Bei der Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unterscheidet man zwischen spanenden Bearbeitungsverfahren und abtragenden Bearbeitungsverfahren. Spanende Bearbeitungs- verfahren arbeiten mit mechanischer Einwirkung von Scheiden auf das Werl<stücl< und be- wirken so einen Abtrag an der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücl<s. Abtragende Bearbeitungsverfahren nutzen chemische oder thermische Prozesse zur Oberflächenbear- beitung aus.

Zu den spanenden Bearbeitungsverfahren zählt das sogenannte Läppen. Beim Läppen dient ein Läppmittel, welches sich aus einem Läppulver und einem Trägermedium zusammen- setzt, als Schneide. Beim Läppen wird mithilfe des lose im Trägermedium verteilten Läppul- vers die Oberfläche des zu bearbeitenden Werl<stücl<s bearbeitet, wobei das Läppulver in ungeordneten Schneidbahnen relativ zum zu bearbeitenden Werl<stücl< geführt wird.

Eine Sonderform des Läppens ist das Drucl<fließläppen. Beim Drucl<fließläppen, welches als Abrasive Flow Machining (AFM) bezeichnet wird, wird das zu bearbeitende Werkstück in der Regel zwischen zwei gegenüberliegenden, vertil<al angeordneten Druckl<olben bzw. - zylindern eingespannt. Zwischen den beiden Druckl<olben bzw.-zylindern wird das Läppmit- tel durch Heben und Senl<en der Drucl<I<olben hin-und hergeschoben und damit an der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche vorbeigeführt. Ein Abtrag an der zu bearbeitenden 0- berfläche wird durch verschiedene Prozessparameter wie Läppmitteldrucl<, Läppmitteltem- peratur, Visl<osität des Läppmittels oder Fließverhalten des Läppmittels bestimmt. Der größ- te Abtrag tritt im Bereich der größten Strömungswiderstände auf. Die hier vorliegende Er- findung betrifft das Druckfiießtäppen.

Bei den aus dem Stand der Technil< bekannten Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werl<stücks, die das Drucl<fließläppen betreffen, besteht der Nachteil, dass keine konstan- ten Arbeitsergebnisse erzielt werden können. Dies liegt insbesondere an der hohen Anzahl sowie der Inl<onstanz der Prozessparameter, die für den Abtrag verantwortlich sind. Insbe- sondere dann, wenn das zu bearbeitende Werkstück gekrümmte Oberflächen aufweist, zei- gen sich erhebliche Unterschiede im Abtrag an den zu bearbeitenden Oberflächen, abhängig davon, ob die Oberfläche der Fließrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Läppmittels zuge- wandt ist oder von dieser abgewandt ist. Weitere Unregelmäßigkeiten im Abtrag ergeben sich nach dem Stand der Technil< dadurch, dass sich mit zunehmender Bearbeitungsdauer das Läppmittel erwärmt und sich dadurch die Visl<osität sowie Fließgeschwindigkeit dessel- ben ändert.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werl<stücl<s sowie ein entsprechendes Ver- fahren zu schaffen.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Vorrichtung zur Oberflä- chenbearbeitung eines Werkstücks durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.

Die Vorrichtung verfügt über mindestens zwei sich gegenüberliegende Drucl<einrichtungen, wobei das zu bearbeitende Werl<stück zwischen den sich gegenüberliegenden Drucl<einrich- tungen angeordnet ist, und wobei ein Läppmittel an dem zu bearbeitenden Werkstück vor- bei bewegbar ist. Erfindungsgemäß sind die sich gegenüberliegenden Drucl<einrichtungen mit einem definierten Druck derart beaufschlagbar, dass sich im gesamten Läppmittel zu jeder Seite des zu bearbeitenden Werkstücks ein gleichmäßiger Drucl< einstellt. Die Bewe- gung des Läppmittels relativ zum zu bearbeitenden Werkstück unter Beibehaltung des gleichmäßigen Drucl<s im Läppmittel ist durch eine gleichgerichtete Bewegung der sich ge- genüberliegenden Drucl<einrichtungen einstellbar. Der gleichmäßige Druck zu allen Seiten des zu bearbeitenden Werkstücks bewirkt einen gleichmäßigen Materialabtrag an allen Sei- ten des Werkstücks. Die Oberflächenbearbeitung wird hierdurch verbessert.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verfügt die Vorrichtung über zwei sich gegenüberliegende Druckeinrichtungen, zwischen denen das zu bearbeitende Werkstück mit Hilfe einer Einrichtung eingespannt ist. Eine erste, obere Drucl<einrichtung ist an einer ersten, horizontal verlaufenden Traverse und eine zweite, untere Druckeinrichtung ist an einer zweiten, horizontal verlaufenden Traverse befestigt ist. Die beiden Traversen sind mit- einander verbunden sind. Die beiden Druckeinrichtung sind durch eine vertikale Bewegung der beiden Traversen relativ zu der Einrichtung bewegbar, wobei durch diese vertikale Be- wegung der beiden Traversen die Bewegung des Läppmittels relativ zum zu bearbeitenden Werkstück einstellbar ist.

Vorzugsweise ist der oder jeden Traverse eine regelbare Antreibseinrichtung zur Gewähr- leistung einer gleichmäßigen Fließgeschwindigkeit des Läppmittels relativ zum zu bearbei- tenden Werkstück zugeordnet. Durch Einhaltung einer konstanten Fließgeschwindigl<eit des Läppmittels lässt sich das Ergebnis der Oberflächenbearbeitung verbessern.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine regelbare I<ühl-und/oder Heizeinrichtung für das Läppmittel zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperatur des Läppmittels vorgesehen. Durch Einhaltung einer konstanten Temperatur des Läppmittels lässt sich das Ergebnis der Oberflächenbearbeitung nochmals verbessern.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merl<male des Patentanspruchs 9 gel<enn- zeichnet.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprü- chen und der nachfolgenden Beschreibung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränl<t zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 : eine starl< schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Oberflächenbear- beitung eines Werkstücks nach dem Stand der Technik ; Fig. 2 : eine starl< schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks ; und Fig. 3 : einen vergrößerten Ausschnitt aus der Anordnung gemäß Fig. 2 mit zusätzlich vorgesehenen Leitl<örpern.

Fig. 1 zeigt eine starl< schematisierte Vorrichtung 10 zum Druckfließläppen nach dem Stand der Technil<. Bei der Vorrichtung 10 nach dem Stand der Technik sind zwei Drucl<zylinder 11,12 vertil<al übereinander angeordnet, wobei zwischen den beiden Druckzylindern 11,12 ein zu bearbeitendes Werkstücl< 13 eingespannt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anord- nung ist in das Werkstücl< 13 eine Bohrung eingebracht, deren innenliegende Oberfläche bearbeitet werden soll. Hierzu wird zwischen den vertil<al übereinander angeordneten Druckzylindern 11,12 ein Läppmittel 14 hin-und hergeschoben. Die Bewegung des Läpp- mittels 14 erfolgt über den Druckzylindern 11,12 zugeordnete Drucl<I<olben 15,16.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 17 zum Drucl<fließläppen im Sinne der Erfindung. Die erfin- dungsgemäße Vorrichtung 17 verfügt über zwei sich gegenüberliegende Drucl<einrichtungen 18,19, nämlich eine erste, obere Druckeinrichtung 18 und eine zweite, untere Drucl<ein- richtung 19. Die beiden Druckeinrichtungen 18,19 sind als Zylinder-I<olben-Systeme aus- gebildet.

Mithilfe einer Einrichtung 20 ist ein zu bearbeitendes Werl<stücl< 21 zwischen den beiden Drucl<einrichtungen 18,19 positioniert sowie zwischen denselben eingespannt. Das Werl<- stücl< 21 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 als Gasturbinenbaugruppe ausgebildet, wobei in Fig. 2 drei Schaufeln 22 der Gasturbinenbaugruppe dargestellt sind.

Gemäß Fig. 2 ist die erste, obere Druckeinrichtung 18 mit einer ersten, horizontal verlau- fenden Traverse 23 verbunden. Die zweite, untere Druckeinrichtung 19 ist mit einer zwei- ten, ebenfalls horizontal verlaufenden Traverse 24 verbunden. Die beiden horizontal verlau- fenden Traversen 23,24 sind an jeweils gegenüberliegenden Enden durch vertikal verlau- fende Streben 25,26 miteinander verbunden. Die beiden Drucl<einrichtungen 18, 19 sind derart mit einem definierten Drucl< beaufschlagbar, dass sich im gesamten Läppmittel und damit zu jeder Seite des zu bearbeitenden Werkstücks 21 bzw. der zu bearbeitenden Schau- feln 22 ein gleichmäßiger Drucl< einstellt. Durch Bewegung der gesamten Einheit aus den Traversen 23 und 24, den Streben 25 und 26 sowie den mit den Traversen 23,24 verbun- denen Druckeinrichtungen 18 und 19 relativ zur Einrichtung 20 ist die Bewegung des Läpp- mittels 27 relativ zum zu bearbeitenden Werkstück 21 bzw. zu den zu bearbeitenden Schau- feln 22 unter Beigehaltung des gleichförmigen Läppmitteldrucks einstellbar. Hierdurch lässt sich auch bei gekrümmten Oberflächen des zu bearbeitenden Werkstücks 21 ein gleichmä- ßiger Abtrag an den Oberflächen des Werkstücks 21 erzielen.

Den Traversen 23,24 bzw. den Streben 25,26 ist eine nicht-dargestellte, regelbare An- triebseinrichtung zugeordnet. Die Antriebseinrichtung dient der Realisierung der Bewegung der Einheit aus den Traversen 23 und 24, den Streben 25 und 26 sowie den mit den Traver- sen 23,24 verbundenen Drucl<einrichtungen 18 und 19 relativ zur Einrichtung 20. Mithilfe dieser regelbaren Antriebseinrichtung ist eine gleichmäßige Fließgeschwindigl<eit des Läppmittels 27 relativ zum zu bearbeitenden Werkstück 21 einstellbar.

Weiterhin liegt es im Sinne der Erfindung, dass die Vorrichtung 17 eine nicht-dargestellte, regelbare I<ühl-und/oder Heizeinrichtung für das Läppmittel 27 aufweist. Mithilfe dieser I<ühl-und/oder Heizeinrichtung für das Läppmittel 27 lässt sich eine gleichmäßige Tempe- ratur für das Läppmittel 27 einstellen.

Mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich demnach die Prozessparameter Läppmitteldrucl<, Läppmittelfließgeschwindigkeit sowie Läppmitteltemperatur gleichmäßig einstellen bzw. auf einen konstanten Wert regeln. Hierdurch ist es erstmals möglich, mit der sogenannten Druckfließläpptechnil< reproduzierbare Ergebnisse der Oberflächenbearbeitung herbeizuführen. Durch den gleichmäßigen Läppmitteldruck wird eine gleichmäßige Bearbei- tung jeder Stelle der zu bearbeitenden Oberfläche des Werl<stücl<s erzielt, und zwar auch dann, wenn das Werkstück über gekrümmte Oberflächen verfügt.

Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der Erfindung. So sind bei der in Fig. 3 gezeigten Anord- nung Leitl<örper 28 im Bereich des zu bearbeitenden Werkstücks 21 bzw. der zu bearbei- tenden Schaufeln 22 angeordnet. Mithilfe der Leitkörper 28 kann einerseits die Bewegungs- richtung und andererseits die Fließgeschwindigkeit des Läppmittels 27 beeinflusst werden.

Damit lässt sich der Abtrag an der zu bearbeitenden Oberfläche lokal beeinflussen.

Mithilfe der im Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 beschriebenen, erfindungsgemäßen Vor- richtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen. Bei dem erfindungsgemä- ßen Verfahren wird das Läppmittel 27 an dem zu bearbeitenden Werl<stück 21 vorbeige- führt, wobei im gesamten Läppmittel 27 und damit zu jeder Seite des zu bearbeitenden Werkstücks 21 ein gleichmäßiger Drucl< eingestellt wird. Das Läppmittel 27 wird relativ zu dem zu bearbeitenden Werl<stück 21 unter Beibehaltung dieses gleichmäßigen Drucks be- wegt. Die Fließgeschwindigl<eit des Läppmittels sowie die Temperatur des Läppmittels sind auf einen konstanten Wert regelbar. Mithilfe von Leitkörpern 28 wird eine Bewegungsrich- tung und/oder die Fließgeschwindigl<eit des Läppmittels beeinflusst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich ins- besondere zur Oberflächenbearbeitung komplexer, dreidimensionaler Geometrien, insbe- sondere zur Bearbeitung von Blisks einer Gasturbine.

Bezugszeichenliste Vorrichtung 10 Drucl<zylinder 11 Drucl<zylinder 12 Werl<stücl< 13 Läppmittel 14 Drucl<kolben 15 Drucl<kolben 16 Vorrichtung 17 Druckeinrichtung 18 Druckeinrichtung 19 Einrichtung 20 Werl<stück 21 Schaufel 22 Traverse 23 Traverse 24 Strebe 25 Strebe 26 Läppmittel 27 Leitl<örper 28