorrichtung zur aufnahme und halterung von mindestens einem bauteil und gleitschleifverfahren Download PDF

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EP2929981B1
EP2929981B1 EP15160530.0A EP15160530A EP2929981B1 EP 2929981 B1 EP2929981 B1 EP 2929981B1 EP 15160530 A EP15160530 A EP 15160530A EP 2929981 B1 EP2929981 B1 EP 2929981B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
components
grinding
holding apparatus
shaft
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP15160530.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2929981A1 (de
Inventor
Dagobert Göpfert
Bernd Stimper
Michael Velten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP2929981A1 publication Critical patent/EP2929981A1/de
Application granted granted Critical
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Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/003Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor whereby the workpieces are mounted on a holder and are immersed in the abrasive material

Definitions

  • the invention relates to a holding device for receiving and holding at least one component within a trough filled with abrasive bodies of a vibratory finishing device, by means of which respective surfaces of the at least one component are abradable under relative movement between the at least one component and the grinding wheels. Furthermore, the invention relates to a vibratory finishing method using a holding device for the components to be ground.
  • the so-called vibratory finishing process which is a subgroup of the finishing process, is known to be particularly suitable.
  • a container or trough of a vibratory finishing device is filled with loose grinding bodies and the components to be processed or abraded are placed in the trough filled with grinding bodies.
  • a so-called oscillating trough can be used, which can be set in vibration by a vibration motor of the vibratory finishing device.
  • From the DE 2 344 639 A1 is a device for holding workpieces within a vibrating trough filled with an abrasive pad, according to the vibratory finishing method working grinding or polishing machine known.
  • the known device has loose, insertable into the swing trough and permeable to the abrasive body receiving cages for at least one workpiece.
  • These receiving cages also each have two designed as a spoked wheel end parts and are therefore complex and manufactured with relatively high material usage.
  • a holding device for receiving and holding at least one component with an axis for releasably receiving and holding at least one component is described, in which the axis can be guided through at least one opening in the component.
  • a holding device is known, which has at least one attachable to the axle spacer element by means of which the components and the receptacle can be arranged to a further mounted on the axle component in a predetermined axial distance.
  • a holding device which has at least two radial spacers, wherein the radial spacers are arranged on the axis.
  • An exemplary holding device for holding and holding at least one component within a trough filled with abrasive bodies or working space of a vibratory finishing device, by means of which respective surfaces of the at least one component are abradable under relative movement between the at least one component and the grinding wheels, comprises at least one axis for releasable Receiving and holding the at least one component, wherein the axis is formed such that it can be guided through at least one opening in the component and / or through at least one opening of a component receptacle receiving at least one component.
  • Such an axis is particularly easy to manufacture and low material usage.
  • the surfaces of the component or components by means of the holding device according to the invention are particularly accessible to the grinding body.
  • a particularly uniform velocity distribution of the relative velocity between the grinding bodies and the surfaces of the component to be abraded is ensured, wherein the grinding process also takes place over an extended area of the surfaces to be abraded can.
  • the component receptacle is designed such that a plurality of components can be arranged rotationally symmetrically on the component receptacle.
  • the component receptacle may be disc-shaped or annular. This advantageously results in a uniform wear on the component surfaces of the components mounted on the component holder.
  • the latter has at least one spacer element which can be applied to the axle, by means of which the at least one component receptacle can be arranged at least one further component receptacle at a predetermined axial distance.
  • the spacer element can also be dimensioned differently with respect to its axial extension, so that the axial distance between the components can be exactly predetermined.
  • the relative speed between the grinding bodies and the respective mutually facing surfaces of adjacent components, which are spaced apart from each other by the spacer can be adjusted directly by the size of the distance, ie the gap between the components is specified by means of the spacer. Therefore, on the one hand, it is possible to use a spacer which is short in axial engagement, and accordingly to provide a relatively narrow gap between the opposing component surfaces, thereby increasing the number of components and / or component supports which can be supported by the axis and thus increasing the system utilization can.
  • a particularly large distance between the components and / or component receptacles can be created by means of a correspondingly dimensioned spacer, whereby a total of fewer components can be accommodated on the axis, however, a particularly homogeneous and high grinding quality is also achieved on facing component surfaces .
  • sleeves with a particularly thin wall thickness can be provided as spacer elements, which have a particularly small contact surface with the respective components to be spaced apart.
  • the component holder already has an integrated spacer element, which may be formed in particular in the region around the opening for insertion of the axle.
  • a holding device comprises this at least one adapter, by means of which at least one size difference and / or a difference in the geometric configuration between the axis and the opening of the component and / or the opening of the component receiving, by which the axis is guided compensated is.
  • the adapter may, for example, have a cone on which the component or the component receptacle are at least partially pushed and can be held without play on the axis accordingly.
  • the above-described spacer element and the adapter can be designed as separate components or in one piece.
  • a further exemplary embodiment of a holding device has at least two radial spacers, wherein the radial spacers are arranged on the axis such that the at least one component and / or the component receptacle is mounted between the radial spacers.
  • the radial spacers in this case have an extent and / or a diameter (D R ), which is greater than the maximum extent and / or the maximum diameter (D B ) of the components mounted directly on the axle or the at least one disposed on the component receiving component.
  • D R the maximum extent and / or the maximum diameter
  • the radial spacers come to several advantageous functions. The fact that the components are arranged between the radial spacers, a contacting of the components in the axial direction of the axis is prevented with the container inner walls of the trough.
  • this has at least two clamping or fixing elements, by means of which the at least one component holder and / or the at least one spacer element can be fixed on the axle.
  • the clamping or fixing elements which may be formed, for example, as nuts which can be screwed onto the axis, the component receptacles can be secured in a particularly effective manner against an axial displacement or against an undesired release from the axis.
  • the clamping or fixing elements can also be designed, for example, as securing rings or other clamping means suitable for holding the component receptacles.
  • the axis for receiving and holding the component receptacles at least partially has an external thread. On this external thread then component holders can be screwed with a corresponding internal thread having openings and thus secured.
  • the axis has a constant or changing axle diameter. This makes it possible to easily adapt the diameter of the axle to one or more identical or different diameters of the openings of the components and / or component holders, through which the axle is guided, and without additional intermediate elements.
  • the holding device according to the invention is particularly suitable for receiving and holding at least one component of an aircraft engine.
  • Components of an aircraft engine are usually particularly heavily stressed, which is why an exact production or a particularly uniform and high grinding quality is of particular importance.
  • the holding device is suitable for receiving such components, since a particularly high grinding and surface quality can be ensured at the component surfaces coming into contact with the grinding bodies. This contributes in particular to uniform processing, i. a uniform removal of the surfaces to be machined of the component. Possible imbalances resulting from uneven removal are reliably avoided.
  • blades of a turbine of an aircraft engine may be mentioned here.
  • the component holder is advantageously formed disc or annular.
  • the invention further comprises a vibratory finishing method which comprises at least the following steps using a holding device described above: applying and releasably securing at least one component receiving at least one component on at least one axis of the holding device, wherein the axis is formed so that they by at least an opening in the component receptacle is feasible; Introducing the holding device into a trough or working space of a vibratory grinding machine which is filled or to be filled with grinding bodies and which is designed to grind respective surfaces of the at least one component under relative movement between the at least one component and the grinding bodies; Moving the trough and the grinding wheels therein to move the grinding operation; and stopping the machining operation and removing the holding device.
  • the vibratory grinding method By means of the vibratory grinding method according to the invention, using the holding device results in a particularly simple plant assembly, low-manpower production and minimal throughput times, with universal applicability of the holding device or the vibratory finishing process for a variety of component forms is given. In addition, several components can be edited at the same time. Furthermore, before the removal of the holding device, the movement or flow direction of the grinding bodies in the trough can be reversed. As a result, the holding device "floats" with the at least one component and / or component holder on the grinding bodies and can thus be easily removed from the trough.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a vibratory finishing device 10 with a filled with grinding wheels 16 trough 12.
  • the trough 12 is vibrated by means of a vibrator device, not shown, the vibratory finishing device 10 in vibration.
  • the abrasive body 16 known elements may be used, which consist in particular of steel, corundum or other suitable materials. Typical dimensions of the grinding wheels 16 are in the millimeter range.
  • the abrasive body 16 may be formed spherical, pyramidal or tetrahedral. However, other shapes and sizes are conceivable. Due to the vibrations of the trough 12, the grinding wheels 16 are also set in motion, in particular a flow movement.
  • a holding device 18 is inserted into the trough 12 or into the bulk material of the grinding wheels 16.
  • the holding device 18 has an axis 20, in which in the not inventive embodiment, three components 22, 26, 34 are mounted.
  • the components 22, 26, 34 are pushed over a respective opening 24 on the axis 20.
  • two spacer elements 30 are arranged, which space the components 22, 26, 34 from each other axially.
  • the axial distance a between the components 22 and 26 is shown.
  • the components 22, 26, 34 shown in the exemplary embodiment are so-called blisks which have a rotationally symmetrical region 28.
  • the openings 24 of the components 22, 26, 36 are formed in the rotationally symmetrical region 28, wherein the central axes of the openings 24 are arranged coaxially to a longitudinal axis of the axis 20.
  • the holding device 18 further comprises two radial spacers 36, which are arranged at the respective ends of the axis 20. Between the Radialabstandshaltem 36, the components 22, 26, 34 and the corresponding spacer elements 30 are mounted. It can be seen that the two radial spacers 36 have a diameter D R , which is greater than a maximum diameter D B of the components 22, 26, 34.
  • the arrangement of the two radial spacers 36 and the intermediate components 22, 26, 34 with the spacer elements 30 is fixed by two clamping or fixing elements 32 on the axis 20.
  • the clamping elements 32 can be, for example, nuts which can be screwed onto the corresponding ends of the axle 20. If appropriate, the clamping elements 32 can also be integrated in the radial spacers 36.
  • the diameter D R of the radial spacers 36 is greater than the maximum diameter D B of the components located between the radial spacers 36 is reliably prevented that the components to be machined 22, 26, 34 abut the inner sides 14 of the trough 12 and possibly damaged , A mutual contacting of the components 22, 26, 34 is in turn prevented by the spacer elements 30 arranged between the components 22, 26, 34.
  • the radial spacers 36 are shown and formed disc-shaped. Of course, there is also the possibility that they are, for example, annular or also have a different geometric shape. It is crucial that the extent and / or the diameter of the radial spacers 36 at each point is always greater than the maximum diameter and / or the maximum extent of the fixed in the holding device 18 component 22, 26, 34th
  • the axle 20 has a constant axle diameter in the illustrated embodiment. But it is also possible that this axle diameter varies and is adapted to different diameters of the openings 24 of the components to be machined. Such size differences in the diameters of the openings 24 could also be compensated by corresponding adapters (not shown).
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary holding device 18 'according to the invention according to a further embodiment.
  • the holding device 18 'in this case comprises an axis 20 for releasably receiving and holding a component receptacle 38.
  • the axis 20 in this case has an external thread 46, onto which the component receptacle 38 with a corresponding internal thread (not shown) of an opening formed in the component receptacle 38 opening 40 screwed and attachable.
  • the opening 40 is formed centered within the component receptacle 38.
  • At least one clamping or fixing element 32 which can also be screwed onto the axis 20, is additionally provided, which is designed as a screw nut in the example shown.
  • the component holder 38 may be made of plastic, ceramic, wood, metal and / or a metal alloy.
  • the component receptacle 38 is disc-shaped.
  • fastening devices 44 for releasably securing the components 42 are arranged on the radially outer edges of the component holder 38 .
  • the fastening devices 44 can be designed as screw, clamp or plug connections. Other types of attachment are conceivable.
  • the components 42 in the illustrated embodiment are blades of a turbine of an aircraft engine.
  • the fastening devices 44 are arranged at an equal angular distance from each other, so that overall results in an approximately rotationally symmetrical structure of the component holder 38 with the components 42 and an approximately rotationally symmetrical arrangement of the components 42.
  • any number of identical or different fastening devices may be formed on the component receptacle 38 as far as the size of the respective component receptacle 38 permits.
  • a particularly efficient vibratory finishing process is provided in which the illustrated components 42 on the axis 20 of the holding device 18'indirekt mounted on the component holder 38 and inserted together with the holding device 18 'in the filled with grinding wheels 16 trough 12 of the vibratory finishing device 10. Due to the relative movement between the grinding wheels 16 and the components 42 and their component surfaces, the latter are ground and / or polished and / or deburred.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Halterung von mindestens einem Bauteil innerhalb eines mit Schleifkörpern gefüllten Troges einer Gleitschleifvorrichtung, mittels welcher jeweilige Oberflächen des mindestens einen Bauteils unter Relativbewegung zwischen dem mindestens einen Bauteil und den Schleifkörpern abschleifbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gleitschleifverfahren unter Verwendung einer Haltevorrichtung für die zu schleifenden Bauteile.
  • Um Bauteile mit komplexer Oberflächenkontur (z. B. viele Einzeloberflächen, wenige ebene Flächen oder z.B. komplexe Krümmungen) und insbesondere eine große Stückzahl derartiger Bauteile besonders wirtschaftlich bearbeiten zu können, ist das sogenannten Gleitschleifverfahren, welches eine Untergruppe der Schlichtverfahren darstellt, bekanntermaßen besonders geeignet. Bei dem Gleitschleifverfahren wird ein Behälter bzw. ein Trog einer Gleitschleifvorrichtung mit losen Schleifkörpern gefüllt und die zu bearbeitenden bzw. abzuschleifenden Bauteile in den mit Schleifkörpern gefüllten Trog gelegt. Als Behälter bzw. Trog kann ein sogenannter Schwingtrog verwendet werden, welcher durch einen Vibrationsmotor der Gleitschleifvorrichtung in Schwingung versetzt werden kann. Mittels des Vibrationsmotors oder alternativ mittels z.B. einer angetriebenen Exzenterwelle, werden die im Schwingtrog, bzw. Behälter enthaltenen Schleifkörper derart angeregt, dass sie sich relativ zu den abzuschleifenden Bauteilen bewegen. Infolge des Kontaktes der zu bearbeitenden Oberflächen des Bauteils mit den relativ dazu bewegten Schleifkörpern werden die Rauigkeiten an den Bauteiloberflächen verringert und dementsprechend die Bauteile abgeschliffen. Zur Vergrößerung des Durchsatzes besteht auch die Möglichkeit mehrere der Bauteile gleichzeitig in einem Schwingtrog abzuschleifen bzw. zu schlichten. Hierbei gilt es jedoch zu vermeiden, dass sich die Bauteile in Folge der Schwingung des Behälters bzw. Troges gegenseitig berühren bzw. zusammenstoßen, wodurch es zur gegenseitigen Beschädigung kommen könnte. Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs ist aus der US 1 512 350 A bekannt.
  • Aus der DE 2 344 639 A1 ist eine Vorrichtung zur Halterung von Werkstücken innerhalb eines mit einer Schleifkörperschüttung gefüllten Schwingtroges einer nach dem Gleitschleifverfahren arbeitenden Schleif- oder Poliermaschine bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist lose, in den Schwingtrog einsetzbare und für die Schleifkörper durchlässige Aufnahmekäfige für jeweils mindestens ein Werkstück auf. Diese Aufnahmekäfige weisen zudem jeweils zwei als Speichenrad ausgebildete Stirnteile auf und sind dementsprechend aufwendig und unter vergleichsweise hohem Materialeinsatz hergestellt.
  • Aus der SU 1 454 662 A1 ist eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Halterung mindestens eines Bauteil mit einer Achse zur lösbaren Aufnahme und Halterung mindestens eines Bauteils beschrieben, bei welcher die Achse durch mindestens eine Öffnung im Bauteil führbar ist. Aus der US 1 512 350 A ist eine Haltevorrichtung bekannt, welche mindestens ein auf die Achse aufbringbares Abstandselement aufweist, mittels welchem die Bauteile und die Aufnahme zu einem weiteren auf der Achse gelagerten Bauteil in einem vorbestimmten axialen Abstand anordenbar sind. Aus der US 2013/323071A1 ist eine Haltevorrichtung bekannt, die mindestens zwei Radialabstandshalter aufweist, wobei die Radialabstandshalter an der Achse angeordnet sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Haltevorrichtung zur Aufnahme und Halterung von mindestens einem Bauteil innerhalb eines mit Schleifkörpern gefüllten Troges einer Gleitschleifvorrichtung bereitzustellen, welche besonders einfach und unter geringem Materialeinsatz herstellbar ist und zudem eine besonders gleichmäßige Oberflächenbearbeitung des Bauteils gewährleistet. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Gleitschleifverfahren zum Schleifen jeweiliger Oberflächen mindestens eines Bauteils bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden durch eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Gleitschleifverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Haltevorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und umgekehrt anzusehen sind.
  • Eine beispielhafte Haltevorrichtung zur Aufnahme und Halterung von mindestens einem Bauteil innerhalb eines mit Schleifkörpern gefüllten Troges bzw. Arbeitsraums einer Gleitschleifvorrichtung, mittels welcher jeweilige Oberflächen des mindestens einen Bauteils unter Relativbewegung zwischen dem mindestens einen Bauteil und den Schleifkörpern abschleifbar sind, umfasst mindestens eine Achse zur lösbaren Aufnahme und Halterung des mindestens einen Bauteils, wobei die Achse derart ausgebildet ist, dass sie durch mindestens eine Öffnung im Bauteil und/oder durch mindestens eine Öffnung einer mindestens ein Bauteil aufnehmenden Bauteilaufnahme führbar ist. Dies bedeutet, dass die zu bearbeitenden Bauteile direkt oder indirekt über eine Bauteilaufnahme an der Achse lösbar befestigt werden können. Eine derartige Achse ist besonders einfach und unter geringem Materialeinsatz zu fertigen. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Aufnahmekäfigen zur Aufnahme des Bauteils bzw. mehrerer Bauteile sind die Oberflächen des Bauteils bzw. der Bauteile mittels der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung besonders gut für die Schleifkörper zugänglich. Mit anderen Worten wird also in Folge der Halterung des mindestens einen Bauteils oder der mindestens einen Bauteilaufnahme an der Achse eine besonders gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Schleifkörpern und der abzuschleifenden Oberflächen des Bauteils gewährleistet, wobei der Schleifvorgang zudem über einen erweiterten Bereich der abzuschleifenden Oberflächen stattfinden kann. Dies ist insbesondere bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen mit Aufnahmekäfigen nicht möglich, da es hier zu einer bereichsweisen Verzögerung der Schleifkörper bzw. unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten zwischen den Schleifkörpern und den Bauteiloberflächen kommt. Durch die Aufnahme bzw. Halterung des mindestens einen Bauteils oder der mindestens einen Bauteilaufnahme mittels der mindestens einen Achse ergeben sich insbesondere keine lokalen Unterschiede der Relativgeschwindigkeit zwischen den Schleifkörpern und der Bauteiloberflächen, so dass die Schleifqualität auf der gesamten, mit den Schleifkörpern in Berührung kommenden Bauteiloberfläche gleichmäßig hoch ist. Die Verwendung einer Bauteilaufnahme ermöglicht auch die Bearbeitung kleinerer Bauteile. Zudem können erfindungsgemäß mehrere Bauteile zeitgleich in einer Gleitschleifvorrichtung bearbeitet werden. Erfindungsgemäß ist die Bauteilaufnahme derart ausgebildet, dass mehrere Bauteile rotationssymmetrisch an der Bauteilaufnahme anordenbar sind. Beispielhaft kann hierbei die Bauteilaufnahme Scheiben- oder ringförmig ausgebildet sein. Damit ergibt sich vorteilhafterweise ein gleichmäßiger Abrieb an den Bauteiloberflächen der auf der Bauteilaufnahme aufgebrachten Bauteile.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist diese mindestens ein auf die Achse aufbringbares Abstandselement auf, mittels welchem die mindestens eine Bauteilaufnahme zu mindestens einer weiteren Bauteilaufnahme in einem vorbestimmten axialen Abstand anordenbar ist. Durch das Anordnen des mindestens einen Abstandelements auf der Achse können gegenseitige Berührungen der jeweiligen Bauteile zuverlässig ausgeschlossen werden. Dabei kann das Abstandselement hinsichtlich seiner axialen Erstreckung auch unterschiedlich dimensioniert werden, so dass der axiale Abstand zwischen den Bauteilen exakt vorgebbar ist. Somit kann auch die Relativgeschwindigkeit zwischen den Schleifkörpern und den jeweiligen einander zugewandten Oberflächen benachbarter Bauteile, welche durch den Abstandshalter voneinander beabstandet sind, direkt eingestellt werden, indem die Größe des Abstandes, also der Spalt zwischen den Bauteilen mittels des Abstandhalters vorgegeben wird. Daher ist es einerseits möglich, einen in axialer Ersteckung kurzen Abstandshalter zu verwenden und dementsprechend einen relativ engen Spalt zwischen den einander gegenüberliegenden Bauteiloberflächen zu schaffen, wobei dadurch die Anzahl der mittels der Achse lagerbaren Bauteile und/oder Bauteilaufhahmen vergrößert wird und so die Anlagenauslastung erhöht werden kann. Im Gegensatz dazu kann mittels eines dementsprechend dimensionierten Abstandhalters auch ein besonders großer Abstand zwischen den Bauteilen und/oder Bauteilaufnahmen geschaffen werden, wodurch zwar insgesamt weniger Bauteile auf der Achse aufgenommen werden können, jedoch eine besonders homogene und hohe Schleifqualität auch an einander zugewandten Bauteiloberflächen erreicht wird. Zudem kann es zweckmäßig sein, eine möglichst geringe Kontaktfläche zwischen dem jeweiligen Abstandshalter und dem Bauteil zu schaffen, um eine möglichst gute Zugänglichkeit der Bauteiloberfläche für die Schleifkörper bereitzustellen. Dementsprechend können beispielsweise Hülsen mit besonders dünner Wandstärke als Abstandselemente bereitgestellt werden, welche eine besonders kleine Kontaktfläche zu den jeweiligen, zu beabstandenden Bauteilen aufweisen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Bauteilaufhahme bereits ein integriertes Abstandselement aufweist, welches insbesondere im Bereich um die Öffnung zum Einführen der Achse ausgebildet sein kann.
  • Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung einer Haltevorrichtung umfasst diese mindestens einen Adapter, mittels dessen wenigstens ein Größenunterschied und/oder ein Unterschied in der geometrischen Ausgestaltung zwischen der Achse und der Öffnung des Bauteils und/oder der Öffnung der Bauteilaufnahme, durch die die Achse geführt ist, ausgleichbar ist. Der Adapter kann beispielsweise einen Konus aufweisen, auf welchen das Bauteil oder die Bauteilaufnahme zumindest bereichsweise aufgeschoben werden und dementsprechend spielfrei an der Achse gehalten werden kann. Das im Vorhergehenden beschriebene Abstandselement und der Adapter können dabei als separate Bauelemente oder einstückig ausgebildet sein.
  • Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung einer Haltevorrichtung weist mindestens zwei Radialabstandshalter auf, wobei die Radialabstandshalter derart an der Achse angeordnet sind, dass das wenigstens eine Bauteil und/oder die Bauteilaufnahme zwischen den Radialabstandshalter gelagert ist. Die Radialabstandshalter weisen dabei eine Erstreckung und/oder einen Durchmesser (DR) auf, welcher größer ist, als die maximale Erstreckung und/oder der maximale Durchmesser (DB) der direkt an der Achse gelagerten Bauteile oder dem mindestens einen an der Bauteilaufnahme angeordneten Bauteil. Den Radialabstandshaltern kommen mehrere vorteilhafte Funktionen zu. Dadurch, dass die Bauteile zwischen den Radialabstandshaltern angeordnet sind, wird ein Kontaktieren der Bauteile in axialer Richtung der Achse mit den Behälterinnenwänden des Troges unterbunden. Aufgrund des im Vergleich zu der Erstreckung und/oder dem Durchmesser der oder des Bauteils größeren Erstreckung und/oder Durchmessers der Radialabstandshalter wird zudem ein Kontaktieren der zwischen den Radialabstandshaltern aufgenommenen Bauteile mit den jeweiligen Behälterwänden auch in radialer Richtung unterbunden. Mittels der Radialabstandshalter wird somit das Berühren zwischen den Bauteilen bzw. Werkstücken und der Bearbeitungsanlage, insbesondere den Innenwänden des Trogs der Gleitschleifvorrichtung besonders wirksam und vollständig unterbunden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist diese mindestens zwei Klemm- oder Fixierelemente auf, mittels welchen die mindestens eine Bauteilaufnahme und/oder das mindestens eine Abstandselement auf der Achse fixierbar sind. Mit Hilfe der Klemm- oder Fixierelemente, welche beispielsweise als auf die Achse aufschraubbare Muttern ausgebildet sein können, können die Bauteilaufnahmen besonders wirksam gegenüber einer axialen Verschiebung bzw. gegenüber einem ungewollten Lösen von der Achse gesichert werden. Zudem können die Klemm- oder Fixierelemente auch beispielsweise als Sicherungsringe oder andere zum Halten der Bauteilaufnahmen geeignete Klemmmittel ausgebildet sein. Werden die Klemm- oder Fixierelemente an einander gegenüberliegenden Seiten der Achse fixiert, kann ein besonders großer Bereich der Achse zur Aufnahme der Bauteilaufnahmen genutzt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Achse zur Aufnahme und Halterung der Bauteilaufnahmen zumindest bereichsweise ein Außengewinde aufweist. Auf dieses Außengewinde können dann Bauteilaufnahmen mit ein entsprechendes Innengewinde aufweisenden Öffnungen geschraubt und damit befestigt werden.
  • In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist die Achse einen konstanten oder sich verändernden Achsdurchmesser auf. Dadurch ist es möglich, den Durchmesser der Achse auf einen oder mehrere gleiche oder unterschiedliche Durchmesser der Öffnungen der Bauteile und/oder Bauteilaufnahmen, durch die die Achse geführt wird, einfach baulich und ohne zusätzliche Zwischenelemente anzupassen.
  • Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung eignet sich insbesondere zur Aufnahme und Halterung von mindestens einer Komponente eines Flugzeugtriebwerks. Komponenten eines Flugzeugtriebwerks sind meist besonders stark beansprucht, weshalb eine exakte Fertigung bzw. eine besonders gleichmäßige und hohe Schleifqualität von besonderer Bedeutung ist. Dementsprechend ist die Haltevorrichtung zur Aufnahme derartiger Komponenten geeignet, da dadurch eine besonders hohe Schleif- und Oberflächenqualität an den mit den Schleifkörpern in Kontakt kommenden Bauteiloberflächen sichergestellt werden kann. Dies trägt insbesondere zu einer gleichmäßigen Bearbeitung, d.h. einen gleichmäßigen Abtrag der zu bearbeitenden Oberflächen des Bauteils bei. Mögliche, durch einen ungleichmäßigen Abtrag entstehende Unwuchten werden zuverlässig vermieden. Entsprechendes gilt für Bauteile, die an der Bauteilaufnahme rotationssymmetrisch angeordnet sind. Beispielhaft seien hier Schaufeln einer Turbine eines Flugtriebwerks genannt. Dabei ist die Bauteilaufnahme vorteilhafterweise Scheiben- oder ringförmig ausgebildet.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Gleitschleifverfahren, welches unter Verwendung einer im Vorhergehenden beschriebenen Haltevorrichtung mindestens folgende Schritte umfasst: Aufbringen und lösbares Befestigen von mindestens einer mindestens ein Bauteil aufnehmenden Bauteilaufnahme auf mindestens einer Achse der Haltevorrichtung, wobei die Achse derart ausgebildet ist, dass sie durch mindestens eine Öffnung in der Bauteilaufnahme führbar ist; Einbringen der Haltevorrichtung in einen mit Schleifkörpern gefüllten oder zu füllenden Trog bzw. Arbeitsraum einer Gleitschleifvorrichtung, welche zum Schleifen jeweiliger Oberflächen des mindestens einen Bauteils unter Relativbewegung zwischen dem mindestens einen Bauteil und den Schleifkörpern ausgelegt ist; Versetzen des Troges und der darin befindlichen Schleifkörper in Bewegung zur Durchführung des Schleifvorgangs; und Stoppen des Bearbeitungsvorgangs und Entnahme der Haltevorrichtung. Durch das erfindungsgemäße Gleitschleifverfahren ergeben sich unter Einsatz der Haltevorrichtung eine besonders einfache Anlagenbestückung, eine mannarme Fertigung sowie minimale Durchlaufzeiten, wobei eine universelle Anwendbarkeit der Haltevorrichtung bzw. des Gleitschleifverfahrens für eine Vielzahl von Bauteilformen gegeben ist. Zudem können mehrere Bauteile zeitgleich bearbeitet werden. Des Weiteren kann vor der Entnahme der Haltevorrichtung die Bewegungs- bzw. Fließrichtung der Schleifkörper in dem Trog umgekehrt werden. Dadurch "schwimmt" die Haltevorrichtung mit dem mindestens einen Bauteil und/oder Bauteilaufnahme auf den Schleifkörpern auf und kann so einfach aus dem Trog entnommen werden.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Dabei zeigt:
  • Figur 1
    eine schematische Schnittdarstellung einer nicht erfindungsgemäßen Haltevorrichtung innerhalb einer Gleitschleifvorrichtung; und
    Figur 2
    eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Gleitschleifvorrichtung 10 mit einem mit Schleifkörpern 16 gefüllten Trog 12. Der Trog 12 wird mittels einer nicht dargestellten Vibratoreinrichtung der Gleitschleifvorrichtung 10 in Schwingung versetzt. Als Schleifkörper 16 können bekannte Elemente verwendet werden, die insbesondere aus Stahl, Korund oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Typische Abmessungen der Schleifkörper 16 liegen im Millimeterbereich. Zudem können die Schleifkörper 16 kugel-, pyramiden- oder tetraederförmig ausgebildet sein. Auch andere Formen und Größen sind jedoch denkbar. Durch die Schwingungen des Troges 12 werden die Schleifkörper 16 ebenfalls in Bewegung, insbesondere eine Fließbewegung versetzt.
  • Man erkennt, dass eine Haltevorrichtung 18 in den Trog 12 beziehungsweise in das Schüttgut der Schleifkörper 16 eingelegt ist. Die Haltevorrichtung 18 weist eine Achse 20 auf, an der in dem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel drei Bauteile 22, 26, 34 gelagert sind. Die Bauteile 22, 26, 34 sind dabei über eine jeweilige Öffnung 24 auf die Achse 20 aufgeschoben. Zwischen den Bauteilen 22, 26, 34 sind zwei Abstandselemente 30 angeordnet, welche die Bauteile 22, 26, 34 voneinander axial beabstanden. Beispielhaft ist der axiale Abstand a zwischen den Bauteilen 22 und 26 dargestellt. Des Weiteren erkennt man, dass es sich bei den in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Bauteilen 22, 26, 34 um so genannte Blisks handelt, die einen rotationssymmetrischen Bereich 28 aufweisen. Die Öffnungen 24 der Bauteile 22, 26, 36 sind in dem rotationssymmetrischen Bereich 28 ausgebildet, wobei die zentralen Achsen der Öffnungen 24 koaxial zu einer Längsachse der Achse 20 angeordnet sind.
  • Die Haltevorrichtung 18 umfasst weiterhin zwei Radialabstandshalter 36, die an den jeweiligen Enden der Achse 20 angeordnet sind. Zwischen den Radialabstandshaltem 36 sind die Bauteile 22, 26, 34 sowie die entsprechenden Abstandselemente 30 gelagert. Man erkennt, dass die beiden Radialabstandshalter 36 einen Durchmesser DR aufweisen, welcher größer ist als ein maximaler Durchmesser DB der Bauteile 22, 26, 34. Die Anordnung der beiden Radialabstandshalter 36 und der dazwischen liegenden Bauteile 22, 26, 34 mit den Abstandselementen 30 wird durch zwei Klemm- oder Fixierelemente 32 an der Achse 20 fixiert. Bei den Klemmelementen 32 kann es sich zum Beispiel um auf die entsprechenden Enden der Achse 20 aufschraubbare Muttern handeln. Die Klemmelemente 32 können gegebenenfalls auch in den Radialabstandshaltern 36 integriert sein. Da der Durchmesser DR der Radialabstandshalter 36 größer ist als der maximale Durchmesser DB der sich zwischen den Radialabstandshaltern 36 befindlichen Bauteile wird zuverlässig verhindert, dass die zu bearbeitenden Bauteile 22, 26, 34 an den Innenseiten 14 des Troges 12 anstoßen und gegebenenfalls beschädigt werden. Ein gegenseitiges Kontaktieren der Bauteile 22, 26, 34 wird wiederum durch die zwischen den Bauteilen 22, 26, 34 angeordneten Abstandselemente 30 unterbunden. In dem dargestellten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Radialabstandshalter 36 scheibenförmig dargestellt und ausgebildet. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass diese zum Beispiel ringförmig ausgebildet sind oder auch eine andere geometrische Form aufweisen. Entscheidend dabei ist, dass die Erstreckung und/oder der Durchmesser der Radialabstandshalter 36 an jeder Stelle immer größer ist als der maximale Durchmesser und/oder die maximale Erstreckung des in der Haltevorrichtung 18 fixierten Bauteils 22, 26, 34.
  • Die Achse 20 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen konstanten Achsdurchmesser auf. Es ist aber auch möglich, dass dieser Achsdurchmesser variiert und an unterschiedliche Durchmesser der Öffnungen 24 der zu bearbeitenden Bauteile angepasst ist. Derartige Größenunterschiede in den Durchmessern der Öffnungen 24 könnten auch durch entsprechende Adapter (nicht dargestellt) ausgeglichen werden.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 18' gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Haltevorrichtung 18' umfasst dabei eine Achse 20 zur lösbaren Aufnahme und Halterung einer Bauteilaufnahme 38. Die Achse 20 weist dabei ein Außengewinde 46 auf, auf welches die Bauteilaufnahme 38 mit einem entsprechenden Innengewinde (nicht dargestellt) einer in der Bauteilaufnahme 38 ausgebildeten Öffnung 40 aufschraubbar und befestigbar ist. Die Öffnung 40 ist dabei zentriert innerhalb der Bauteilaufnahme 38 ausgebildet. Zur axialen Lagefixierung der Bauteilaufnahme 38 ist zudem mindestens ein ebenfalls auf die Achse 20 aufschraubbares Klemm- oder Fixierelement 32 vorgesehen, welches im dargestellten Beispiel als Schraubmutter ausgebildet ist. Die Bauteilaufnahme 38 kann aus Kunststoff, Keramik, Holz, Metall und/oder einer Metall-Legierung gefertigt sein.
  • Des Weiteren erkennt man, dass die Bauteilaufnahme 38 scheibenförmig ausgebildet ist. An den radial außen liegenden Rändern der Bauteilaufnahme 38 sind Befestigungsvorrichtungen 44 zur lösbaren Befestigung der Bauteile 42 angeordnet. Die Befestigungsvorrichtungen 44 können dabei als Schraub-, Klemm- oder Steckverbindungen ausgebildet sein. Auch andere Befestigungsarten sind denkbar. Bei den Bauteilen 42 handelt es bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um Schaufeln einer Turbine eines Flugtriebwerks. Die Befestigungsvorrichtungen 44 sind dabei in einem gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet, so dass sich insgesamt ein ungefähr rotationssymmetrischer Aufbau der Bauteilaufnahme 38 mit den Bauteilen 42 bzw. eine ungefähr rotationssymmetrische Anordnung der Bauteile 42 ergibt. Neben den in Figur 2 dargestellten drei Befestigungsvorrichtungen 44 kann natürlich eine beliebige Anzahl von gleichen oder unterschiedlichen Befestigungsvorrichtungen an der Bauteilaufnahme 38 ausgebildet sein, soweit dies die Baugröße der jeweiligen Bauteilaufnahme 38 erlaubt.
  • Unter Verwendung der Haltevorrichtung 18' wird ein besonders effizientes Gleitschleifverfahren geschaffen, bei welchem die dargestellten Bauteile 42 auf der Achse 20 der Haltevorrichtung 18'indirekt über die Bauteilaufnahme 38 gelagert und zusammen mit der Haltevorrichtung 18' in den mit Schleifkörpern 16 gefüllten Trog 12 der Gleitschleifvorrichtung 10 eingelegt werden. Durch die Relativbewegung zwischen den Schleifkörpern 16 und den Bauteilen, 42 beziehungsweise deren Bauteiloberflächen werden Letztere geschliffen und/oder poliert und/oder entgratet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Gleitschleifvorrichtung
    12
    Trog
    14
    Behälterwand
    16
    Schleifkörper
    18
    Haltevorrichtung
    18'
    Haltevorrichtung
    20
    Achse
    22
    Bauteil
    24
    Öffnung
    26
    Bauteil
    28
    rotationssymmetrischer Bereich
    30
    Abstandselement
    32
    Klemm- oder Fixierelement
    34
    Bauteil
    36
    Radialabstandshalter
    38
    Bauteilaufnahme
    40
    Öffnung
    42
    Bauteil
    44
    Befestigungsvorrichtung
    46
    Außengewinde
    a
    axialer Abstand
    DR
    Durchmesser
    DB
    maximaler Durchmesser

Claims (8)

  1. Haltevorrichtung (18') zur zeitgleichen ungefähr rotationssymmetrischen Aufnahme und Halterung von mehreren Bauteilen (42) innerhalb eines mit Schleifkörpern (16) gefüllten Troges (12) einer Gleitschleifvorrichtung (10), mittels welcher jeweilige Oberflächen der Bauteile (42) unter Relativbewegung zwischen den Bauteilen (42) und den Schleifkörpern (16) abschleifbar sind, wobei die Bauteile (42) Komponenten eines Flugzeugtriebwerks sind, wobei die Haltevorrichtung (18) mindestens eine Achse (20) umfasst, wobei die Achse (20) derart ausgebildet ist, dass sie durch Öffnungen (40) einer ein Bauteil (42) aufnehmenden Aufnahme (38) führbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bauteilaufnahme (38) scheiben- oder ringförmig ausgebildet ist, und
    - an den radial außen liegenden Rändern der Bauteilaufnahme (38) Befestigungsvorrichtungen (44) zum lösbaren Befestigen der Bauteile (42) angeordnet sind.
  2. Haltevorrichtung (18') nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtungen (44) in einem gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind.
  3. Haltevorrichtung (18') nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Haltevorrichtung (18') mindestens ein auf die Achse (20) aufbringbares Abstandselement (30) aufweist, mittels welchem die mindestens eine Aufnahme (38) zu mindestens einer weiteren Bauteilaufnahme in einem vorbestimmten axialen Abstand (a) anordenbar sind.
  4. Haltevorrichtung (18') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Haltevorrichtung (18') mindestens zwei Klemm- oder Fixierelemente (32) aufweist, mittels welchen die die Bauteilaufnahme (38) und/oder das mindestens eine Abstandselement (30) auf der Achse (20) fixierbar sind.
  5. Haltevorrichtung (18') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Achse (20) zumindest bereichsweise ein Außengewinde (46) aufweist.
  6. Haltevorrichtung (18') nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Achse (20) einen konstanten oder sich verändernden Achsdurchmesser aufweist.
  7. Gleitschleifverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass es unter Verwendung einer Haltevorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 das Verfahren mindestens folgende Schritte umfasst:
    - Aufbringen und lösbares Befestigen von mindestens einer mindestens ein Bauteil aufnehmenden Bauteilaufnahme (38) auf mindestens einer Achse (32) der Haltevorrichtung (18'), wobei die Achse (20) derart ausgebildet ist, dass sie durch mindestens eine Öffnung (40) in der Bauteilaufnahme (38) führbar ist;
    - Einbringen der Haltevorrichtung (18') in einen mit Schleifkörpern (16) gefüllten oder zu füllenden Trog (12) einer Gleitschleifvorrichtung (10), welche zum Schleifen jeweiliger Oberflächen der Bauteile (42) unter Relativbewegung zwischen den Bauteilen (42) und den Schleifkörpern (16) ausgelegt ist;
    - Versetzen des Troges (12) und der darin befindlichen Schleifkörper (16) in Bewegung zur Durchführung des Schleifvorgangs; und
    - Stoppen des Bearbeitungsvorgangs und Entnahme der Haltevorrichtung (18').
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    vor der Entnahme der Haltevorrichtung (18') mit den Bauteilen (42) die Bewegungs- bzw. Fließrichtung der Schleifkörper (16) in dem Trog (12) umgekehrt wird.
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