THÜMMLER, Philipp (Max-Gaul-Weg 5, Oberschleissheim, 85764, DE)
BAYER, Erwin (Ostenstrasse 36, Dachau, 85221, DE)
THÜMMLER, Philipp (Max-Gaul-Weg 5, Oberschleissheim, 85764, DE)
Patentansprüche
1. Deckelelement (18) für eine Sonotrode (16), welches insbesondere zum Beschleunigen von Strahlgut (12) innerhalb einer Strahlkammer (14) zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen (28) anzuordnen und mittels eines Schwingungserregers (32) der Sonotrode (16) zu betrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wand (20), insbesondere ein Wandbereich einer Kammerwand (21) der Strahlkammer (14), vorgesehen ist, welche in einer vorbestimmten Position am Deckelelement (18) angeordnet und mit diesem mitzubewegen ist.
2. Deckelelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) an einem seitlichen Randbereich des Deckelelements (18) angeordnet ist.
3. Deckelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) um das Deckelelement (18) umlaufend ausgebildet ist.
4. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) auswechselbar und/oder vom Deckelelement (18) abnehmbar ist.
5. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) in ihrer Position am Deckelelement (18) einstellbar und in der eingestellten Position festlegbar ist.
6. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Wand (20) im Verhältnis zur Breite, insbesondere zum Durchmesser, des Deckelelements (18) erheblich kleiner ist, vorzugsweise in einem Verhältnis zwischen 1:6 und 1:14 und insbesondere 1 :10 steht.
7. Deckelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) zumindest annähernd rechtwinklig am Deckelelement (18) angeordnet ist.
8. Strahlkammeranordnung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen (28), insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, mit
- einer von einer Kammerwand (21) begrenzten Strahlkammer (14) und
- zumindest einer Sonotrode (16) mit einem Deckelelement (18), mittels welchem Strahlgut (12) innerhalb der Strahlkammer (14) zu beschleunigen ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deckelelement (18) wenigstens einen mit diesem mitzubewegenden
Wandbereich (Wand 20) der Kammerwand (21) umfasst.
9. Strahlkammer anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (16) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
10. Strahlkammeranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Wandbereich der Kammerwand (21) vorgesehen ist, welcher als sich an den mit dem Deckelelement (18) mitbewegenden Wandbereich (Wand 20) anschließendes Leitelement (22) ausgebildet ist.
11. Strahlkammeranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (22) in seiner Position einstellbar und in der eingestellten Position festlegbar ist.
12. Strahlkammeranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Einrichtung (26) zur Ermittlung einer Auftrefffrequenz und/oder Auftreffmtensität des innerhalb der Strahlkammer (14) zu beschleunigenden Strahlguts (12) vorgesehen ist, welche vorzugsweise auf einer dem Deckelelement (18) abgewandten Seite am Bauteil (28) anzuordnen ist.
13. Strahlkammeranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Einrichtung (24) zum Nachdosieren des innerhalb der Strahlkammer (14) zu beschleunigenden Strahlguts (12) vorgesehen ist.
14. Strahlkammeranordnung nach Anspruch 12 und 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung (24) in Abhängigkeit der durch die erste Einrichtung (26) ermittelten Auftrefffrequenz und/oder Auftreffintensität des zu beschleunigenden Strahlguts (12) zu steuern ist.
15. Strahlkammeranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (18) mit einer Schwingung einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere 20 kHz oder weniger, betrieben ist, wobei die Schwingung vorzugsweise im Wesentlichen Rechteck- und/oder Trapezwellenform (38) besitzt. |
Deckelelement für eine Sonotrode und Strahlkammeranordnung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Deckelelement für eine Sonotrode und eine Strahlkammeranordnung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 8 angegebenen Art.
Derartige Deckelelemente und Strahlkammeranordnungen werden beispielsweise zum O- berflächenstrahlen mit Hilfe von Kugeln als Strahlgut von Bauteilen wie Blisks, Rotorblättern, Schaufelfüßen oder dergleichen verwendet. Dabei werden die Kugeln über das Deckelelement der Sonotrode innerhalb einer Strahlkammer beschleunigt und mit hoher Geschwindigkeit gegen die zu behandelnde Oberfläche des jeweiligen Bauteils geschleudert. Auf diese Weise kann eine Steigerung der Dauerfestigkeit, eine gesteigerte Korrosionsbeständigkeit, ohne Materialverfrachtungen am Bauteil erreicht werden. Ein zentrales Problem des Oberflächenstrahlens besteht darin, dass durch falsche Prozessführung wie etwa zu lange Bearbeitungszeit, zu geringer Abstand zwischen Deckelelement und Bauteil oder zu hohe Beschleunigung des Strahlguts leicht eine irreversible Schwächung oder gar Zerstörung des Bauteils verursacht wird. Daher sind Sonotroden, Deckelelemente und Strahlkammeranordnungen, durch welche eine schonende und gezielte Prozessführung sowie die Bearbeitung verschiedenster Bauteiltypen gewährleistet werden kann, von großem Interesse.
Ein derartiges Deckelelement und eine derartige Strahlkammeranordnung sind dabei aus der DE 600 17 681 T2 als bekannt zu entnehmen, in welcher ein Verfahren zum Ultraschall-Kugelstrahlen von großformatigen, ringförmigen Oberflächen dünnwandiger Werkstücke beschrieben ist. Dabei wird ein rotationssymmetrisches Bauteil, wie beispielsweise ein Antriebskegel eines Turbotriebwerks für Luftfahrzeuge, mittels einer Strahlkammeranordnung oberflächengestrahlt. Das Bauteil wird dazu kontinuierlich mindestens fünfmal an der oberen öffnung der Strahlkammeranordnung in einer Drehbewegung vor-
beigefuhrt und dabei von mittels einer Sonotrode beschleunigten Kugeln gestrahlt. Durch das mehrfache Vorbeibewegen soll dabei eine schonende und gleichmäßige Oberflächenbehandlung sichergestellt werden. Die verwendete Stahlkammer selbst ist dabei kleiner als das zu behandelnde Bauteil ausgebildet und besteht aus einem nach oben hin offenen Raum, welcher durch eine Wand zu den Seiten und durch einen Boden nach unten hin begrenzt wird. Am Boden der Strahlkammer ist das Deckelelement der Sonotrode angeordnet, welche durch einen Schwingungsgenerator in Schwingungen versetzt wird. Um während der Oberflächenbehandlung einen Verlust an Kugeln durch Herausschleudern aus der Strahlkammer zu vermeiden, ist vorgesehen, dass zwischen dem Bauteil und der Wand der Strahlkammer ein Spiel mit einem gegenüber dem Durchmesser der Kugeln kleineren Betrag eingestellt wird.
Als nachteilig bei dieser bekannten Strahlkammeranordnung ist der Umstand anzusehen, dass das Deckelelement passgenau in den Boden der Strahlkammer eingefügt werden muss, um ein Durchfallen des Strahlguts aus der Strahlkammer zu vermeiden. Zudem beschleunigt das Deckelelement das Strahlgut relativ ungerichtet, so dass nur ein geringer Anteil auf das zu strahlende Bauteil gelenkt wird.
Als nachteilig an der offenbarten Strahlkammeranordnung ist anzusehen, dass das Spiel zwischen der Strahlkammer und dem entsprechenden zu strahlenden Bauteil aufwendig eingestellt werden muss. Dies ist insbesondere bei einer unregelmäßigen Oberflächengeometrie des Bauteils oft nicht möglich, so dass für jedes Bauteil eine individuell angepasste Strahlkammer entwickelt werden muss. Zudem kann die bekannte Strahlkammeranordnung nur für relativ große, rotationssymmetrische Bauteile verwendet werden und ist zudem nicht für anspruchsvolle Geometrien, wie etwa die Innenseite der Bauteile, verwendbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Deckelelement einer Sonotrode der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass diese einfacher und variabler zu verwenden ist und eine gerichtetere Beschleunigung des Strahlguts ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Strahlkammeranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ein einfacheres und besser steuerbares Oberflächenbestrahlen von
Bauteilen verschiedener Größen, Geometrien und Konturen ermöglicht wird und welche leicht an diese Bauteile angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Deckelelement für eine Sonotrode sowie durch eine Strahlkammeranordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist am Deckelelement der Sonotrode, welches insbesondere zum Beschleunigen von Strahlgut innerhalb einer Strahlkammer zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen anzuordnen und mittels eines Schwingungserregers der Sonotrode zu betreiben ist, zumindest eine Wand vorgesehen, welche in einer vorbestimmten Position am Deckelelement angeordnet und mit diesem mitzubewegen ist. Als Sonotrode sind dabei insbesondere diejenigen Typen verwendbar, welche als Ultraschall-Piezo- Aktoren ausgebildete Schwingungserreger aufweisen. Die Vorteile eines derartigen Deckelelements sind klar ersichtlich. Durch die Leitwirkung der Wand kann das zu beschleunigende Strahlgut gezielter auf die Oberfläche des zu bestrahlenden Bauteils gelenkt werden und gewährleistet somit eine verbesserte und reproduzierbare Prozessführung. Die Wand erhöht zudem die Stabilität der schwingenden Oberfläche des Deckelelements, so dass eine verbesserte und effizientere Energieübertragung von der Sonotrode auf das Strahlgut gewährleistet ist.
Zusätzlich ermöglicht eine mit einem derartigen Deckelelement versehene Sonotrode eine besonders kompakte Ausgestaltung einer Strahlkammer, so dass auch sterisch anspruchsvolle Oberflächengeometrien wie beispielsweise Innenseiten von Bauteilen bearbeitet werden können. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, dass beispielsweise im Unterschied zum Stand der Technik gemäß DE 600 17 681 T2 das seitliche Spiel zwischen dem Deckelelement der Sonotrode und der Wand der Strahlkammer nicht mehr aufwendig abgestimmt werden muss.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wand an einem seitlichen Randbereich des Deckelelements angeordnet ist. Durch eine derartige
Wand kann besonders einfach eine seitliche Begrenzung geschaffen werden, welche einen Verlust an Strahlgut an der Unterseite der Strahlkammer effektiv verhindert.
Idealerweise ist die Wand zudem um das Deckelelement umlaufend ausgebildet, so dass die Strahlkammer sowohl nach unten als auch seitlich vollständig durch das Deckelelement begrenzt wird. Besondere Vorteile lassen sich insbesondere dadurch erzielen, dass die mit dem Deckelelement mitbewegte Wand selbst die Wand der Strahlkammer bildet.
Dadurch, dass die Wand auswechselbar und/oder vom Deckelelement abnehmbar ausgebildet ist, ist eine besonders einfache Möglichkeit geschaffen, das Deckelelement mit äußerst geringem Rüstaufwand schnell und entsprechend kostengünstig auf unterschiedlichste Oberflächengeometrien verschiedner Bauteile abzustimmen. Da die mit dem Deckelelement mitbewegte Wand selbst den Strahlraum bildet, kann somit durch Auswechslung der Wand eine einzige Sonotrode zum Bestrahlen unterschiedlichster Oberflächen eingesetzt werden. Eine zusätzliche Verbesserung der Anpassbarkeit an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten wird in besonders einfacher Weise dadurch ermöglicht, dass die Wand in ihrer Position am Deckelelement einstellbar und in der eingestellten Position festlegbar ist. Eine derartige Verstell- und Festlegbarkeit kann dabei über geeignete lösbare Verbindungselemente wie beispielsweise Schraub- oder Klemmverbindungen erfolgen. Denkbar sind aber auch alle sonstigen geeigneten, dem Fachmann bekannte Verbindungsarten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Höhe der Wand im Verhältnis zur Breite, insbesondere zum Durchmesser, des Deckelelements erheblich kleiner ausgebildet ist und vorzugsweise in einem Verhältnis zwischen 1 :6 und 1:14 und insbesondere 1:10 steht. Da eine im Vergleich zum Deckelelement deutlich kleinere Wand auch eine entsprechend geringere träge Masse besitzt, welche durch das Deckelelement beschleunigt werden muss, kann auf diese Weise ein besonders schnelles Ansprechen und weitestgehend verzögerungsfreies Mitbewegen der Wand sichergestellt werden. Ein Verhältnis von etwa 1 :10 hat sich dabei als besonders geeigneter Kompromiss zwischen den Anforderungen der Mitbewegbarkeit, also möglichst geringe Masse, und der Leitelementeigenschaften für Strahlgut, also möglichst große Höhe, gezeigt. Eine baulich
besonders einfache und zum Ablenken des Strahlguts auf die Oberfläche des Bauteils besonders geeignete Ausgestaltung des Deckelelements kann schließlich dadurch erzielt werden, dass die Wand zumindest annähernd rechtwinklig am Deckelelement angeordnet ist.
Erfindungsgemäß umfasst eine Strahlkammeranordnung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, eine von zumindest einer Wand begrenzte Strahlkammer und zumindest eine Sonotrode mit einem Deckelelement, mittels welchem Strahlgut innerhalb der Strahlkammer zu beschleunigen ist, wobei vorgesehen ist, dass das Deckelelement wenigstens einen mit diesem mitzubewegenden Wandbereich der Wand umfasst. Anders ausgedrückt ist bei einer erfindungsgemäßen Strahlkammeranordnung vorgesehen, dass das Deckelelement der Sonotrode zumindest einen Wandbereich der Wand der Strahlkammer umfasst und dass dieser Wandbereich mit dem Deckelelement mitbewegbar ist. Das Deckelelement überträgt dabei die von der Sonotrode erzeugte Schwingung auf das in die Strahlkammer einzubringende Strahlgut, welches dadurch auf eine Oberfläche eines an einer öffnung der Strahlkammer anzuordnenden Bauteils beschleunigt wird. Die öffnung befindet sich dabei vorzugsweise auf der dem Deckelelement der Sonotrode gegenüberliegenden Seite der Strahlkammer, wobei allerdings auch davon abweichende räumliche Anordnungen denkbar sind. Es ist folglich im Gegensatz zum Stand der Technik nicht länger erforderlich, das Deckelelement der Sonotrode in den Boden der Strahlkammeranordnung einzupassen, um diesen passgenau zu verschließen und dadurch einen Verlust von Strahlgut zu vermeiden. Zudem entfallt die Notwendigkeit, das Spiel zwischen der Wand und dem Boden bzw. dem Deckelelement - falls dieses selbst als Boden fungiert - anzupassen, um einen Verlust von Strahlgut an den seitlichen Kontaktflächen zu verhindern. Besonders einfach lässt sich eine derartige Strahlkammeranordnung verwirklichen, wenn die Sonotrode gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Die dort beschriebenen Vorteile gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Strahlkammeranordnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein weiterer Wandbereich der Wand vorgesehen, welcher als sich an den mit dem Deckelelement mitbewegenden Wandbereich anschließendes Leitelement ausgebildet ist. Mit Hilfe eines der-
artigen Wandbereichs kann eine einfache Anpassung der Distanzen und Ablenkwinkel des Strahlguts durchgeführt werden. Da erfmdungsgemäß weiterhin vorgesehen ist, dass der weitere Wandbereich in seiner Position einstellbar und in der eingestellten Position festlegbar ist, lässt sich eine besonders schnelle und einfache Möglichkeit zur Anpassung der Strahlkammeranordnung an Bauteile mit unterschiedlichsten Oberflächengeometrien verwirklichen. Besondere Vorteile lassen sich dadurch verwirklichen, dass der zum Beispiel als Leitelement ausgebildete zusätzliche Wandbereich direkt an dem mit dem Deckelelement mitzubewegenden Wandbereich angebracht ist. Als einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Einstellen und Festlegen des Wandbereichs eignen sich dabei beispielsweise Schraubverbindungen. Denkbar sind aber auch andere, dem Fachmann geläufige Verbindungstypen und Anordnungsmöglichkeiten.
Um eine optimale und direkte Steuerung der Intensität und Dauer des Oberflächenstrahlens sicherzustellen, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass eine erste Einrichtung zur Ermittlung einer Auftrefffrequenz und/oder Auftreffmtensität des innerhalb der Strahlkammer zu beschleunigenden Strahlguts vorgesehen ist, welche vorzugsweise auf einer dem Deckelelement abgewandten Seite am Bauteil anzuordnen ist. Besonders geeignet sind zu diesem Zweck Einrichtungen, welche beispielsweise als Schwingungsaufnehmer ausgebildete Induktionssensoren, Schallsensoren oder dergleichen umfassen. Durch die Anordnung auf der dem Deckelelement abgewandten Seite am Bauteil kann die Einrichtung einerseits einfach und variabel angeordnet werden und ist andererseits vor mechanischer Beschädigung durch das Strahlgut geschützt. Denkbar ist es zudem, dass die erste Einrichtung zur Ermittlung der über das Strahlgut auf das Bauteil übertragenen Gesamtenergie verwendet wird.
Da für komplexe Bauteile nicht immer eine geschlossene Kammer bereitgestellt werden kann, ist erfindungsgemäß eine zweite Einrichtung zum Nachdosieren des innerhalb der Strahlkammer zu beschleunigenden Strahlguts vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, die Gesamtmenge an Strahlgut auch im Fall eines eventuellen Verlustes durch Entweichen aus der Strahlkammer konstant zu halten und so eine reproduzierbare Prozessführung zu gewährleisten. Die zweite Einrichtung kann dabei insbesondere mit Hilfe der vorab beschriebenen ersten Einrichtung zur Ermittlung einer Auftrefffrequenz und/oder Auftreffmtensität
des innerhalb der Stahlkammer zu beschleunigenden Strahlguts gesteuert werden, so dass auf diese Weise eine besonders exakte Steuerung der Strahlgutmenge, Beschleunigungsintensität und -dauer ermöglicht ist. Falls demnach also eine zu geringe Menge an Strahlgut auf der Oberfläche des Bauteils auftrifft, kann so lange Strahlgut nachdosiert werden, bis das gewünschte Niveau wieder erreicht ist.
Ein besonders gleichmäßiges und reproduzierbares Ergebnis des Oberflächenstrahlens kann gewährleistet werden, indem das Deckelelement mit einer Schwingung einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere 20 kHz oder weniger, betrieben ist. Die Schwingungsanregung erfolgt dabei vorzugsweise im Wesentlichen in Rechteck- und/oder Trapezwellenform. Im Gegensatz zum Stand der Technik, gemäß welchem die Beschleunigung des Strahlguts lediglich durch Anpassung der Amplitude der Schwingungsanregung möglich ist, kann aufgrund der hohen Flankensteilheit einer Rechteck- bzw. Trapezwellenform die Beschleunigung des Strahlguts besonders einfach, variabel und unabhängig von der Amplitude eingestellt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Strahlkammeranordnung zum
Oberflächenstrahlen mit einer mit Strahlgut befüllten Strahlkammer, welche nach unten durch ein Deckelelement einer Sonotrode und seitlich durch eine vom Deckelelement gebildete Wand begrenzt ist, mit einem seitlich an die Wand anschließenden Leitelement, mit einer Einrichtung zum Nachdosieren von Strahlgut und mit einer auf der Oberseite des zu strahlenden Bauteils angeordneten Einrichtung zur Ermittlung einer Auftrefffrequenz und - intensität des Strahlguts; und in
Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines zeitlichen Verlaufs einer trapezförmigen
Auslenkung der Sonotrode zum Beschleunigen des Strahlguts gemäß Fig. 1 über drei Schwingungsperioden.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Strahlkammeranordnung zum Oberflächenstrahlen insbesondere von Bauteilen wie Blisks, Rotorblättern, Schaufelfüßen oder dergleichen dargestellt. Die Strahlkammeranordnung umfasst dabei eine Strahlkammer 14, welche mit Strahlgut 12 in Form von Metallkugel befüllt ist. Weiterhin umfasst die Strahlkammeranordnung eine im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Sonotrode 16 mit einem die Strahlkammer 14 nach unten begrenzenden scheibenförmigen Deckelelement 18, an welchem eine mit diesem mitbewegte und umlaufend um dieses ausgebildete Wand 20 angeordnet bzw. befestigt ist. Vorliegend ist die Wand 20 an einem seitlichen Randbereich des Deckelelements 18 angeordnet und bildet einen Wandbereich der Begrenzungs- bzw. Kammerwand 21 der Strahlkammer 14. Gleichfalls wäre es jedoch auch denkbar, eine zentral des Deckelelements 18 angeordnete Wand 20 einzusetzen, welche dann gegebenenfalls keine Begrenzungs- bzw. Kammerwand 21 der Strahlkammer 14 bilden muss. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die Wand 20 etwa rechtwinklig von dem Deckelelement 18 nach oben hin ab. In einer anderen Ausführungsform kann die Wand 20 auswechselbar und/oder vom Deckelelement 18 abnehmbar ausgebildet sein, so dass Wände 20 bzw. Wandbereiche der Kammerwand 21 mit unterschiedlichen Geometrien und Winkelstellungen gegenüber dem Deckelement 18 zum Einsatz kommen können. Ebenso kann die Wand 20 in ihrer Position am Deckelelement 18 einstellbar und in der eingestellten Position festlegbar sein.
Neben der Wand 20 umfasst die Kammerwand 21 der Strahlkammer 14 ein sich an die Wand 20 anschließendes Leitelement 22, welches vorliegend gelenkig einstellbar mit der Wand 20 verbunden ist. Gleichfalls wäre es jedoch auch denkbar, das Leitelement 22 ortsfest anzuordnen, so dass das Deckelelement 18 bzw. die mitbewegte Wand 20 gegenüber dem Leitelement 22 schwingt.
Außerdem weist die Strahlkammeranordnung eine Einrichtung 24 zum Nachdosieren von Strahlgut sowie eine Einrichtung 26 zur Ermittlung einer Auftrefffrequenz und Auftreffm- tensität des Strahlguts 12 auf einem oberflächenzustrahlenden Bauteil 28 auf.
Das Bauteil 28 selbst, bei welchem es sich im abgebildeten Ausführungsbeispiel exemplarisch um ein Rotorblatt handelt, ist an einer offenen Oberseite 30 der Strahlkammer 14 angeordnet. Die lediglich schematisch gezeigte Sonotrode 16 ist vorliegend als Ultraschall- Sonotrode ausgebildet und umfasst unterseitig des Deckelelements 18 eine Mehrzahl von Schwingungsanregern 32, welche als säulenförmige Ultraschall-Piezo-Aktoren mit im Wesentlichen zylindrischer Grundform ausgeführt sind. Weiter sind die Schwingungsanreger 32 mit einer Grundplatte 34 verbunden, welche planparallel zum Deckelelement 18 ausgebildet ist. Die Sonotrode 16 ist aus Gründen der übersichtlichkeit ohne äußere Verkleidungsteile dargestellt.
Zum Oberflächenstrahlen des Bauteils 28 wird das in die Strahlkammer 14 eingebrachte Strahlgut 12 über das mit einer bestimmten Schwingungsfrequenz und -wellenform schwingende Deckelelement 18 der Sonotrode 16 impulsartig auf das Bauteil 28 beschleunigt und bildet innerhalb der Strahlkammer 14 einen Kugelnebel. Die umlaufend um das Deckelelement 18 befestigte Wand 20 lenkt einerseits das Strahlgut 12 auf das Bauteil 28 und erhöht andererseits die Stabilität des schwingenden Deckelelements 18. Mit Hilfe des an die Wand 20 anschließenden und in seiner Winkelstellung veränderbaren Leitelements 22 kann das Strahlgut 12 variabel abgelenkt und der Oberflächengeometrie des jeweiligen Bauteils angepasst werden.
Zur Gewährleistung eines reproduzierbaren Oberflächenstrahlens und einer optimalen Prozessführung befindet sich an der Oberseite des Bauteils 28 eine Einrichtung 26 zur Ermittlung der Auftrefffrequenz und -intensität des Strahlguts 12 auf die der Strahlkammer 14 zugewandeten Seite des Bauteils 28. In Abhängigkeit der ermittelten Messwerte dieser Einrichtung 26 kann beispielsweise die Frequenz, Amplitude oder Anregungswellenform der Sonotrode 16 geändert werden.
Zudem ist es im Fall eines Verlusts an Strahlgut 12 - welcher beispielsweise über einen Zwischenraum 36 zwischen dem Leitelement 22 und dem Bauteil 28 auftreten kann - möglich, durch Steuerung der Einrichtung 24 zum Nachdosieren von Strahlgut 12 die Menge an Strahlgut 12 innerhalb der Strahlkammer 14 über den gesamten Strahlprozess konstant zu halten. Dies ist besonders vorteilhaft, um verschiedenste Bauteile mit komplexen Geometrien reproduzierbar bearbeiten zu können, ohne kostspielige und aufwendige Anpassungen der Strahlkammeranordnung an die Oberflächengeometrie des jeweiligen Bauteils vornehmen zu müssen.
In Fig. 2 sind schematisch drei Perioden eines zeitlichen Verlaufs einer Auslenkung 38 der Sonotrode 16 zum Beschleunigen des Strahlguts 12 gemäß Fig. 1 in Diagrammform dargestellt, wobei die Amplitude A auf der Ordinate gegen die Zeit t auf der Abszisse des Diagramms aufgetragen sind. Die Auslenkung 38 der Sonotrode 16 erfolgt im vorliegenden Fall im Wesentlichen trapezförmig mit einer Schwingungsfrequenz, die bevorzugt unterhalb von 20 kHz liegt. Eine derartige trapezförmige Auslenkung 38 bietet dabei den Vorteil, dass eine hohe, von der Amplitude A weitgehend unabhängige Beschleunigung des Strahlguts 12 erzielbar und dadurch eine besonders exakte und reproduzierbare Prozessführung möglicht ist. Denkbar sind allerdings auch weitere, impulsartige Auslenkungsformen wie etwa eine Rechteckauslenkung oder dergleichen.