Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, von Bauteilen, insbesondere Gasturbinenbauteilen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Gasturbinen, insbesondere Flugtriebwerke, verfügen insbesondere im Bereich eines Verdichters sowie einer Turbine über mindestens einen mit rotierenden Laufschaufeln bestückten Rotor, wobei die rotierenden Laufschaufeln der Gasturbine entweder über profilierte Schaufelfüße in Ausnehmungen des Gasturbinenrotors verankert oder integraler Bestandteil eines Gasturbinenrotors sind. Sind die Laufschaufeln über Schaufelfüße in entsprechenden Ausnehmungen des Rotors verankert, so sind die Schaufelfü-ße entweder nach dem sogenannten Tannenbaum-Design (fir tree design) oder nach dem sogenannten Schwalbenschwanz-Design (dove tail design) profiliert. Die vorzugsweise tannenbaumprofilierten oder schwalbenschwanzprofilierten Flächen eines Schaufelfußes einer Gasturbinenschaufel werden auch als Tragflanken oder Tragflächen bezeichnet. Während des Betriebs einer Gasturbine werden die Schaufelfüße an ihren profilierten Tragflächen insbesondere durch Reibverschleiß stark beansprucht. Die Verschleißrate im Bereich der Schaufelfüße kann dadurch herabgesetzt werden, dass die Schaufelfüße an ihren Tragflächen durch spezielle Oberflächenbearbeitungsverfahren verfestigt werden. Eine ähnliche Problematik stellt sich auch bei integral beschaufelten Gasturbinenrotoren, die im Bereich ihrer Rotorscheiben zur Minimierung der Verschleißrate verfestigt werden. Auch werden Schaufelblätter von Gasturbinenschaufeln an ihren Oberflächen zur Minimierung der Verschleißrate verfestigt.

[0003] Als Oberflächenbearbeitungsverfahren zum Verfestigen von Bauteilen, insbesondere von Gasturbinebauteilen wie Gasturbinenschaufeln, kommt vorzugsweise das Kugelstrahlen zum Einsatz. Beim konventionellen Kugelstrahlen kann sich eine erhebliche Oberflächenaufrauung an den gestrahlten Flächen einstellen. Zur Verbesserung der sich beim Kugelstrahlen einstellenden Bearbeitungsqualität ist es aus dem Stand der Technik gemäß US 6,536,109 B2 bereits bekannt, zum Beispiel Schaufelfüße von Gasturbinenschaufeln im Bereich ihrer profilierten Tragflächen durch Ultraschall-Kugelstrahlen zu verfestigen.

[0004] So offenbart die US 6,536,109 B2 eine entsprechende Vorrichtung mit einer Ultraschall-Sonotrode, wobei die Ultraschall-Sonotrode eine horizontal bzw. waagrecht verlaufende, vibrierende bzw. schwingende Oberfläche aufweist, und wobei sich oberhalb dieser schwingenden Oberfläche eine Bearbeitungskammer erstreckt, in welcher Gasturbinenschaufeln mit ihren Schaufelfüßen zur Bearbeitung derselben im Bereich ihrer Tragflächen stehend angeordnet sind. Gemäß der US 6 536 109 B2 sind dabei die zu bearbeitenden Gasturbinenschaufeln derart stehend ausgerichtet, dass die zu bearbeitenden, profilierten Tragflächen der Schaufelfüße im wesentlichen senkrecht zu der schwingenden Oberfläche der Ultraschall-Sonotrode verlaufen. Hiermit kann nur eine ungenügende Qualität beim Kugelstrahlen der profilierten Tragflächen der Schaufelfüße erreicht werden. Weiterhin ist mit der in der US 6,526,109 B2 offenbarten Vorrichtung ein Strahlen dünnwandiger Bauteile nicht möglich, da solche dünnwandigen Bauteile bei einer Bearbeitung in dieser aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung einer unzulässigen Verformung ausgesetzt wären.

[0005] Die US 2002/0042978 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von einander gegenüberliegenden Oberflächen an dünnwandigen Bauteilen, insbesondere an Schaufeln von integral beschaufelten Gasturbinenrotoren durch Ultraschall-Kugelstrahlen. Der beschaufelte Rotor wird um eine vertikale oder horizontale Achse gedreht, und dabei jeweils ein Teil der Schaufeln durch eine Bearbeitungskammer bewegt. Gemäß Figur 2 dieses Dokuments sind an zwei horizontalen, sich vertikal gegenüberstehenden Wänden der Bearbeitungskammer zwei Ultraschall-Sonotroden mit vertikaler Strahlrichtung angeordnet. Somit können die Schaufeln gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten bearbeitet werden. Figur 10 dieses Dokuments zeigt eine vergleichbare Anordnung. Bei einer Anordnung gemäß Figur 6 mit horizontaler Rotorachse könnten auch Sonotroden mit horizontaler Strahlrichtung an vertikalen Wänden der Bearbeitungskammer angeordnet werden, wobei der Boden der Bearbeitungskammer eine dritte, horizontale Wand bilden würde. Trotzdem wäre bei einer solchen Anordnung die Kugelbewegung samt Reflexion nicht optimal.

[0006] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, von Bauteilen zu schaffen.

[0007] Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung im Sinne von Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Bearbeitungskammer im Querschnitt W-förmig ausgeführt, mit zwei im wesentlichen vertikal verlaufenden Schenkeln und zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden Schenkeln, wobei zumindest die vertikal verlaufenden Schenkel der Bearbeitungskammer von schwingenden Oberflächen jeweils eines Vibrators gebildet sind. Die im wesentlichen horizontal verlaufenden Schenkel können als Oberflächen jeweils eines Vibrators oder als Injektoren ausgebildet sein, wobei die Injektoren die Kugeln zurück auf die vibrierenden, im wesentlichen vertikal verlaufenden Schenkel bewegen.

[0008] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen lässt sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen eine deutlich bessere Bearbeitungsqualität an den zu bearbeitenden Oberflächen eines Bauteils erzielen. Dabei wird einerseits die Effektivität beim Oberflächenstrahlen erhöht, andererseits werden insbesondere bei dünnwandigen Bauteilen unzulässige Verformungen der zu strahlenden, dünnwandigen Bauteilabschnitte vermieden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können erstmals auch dünnwandige Scheiben mit sogenannten Wings an integral beschaufelten Gasturbinenrotoren beim Ultraschall-Kugelstrahlen mit einer hohen Intensität beschossen werden, ohne diese komplex geformten Bauteile beim Oberflächenstrahlen unzulässig zu verformen.

[0009] Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer von zwei äußeren, im wesentlichen vertikal verlaufenden langen Schenkeln und zwei inneren, im wesentlichen horizontal verlaufenden kurzen Schenkel begrenzt, wobei jeder der Schenkel von einer schwingenden Oberfläche jeweils eines Vibrators gebildet ist. Vorzugsweise ist in Übergangsbereichen zwischen äußeren, langen Schenkeln und inneren, kurzen Schenkeln bzw. in Tiefpunkten der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer jeweils eine weitere schwingende Oberfläche eines Vibrators positioniert oder es ist ein Injektor für die Kugeln vorgesehen.

[0010] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1

eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, beim Strahlen einer Gasturbinenschaufel im Bereich eines Schaufelfußes;

Fig. 2

die erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, beim Strahlen einer Rotorscheibe eines integral beschaufelten Gasturbinerotors;

Fig. 3

die erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, beim Strahlen eines Schaufelblatts eines integral beschaufelten Gasturbinerotors;

Fig. 4

die erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, beim Strahlen eines dünnwandigen Wings eines integral beschaufelten Gasturbinerotors.

[0011] Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 in größerem Detail beschrieben.

[0012] Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Ultraschall-Kugelstrahlen in Verbindung mit einer Gasturbinenschaufel 11, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 an profilierten Tragflanken bzw. Tragflächen 12 bzw. 13 eines Schaufelfußes 14 zu strahlen ist. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ragt hierzu die Gasturbinenschaufel 11 mit dem Schaufelfuß 14 in eine von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellte Bearbeitungskammer 15 hinein, wobei ein in Fig. 1 nicht zu bearbeitendes Schaufelblatt 16 der Gasturbinenschaufel 11 aus der Bearbeitungskammer 15 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 herausragt.

[0013] Die Bearbeitungskammer 15 ist im Querschnitt W-förmig ausgebildet bzw. durch ein W-Profil gekennzeichnet. So ist die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer 15 von zwei äußeren, im wesentlichen vertikal verlaufenden langen Schenkeln 17 und 18 sowie von zwei inneren, im wesentlichen horizontal verlaufenden kurzen Schenkeln 19 und 20 begrenzt. Erfindungsgemäß wird jeder dieser Schenkel 17, 18, 19 und 20 von einer vibrierenden bzw. schwingenden Oberfläche eines Vibrators, nämlich einer Ultraschall-Sonotrode, gebildet. Bei den Schenkel 17, 18, 19 und 20 der W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer 15 handelt es sich demnach um die schwingenden Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden, wobei der schwingende Abschnitt der Oberflächen durch Doppelpfeile visualisiert ist.

[0014] Mithilfe der als schwingende Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden ausgebildeten Schenkeln 17, 18, 19 und 20 werden in der Bearbeitungskammer 15 positionierte, nicht-dargestellte Kugeln beschleunigt und in Richtung auf die zu bearbeitenden Tragflanken bzw. Tragflächen 12, 13 des Schaufelfußes 14 geschleudert. Oben ist die Bearbeitungskammer 15 von einer nicht-schwingenden Abdeckung 21 begrenzt, an der die mithilfe der Ultraschall-Sonotroden beschleunigten Kugeln reflektiert werden. Aus der Anordnung der Fig. 1 folgt unmittelbar, dass sich für die Kugeln innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bzw. innerhalb der Bearbeitungskammer 15 keine Vorzugsrichtung einstellt. Die Kugeln werden demnach aus allen Richtungen gleich verteilt auf die zu bearbeitenden Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 des Schaufelfußes geschleudert. Hierdurch ergibt sich eine besonders gleichmäßige Verfestigung des zu bearbeitenden Schaufelfußes 14 an den Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13.

[0015] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die als vibrierende Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden ausgebildeten Schenkel 17 und 18 der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer 15 so auszurichten, dass die Schenkel 17 und 18 im Wesentlichen parallel zu der zu strahlenden Oberflächenkontur verlaufen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 des zu strahlenden Schaufelfußes 14 tannenbaumprofiliert, und die Schenkel 17 und 18 verlaufen im Wesentlichen parallel zu einer Einhüllenden 22 der tannenbauprofilierten Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13. Hierdurch ist einerseits eine gute Bearbeitungsqualität an den zu strahlenden Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 des Schaufelfußes 14 realisierbar, andererseits können die beiden Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 gleichzeitig gestrahlt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ermöglicht demnach, den Schaufelfuß 14 gleichzeitig von beiden Seiten, also im Bereich beider Tragflächen, zu strahlen.

[0016] Wie Fig. 1 entnommen werden kann, sind nicht nur im Bereich der Schenkel 17, 18, 19 und 20 der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer 15 schwingende Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden positioniert, sondern vielmehr auch in Übergangsbereichen 23 und 24 zwischen den äußeren, langen Schenkeln 17 und 18 und den inneren, kurzen Schenkeln 19 und 20. Die Übergangsbereiche 23 und 24 stellen sozusagen die am tiefsten gelegenen Punkte bzw. die Tiefpunkte des W-Profils der Bearbeitungskammer 15 dar, wobei die mithilfe der Ultraschall-Sonotroden beschleunigten Kugeln unter dem Einfluss der Schwerkraft sich im Bereich dieser Tiefpunkte sammeln und von den dort positionierten Ultraschall-Sonotroden bzw. den schwingenden Oberflächen derselben wieder zurück in den Bearbeitungsraum 15 geschleudert werden. Anstelle der Ultraschall-Sonotroden können in den Übergangsbereiche 23 und 24 auch Injektoren für die Kugeln angeordnet sein, welche die Kugeln zurück auf die vibrierenden Schenkel bewegen. Die schwingenden Abschnitte der in den Übergangsbereichen 23 und 24 positionierten Ultraschall-Sonotroden oder Injektoren sind wiederum durch Doppelpfeile visualisiert.

[0017] Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist demnach die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer 15 von insgesamt sechs schwingenden Oberflächen entsprechender Ultraschall-Sonotroden oder von vier schwingenden Oberflächen und zwei Injektoren begrenzt. Im Bereich der äußeren, langen Schenkel 17 und 18 und der inneren, kurzen Schenkel 19 sowie 20 ist jeweils eine Ultraschall-Sonotrode positioniert. Auf der Oberseite ist die Bearbeitungskammer 15 von einer Abdeckung 21 verschlossen. Der in die Bearbeitungskammer 15 hineinragende Schaufelfuß 14 kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf besonders effektive und schonende Art und Weise an den Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 verfestigt werden. Da sich keine Vorzugsrichtung für die mithilfe der Ultraschall-Sonotroden beschleunigten Kugeln ergibt, werden unerwünschte Materialverformungen sowie Beschädigungen im Bereich der zu strahlenden Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13 vermieden. Weiterhin kann der Schaufelfuß 14 von beiden Seiten gleichzeitig, also gleichzeitig im Bereich beider Tragflanken bzw. Tragflächen 12 und 13, gestrahlt werden.

[0018] Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beim Strahlen eines integral beschaufelten Gasturbinenrotors 25 im Bereich einer Rotorscheibe 26. Im Beispiel der Fig. 2 erstrecken sich Vorsprünge 27 - auch Wings genannt - nahezu vollständig über das oben offene W-Profil der Bearbeitungskammer 15, sodass auf eine Abdeckung an der Oberseite der Bearbeitungskammer 15 verzichtet werden kann. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die Rotorscheibe 26 beidseitig gestrahlt. Wie insbesondere Fig. 2 entnommen werden kann, ergibt sich für die mithilfe der im Bereich der Schenkel 17, 18, 19 und 20 angeordneten Sonotroden beschleunigten Kugeln keine Vorzugsrichtung, sodass die beschleunigten Kugeln aus allen Richtungen auf die zu verfestigende Oberflächen der Rotorscheibe 26 treffen. Dies ist in Fig. 2 durch die Linien 28 schematisiert dargestellt. Bedingt dadurch, dass sich für die Mithilfe der Sonotroden beschleunigten Kugeln keine Vorzugsrichtung einstellt und dass des weiteren gleichzeitig ein beidseitiges Bestrahlen der Rotorscheibe 26 möglich ist, ergibt sich auch dann eine gute Qualität beim Oberflächenstrahlen, wenn die Rotorscheibe 26 dünnwandig ausgebildet ist.

[0019] Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beim Strahlen eines Schaufelblatts 16 eines integral beschaufelten Gasturbinenrotors 25. Auch Schaufelblätter 16 lassen sich demnach mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 effektiv und gleichzeitig schonend strahlen.

[0020] Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beim Strahlen des integral beschaufelten Gasturbinenrotors 25 im Bereich eines dünnwandigen Wings 27 und eines Dichtfinträgers 29. Die Vorrichtung 10 der Fig. 4 unterscheidet sich von den Vorrichtungen 10 der Fig. 1 bis 3 lediglich dadurch, dass im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 die beiden äußeren, langen Schenkel 17 und 18 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dieses W-förmige Profil ist insbesondere beim Strahlen von dünnwandigen Wings vorteilhaft.

[0021] Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen von Bauteilen vorzuschlagen, wobei eine Bearbeitungskammer der Vorrichtung über ein W-Profil oder V-Profil verfügt bzw. im Querschnitt W-förmig oder V-förmig ausgebildet ist, und wobei zumindest im Bereich der im wesentlichen vertikal verlaufenden Schenkel des Profils schwingende Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden positioniert sind. Vorzugsweise sind auch im Übergangsbereich zwischen den äußeren und den inneren Schenkeln, also im Tiefpunkt der Profile schwingende Oberflächen von Ultraschall-Sonotroden oder auch Injektoren positioniert. Mithilfe einer solchen Vorrichtung ist ein gleichzeitiges, beidseitiges Ultraschallstrahlen von dünnwandigen Bauteilen besonderes effektiv und schonend möglich.

[0022] Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet bevorzugt Verwendung beim Strahlen von dünnwandigen Gasturbinenbauteilen, insbesondere beim Strahlen von Gasturbinenschaufeln im Bereich ihrer Schaufelfüße bzw. Schaufelblätter sowie beim Strahlen von integral beschaufelten Gasturbinenrotoren im Bereich der Rotorscheiben sowie Schaufelblätter derselben.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Oberflächenstrahlen, insbesondere zum Ultraschall-Kugelstrahlen, von Bauteilen, insbesondere von Gasturbinenbauteilen, mit mindestens zwei, eine schwingende Oberfläche aufweisenden Vibratoren, insbesondere mit mindestens zwei Ultraschall-Sonotroden, wobei sich an die schwingenden Oberflächen der Vibratoren eine Bearbeitungskammer zur Aufnahme eines zu strahlenden Abschnitts des zu bearbeitenden Bauteils anschließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bearbeitungskammer (15) im Querschnitt W-förmig ausgebildet ist, mit zwei im wesentlichen vertikal verlaufenden Schenkeln (17, 18) und zwei im wesentlichen horizontal verlaufenden, eine kuppenartige Erhebung bildenden Schenkeln (19, 20), wobei zumindest die im wesentlichen vertikal verlaufenden Schenkel (17, 18) der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer (15) von schwingenden Oberflächen jeweils eines Vibrators gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer (15) von zwei äußeren, im wesentlichen vertikal verlaufenden langen Schenkeln (17, 18) und zwei inneren, im wesentlichen horizontal verlaufenden kurzen Schenkeln (19, 20) begrenzt ist, wobei jeder der Schenkel (17, 18, 19, 20) von einer schwingenden Oberfläche jeweils eines Vibrators gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Übergangsbereichen (23, 24) zwischen äußeren, langen Schenkeln (17, 18) und inneren, kurzen Schenkeln (19, 20) der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer (15) jeweils eine weitere schwingende Oberfläche eines Vibrators oder ein Injektor positioniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in den Übergangsbereichen (23, 24) positionierten, schwingenden Oberflächen oder die Injektoren in Tiefpunkten des W-Profils der Bearbeitungskammer (15) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer (15) von sechs schwingenden Oberflächen oder von vier schwingenden Oberflächen und zwei Injektoren begrenzt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die äußeren, langen Schenkel (17, 18) der im Querschnitt W-förmig ausgebildeten Bearbeitungskammer (15) in etwa parallel zu der zu strahlenden Oberflächenkontur bzw. einer Einhüllenden (22) der zu strahlenden Oberflächenkontur des in die Bearbeitungskammer (15) hineinragenden Abschnitts des zu bearbeitenden Bauteils ausgerichtet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Querschnitt W-förmig ausgebildete Bearbeitungskammer (15) nach oben hin von einer Abdeckung (21) begrenzt ist, wobei das Bauteil mit dem zu strahlenden Abschnitt die Abdeckung (21) durchdringt und mit dem zu strahlenden Abschnitt in die Bearbeitungskammer (15) hineinragt.

8. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum gleichzeitig beidseitigen Ultraschall-Kugelstrahlen von Bauteilen, insbesondere von Gasturbinenbauteilen.

9. Verwendung nach Anspruch 8 zum gleichzeitig beidseitigen Ultraschall-Kugelstrahlen von Gasturbinenschaufeln oder integral beschaufelten Gasturbinenrotoren vorzugsweise im Bereich dünnwandiger Abschnitte derselben.

Claims

1. Device for surface peening, in particular for the ultrasonic shot peening of components, especially gas turbine components, comprising at least two vibrators having an oscillating surface, in particular at least two ultrasonic sonotrodes, a processing chamber for receiving a part of the component to be treated being adjacent to the oscillating surfaces of the vibrators,
characterised in that
the cross-section of the processing chamber (15) is W-shaped, with two arms (17, 18) that extend essentially vertically and two arms (19, 20) that extend essentially horizontally and form an arched prominence, such that at least the essentially vertical arms (17, 18) of the W-shaped cross-section of the processing chamber (15) are each formed by oscillating surfaces of a vibrator.

2. Device according to Claim 1,
characterised in that
the processing chamber (15) of W-shaped cross-section is delimited by two outer, long and essentially vertical arms (17, 18) and two inner, short and essentially horizontal arms (19, 20), each of the said arms (17, 18, 19, 20) being formed by an oscillating surface of a respective vibrator.

3. Device according to Claim 2,
characterised in that
at the transition zones (23, 24) between the outer, long arms (17, 18) and the inner, short arms (19, 20) of the W-shaped cross-section of the processing chamber (15), in each case a further oscillating surface of a vibrator or an injector is positioned.

4. Device according to Claim 3,
characterised in that
the oscillating surfaces or injectors positioned at the transition zones (23, 24) are located at the low points of the W-profile of the processing chamber (15).

5. Device according to Claims 3 or 4,
characterised in that
the processing chamber (15) of W-shaped cross-section is delimited by six oscillating surfaces or by four oscillating surfaces and two injectors.

6. Device according to any of Claims 1 to 5,
characterised in that
the outer, long arms (17, 18) of the W-shaped cross-section of the processing chamber (15) are directed approximately parallel to the surface contour to be peened, or to an envelope (22) of the surface contour of the part of the component to be peened which projects into the processing chamber (15).

7. Device according to any of Claims 1 to 6,
characterised in that
the processing chamber (15) of W-shaped cross-section is delimited at the top by a cover (21), and the part of the component to be peened projects through the said cover (21) and into the processing chamber (15).

8. Use of a device according to any of Claims 1 to 7 for the ultrasonic shot peening of components, in particular gas turbine components, simultaneously on both sides.

9. Use as in Claim 8 for the ultrasonic shot peening of gas turbine blades or integrally bladed gas turbine rotors simultaneously on both sides, preferably in the area of thin-walled parts thereof.

Revendications

1. Dispositif pour le grenaillage de surfaces, en particulier pour le grenaillage par ultrasons avec projection de billes, de pièces d'ouvrage, en particulier de pièces de turbines à gaz, comportant au moins deux vibrateurs, munis d'une surface vibrante, en particulier avec au moins deux sonotrodes à ultrasons, une chambre de traitement, destinée à recevoir une partie à grenailler de la pièce d'ouvrage à traiter, étant raccordée aux surfaces vibrantes des vibrateurs, caractérisé en ce que la chambre de traitement (15) est réalisée avec une section en forme de W, avec deux branches (17, 18) orientées sensiblement verticalement et deux branches (19, 20) orientées sensiblement horizontalement et formant une surélévation en coupole, sachant qu'au moins les branches (17, 18) sensiblement verticales de la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W sont formées par les surfaces vibrantes de chacun des vibrateurs.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W est délimitée par deux longues branches (17, 18) extérieures, orientées sensiblement verticalement, et deux courtes branches (19, 20) intérieures, orientées sensiblement horizontalement, chacune des branches (17, 18, 19, 20) étant formée par une surface vibrante de chacun des vibrateurs.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que respectivement une surface vibrante supplémentaire d'un vibrateur ou un injecteur est positionné dans les zones de transition (23, 24) entre les longues branches (17, 18) extérieures et les courtes branches (19, 20) intérieures de la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces vibrantes ou les injecteurs, positionnés dans les zones de transition (23, 24), sont agencés dans des points bas du profil en W de la chambre de traitement (15).

5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W est délimitée par six surfaces vibrantes ou par quatre surfaces vibrantes et deux injecteurs.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les longues branches (17, 18) extérieures de la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W sont orientées sensiblement parallèlement au contour de la surface à grenailler, plus précisément à une enveloppante (22) du contour de la surface à grenailler de la partie de la pièce d'ouvrage à traiter, s'engageant dans la chambre de traitement (15).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambre de traitement (15) réalisée avec une section en forme de W est délimitée vers le haut par un couvercle (21), la pièce d'ouvrage passant à travers le couvercle (21) avec la partie à grenailler et s'engageant dans la chambre de traitement (15) avec la partie à grenailler.

8. Utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour le grenaillage par ultrasons avec projection de billes, simultanément sur deux faces de pièces d'ouvrage, en particulier de pièces de turbines à gaz.

9. Utilisation selon la revendication 8, pour le grenaillage par ultrasons avec projection de billes, simultanément sur deux faces d'aubes de turbines à gaz ou d'aubage intégral de rotors de turbines à gaz, de préférence dans la zone des parties à paroi mince de ceux-ci.

Zeichnung