WO2009124533A1 - Device and method for fixing a workpiece - Google Patents

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WO2009124533A1
WO2009124533A1 PCT/DE2009/000460 DE2009000460W WO2009124533A1 WO 2009124533 A1 WO2009124533 A1 WO 2009124533A1 DE 2009000460 W DE2009000460 W DE 2009000460W WO 2009124533 A1 WO2009124533 A1 WO 2009124533A1
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WO
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workpiece
receiving surface
carrier
abutment means
abutment
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PCT/DE2009/000460
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German (de)
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Inventor
Martin Fessler-Knobel
Roland Huttner
Original Assignee
Mtu Aero Engines Gmbh
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Publication date
Application filed by Mtu Aero Engines Gmbh filed Critical Mtu Aero Engines Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/08—Work-clamping means other than mechanically-actuated
    • B23Q3/084—Work-clamping means other than mechanically-actuated using adhesive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/062—Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material
    • B23Q3/063—Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material for holding turbine blades

Definitions

  • the present invention relates to a device for fixing a workpiece, in particular a turbine blade.
  • the invention further relates to a method for fixing a workpiece.
  • the machining of a workpiece often involves different processing steps.
  • grinding is used as one of the most important methods.
  • different machines can be used per machining sequence.
  • Another processing step may include the perforation of the turbine blade.
  • a tensioning system designed for grinding such a punching typically can not be performed.
  • the workpiece to be machined must therefore be re-clamped several times. This transformer process is difficult to automate.
  • a high Umspannaufwand is required when changing the workpiece.
  • the present invention is based on the finding that different processing steps can be carried out on a workpiece fixed on a workpiece carrier when an application system used to apply the workpiece to the workpiece carrier is advantageously arranged. Such an advantageous arrangement is given, for example, when the system is on a side facing the workpiece carrier of the workpiece.
  • the inventive approach creates a continuous clamping system for several processing steps. This has the advantage that less clamping operations are required for machining the workpiece or component, since a continuous shuttle concept can be used for different processing steps.
  • a device for fixing a workpiece comprises a workpiece carrier having a receiving surface, which is designed to receive the workpiece and comprises a contact device for setting a predetermined distance between the workpiece and the receiving surface, wherein the contact device can be arranged on a side of the workpiece facing the receiving surface is.
  • the receiving surface has a recess in which the abutment device can be arranged.
  • the system can be arranged at suitable locations of the workpiece carrier or the workpiece.
  • the predetermined distance may allow the formation of an adhesive gap between the workpiece and the receiving surface.
  • the glue gap allows the placement of a desired amount of adhesive between the workpiece and the receiving surface.
  • the adhesive gap can be used to compensate for tolerances of the workpiece.
  • an adhesive for making a solid connection between see the receiving surface and the workpiece can be arranged on the receiving surface.
  • the approach according to the invention can be used in connection with a clamping system, in the workpiece is glued to a workpiece carrier for processing.
  • a cohesive connection between the workpiece and the workpiece carrier can be created.
  • the workpiece can be fixed on the workpiece carrier in such a way that the workpiece can be subjected to different processing steps.
  • a transfer of high process forces is possible by the adhesive bond.
  • the abutment device can be designed such that sticking of the abutment device can be prevented.
  • a removal of the abutment device from the workpiece carrier is made possible.
  • the investment facility can be part of an investment system.
  • the investment device may be formed as a ball. Due to the spherical shape, a suitable attachment point can be provided.
  • the abutment can be pulled out of the workpiece carrier.
  • the abutment can be removed after a fixation of the workpiece from the workpiece carrier.
  • At least one breakthrough may be arranged in the receiving surface to allow a blasting of the workpiece.
  • a laser punching of the workpiece can be performed.
  • the device according to the invention has at least one further abutment device for setting the predetermined distance between the workpiece and the receiving surface, wherein the at least one further abutment device can be arranged on the side of the workpiece facing the receiving surface.
  • the fixation of the workpiece can allow a plurality of different processing steps to be carried out on the workpiece.
  • the workpiece can advantageously remain firmly connected to the workpiece carrier during all processing or production steps. The workpiece can thus be performed in a simple manner by multiple workstations. Since a repeated re-clamping of the workpiece to be machined is eliminated, resulting in high machining accuracy, and it minimizes the possibility of damage to the workpiece.
  • the workpiece may be a compressor or a turbine blade.
  • the device according to the invention can advantageously be used in the manufacture or repair of a turbine, for example a gas turbine.
  • a method of fixing a workpiece comprises a step of providing a workpiece carrier having a receiving surface adapted to receive the workpiece, a step of providing the workpiece, and a step of setting a predetermined distance between the workpiece and the receiving surface by means of Investment device that can be arranged on one of the receiving surface facing the workpiece, or on the other side.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device according to the invention for fixing a workpiece.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device 100 for fixing a workpiece 102, according to an embodiment of the present invention.
  • the device 100 comprises a workpiece carrier 104 with a receiving surface 106.
  • a contour of the receiving surface 106 may be adapted to a shape of the workpiece 102.
  • There- by the Aufhahme Chemistry 106 form a workpiece holder for releasably receiving and securing the workpiece 102.
  • the apparatus 100 further includes a first abutment means 108 and a second abutment means 110, which may be part of an attachment system.
  • the abutment means 108, 110 form abutment points to which the workpiece 102 can be applied.
  • the abutment means 108, 110 can protrude from the receiving surface 106 and are thus suitable for setting a predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106 of the workpiece carrier 104.
  • the abutment devices 108, 110 are arranged on a side of the workpiece 102 facing the receiving surface 106.
  • the receiving surface 106 has a first recess 114 and a second recess 116.
  • the first abutment means 108 and in the second recess 116, the second abutment means 110 may be arranged.
  • the recesses 114, 116 may have a taper on the side of the receiving surface 106, such that a diameter of the recesses on the receiving surface 106 is smaller than inside the tool carrier 102.
  • the workpiece 102 may be fixed on the workpiece carrier 104 by means of a suitable adhesive.
  • An adhesive gap required for the adhesive can be defined over the predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106.
  • the adhesive may be disposed on the entire receiving surface 106 or on one or more portions of the receiving surface 106. After machining the workpiece, the adhesive bond can be released mechanically, chemically or thermally.
  • the recesses 114, 116 may be formed as through holes by the tool carrier 104. This allows a subsequent removal of the abutment means 108, 110 from the workpiece carrier 104.
  • the abutment means 108, 110 may be formed such that a gluing of the abutment means 108, 110 is prevented.
  • the abutment means 108, 110 may have a suitable shape, for example in the form of balls.
  • at least one breakthrough may be arranged in the receiving surface 106 to allow the workpiece 102 to be tinged.
  • the device 100 has two abutment devices 108, 110.
  • the device 100 may have only one abutment or more than two abutments.
  • a number of the recesses of the receiving surface 106 may correspond to the number of investment facilities.
  • each investment means may be associated with a recess.
  • one or all of the abutment means may be located outside a region of the receiving surface 106.
  • the fixation of the workpiece 102 on the workpiece carrier 104 may allow performing different processing steps on the workpiece 102.
  • the workpiece 102 can each remain fixed on the workpiece carrier 104.
  • the workpiece 102 does not need to be reloaded onto another workpiece carrier.
  • a side of the workpiece 102 opposite the workpiece carrier 104 can have different shapes without this impairing the use of the workpiece carrier 104.
  • the thicknesses of different workpieces 102 may differ from each other. Possible thickness variations of the workpiece 102 are indicated, for example, by the further uniaxial line 102a of the workpiece 102.
  • the workpiece 102 may be a turbine blade.
  • the receiving surface 106 may thus have a bend adapted to the shape of a turbine blade.
  • the device 100 according to the invention can be used for a method for fixing the workpiece 102.
  • the workpiece carrier 104 and the workpiece 102 are provided.
  • Setting of a predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106 of the workpiece carrier 104 can be effected by means of the abutment device 108, 110.
  • the inventive approach pursues two goals, which in principle can also be operated and implemented independently of each other. First, adjusting the bonding gap height 112 between member 102 and carrier 104 is enabled regardless of a thickness of the respective blank 102.
  • the workpiece carrier 104 is designed so that the component 102 can remain glued throughout during several processing steps.
  • the first goal can be achieved by a displacement of the adhesive surface on the side of the workpiece 102 on which its system of attachments 108, 110 is located.
  • the height of the adhesive gap thus results from the distance 112 of the applied component 102 to the adhesive surface 106 below.
  • the relationship between the system of systems 108, 110 and adhesive gap thickness is illustrated in FIG. With such a component carrier system 100 can take place, taking into account all the corresponding boundary conditions, a continuous processing on different machines.
  • Such boundary conditions include, for example, that the holding forces during machining can be transferred over a sufficient adhesive surface, that electrodes for the erosion can approach the component 102 unhindered, that openings in the workpiece carrier 104 allow the introduction of bores in the workpiece 102 and that the
  • Adhesive bond and the workpiece carrier 104 are stable to all chemicals involved or substances such as coolants.
  • the workpiece carrier 104 on which the workpiece 102 can be glued can be considered as a shuttle for the workpiece 102.
  • the adhesive side of the component 102 so the contact with the adhesive, the system to be arranged opposite.
  • a perforation of the workpiece for example in the form of a sheet or the system system can not be possible in this way.
  • the modification according to the invention allows the processing by a plurality of processing devices, thus also allowing, for example, the laser punching.
  • the adhesive surface may be on the side of the abutment system 106, 108 of the component 102.
  • a suitable design can prevent sticking of the abutment points and allows withdrawal of the abutment system 106, 108 from the carrier.
  • the workpiece carrier 104 can be constructed such that several processing steps in the glued state of the workpiece 102 are possible. Such processing steps include, for example, grinding, milling, drilling and punching. Breakthroughs may be provided in the carrier 104 for bluing.
  • the device according to the invention can be a carrier system that can be used in manufacturing processes in which the components are fixed during all processing steps. Hereby, easy transport is possible and a respective new orientation in a new processing machine can be omitted.
  • the described embodiments can be combined with each other.
  • the steps of the method according to the invention can also be carried out in a sequence other than that described.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are not limited to the fixing of a workpiece in the form of a turbine blade, but can be used for fixing any workpieces.
  • the fixed workpiece can also be subjected to other and further processing steps.
  • the method of fixing the workpiece may be part of a manufacturing process for a component made from the workpiece.
  • the approach according to the invention can be used if the workpiece is to be fixed for repair.

Abstract

The invention relates to a device (100) for fixing a workpiece (102). Said device (100) comprises a workpiece support (104) provided with a receiving surface (106) that is designed to receive the workpiece (102) and a bearing device (108, 110) for controlling a predetermined distance (112) between the workpiece (102) and the receiving surface (106). Said bearing surface (108, 110) can be arranged on one side of the workpiece (102) facing the receiving surface (106).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Fixierung eines Werkstücks Device and method for fixing a workpiece
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung eines Werkstückes, insbesondere einer Turbinenschaufel. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Fixierung eines Werkstückes.The present invention relates to a device for fixing a workpiece, in particular a turbine blade. The invention further relates to a method for fixing a workpiece.
Die Bearbeitung eines Werkstückes umfasst häufig unterschiedliche Bearbeitungsschritte. Bei der Bearbeitung eines Bauteils einer Gasturbine, insbesondere bei der Bearbeitung einer Turbinenschaufel wird als eines der wichtigsten Verfahren die Schleifbearbeitung eingesetzt. Für die Schleifbearbeitung können pro Bearbeitungsfolge unterschiedliche Maschinen im Einsatz sein. Ein weiterer Bearbeitungsschritt kann die Belochung der Turbi- nenschaufel umfassen. In einem für die Schleifbearbeitung ausgelegtem Spannsystem kann eine solche Belochung typischerweise nicht durchgeführt werden. Um die unterschiedlichen Bearbeitungsschritte durchführen zu können, muss das zu bearbeitende Werkstück daher mehrfach umgespannt werden. Dieser Umspannvorgang ist nur schwer automatisierbar. Zudem ist beim Wechsel des Werkstücks ein hoher Umspannaufwand erforderlich.The machining of a workpiece often involves different processing steps. When machining a component of a gas turbine, in particular when machining a turbine blade, grinding is used as one of the most important methods. For grinding, different machines can be used per machining sequence. Another processing step may include the perforation of the turbine blade. In a tensioning system designed for grinding, such a punching typically can not be performed. In order to be able to carry out the different processing steps, the workpiece to be machined must therefore be re-clamped several times. This transformer process is difficult to automate. In addition, a high Umspannaufwand is required when changing the workpiece.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fixierung eines Werkstückes bereitzustellen, die eine einfache Weiterbearbeitung des Werkstückes ermöglichen.It is therefore the object of the present invention to provide an apparatus and a method for fixing a workpiece, which allow easy further processing of the workpiece.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.This object is achieved by a device according to the features of claim 1 and a method according to the features of claim 13.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich an einem auf einem Werkstückträger fixiertem Werkstück unterschiedliche Bearbeitungsschritte durchführen lassen, wenn ein zum Anlegen des Werkstücks an den Werkstückträger eingesetztes Anlagesystem vorteilhaft angeordnet ist. Eine solche vorteilhafte Anordnung ist beispielsweise gegeben, wenn sich das Anlagesystem auf einer dem Werkstückträger zugewandten Seite des Werkstücks befindet.Advantageous embodiments of the invention are described in the respective subclaims. The present invention is based on the finding that different processing steps can be carried out on a workpiece fixed on a workpiece carrier when an application system used to apply the workpiece to the workpiece carrier is advantageously arranged. Such an advantageous arrangement is given, for example, when the system is on a side facing the workpiece carrier of the workpiece.
Der erfindungsgemäße Ansatz schafft ein durchgängiges Spannsystem für mehrere Bearbeitungsschritte. Dies hat den Vorteil, dass zur Bearbeitung des Werkstücks oder Bauteils weniger Einspannvorgänge erforderlich sind, da ein durchgängiges Schuttlekonzept für unterschiedliche Bearbeitungsschritte eingesetzt werden kann.The inventive approach creates a continuous clamping system for several processing steps. This has the advantage that less clamping operations are required for machining the workpiece or component, since a continuous shuttle concept can be used for different processing steps.
Eine erfmdungsgemäße Vorrichtung zur Fixierung eines Werkstückes umfasst einen Werkstückträger mit einer Aufnahmefläche, die ausgebildet ist, um das Werkstück aufzunehmen und umfasst eine Anlageeinrichtung zum Einstellen eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Werkstück und der Aufnahmefläche, wobei die Anlageeinrichtung an einer der Aufnahmefläche zugewandten Seite des Werkstückes anordenbar ist.A device according to the invention for fixing a workpiece comprises a workpiece carrier having a receiving surface, which is designed to receive the workpiece and comprises a contact device for setting a predetermined distance between the workpiece and the receiving surface, wherein the contact device can be arranged on a side of the workpiece facing the receiving surface is.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung weist die Auf- nahmefläche eine Ausnehmung auf, in der die Anlageeinrichtung anordenbar ist. Dadurch lässt sich die Anlageeinrichtung an geeigneten Stellen des Werkstückträgers bzw. des Werkstückes anordnen.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the receiving surface has a recess in which the abutment device can be arranged. As a result, the system can be arranged at suitable locations of the workpiece carrier or the workpiece.
Der vorbestimmte Abstand kann das Ausbilden eines Klebespaltes zwischen dem Werk- stück und der Aufnahmefläche ermöglichen. Der Klebespalt ermöglicht das Anordnen einer gewünschten Menge eines Klebstoffs zwischen dem Werkstück und der Aufnahmefläche. Zudem kann der Klebespalt zum Ausgleich von Toleranzen des Werkstückes dienen.The predetermined distance may allow the formation of an adhesive gap between the workpiece and the receiving surface. The glue gap allows the placement of a desired amount of adhesive between the workpiece and the receiving surface. In addition, the adhesive gap can be used to compensate for tolerances of the workpiece.
Auf der Aufnahmefläche kann ein Klebstoff zum Herstellen einer festen Verbindung zwi- sehen der Aufnahmefläche und dem Werkstück angeordnet sein. Somit kann der erfindungsgemäße Ansatz im Zusammenhang mit einem Spannsystem verwendet werden, bei dem das Werkstück zur Bearbeitung auf einen Werkstückträger aufgeklebt wird. Mittels des Klebstoffs kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger geschaffen werden. Durch den Klebstoff kann das Werkstück so auf dem Werkstückträger fixiert werden, dass das Werkstück unterschiedlichen Bearbeitungsschrit- ten unterzogen werden kann. Vorteilhafterweise ist durch die Klebverbindung eine Übertragung hoher Prozesskräfte möglich.On the receiving surface, an adhesive for making a solid connection between see the receiving surface and the workpiece can be arranged. Thus, the approach according to the invention can be used in connection with a clamping system, in the workpiece is glued to a workpiece carrier for processing. By means of the adhesive, a cohesive connection between the workpiece and the workpiece carrier can be created. By means of the adhesive, the workpiece can be fixed on the workpiece carrier in such a way that the workpiece can be subjected to different processing steps. Advantageously, a transfer of high process forces is possible by the adhesive bond.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Anlageeinrichtung derart ausgebildet sein, dass ein Verkleben der Anlageeinrichtung ver- hindert werden kann. Insbesondere wird ein Entfernen der Anlageeinrichtung aus dem Werkstückträger ermöglicht. Die Anlageeinrichtung kann dabei Teil eines Anlagesystems sein.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the abutment device can be designed such that sticking of the abutment device can be prevented. In particular, a removal of the abutment device from the workpiece carrier is made possible. The investment facility can be part of an investment system.
Beispielsweise kann die Anlageeinrichtung als Kugel ausgeformt sein. Durch die Kugel- form kann ein geeigneter Anlagepunkt bereitgestellt werden.For example, the investment device may be formed as a ball. Due to the spherical shape, a suitable attachment point can be provided.
Ferner kann die Anlageeinrichtung aus dem Werkstückträger herausziehbar sein. Somit kann die Anlageeinrichtung nach einer Fixierung des Werkstückes aus dem Werkstückträger entfernt werden.Furthermore, the abutment can be pulled out of the workpiece carrier. Thus, the abutment can be removed after a fixation of the workpiece from the workpiece carrier.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in der Aufnahmefläche mindestens ein Durchbruch angeordnet sein, um ein Belochen des Werkstücks zu ermöglichen. Somit kann beispielsweise eine Laserbelochung des Werkstückes durchgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention at least one breakthrough may be arranged in the receiving surface to allow a blasting of the workpiece. Thus, for example, a laser punching of the workpiece can be performed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfϊndungsgemäße Vorrichtung mindestens eine weitere Anlageeinrichtung zum Einstellen des vorbestimmten Abstands zwischen dem Werkstück und der Aufnahmefläche auf, wobei die mindestens eine weitere Anlageeinrichtung an der, der Aufnahmefläche zugewandten Seite des Werkstückes anor- denbar ist. Durch die mindestens eine weitere Anlageeinrichtung kann eine genauere Beabstandung zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger eingestellt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Fixierung des Werkstückes eine Durchfuhrung mehrerer unterschiedlicher Bearbeitungsschritte an dem Werkstück ermöglichen. Somit kann das Werkstück vorteilhafterweise während sämtlicher Bearbeitungs- bzw. Fertigungsschritte mit dem Werkstückträger fest verbunden bleiben. Das Werkstück kann somit auf einfache Art und Weise durch mehrere Arbeitsstationen geführt werden. Da ein mehrmaliges Umspannen des zu bearbeitenden Werkstücks entfällt, ergeben sich hohe Bearbeitungsgenauigkeiten, und es minimiert sich die Möglichkeit der Beschädigung des Werkstücks.In a further advantageous embodiment, the device according to the invention has at least one further abutment device for setting the predetermined distance between the workpiece and the receiving surface, wherein the at least one further abutment device can be arranged on the side of the workpiece facing the receiving surface. By means of the at least one further abutment device, a more accurate spacing between the workpiece and the workpiece carrier can be set. In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the fixation of the workpiece can allow a plurality of different processing steps to be carried out on the workpiece. Thus, the workpiece can advantageously remain firmly connected to the workpiece carrier during all processing or production steps. The workpiece can thus be performed in a simple manner by multiple workstations. Since a repeated re-clamping of the workpiece to be machined is eliminated, resulting in high machining accuracy, and it minimizes the possibility of damage to the workpiece.
Beispielsweise kann es sich bei dem Werkstück um einen Verdichter oder eine Turbinenschaufel handeln. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft bei der Herstellung oder Reparatur einer Turbine, beispielsweise einer Gasturbine einsetzen.For example, the workpiece may be a compressor or a turbine blade. Thus, the device according to the invention can advantageously be used in the manufacture or repair of a turbine, for example a gas turbine.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fixierung eines Werkstückes umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines Werkstückträgers mit einer Aufnahmefläche, die ausgebildet ist, um das Werkstück aufzunehmen, einen Schritt des Bereitstellens des Werkstücks und einen Schritt des Einstellens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Werkstück und der Aufhahmefläche, mittels einer Anlageeinrichtung, die an einer der Aufhahmefläche zuge- wandten Seite des Werkstückes anordenbar ist, oder auf der andren Seite.A method of fixing a workpiece according to the present invention comprises a step of providing a workpiece carrier having a receiving surface adapted to receive the workpiece, a step of providing the workpiece, and a step of setting a predetermined distance between the workpiece and the receiving surface by means of Investment device that can be arranged on one of the receiving surface facing the workpiece, or on the other side.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigtFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a drawing illustrated embodiment. It shows
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fixierung eines Werkstückes.Figure 1 is a schematic representation of a device according to the invention for fixing a workpiece.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zur Fixierung eines Werkstückes 102, gemäß einem Ausfülirungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vor- richtung 100 umfasst einen Werkstückträger 104 mit einer Aufnahmefläche 106. Eine Kontur der Aufhahmefläche 106 kann an eine Form des Werkstücks 102 angepasst sein. Da- durch kann die Aufhahmefläche 106 eine Werkstückaufhahme zur lösbaren Aufnahme und Befestigung des Werkstückes 102 ausbilden. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine erste Anlageeinrichtung 108 und eine zweite Anlageeinrichtung 110, die Teil eines Anlagesystems sein können. Die Anlageeinrichtungen 108, 110 formen Anlagepunkte, an die das Werkstück 102 angelegt werden kann. Die Anlageeinrichtungen 108, 110 können aus der Aufnahmefläche 106 hervorstehen und sind somit zum Einstellen eines vorbestimmten Abstands 112 zwischen dem Werkstück 102 und der Aufnahmefläche 106 des Werkstückträgers 104 geeignet. Die Anlageeinrichtungen 108, 110 sind auf einer der Aufnahmefläche 106 zugewandten Seite des Werkstückes 102 angeordnet.Figure 1 shows a schematic representation of a device 100 for fixing a workpiece 102, according to an embodiment of the present invention. The device 100 comprises a workpiece carrier 104 with a receiving surface 106. A contour of the receiving surface 106 may be adapted to a shape of the workpiece 102. There- by the Aufhahmefläche 106 form a workpiece holder for releasably receiving and securing the workpiece 102. The apparatus 100 further includes a first abutment means 108 and a second abutment means 110, which may be part of an attachment system. The abutment means 108, 110 form abutment points to which the workpiece 102 can be applied. The abutment means 108, 110 can protrude from the receiving surface 106 and are thus suitable for setting a predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106 of the workpiece carrier 104. The abutment devices 108, 110 are arranged on a side of the workpiece 102 facing the receiving surface 106.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmefläche 106 eine erste Ausnehmung 114 und eine zweite Ausnehmung 116 auf. In der ersten Ausnehmung 114 kann die erste Anlageeinrichtung 108 und in der zweiten Ausnehmung 116 kann die zweite Anlageeinrichtung 110 angeordnet sein. Die Ausnehmungen 114, 116 können auf der Seite der Auf- nahmefläche 106 eine Verjüngung aufweisen, so dass ein Durchmesser der Ausnehmungen an der Aufnahmefläche 106 geringer ist als innerhalb des Werkzeugträgers 102.According to this exemplary embodiment, the receiving surface 106 has a first recess 114 and a second recess 116. In the first recess 114, the first abutment means 108 and in the second recess 116, the second abutment means 110 may be arranged. The recesses 114, 116 may have a taper on the side of the receiving surface 106, such that a diameter of the recesses on the receiving surface 106 is smaller than inside the tool carrier 102.
Das Werkstück 102 kann mittels eines geeigneten Klebstoffs auf dem Werkstückträger 104 fixiert werden. Ein für den Klebstoff erforderlicher Klebespalt kann über den vorbestimm- ten Abstand 112 zwischen dem Werkstück 102 und der Aufnahmefläche 106 definiert werden. Der Klebstoff kann auf der gesamten Aufnahmefläche 106 oder auf einem oder mehreren Teilbereichen der Aufnahmefläche 106 angeordnet sein bzw. aufgebracht werden. Nach der Bearbeitung des Werkstücks kann die Klebeverbindung mechanisch, chemisch oder thermisch gelöst werden.The workpiece 102 may be fixed on the workpiece carrier 104 by means of a suitable adhesive. An adhesive gap required for the adhesive can be defined over the predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106. The adhesive may be disposed on the entire receiving surface 106 or on one or more portions of the receiving surface 106. After machining the workpiece, the adhesive bond can be released mechanically, chemically or thermally.
Die Ausnehmungen 114, 116 können als Durchgangslöcher durch den Werkzeugträger 104 ausgebildet sein. Dies ermöglicht ein nachträgliches Entfernen der Anlageeinrichtungen 108, 110 aus dem Werkstückträger 104. Die Anlageeinrichtungen 108, 110 können derart ausgebildet sein, dass ein Verkleben der Anlageeinrichtungen 108, 110 verhindert wird. Dazu können die Anlageeinrichtungen 108, 110 eine geeignet Form, beispielsweise in Form von Kugeln aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann in der Aufhahmefläche 106 mindestens ein Durchbrach angeordnet sein, um ein Belochen des Werkstücks 102 zu ermöglichen.The recesses 114, 116 may be formed as through holes by the tool carrier 104. This allows a subsequent removal of the abutment means 108, 110 from the workpiece carrier 104. The abutment means 108, 110 may be formed such that a gluing of the abutment means 108, 110 is prevented. For this purpose, the abutment means 108, 110 may have a suitable shape, for example in the form of balls. According to a further embodiment, at least one breakthrough may be arranged in the receiving surface 106 to allow the workpiece 102 to be tinged.
Gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 zwei An- lageeinrichtungen 108, 110 auf. Alternativ kann die Vorrichtung 100 lediglich eine Anlageeinrichtung oder mehr als zwei Anlegeeinrichtungen aufweisen. Eine Anzahl der Ausnehmungen der Aufnahmefläche 106 kann der Anzahl der Anlageeinrichtungen entsprechen. Somit kann jeder Anlageeinrichtung eine Ausnehmung zugeordnet sein. Alternativ können eine oder alle Anlageeinrichtungen außerhalb eines Bereichs der Aufhahmefläche 106 angeordnet sein.According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the device 100 has two abutment devices 108, 110. Alternatively, the device 100 may have only one abutment or more than two abutments. A number of the recesses of the receiving surface 106 may correspond to the number of investment facilities. Thus, each investment means may be associated with a recess. Alternatively, one or all of the abutment means may be located outside a region of the receiving surface 106.
Die Fixierung des Werkstückes 102 auf dem Werkstückträger 104 kann ein Durchführen unterschiedlicher Bearbeitungsschritte an dem Werkstück 102 ermöglichen. Dabei kann das Werkstück 102 jeweils auf dem Werkstückträger 104 fixiert bleiben. Das Werkstück 102 muss also nicht auf einen anderen Werkstückträger umgespannt werden.The fixation of the workpiece 102 on the workpiece carrier 104 may allow performing different processing steps on the workpiece 102. In this case, the workpiece 102 can each remain fixed on the workpiece carrier 104. The workpiece 102 does not need to be reloaded onto another workpiece carrier.
Insbesondere eine dem Werkstückträger 104 gegenüberliegende Seite des Werkstücks 102 kann unterschiedliche Formen aufweisen, ohne dass dies die Verwendung des Werkstück- trägers 104 beeinträchtigen würde. Beispielsweise können sich die Dicken unterschiedlicher Werkstücke 102 voneinander unterscheiden. Mögliche Dickeschwankungen des Werkstücks 102 sind beispielsweise durch die weitere Unirisslinie 102a des Werkstücks 102 angedeutet. Gemäß diesem Ausfuhrungsbeispiel kann es sich bei dem Werkstück 102 um eine Turbinenschaufel handeln. Die Aufhahmefläche 106 kann demnach eine an die Form einer Turbinenschaufel angepasste Biegung aufweisen.In particular, a side of the workpiece 102 opposite the workpiece carrier 104 can have different shapes without this impairing the use of the workpiece carrier 104. For example, the thicknesses of different workpieces 102 may differ from each other. Possible thickness variations of the workpiece 102 are indicated, for example, by the further uniaxial line 102a of the workpiece 102. According to this embodiment, the workpiece 102 may be a turbine blade. The receiving surface 106 may thus have a bend adapted to the shape of a turbine blade.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 kann für ein Verfahren zur Fixierung des Werkstückes 102 eingesetzt werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Werkstückträger 104 und das Werkstück 102 bereitgestellt. Ein Einstellen eines vorbestimmten Abstands 112 zwischen dem Werkstück 102 und der Aufhahmefläche 106 des Werkstückträgers 104 kann mittels der Anlageeinrichtung 108, 110 erfolgen. Der erfϊndungsgemäße Ansatz verfolgt zwei Ziele, die grundsätzlich auch unabhängig von einander betrieben und realisiert werden können. Als erstes wird ein Einstellen der Klebe- spalthöhe 112 zwischen Bauteil 102 und Träger 104 unabhängig von einer Dicke des je- weiligen Rohteils 102 ermöglicht. Als zweites wird der Werkstückträger 104 so gestaltet, dass das Bauteil 102 während mehrerer Bearbeitungsschritte durchgängig eingeklebt bleiben kann.The device 100 according to the invention can be used for a method for fixing the workpiece 102. According to the method of the invention, the workpiece carrier 104 and the workpiece 102 are provided. Setting of a predetermined distance 112 between the workpiece 102 and the receiving surface 106 of the workpiece carrier 104 can be effected by means of the abutment device 108, 110. The inventive approach pursues two goals, which in principle can also be operated and implemented independently of each other. First, adjusting the bonding gap height 112 between member 102 and carrier 104 is enabled regardless of a thickness of the respective blank 102. Second, the workpiece carrier 104 is designed so that the component 102 can remain glued throughout during several processing steps.
Das erste Ziel kann durch eine Verlagerung der Klebefläche auf die Seite des Werkstücks 102 erreicht werden, auf der sich dessen Anlagesystem 108, 110 befindet. Die Höhe des Klebespalts ergibt sich somit aus dem Abstand 112 des angelegten Bauteils 102 zu der darunter liegenden Klebefläche 106. Der Zusammenhang zwischen Anlagesystem 108, 110 und Klebespaltdicke ist in Figur 1 verdeutlicht. Mit einem solchen Bauteilträger-System 100 kann bei Berücksichtigung aller entsprechenden Randbedingungen eine durchgehende Bearbeitung an unterschiedlichen Maschinen erfolgen.The first goal can be achieved by a displacement of the adhesive surface on the side of the workpiece 102 on which its system of attachments 108, 110 is located. The height of the adhesive gap thus results from the distance 112 of the applied component 102 to the adhesive surface 106 below. The relationship between the system of systems 108, 110 and adhesive gap thickness is illustrated in FIG. With such a component carrier system 100 can take place, taking into account all the corresponding boundary conditions, a continuous processing on different machines.
Solche Randbedingungen beinhalten beispielsweise, dass die Haltekräfte bei der spanenden Bearbeitung über eine ausreichende Klebefläche übertragbar sind, dass Elektroden für das Erodieren ungehindert an das Bauteil 102 heranfahren können, dass Durchbrüche im Werk- stückträger 104 das Einbringen von Bohrungen im Werkstück 102 erlauben und dass dieSuch boundary conditions include, for example, that the holding forces during machining can be transferred over a sufficient adhesive surface, that electrodes for the erosion can approach the component 102 unhindered, that openings in the workpiece carrier 104 allow the introduction of bores in the workpiece 102 and that the
Klebeverbindung und der Werkstückträger 104 stabil gegenüber allen beteiligten Chemikalien bzw. Substanzen wie beispielsweise Kühlschmierstoffen sind.Adhesive bond and the workpiece carrier 104 are stable to all chemicals involved or substances such as coolants.
Der Werkstückträger 104 auf den das Werkstück 102 aufgeklebt werden kann, kann als Shuttel für das Werkstück 102 aufgefasst werden. Bei speziell für die Schleifbearbeitung ausgelegten Shuttels kann die Klebeseite des Bauteils 102, also der Kontakt zum Klebstoff, dem Anlagesystem gegenüber angeordnet sein. Eine Belochung des Werkstücks, beispielsweise in Form eines Blattes bzw. des Anlagesystems kann auf diese Weise nicht möglich sein. Die erfindungsgemäße Modifikation erlaubt dagegen die Bearbeitung durch mehrere Bearbeitungseinrichtungen, erlaubt also beispielsweise auch die Laserbelochung. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich die Klebefläche auf der Seite des Anlagesystems 106, 108 des Bauteils 102 befinden. Eine geeignete Gestaltung kann ein Verkleben der Anlagepunkte verhindern und ermöglicht ein Herausziehen des Anlagesystems 106, 108 aus dem Träger. Der Werkstückträger 104 kann so aufgebaut sein, dass mehrere Bear- beitungsschritte in eingeklebtem Zustand des Werkstückes 102 möglich sind. Solche Bearbeitungsschritte beinhalten beispielsweise das Schleifen, Fräsen, Bohren und Belochen. Für das Belochen können Durchbrüche im Träger 104 vorgesehen sein.The workpiece carrier 104 on which the workpiece 102 can be glued can be considered as a shuttle for the workpiece 102. In specially designed for grinding shuttles, the adhesive side of the component 102, so the contact with the adhesive, the system to be arranged opposite. A perforation of the workpiece, for example in the form of a sheet or the system system can not be possible in this way. By contrast, the modification according to the invention allows the processing by a plurality of processing devices, thus also allowing, for example, the laser punching. According to the present invention, the adhesive surface may be on the side of the abutment system 106, 108 of the component 102. A suitable design can prevent sticking of the abutment points and allows withdrawal of the abutment system 106, 108 from the carrier. The workpiece carrier 104 can be constructed such that several processing steps in the glued state of the workpiece 102 are possible. Such processing steps include, for example, grinding, milling, drilling and punching. Breakthroughs may be provided in the carrier 104 for bluing.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Trägersystem darstellen, das in Fertigungsver- fahren verwendet werden kann, in denen die Bauteile während aller Bearbeitungsschritte fixiert werden. Hiermit ist ein leichter Transport möglich und eine jeweilig neue Ausrichtung in einer neuen Bearbeitungsmaschine kann entfallen.The device according to the invention can be a carrier system that can be used in manufacturing processes in which the components are fixed during all processing steps. Hereby, easy transport is possible and a respective new orientation in a new processing machine can be omitted.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden. Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch in anderer als der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind nicht auf die Fixierung eines Werkstückes in Form einer Turbinen- schaufel beschränkt, sondern können zur Fixierung beliebiger Werkstücke eingesetzt werden. Ferner kann das fixierte Werkstück neben den beschriebenen Bearbeitungsschritten auch anderen und weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen werden. Das Verfahren zur Fixierung des Werkstücks kann Teil eines Herstellungsverfahrens für ein Bauteil sein, das aus dem Werkstück hergestellt wird. Ferner kann der erfindungsgemäße Ansatz angewendet werden, wenn das Werkstück zur Reparatur fixiert werden soll. The described embodiments can be combined with each other. The steps of the method according to the invention can also be carried out in a sequence other than that described. The device according to the invention and the method according to the invention are not limited to the fixing of a workpiece in the form of a turbine blade, but can be used for fixing any workpieces. Furthermore, in addition to the described processing steps, the fixed workpiece can also be subjected to other and further processing steps. The method of fixing the workpiece may be part of a manufacturing process for a component made from the workpiece. Furthermore, the approach according to the invention can be used if the workpiece is to be fixed for repair.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (100) zur Fixierung eines Werkstückes (102), mit folgenden Merkmalen:1. Device (100) for fixing a workpiece (102), having the following features:
einem Werkstückträger (104) mit einer Aufhahmefläche (106), die ausgebildet ist, um das Werkstück (102) aufzunehmen; unda workpiece carrier (104) having a receiving surface (106) adapted to receive the workpiece (102); and
einer Anlageeinrichtung (108, 110) zum Einstellen eines vorbestimmten Abstands (112) zwischen dem Werkstück (102) und der Aufnahmefläche (106), wobei die Anlageeinrich- tung an einer der Aufnahmefläche zugewandten Seite des Werkstückes anordenbar ist.a contact device (108, 110) for setting a predetermined distance (112) between the workpiece (102) and the receiving surface (106), wherein the Anlageeinrich- device can be arranged on one of the receiving surface side of the workpiece.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläclie (106) eine Ausnehmung (114, 116) aufweist, in der die Anlageeinrichtung (108, 110) anordenbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Aufnahmefläclie (106) has a recess (114, 116), in which the abutment means (108, 110) can be arranged.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abstand (112) das Ausbilden eines Klebespaltes zwischen dem Werkstück (102) und der Aufnahmefläche (106) ermöglicht.3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the predetermined distance (112) allows the formation of an adhesive gap between the workpiece (102) and the receiving surface (106).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Aufnahmefläche (106) ein Klebstoff zum Herstellen einer festen Verbindung zwischen der Aufnahmefläche und dem Werkstück (102) angeordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the receiving surface (106) an adhesive for producing a firm connection between the receiving surface and the workpiece (102) is arranged.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageeinrichtung (108, 110) derart ausgebildet ist, dass ein Verkleben der Anlageeinrichtung verhindert wird.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the abutment means (108, 110) is designed such that a gluing of the abutment means is prevented.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageeinrichtung (108, 110) als Kugel ausgeformt ist. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment means (108, 110) is formed as a ball.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageeinrichtung (108, 110) aus dem Werkstückträger (104) herausziehbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment means (108, 110) from the workpiece carrier (104) can be pulled out.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 5 dass in der Aufhahmefläche (106) mindestens ein Durchbruch angeordnet ist, um ein Belochen des Werkstücks (102) zu ermöglichen.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that 5 in the Aufhahmefläche (106) at least one breakthrough is arranged to allow a blasting of the workpiece (102).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer weiteren Anlageeinrichtung (108, 110) zum Einstellen des vorbestimmten Abstands (112) zwi-0 sehen dem Werkstück (102) und der Aufhahmefläche (106), wobei die mindestens eine weitere Anlageeinrichtung an der der Aufhahmefläche zugewandten Seite des Werkstückes anordenbar ist.9. Device according to one of the preceding claims, comprising at least one further abutment means (108, 110) for setting the predetermined distance (112) between the workpiece (102) and the Aufhahmefläche (106), wherein the at least one further contact device the Aufhahmefläche facing side of the workpiece can be arranged.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche5 (106) mindestens eine weitere Ausnehmung (114, 116) aufweist, in der die mindestens eine weitere Anlageeinrichtung (108, 110) anordenbar ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the receiving surface 5 (106) at least one further recess (114, 116), in which the at least one further contact device (108, 110) can be arranged.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Werkstückes (102) eine Durchführung mehrerer unterschiedlicher o Bearbeitungsschritte an dem Werkstück ermöglicht.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fixation of the workpiece (102) allows a performance of several different o processing steps on the workpiece.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkstück (102) um eine Turbinenschaufel handelt. 5 13. Verfahren zur Fixierung eines Werkstückes (102), das folgende Schritte umfasst:12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is the workpiece (102) is a turbine blade. 5. A method of fixing a workpiece (102), comprising the steps of:
Bereitstellen eines Werkstückträgers (104) mit einer Aufnahmefläche (106), die ausgebildet ist, um das Werkstück aufzunehmen;Providing a workpiece carrier (104) having a receiving surface (106) adapted to receive the workpiece;
o Bereitstellen des Werkstücks; und Einstellen eines vorbestimmten Abstands (112) zwischen dem Werkstück und der Aufnahmefläche, mittels einer Anlageeinrichtung (108, 110), die an einer der Aufhahmefläche zugewandten Seite des Werkstückes anordenbar ist. o providing the workpiece; and Setting a predetermined distance (112) between the workpiece and the receiving surface, by means of a bearing device (108, 110) which can be arranged on a side of the workpiece facing the Aufhahmefläche.
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