DE10058675A1

DE10058675A1 - Spannvorrichtung zum Spannen von Läuferschaufeln

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Publication number: DE10058675A1
Application number: DE2000158675
Authority: DE
Original assignee: Schunk SE and Co KG
Current assignee: Schunk SE and Co KG
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2000-11-25
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2020-11-26
Also published as: DE10058675B4

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Spannvorrichtung zum Spannen von Läuferschaufeln, die einen vorzugsweise weitgehend quaderförmigen Grundkörper und einen an dem Grundkörper angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelabschnitt aufweisen, mit vorzugsweise zwei gegenüberliegenden Spanngrundkörpern, wobei wenigstens ein Spanngrundkörper axial verschiebbare Stößeln aufweist, über die der Schaufelabschnitt zwischen den Spanngrundkörpern gehaltert werden kann. DOLLAR A Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass vorzugsweise beide Spanngrundkörper mindestens einen, vorzugsweise unabhängig von den Stößeln verfahrbaren Spannfinger aufweisen und dass über die Spannfinger die Läuferschaufel am Grundkörper gespannt werden kann, wobei eine Bearbeitung des Grundkörpers der Läuferschaufel trotz der Spannfinger wenigstens abschnittsweise möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen von Läuferschaufeln, die einen vorzugsweise weitgehend quaderförmigen Grundkörper und einen an dem Grundkörper angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelabschnitt aufweisen, mit vorzugsweise zwei gegenüberliegenden Spanngrundkörpern, wobei wenigstens ein Spanngrundkörper axial verschiebbare Stößel aufweist, über die der Schaufelabschnitt zwischen den Spanngrundkörpern gehaltert werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Spannen von derartigen Läuferschaufeln.

Derartige Spannvorrichtungen sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. So beschreibt bspw. die EP 0 899 061 A2 eine Spannvorrichtung, die wengistens zwei Spanngrundkörper vorsieht, an denen jeweils eine Vielzahl von Spannstößeln angeordnet sind. Zwischen den Spannstößeln können Werkstücke beliebiger Kontur funktionsgerecht gespannt werden.

Derartige Spannvorrichtungen weisen allerdings das Problem auf, dass es nicht möglich ist, Werkstücke mit ungleichmäßig gekrümmten Oberflächen definiert positionsgenau so zu spannen, dass sie einer entsprechend hochgenauen Bearbeitung, insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung, unterzogen werden können. Ein solch definiertes und positionsgenaues Spannen ist bei Läuferschaufeln von Strömungsmaschinen erforderlich, um eine hochgenaue und exakte Bearbeitung des Werkstücks zu ermöglichen.

Deshalb werden in der Praxis die eingangs genannten Läuferschaufeln mit einem aushärtenden Werkstoff, beispielsweise mit einem Kunststoffkitt oder Gips, so umgossen, dass nach Aushärten des Werkstoffs zwei parallel zueinander angeordnete Oberflächen vorhanden sind. Diese Oberflächen können auf bekannte Art und Weise mittels einer spannstockartigen Spanneinrichtung gespannt werden. Hierdurch ist insbesondere eine Bearbeitung des der Welle einer Strömungsmaschine zugewandten Abschnitts, nämlich des Grundkörpers der Läuferschaufel, möglich. Nach der Bearbeitung wird der ausgehärtete Werkstoff von der Läuferschaufel bspw. durch Abmeiseln entfernt. Ein derartiges Spannen ist sehr Zeit- und materialaufwendig und folglich kostenintensiv.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung und ein Verfahren zum Spannen von Läuferschaufeln vorzuschlagen, bei denen ein funktionssicheres und positionsgenaues Spannen kostengünstig und auf einfache Art und Weise möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß vorsieht, dass die Spanngrundkörper jeweils mindestens einen, unabhängig von den Stößeln verfahrenbaren Spannfinger umfassen, über welche die Läuferschaufel am Grundkörper gespannt werden kann, wobei eine Bearbeitung des Grundkörpers der Läuferschaufel trotz der Spannfinger wenigstens abschnittsweise möglich ist.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Läuferschaufel optimal gespannt wird. Insbesondere durch die Spannung über die Spannfinger, die die Läuferschaufel am Grundkörper spannen, erfolgt eine Spannung sehr nahe an der zu bearbeiteten Stelle der Läuferschaufel, nämlich am Grundkörper. Dabei ist darauf zu achten, dass trotz der Spannung der Läuferschaufel am Grundkörper eine Bearbeitung des Grundkörpers wenigstens abschnittsweise möglich ist.

Dadurch, dass die Stößel unabhängig von den Spannfingern verfahren und auch festgestellt werden können, kann die Läuferschaufel zunächst über die Stößel zwischen den Spanngrundkörpern positionsgenau fixiert bzw. gespannt werden Erst in einem nächsten Arbeitsschritt erfolgt die eigentliche Spannung über die Spannfinger.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannfinger nicht an den einander zugewandten Seiten der Spanngrundkörper, sondern an den dem Grundkörper der Läuferschaufel zugewandten Seiten der Spanngrundkörper angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Spanngrundkörper multifunktional genutzt werden. Zum einen weisen sie die den Schaufelabschnitt beaufschlagenden Stößel auf. Zum anderen sind an ihnen außerdem die den Grundkörper spannenden Spannfinger angeordnet.

Zur optimalen Spannung des Grundkörpers kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass an wenigstens einem der Spannfinger in Richtung des Grundkörpers der Läuferschaufel verfahrbare Spanneinsätze angeordnet sind, die zur Spannung der Läuferschaufel an dem Grundkörper anliegen. Derartige Spanneinsätze werden also zur Spannung der Läuferschaufel mit einem Spanndruck beaufschlagt und vorteilhafterweise festgestellt. Hierdurch läßt sich die erfindungsgemäße Spannvorrichtung flexibler einsetzen. Außerdem sind definierte Spannkräfte leichter zu organisieren.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens vier und vorzugsweise sechs Spannfinger und ggf. Spanneinsätze vorhanden, die abwechselnd oder zeitgleich an den Längs- und/oder Stirnseiten des Grundkörpers angreifen. Bei einer derartigen Spannvorrichtung sind erfindungsgemäß lediglich diejenigen Spannfinger im Einsatz, welche ein Bearbeiten des Grundkörpers nicht beeinträchtigen oder behindern. Bspw. können Spannfinger und ggf. Spanneinsätze ausschließlich an den Längsseiten des Grundkörpers angreifen. Dabei können dann die Stirnseiten des Grundkörpers bearbeitet werden. Sollen die Längsseiten des Grundkörpers bearbeitet werden, so ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bspw. die Spannfinger den Grundkörper lediglich an den Stirnseiten beaufschlagen. Um die Läuferschaufel zusätzlich abzustützen, ist denkbar, dass die der Bearbeitungsseite abgewandten Spannfinger den Grundkörper bzw. die Läuferschaufel stützen.

Um ein entsprechend flexibles Anliegen bzw. Spannen der Spannfinger zu ermöglichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Spannfinger zu dem jeweiligen Spanngrundkörper axial verschiebbar und feststellbar angeordnet sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Spannfinger mit ggf. Spanneinsätzen in den jeweiligen Spanngrundkörpern weitgehend versenkbar sind. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Spannfinger, die für die Bearbeitung des Grundkörpers an einem bestimmten Abschnitt benötigt werden, den Bearbeitungsvorgang nicht stören oder beeinträchtigen. Durch ein Versenken der Spannfinger sind die Spannfinger nicht im Weg und können auch nicht beschädigt werden.

Um ein symmetrisches und gleichmäßiges Spannen der Läuferschaufel zu ermöglichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Spannfinger mit ggf. Spanneinsätzen spiegelsymmetrisch angeordnet sind.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Läuferschaufel über wenigstens jeweils zwei gegenüberliegende Spannfinger mit ggf. Spanneinsätzen gespannt wird, wobei die den Grundkörper nicht spannenden Spannfinger in zurückgezogener Position sind. Gerade hierdurch können einzelne Abschnitte oder auch ganze Seiten des Grundkörpers der Läuferschaufel bearbeitet werden, ohne das nicht benötigte Spannfinger die Bearbeitung behindern.

Erfindungsgemäß kann außerdem vorgesehen sein, dass die Stößel Spann- und/oder Fixierstößel sind. Fixierstößel fixieren lediglich die Läuferschaufel positionsgenau zwischen den Spanngrundkörpern. Die eigentliche Spannung erfolgt hierbei über die Spannfinger mit ggf. Spanneinsätzen. Bei den Spannstößeln wird die Läuferschaufel zwischen den Spanngrundkörpern nicht nur fixiert, sondern auch gespannt.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannvorrichtung als Spannkassette ausgebildet ist, wobei zwischen den Spanngrundkörpern ein Läuferschaufelaufnahmeschlitz vorhanden ist, in den der Schaufelabschnitt einführbar ist. Gerade eine derartige Spannkassette kann gewährleisten, dass die Läuferschaufeln definiert fixiert und gespannt werden.

Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass an der Oberseite der Spannvorrichtung, insbesondere im Bereich um den Aufnahmeschlitz, mehrere Spannfinger vorhanden sind. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich dadurch, dass zwei gegenüberliegende Spanngrundkörper mit jeweils drei Spannstößeln und zwei Spannfingern vorhanden sind. Die zwei gegenüberliegenden Spanngrundkörper werden über weitere zwei Spanngrundkörper quer zur Schaufellängsachse miteinander verbunden. Diese Querspanngrundkörper weisen keine Spannstößel auf, sondern lediglich jeweils einen Spannfinger, über welche die Stirnseiten des Grundkörpers gespannt werden können.

Um ein möglichst geringes Verfahren der Stößel zur Fixierung oder auch zur Spannung des Schaufelabschnitts zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Oberflächenkonturen der einander zugewandten Seiten der Spanngrundkörper weitgehend der ungleichmäßig gekrümmten Oberflächenkontur des Schaufelabschnitts entsprechen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass lediglich ein Spanngrundkörper vorzugsweise drei Stößel aufweist, wobei axial zu den Stößeln an dem anderen Spanngrundkörper Auflageüberstände angeordnet sind. Bei Beaufschlagen der Stößel mit Fixier- oder Spanndruck wird demnach der Schaufelabschnitt zwischen den Stößeln und den Auflageüberständen gespannt.

Erfindungsgemäß ist außerdem denkbar, dass wenigstens ein Spanngrundkörper mehrere Spannstößel in den freien Randbereichen und insbesondere im Bereich des dem Grundkörper abgewandten freien Endes des Schaufelabschnitts aufweist. Über derartige Spannstößel können beim Bearbeiten auftretende Schwingungen des Schaufelabschnitt unterbunden werden. Hierdurch erhöht sich die Bearbeitungsqualität der Läuferschaufel.

Um ein positionsgenaues und definiertes Anlegen bzw. Einlegen der Läuferschaufel in die Spannvorrichtung bzw. die Spannkassette gewährleisten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass an wenigstens einem Spanngrundkörper ein Anschlagpunkt und/oder eine Anschlagkante vorhanden ist.

Weiterhin ist denkbar, dass wenigsten einer der Stößel und/oder der Anschlagpunkte und/oder die Anschlagkante einen Berührungssensor aufweist. Bei einem derartigen Berührungssensor kann eine zentrale Steuereinheit bspw. erfassen, ob eine Läuferschaufel in der Spannvorrichtung vorhanden ist und ob die Läuferschaufel positionsgenau gespannt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Spannvorrichtung verschwenkbar auf insbesondere einem Maschinenbett gelagert ist. Durch eine derartige Lagerung kann die gesamte Spannvorrichtung bzw. die Spannkassette verschwenkt werden, wodurch eine größere Flexibilität und Freiheit der Bearbeitung des Grundkörpers möglich ist.

Weiterhin ist erfindungsgemäß denkbar, dass eine Steuereinheit vorhanden ist, die die axiale Verschiebbarkeit und Arretierbarkeit der Spannfinger und ggf. Spanneinsätze sowie der Stößel steuert. Dies hat den Vorteil, dass der gesamte Spannvorgang voll automatisiert werden kann.

Der eingangs genannten Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Spannen von Läuferschaufeln in eine im Vorhergehenden beschriebene Spannvorrichtung gelöst, die folgende Verfahrensschritte vorsieht:

a) Führen des Schaufelabschnitts in den Bereich zwischen die Spanngrundkörper,
b) Anlegen der Läuferschaufel an wengistens einen Anschlagpunkt und/oder die wenigstens eine Anschlagkante,
c) Anlegen der Stößel an den Schaufelabschnitt zum Fixieren und/oder Spannen der Läuferschaufel,
d) Verfahren der Spannfinger und ggf. Spanneinsätze in die Spannstellung und Rückfahren der beim Bearbeitungsvorgang der Läuferschaufel nicht benötigten Spannfinger und ggf. Spannsätze.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren dahingehend erfindungsgemäß weitergebildet werden, dass bei Wechsel des Bearbeitungsvorgangs bisher nicht benötigte Spannfinger und ggf. Spanneinsätze in Spannstellung verfahren werden und dass beim neuen Bearbeitungsvorgang nichtbenötigte Spannfinger und ggf. Spanneinsätze rückgefahren und vorzugsweise in dem jeweiligen Spanngrundkörper versenkt werden.

Eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung sieht außerdem vor, dass die positionsgenaue Anlage der Läuferschaufel an die Anlagepunkte und/oder die wenigstens eine Anlagekante vor und/oder während der Verfahrensabschnitte b)-d) überprüft wird und dass bei nicht positionsgenauem Anliegen der Läuferschaufel die Verfahrensschritte a)-d) wiederholt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung in perspektivischer Ansicht mit zwei ausgefahrenen Spannfingern,

Fig. 2 die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 mit vier ausgefahrenen Spannfingern,

Fig. 3 die Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß Fig. 2 mit einer Läuferschaufel in Spannposition I,

Fig. 4 die Vorderansicht der Spannvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Läuferschaufel in Spannposition II,

Fig. 5 ein Spanngrundkörper der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in Einzelteildarstellung und

Fig. 6 ein dem in Fig. 5 dargestellten Spanngrundkörper gegenüberliegender Spanngrundkörper in Einzelteildarstellung.

In Fig. 1 ist eine Spannvorrichtung 1 zum Spannen von Läuferschaufeln, die einen vorzugsweise weitgehend quaderförmigen Grundkörper und einen an den Grundkörper angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelschnitt aufweisen, gezeigt. Die Spannvorrichtung 1 weist vier Spanngrundkörper 3, 5, 7, 9 auf. Die Spanngrundkörper 3 und 7 sind als Längsspanngrundkörper ausgebildet und die GrundSpanngrundkörper 5 und 9 als Querspanngrundkörper. Die vier miteinander verschraubten Spanngrundkörper 3, 5, 7, 9 bilden eine Spannkassette mit einem Läuferschaufelaufnahmeschlitz 11. In den Schlitz 11 wird zur Spannung der Läuferschaufel deren ungleichmäßig gekrümmter Schaufelabschnitt eingeführt.

Die Spanngrundkörper 3, 5, 7, 9 weisen an ihrer in Fig. 1 versehenen Oberseite Spannfinger 13, 15, 17, 19, 21, 23 auf. An den Längsspanngrundkörper 3 und 7 sind jeweils zwei in Fig. 1 komplett versenkt dargestellte Spannfinger 13, 15 bzw. 19, 21 vorhanden. An den Querspanngrundkörper 5 und 9 ist jeweils ein Spannfinger 17 und 23 in ausgefahrenem Zustand dargestellt. Die Spannfinger 13-23 sind im wesentlichen zylindrisch aufgebaut und axial relativ zum jeweiligen Spanngrundkörper 3-9 axial verschiebbar und feststellbar. Rechts und links neben den beiden Längsspanngrundkörper 3 und 7 weist die Spannvorrichtung 1 je eine Kommunikations- und Anschlußeinheit 25 auf. Über entsprechende, nicht dargestellte Verbindungskanäle können die Spannfinger 15-23 über die Kommunikationsanschlußeinheit 25 bewegt und festgestellt werden.

Fig. 2 zeigt im Unterschied zu Fig. 1 die vier Spannfinger 13 und 15 sowie 19 und 21 in ausgefahrenem Zustand. Demgegenüber sind die beiden Spannfinger 17 und 23 in den jeweiligen Spanngrundkörper 5 und 9 vollständig versenkt.

In der in Fig. 3 dargestellten Seitenansicht ist eine Läuferschaufel 27 gestrichelt darstellt. Die Läuferschaufel 27 weist einen weitgehend quaderförmigen Grundkörper 29 und einen an dem Grundkörper 29 angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelabschnitt 31 auf. Der Schaufelabschnitt 31 ist in dem Schlitz 11 angeordnet, wobei das freie Ende des Schaufelabschnitts 31, das dem Grundkörper 29 abgewandt ist, auf der den Spannfingern 13-23 abgewandten Unterseite der Spannvorrichtung 1 herausragt.

In der in Fig. 3 darstellten Spannposition I wird die Läuferschaufel 27 über die vier Spannfinger 13 und 15 sowie 19 und 21 gespannt. Die Spannung der Läuferschaufel 27 erfolgt hierbei entlang den beiden Längsseiten 33 des Grundkörpers 29.

Wie aus Fig. 3 deutlich hervorgeht, sind an den Spannfingern 13, 15 und 19, 21 in Richtung des Grundkörpers 29 gerichtete Spanneinsätze 35 angeordnet. Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Spanneinsätze 35 in Richtung den Längsseiten 33 des Grundkörpers 29 verfahrbar und feststellbar. Die Richtung der Verschiebbarkeit der Spannfinger 19, 21 und 13, 15 ist durch den Doppelpfeil 37 angedeutet. Die Richtung der Verschiebbarkeit der Spanneinsätze 35 ist durch den Doppelpfeil 39 angedeutet.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, liegen zur Spannung der Läuferschaufel 27 die Spanneinsätze 35 an den Längsseiten des Grundkörpers 29 an.

Wird die Läuferschaufel 27 gemäß der in Fig. 3 dargestellten Spannposition I gespannt, so können die freien Stirnseiten 41 des Grundkörpers 29 bearbeitet werden. Dadurch, dass die an den Stirnseiten 41 angeordneten Spannfinger 17 und 23 vollständig in den zugehörigen Spanngrundkörpern 5 und 9 versenkt sind, kann eine Berarbeitung des Grundkörpers 29 an den Stirnseiten 41 problemlos durchgeführt werden.

Wie aus Fig. 3 weiterhin deutlich hervorgeht ist das freie Ende des Schaufelabschnitts 31 der Läuferschaufel 27 zugänglich. Dieser Bereich kann, falls es erforderlich ist, ebenfalls einer Bearbeitung unterzogen werden.

Fig. 4 zeigt eine zweite Spannposition II, bei welcher der Grundkörper 29 der Läuferschaufel 27 über die beiden Stirnseiten 41 gespannt wird. Hierzu sind die beiden Spannfinger 17 und 23 in ausgefahrener Position dargestellt. An den Spannfingern 17, 23 sind in Richtung der Stirnseiten 41 des Grundkörpers 29 weisende Spanneinsätze 43 vorhanden. Über die Spanneinsätze 43 werden die Stirnseiten 41 mit dem entsprechenden Spanndruck beaufschlagt. Die Spanneinsätze 43 der beiden Spannfinger 17 und 23 sind entsprechend den Spanneinsätzen 35 der Spannfinger 13, 15 und 19, 21 verschiebbar und feststellbar.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Spannposition II sind die an den Spanngrundkörpern 3 und 7 vorhandenen Spannfinger 13, 15 und 19, 21 vollständig in den entsprechenden Spanngrundkörpern 3 und 7 versenkt. Hierdurch können bei der Spannposition II die Längsseiten 33 des Grundkörpers 29 der Läuferschaufel 27 bearbeitet werden. Um eine optimale Bewegungsfreiheit der den Grundkörper 29 bearbeitenden Werkzeuge zu ermöglichen, sind die beiden Spannfinger 17 und 23 vorteilhafterweise schmaler ausgebildet, als der Grundkörper 29 bzw. die Stirnflächen 41 breit ist bzw. sind. Die Werkzeuge können damit auch über die Längsseiten des Grundkörpers 29 herausgeführt werden, ohne auf die beiden Spannfinger 17 und 23 zu stoßen.

Bei einer Spannung der Läuferschaufel 27 gemäß der Spannposition I nach Fig. 3, also auch gemäß der Spannposition II nach Fig. 4 kann die dem Schaufelabschnitt 31 abgewandte Oberseite 45 des Grundkörpers 29 bearbeitet werden. Dabei ist auch denkbar, dass sämtliche Spannfinger 13-23 den Grundkörper 41 während einer Bearbeitung der Oberseite 45 der Läuferschraube 27 spannen.

Bei der Bearbeitung von lediglich einer Längsseite 33 des Grundkörpers 29 ist denkbar, dass die der Bearbeitungsseite abgewandten Spannfinger 19, 21 bzw. 13, 15 auf der Bearbeitungsseite abgewandten Längsseite 33 des Grundkörpers 29 zur Abstützung der Läuferschaufel 27 an dem Grundkörper 29 anliegen. Ein derartiges Anliegen bzw. Abstützen des Grundkörpers 29 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Grundkörper 29 mit quer zur Längsachse des Grundkörpers 29 verlaufenden Bearbeitungskräften beaufschlagt wird.

Wie aus Fig. 3 und 4 deutlich hervorgeht, sind die Spannfinger 13-23 nicht senkrecht zur Oberseite der Spannvorrichtung verfahrbar, sondern schräg in Richtung des Grundkörpers 29 der Läuferschaufel 27. Aufgrund einer Bearbeitung der Längsseiten 33 als auch der Stirnseiten 41 kann der Abstand vor und nach einer Bearbeitung zwischen dem Grundkörper 29 der Läuferschaufel 27 und den entsprechenden Spannfingern 13-23 variieren. Um einen derartigen Abstand auszugleichen, sind die Spannfinger 13-23 vorteilhafterweise schräg in Richtung des Grundkörpers 29 der Läuferschaufel 27 verfahrbar. Damit kann insbesondere der Verfahrweg der Spanneinsätze 35 und 43 relativ gering gehalten werden.

Fig. 5 zeigt den Spanngrundkörper 3 in Einzelteildarstellung. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass die Oberflächenkontur der dem Schlitz 11 bzw. der des Schaufelabschnitts 31 der Läuferschaufel 27 zugewandten Seite 47 weitgehend der ungleichmäßig gekrümmten Oberflächenkontur des Schaufelabschnitts 31 entspricht. Auf der dem Schaufelabschnitt 31 zugewandten Seite 47 sieht der Spanngrundkörper 3 weiterhin drei in Richtung des Schaufelabschnitts 31 gerichtete Stößel 49 vor. Weiterhin sind in dem Bereich, der dem freien Ende des Schaufelabschnitts 31 zugewandt ist, an der Seite 47 des Spanngrundkörpers 3 vier Spannstößel 51 vorhanden.

Fig. 5 zeigt weiterhin zwei Anschlagkanten 53 und 55, gegen welche die freien Kanten des Schaufelabschnitts 31 beim Einsetzen in die Spannvorrichtung 1 angeschlagen werden. Außerdem ist ein Anschlagpunkt 57 in Form eines Auflagestößels an der Oberseite des Spanngrundkörpers 3 angeordnet. Beim Einsetzen der Läuferschaufel 27 in die Spannvorrichtung 1 liegt der Grundkörper 29 zur positionsgenauen Fixierung und Spannung der Läuferschaufel 27 auf dem Auflagepunkt 57 auf, wie in Fig. 4 deutlich zu erkennen ist.

Entsprechend des in Fig. 5 dargestellten Spanngrundkörpers 3 weist der in Fig. 6 dargestellte Spanngrundkörper 7 auf der dem Schaufelabschnitt zugewandten Seite 59 drei Auflageflächen 61 auf. Weiterhin ist an der Oberseite des Spanngrundkörpers 7 ein Auflagepunkt 63 vorhanden, welcher zur positiongenauen Auflage des Grundkörpers 29 der Läuferschaufel 27 dient. Ein derartiges Aufliegen des Grundkörpers 29 auf dem Auflagepunkt 63 ist bspw. in Fig. 4 zu erkennen.

Zur Spannung der Läuferschaufel 27 wird zunächst der Schaufelabschnitt 31 in den Läuferschaufelaufnahmeschlitz 11 der Spannvorrichtung 1 geführt. Zur positionsgenauen Anordnung der Läuferschaufel 27 wird die Läuferschaufel 27 gegen die Anschlagkanten 53 und 55 sowie gegen die Anschlagpunkte 57 und 63 geführt. Dabei ist denkbar, dass an den Anschlagkanten 53, 55 und/oder an den Anschlagpunkten 57, 63 Kontrollsensoren angeordnet sind, mittels welchen ein korrektes Anliegen der Läuferschaufel 27 kontrollierbar ist.

In einem nächsten Arbeitsschritt werden die Stößel 49 zur Fixierung der Läuferschaufel 27 beaufschlagt, wodurch die Läuferschaufel 27 gegen die Anlageflächen 61 gedrückt wird.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass an jedem der beiden Spanngrundkörper 3 und 7 eine Vielzahl von Stößeln 49 Verwendung findet. Anstelle des Beaufschlagens der Stößel 49 mit einem Fixierdruck ist erfindungsgemäß denkbar, die Stößel mit einem höheren Spanndruck zu beaufschlagen.

Nachdem die Läuferschaufel über die Stößel 49 fixiert ist, erfolgt die eigentliche Spannung gemäß der Spannposition I nach Fig. 3 oder gemäß der Spannposition II nach Fig. 4.

Um unerwünschte und dem Bearbeitungsvorgang nachteilig beeinflussende Schwingungen des Schaufelabschnitt 31 zu unterbinden, wird der Schaufelabschnitt 31 mit den Spannstößeln 51 beaufschlagt. Hierdurch kann die Bearbeitungsqualität erheblich verbessert werden.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Spannvorrichtung (1) zum Spannen von Läuferschaufeln (27), die einen vorzugweise weitgehend quaderförmigen Grundkörper (29) und einen an dem Grundkörper (29) angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelabschnitt (31) aufweisen, mit vorzugsweise zwei gegenüberliegenden Spanngrundkörpern (3, 5, 7, 9), wobei wenigstens ein Spanngrundkörper (3, 7) axial verschiebbare Stößel (49) aufweist, über die der Schaufelabschnitt (31) zwischen den Spanngrundkörpern (3, 7) gehaltert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise beide Spanngrundkörper (3, 5, 7, 9) mindestens einen, vorzugsweise unabhängig von den Stößeln (49) verfahrbaren Spannfinger (13-23) aufweisen und dass über die Spannfinger die Läuferschaufel (27) am Grundkörper (29) gespannt werden kann, wobei eine Bearbeitung des Grundkörpers (29) der Läuferschaufel (27) trotz der Spannfinger (13-23) wenigstens abschnittsweise möglich ist.

2. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfinger (13-23) nicht an den einander zugewandten Seiten der Spanngrundkörper (3- 9) sondern an den dem Grundkörper (29) der Läuferschaufel (27) zugewandten Seiten der Spanngrundkörper (3-9) angeordnet sind.

3. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Spannfinger (13-23) in Richtung des Grundkörpers (29) der Läuferschaufel (27) verfahrbare Spanneinsätze (35, 43) angeordnet sind, die zur Spannung der Läuferschaufel (27) an dem Grundkörper (29) anliegen.

4. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei und vorzugsweise sechs Spannfinger (13-23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43) vorhanden sind, die abwechselnd oder zeitgleich an den Längs- und/oder Stirnseiten (33, 41) des Grundkörpers (29) angreifen.

5. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfinger (13-23) zu dem jeweiligen Spanngrundkörper (3-9) axial verschiebbar und feststellbar angeordnet sind.

6. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfinger (13-23) mit ggf. Spanneinsätzen (35, 43) in dem jeweiligen Spanngrundkörper (13-23) wenigstens weitgehend versenkbar sind.

7. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfinger (13-23) mit ggf. Spanneinsätzen (35, 43) spiegelsymmetrisch angeordnet sind.

8. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferschaufel (27) über wenigstens jeweils zwei gegenüberliegende Spannfinger (17, 23 bzw. 13, 21 bzw. 15, 29) mit ggf. Spanneinsätzen (35, 43) spannbar ist, wobei die den Grundkörper (29) nicht spannenden Spannfinger (17-23) in zurückgezogender Position sind.

9. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (49) Spann- und/oder Fixierstößel sind.

10. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (1) als Spannkassette ausgebildet ist, wobei zwischen den Spanngrundkörpern (3-9) ein Läuferschaufelaufnahmeschlitz (11) vorhanden ist, in den der Schaufelabschnitt (31) einführbar ist.

11. Spannvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Spannvorrichtung (1), insbesondere im Bereich um den Aufnahmeschlitz (11), mehrere Spannfinger (13-23) vorhanden sind.

12. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkonturen der einander zugewandten Seiten (47, 59) der Spanngrundkörper (3, 7) weitgehend der ungleichmäßig gekrümmten Oberflächenkontur des Schaufelabschnitts (31) entsprechen.

13. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass ledigleiche ein Spanngrundkörper (3, 7) vorzugsweise drei Stößel (49) aufweist, wobei axial zu den Stößeln (49) des einen Spanngrundkörpers (3, 7) an dem anderen Spanngrundkörper (3, 7) Auflageüberstände (61) angeordnet sind.

14. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass wenigstens eine Spannpacke (3) mehrere Spannstößel (51) in den freien Randbereichen und insbesondere im Bereich des freien Endes des Schaufelabschnitts (31) aufweist.

15. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Spanngrundkörper (3, 7) ein Anschlagpunkt (57, 63) und/oder eine Anschlagkante (53, 55) vorhanden ist.

16. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Stößel (49, 51, 61) und/oder der Anschlagpunkt (57, 63) und/oder die Anschlagkante (53, 55) einen Berührungssensor aufweist.

17. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (1) verschwenkbar auf insbesondere einem Maschinenbett gelagert ist.

18. Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorhanden ist, die die axiale Verschiebbarkeit und die Arretierbarkeit der Spannfinger (13-23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43), sowie der Stößel (49, 51) steuert.

19. Verfahren zum Spannen von Läuferschaufeln (27), die einen vorzugweise weitgehend quaderförmigen Grundkörper (29) und einen an dem Grundkörper (29) angeordneten, ungleichmäßig gekrümmten Schaufelabschnitt (31) aufweisen, in eine Spannvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Führen des Schaufelabschnitts (31) in den Bereich zwischen die Spanngrundkörper (3, 5, 7, 9),
b) Anlegen der Läuferschaufel (27) an den wenigstens einen Anlagepunkt (57, 63) und/oder die wenigstens eine Anlagekante (53, 55),
c) Anlegen der Stößel (49) an den Schaufelabschnitt (31) zum Fixieren und/oder Spannen der Läuferschaufel (27),
d) Verfahren der Spannfinger (13-23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43) in die Spannstellung und Rückfahren der beim Bearbeitungsvorgang der Läuferschaufel (27) nicht benötigten Spannfinger (13 -23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43).

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Wechsel des Bearbeitungsvorgangs bisher nicht benötigte Spannfinger (13-23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43) in Spannstellung verfahren werden und dass beim neuen Bearbeitungsvorgang nicht benötigte Spannfinger (13 -23) und ggf. Spanneinsätze (35, 43) rückgefahren und vorzugsweise in dem jeweiligen Spanngrundkörper (3-9) versenkt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die positionsgenaue Anlage der Läuferschaufel (27) an die Anlagepunkt (57, 63) und/oder die wenigstens eine Anlagekante (53, 55) vor und/oder während den Verfahrensschritten b)-d) überprüft wird und dass bei nicht positionsgenauem Anliegen der Läuferschaufel (27) die Verfahrensschritte a)-d) wiederholt werden.