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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils, insbesondere einer Triebwerkskomponente.
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Obwohl auf beliebige rotierende Bauteile anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf Triebwerksscheiben für eine Gasturbine näher erläutert.
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Rotierende Komponenten in Gasturbinen unterliegen extremen thermischen und mechanischen Belastungen. Das Bersten von Triebwerksscheiben aufgrund von Materialermüdung ist im Betrieb der Gasturbine unbedingt zu verhindern. Zur Validierung von Lebensdauervorhersagen werden Schleudertests an Triebwerksscheiben bis zu einer Materialermüdung und damit bis zu einer Anrissbildung durchgeführt. Hierbei ist es zur Verhinderung von Berstschäden von enormer Bedeutung, dass entstehende Anrisse in den rotierenden Komponenten frühzeitig detektiert werden und der Schleudertest rechtzeitig vor dem Bersten beendet wird. Die Bildung eines Anrisses und das Fortschreiten des Risses im Material hat Auswirkungen auf das Rotationsverhalten der Komponente. So ergeben sich beispielsweise bei der Bildung eines Anrisses Änderungen in der Eigenfrequenz und/oder lokale Geometrieänderungen der Komponente.
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Die
US 7,509,862 beschreibt ein Verfahren zur schwingungstechnischen Überwachung von Turbinenschaufeln eines Triebwerks. Eine in dem Gehäuse des Triebwerks angeordnete berührungslos messende Sensorik dient der Bestimmung des Abstandes und der Geschwindigkeit einer Schaufelspitze bezüglich der Sensorik. Es werden Veränderungen der Eigenfrequenz der Schaufel, die beispielsweise aus einem entstehenden Anriss resultieren können, detektiert. Hierzu erfolgt ein Vergleich von zuvor erzeugten Kalibrationsdaten des Triebwerks mit den gemessenen Ist-Daten. Als nachteilig an diesem Lösungsansatz hat sich herausgestellt, dass die jeweilige Schaufelspitze nur sehr kurz im Messbereich der Sensorik verbleibt und so nur ein sehr kurzes Messsignal erzeugt wird. Weiterhin sind mit dem Verfahren geometrische Veränderungen der rotierenden Komponente nur schwer detektierbar. Ein Anriss, beispielsweise in den Naben eines Turbinenläufers ist so unter Umständen nicht frühzeitig detektierbar.
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Die
US 6,594,619 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Längenänderungen von Turbinenschaufeln eines Triebwerks. Hierbei ist eine Abstandssensorik in dem Triebwerksgehäuse angeordnet, die den Abstand zwischen der Sensorik und den Turbinenschaufelspitzen bestimmt. Eine asymmetrische Veränderungen der Triebwerksscheibengeometrie während der Rotation wird durch einen mathematischen Algorithmus ermittelt. Als nachteilig an diesem Verfahren hat sich herausgestellt, dass die Sensorik nicht frei positionierbar ist und so beispielsweise die Nabe der Triebwerksscheibe nicht direkt untersuchbar ist. Dadurch, dass die Turbinenschaufen zumeist über eine formschlüssige Steckverbindung, die bei entsprechend hoher Drehzahl auch Setzvorgängen unterworfen ist, mit der Nabe verbunden sind, ist eine Anrissbildung in der Nabe selbst mittels einer Bestimmung einer Triebwerksscheibengeometrieänderung an den Schaufelspitzen nur schwer detektierbar. Weiterhin sind mit diesem Verfahren nur beschaufelte Komponenten untersuchbar.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Demgemäß wird ein Verfahren zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils, insbesondere einer Triebwerkskomponente, mit folgenden Verfahrensschritten bereitgestellt: Einspannen des Bauteils in eine Spanneinrichtung; Positionieren einer Sensoreinrichtung zur Abstandsbestimmung nahe einer Oberfläche eines zu untersuchenden Bereichs des Bauteils; Rotieren des Bauteils um eine Bauteilrotationsachse mit einer vorbestimmten Drehzahl; Erfassen des Abstandes zwischen der Sensoreinrichtung und der Oberfläche des zu untersuchenden Bereichs; und Bestimmen von lokalen geometrischen Änderungen in dem zu untersuchenden Bereich des Bauteils und/oder von Bewegungsänderungen des rotierenden Bauteils mittels der durch die Sensoreinrichtung erfassten Abstandsdaten.
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Ferner wird eine Vorrichtung zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils, insbesondere einer Triebwerkskomponente bereitgestellt, mit: einer Spanneinrichtung zum Einspannen des Bauteils; einer Sensoreinrichtung, welche zur Abstandsbestimmung nahe einer Oberfläche eines zu untersuchenden Bereichs des Bauteils positionierbar ist; einer Antriebseinrichtung zum Rotieren des Bauteils um eine Bauteilrotationsachse mit einer vorbestimmten Drehzahl, wobei mittels der Sensoreinrichtung der Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und der Oberfläche des zu untersuchenden Bereichs erfassbar ist; und einer Auswerteeinrichtung zum Bestimmen von lokalen geometrischen Änderungen in dem zu untersuchendem Bereich des Bauteils und/oder von Bewegungsänderungen des rotierenden Bauteils mittels der durch die Sensoreinrichtung erfassten Abstandsdaten.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die Sensoreinrichtung bezüglich des rotierenden Bauteils frei zu positionieren. Dies ermöglicht es, markante Bereiche des Bauteils gezielt zu untersuchen. Im dem Falle, dass das Bauteil beispielsweise eine Triebwerksscheibe einer Gasturbine ist, kann die Nabe oder ein beliebiger anderer Bereich der Triebwerksscheibe auf geometrische Änderungen untersucht werden. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Lösungsansätzen, die Veränderungen des Rotationsverhaltens ausschließlich an den Schaufelspitzen erfassen, ist so beispielsweise ein entstehender Anriss in der Nabe deutlich früher detektierbar. Weiterhin sind mit dem vorliegenden Verfahren sowohl beschaufelte als auch unbeschaufelte Triebwerkskomponenten untersuchbar. Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren den großen Vorteil, dass auch Bewegungsänderungen des rotierenden Bauteils, die beispielsweise aus einer vorhandenen Unwucht resultieren können, zuverlässig bestimmbar sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird zum Bestimmen von lokalen geometrischen Änderungen in dem zu untersuchenden Bereich des Bauteils und/oder von Bewegungsänderungen des rotierenden Bauteils eine Abweichung zwischen einem von dem rotierenden Bauteil definierten Ist-Rotationskörper und einem vorbestimmten Soll-Rotationskörper des Bauteils erfasst, wobei der vorbestimmte Soll-Rotationskörper ein mathematisches Modell des Bauteils ist oder wobei der vorbestimmte Soll-Rotationskörper mittels eines Kalibrationslaufes des Bauteils bestimmt wird. Hierdurch sind zuverlässig kleinste geometrische Abweichungen oder Bewegungsänderungen des Bauteils detektierbar, wodurch sich die Aussagekraft der mit dem Verfahren ermittelten Messergebnisse erhöht.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Rotieren des Bauteils automatisch beendet wenn die Abweichung des Ist-Rotationskörpers von dem vorbestimmten Soll-Rotationskörper einen vorbestimmten Wert übersteigt. Hierdurch ist es möglich das Verfahren beispielsweise bei einer vorbestimmten Anrissgröße zu unterbrechen, wodurch ein Rissfortschritt detailliert untersuchbar ist.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Rotieren des Bauteils vor einem Zerbersten des Bauteils beendet, wobei das Beenden bevorzugt automatisiert durchgeführt wird. Dies verhindert zum einen zuverlässig eine Beschädigung der Vorrichtung, mit welcher das Verfahren durchgeführt wird. Zum anderen ist das Bauteil nicht verloren und kann daher beispielsweise metallurgisch untersucht werden.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird die Sensoreinrichtung während dem Rotieren des Bauteils an der Oberfläche des zu untersuchenden Bereichs positioniert, wobei die Sensoreinrichtung insbesondere automatisiert an der Oberfläche positioniert werden kann. Hierdurch verkürzt sich vorteilhaft die Zeit zum Durchführen des Verfahrens.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Bauteil mit überkritischen Wellendrehzahlen rotiert, wobei die überkritischen Drehzahlen über charakteristischen Resonanzdrehzahlen des Wellen-Bauteil Aufbaus liegen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Bauteil derart eingespannt, dass es sich bei dem Rotieren selbst zentriert. Dies sorgt für ein schwingungsarmes Rotieren des Bauteils.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird das Bauteil in der Spanneinrichtung an einem Ende einer Bauteilwelle eingespannt, wobei das Bauteil als frei rotierender schwingender Pendel wirkt. Das Bauteil kann so Bewegungsänderungen, beispielsweise aufgrund von Unwuchten durchführen, wodurch eine Unwuchtachse des Bauteils bestimmbar ist.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird in dem Bauteil ein Anriss infolge einer Werkstoffermüdung erzeugt. Dies erlaubt eine zuverlässige Validierung einer Lebensdauervorhersage des Bauteils.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Sensoreinrichtung als berührungslos messende Abstandsmesseinrichtung ausgebildet. Hierdurch wird vorteilhaft ein Einfluss der Sensoreinrichtung auf das Verhalten des Bauteils und ein Verschleiß der Sensoreinrichtung verhindert.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung kann diese eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Bauteils auf eine definierte Betriebstemperatur aufweisen. Dies ermöglicht die Durchführung von Schleuderversuchen unter realen Betriebsbedingungen des Bauteils, wodurch sich die Aussagekraft der Versuchsergebnisse erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung weist diese eine Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung auf. Dies ermöglicht komfortabel ein Hochfahren und Abbremsen der Antriebseinrichtung, wodurch sich der Bedienkomfort der Vorrichtung erhöht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung kann diese eine Positioniereinrichtung zur automatischen Positionierung der Sensoreinrichtung aufweisen. Hierdurch vereinfacht und beschleunigt sich die Bedienung der Vorrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung weist diese eine an das Bauteil anlegbare Dämpfungseinrichtung, insbesondere ein Dämpfungslager, zur Lagerung des Bauteils bei einem Rotieren des Bauteils mit einer charakteristischen Bauteilresonanzdrehzahl auf. Hierdurch wird zuverlässig ein Aufschwingen des Bauteils beim Durchfahren seiner Resonanzdrehzahl des Wellen-Bauteil Aufbaus verhindert, wodurch Vibrationen und Geräuschbildung vermindert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt die 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 illustriert eine Vorrichtung 10 zur Untersuchung eines rotierenden Bauteils 1. Das zu untersuchende Bauteil 1 ist beispielsweise ein Turbinenläufer einer Gasturbine. Das Bauteil 1 kann weiterhin beschaufelt oder unbeschaufelt sein. Im vorliegenden Fall ist das zu untersuchende Bauteil 1 ein Turbinenläufer mit einer im Wesentlichen zylinderförmigen Triebswerksscheibe 23 und mit einer sich aus einer Stirnfläche der Triebwerksscheibe 23 ersteckenden Bauteilwelle 8. Die Bauteilwelle 8 weist ein der Triebwerksscheibe 23 zugeordnetes erstes Ende 24 und ein von der Triebwerksscheibe 23 abgewandtes zweites Ende 7 auf. Die Triebwerkscheibe 23 kann zusätzlich eine Turbinenbeschaufelung aufweisen. Im vorliegenden Fall ist das Bauteil 1 rotationssymmetrisch zu einer Bauteilrotationsachse 6 ausgebildet.
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Die Vorrichtung 10 ist bevorzugt als Schleuderprüfstand zur Durchführung von Materialermüdungs-Schleudertests ausgebildet. Die Vorrichtung 10 weist eine Spanneinrichtung 2 zur kraftschlüssigen oder formschlüssigen Aufnahme des zweiten Endes 7 der Bauteilwelle 8 auf. Die Spanneinrichtung 2 ist an einer Grundplatte 17 der Vorrichtung 10 angeordnet. Die Spanneinrichtung 2 weist bevorzugt ein Gehäuse 30 und ein zu dem Gehäuse 30 drehbar angeordnetes Spannfutter 31 auf. Das Gehäuse 30 ist an der Grundplatte festgelegt. Das Spannfutter 31 dient der Aufnahme des zweiten Endes 7 der Bauteilwelle 8. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 ist die Grundplatte 17 mit einer Ausnehmung versehen, durch die die Bauteilwelle 8 des Bauteils 1 durchführbar und in die Spanneinrichtung 2 einspannbar ist. Die Grundplatte 17 und die Spanneinrichtung 2 sind dabei derart angeordnet, dass die Bauteilrotationsachse 6 des Bauteils 1 senkrecht angeordnet ist und dass die Triebwerksscheibe 23 unter der Grundplatte 17 und unter der Spanneinrichtung 2 angeordnet ist. Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine der Spanneinrichtung 2 zugeordnete Antriebseinheit 11 auf. Die Antriebseinheit 11 kann als integraler Bestandteil der Spanneinrichtung 2 ausgebildet sein. Die Antriebseinheit 11 ist beispielsweise als Elektromotor ausgebildet, mittels dem das Bauteil 1 in Rotation versetzbar ist. Die Antriebseinheit 11 kann zur Erzielung einer gewünschten Drehzahl ein Getriebe aufweisen.
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Die Vorrichtung 10 weist weiterhin mindestens eine Sensoreinrichtung 3 auf, die mittels einer Positioniereinrichtung 15 frei positionierbar ist, d. h. die Sensoreinrichtung 3 ist bezüglich des Bauteils 1 beliebig dreidimensional positionierbar. Diese freie Positionierbarkeit wird mittels der Pfeile 26, 27, 28 verdeutlicht. Die Sensoreinrichtung 3 weist mindestens einen berührungsfrei messenden, bevorzugt thermisch optimierten Abstandssensor 18 auf. Alternativ dazu kann die Sensoreinrichtung 3 auch mehrere Abstandssensoren 18 aufweisen. Die Vorrichtung 10 weist im vorliegenden Beispiel eine weitere Sensoreinrichtung 3 mit einer weiteren Positioniereinrichtung 15 und einem weiteren Abstandssensor 18 auf. Alternativ dazu kann die Vorrichtung 10 auch nur eine Sensoreinrichtung 3 bzw. eine Vielzahl an Sensoreinrichtungen 3 aufweisen. Zur Vereinfachung wird im Folgenden nur auf eine Sensoreinrichtung 3 und eine Positioniereinrichtung 15 Bezug genommen. Der Sensoreinrichtung 3 ist eine Auswerteeinrichtung 12 zugeordnet. Mit dieser Auswerteeinrichtung 12 ist die Sensoreinrichtung 3 über eine Datenleitung 20, 25 verbunden. Die Positioniereinrichtung 15 ist bevorzugt als automatisierte Positioniereinrichtung 15 ausgebildet, welche eine gewünschte Sensorposition aufgrund eines Steuerbefehls der Auswerteeinrichtung 12, die auch der Ansteuerung der Sensoreinrichtung 12 dient, frei im Raum bezüglich des Bauteils 1 positionierbar ist. Alternativ dazu kann die Positioniereinrichtung 15 auch als manuell betätigbare Einrichtung ausgebildet sein. Die Sensoreinrichtung 3 ist dann händisch bezüglich des Bauteils 1 positionierbar. Eine Ansteuereinrichtung 14 der Antriebseinheit 11 ist über eine Datenleitung 21 mit der Antriebseinheit 11 und über eine Datenleitung 22 mit der Auswerteeinrichtung 12 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 12 und die Ansteuereinrichtung 14 sind bevorzugt als eine gemeinsame Auswerte-/Ansteuereinrichtung ausgebildet.
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Das Bauteil 1 ist in einem Versuchsraum 19 der Vorrichtung 10 angeordnet. Dieser Versuchsraum 19 kann mit einer Heizeinrichtung 13 versehen sein, die beispielsweise als Wärmestrahler oder Induktionsheizung ausgebildet ist. Die Vorrichtung 10 weist weiterhin eine in bezüglich der Bauteilrotationsachse 6 in horizontaler Richtung verschiebbare Dämpfungseinrichtung 16 auf, welche in dem Versuchsraum 19 angeordnet ist. Die Dämpfungseinrichtung 16 ist bevorzugt als Dämpfungslager ausgebildet.
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Das Verfahren zur Untersuchung des rotierenden Bauteils 1 wird im Folgenden beschrieben. Zielsetzung des Verfahrens ist die Erzeugung eines Anrisses 9 in dem Bauteil 1 durch Materialermüdung aufgrund hoher auf das Bauteil 1 wirkender Zentrifugalkräfte, wobei die rechtzeitige Beendung des Schleuderversuchs vor einem Bersten des Bauteils 1 entscheidend ist.
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Zunächst wird das Bauteil 1 in die Spanneinrichtung 2 eingespannt. Hierbei wird das Bauteil 1 bevorzugt lediglich an dem zweiten Ende 7 der Bauteilwelle 8 eingespannt.
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Anschließend wird die Sensoreinrichtung 3 zur Abstandsbestimmung nahe einer Oberfläche 4 eines zu untersuchenden Bereichs 5 des Bauteils 1 positioniert. Der zu untersuchende Bereich 5 des Bauteils 1 kann ein frei gewählter markanter Bereich des Bauteils 1 sein, wie beispielsweise der Bereich 5 der Triebwerksscheibe 23. Durch die Möglichkeit des freien Positionierens der Sensoreinrichtung 3 kann jedoch jeder Bereich des Bauteils 1, wie beispielsweise die Bauteilwelle 8 oder ein Übergang zwischen der Bauteilwelle 8 und der Triebwerksscheibe 23 untersucht werden. Durch das Vorsehen mehrerer Sensoreinrichtungen 3 mit entsprechenden Positioniereinrichtungen 15 können unterschiedliche zu untersuchende Bereiche des Bauteils 1 untersucht werden. Alternativ dazu kann das Positionieren der Sensoreinrichtung 3 auch während dem Rotieren des Bauteils geschehen.
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Nach dem Positionieren der Sensoreinrichtung 3 wird mittels der Antriebseinrichtung 11, die über die Spanneinrichtung 2 an das Bauteil 1 gekoppelt ist das Bauteil 1 um seine Bauteilrotationsachse 6 mit einer vorbestimmten Drehzahl in Rotation versetzt. Die Rotationsbewegung wird durch den Pfeil 29 verdeutlicht. Dadurch, dass das Bauteil nur an dem ersten Ende 7 in der Spanneinrichtung 2 eingespannt ist, kann es sich bei dem Rotieren selbst zentrieren und wirkt als frei rotierender schwingender Pendel, d. h. das Bauteil 1 muss nicht zwingend um seine geometrische Drehachse laufen sondern kann auch um eine Unwuchtachse rotieren. Die vorbestimmte Drehzahl kann konstant sein oder einem bestimmten Drehzahlprofil folgen. Das Bauteil 1 wird mit überkritischen Drehzahlen rotiert, die über charakteristischen Resonanzdrehzahlen des Wellen-Bauteil Aufbaus 1 liegen. Um beim Durchfahren der charakteristischen Resonanzdrehzahlen vermehrte Geräuschbildung, Vibrationen oder gar frühzeitige Beschädigungen des Bauteils 1 zu vermeiden, ist die Dämpfungseinrichtung 16 vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung 16 dient als zusätzliche Lagerstelle für das Bauteil 1. Die Dämpfungseinrichtung 16 ist je nach Erfordernis an das Bauteil 1 heranfahrbar oder von diesem wegfahrbar. Die Pfeile 32, 33 verdeutlichen diese Verschiebbarkeit der Dämpfungseinrichtung 16.
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Das Bauteil 1 kann mittels der Heizeinrichtung 13 auf eine gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden, die einer realen Einsatztemperatur des Bauteils 1 entspricht.
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Die Sensoreinrichtung 3 erfasst während dem Rotieren des Bauteils 1 kontinuierlich oder diskontinuierlich einen Abstand a zwischen dem Abstandssensor 18 und der Oberfläche 4 des zu untersuchenden Bereichs 5 des Bauteils 1. Durch das Rotieren wirken auf das Bauteil 1 Fliehkräfte, die zu Materialermüdung und zur Ausbildung des Anrisses 9 führen können. Der Anriss 9 in dem zu untersuchenden Bereich 5 des Bauteils 1 führt zu lokalen geometrischen Änderungen des Bauteils. Hierdurch kommt es zu einer Veränderung des Abstandes a. Die von der Sensoreinrichtung 3 ermittelten Abstandsdaten werden zur weiteren Verarbeitung über die Datenleitung 20, 25 der Auswerteeinrichtung 12 zugeführt. Die Auswerteeinrichtung 12 erhält über die Datenleitung 22 beispielsweise Informationen betreffend die aktuelle Drehzahl der Antriebseinrichtung 11. Der zu untersuchende Bereich 5 des Bauteils 1 kann beispielsweise mittels einem zuvor durchgeführten Berstversuch des Bauteils 1 bestimmt werden. Darüber hinaus führen auch Bewegungsänderungen des rotierenden Bauteils 1, beispielsweise aufgrund vorhandener Unwuchten, ebenfalls zu einer Veränderung des Abstandes a.
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Während dem Rotieren definiert das rotierende Bauteil 1 einen Ist-Rotationskörper, der durch die rotierende Außenkontur des Bauteils 1 bestimmt wird. Dieser Ist-Rotationskörper wird mittels der Auswerteeinrichtung 12 mit einem vorbestimmten Soll-Rotationskörper verglichen. Der vorbestimmte Soll-Rotationskörper kann dabei ein errechnetes mathematisches Modell des rotierenden Bauteils 1 oder ein zuvor experimentell bestimmter Soll-Rotationskörper, der mittels eines Kalibrationslaufes des Bauteils 1 bestimmt wurde, sein. Wenn die Abweichung des Ist-Rotationskörpers, der durch die Messung des Abstandes a bestimmt wird, von dem vorbestimmten Soll-Rotationskörper einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Rotieren des Bauteils 1 bevorzugt automatisch beendet. Dies geschieht indem die Auswerteeinrichtung 12 über die Datenleitung 22 ein entsprechendes Signal an die Ansteuereinrichtung 14 sendet, die dann die Antriebseinheit 11 herunterfährt oder stoppt. Zielsetzung ist dabei, die Rotation rechtzeitig vor einem Bersten des Bauteils 1 zu beenden. Dadurch, dass die Sensoreinrichtung 3 bezüglich des Bauteils 1 frei positionierbar ist, ist es möglich markante Bereiche des Bauteils 1, die zur Anrissbildung neigen, gezielt zu untersuchen. Ein Anriss 9 ist so sehr frühzeitig detektierbar, wodurch ein Bersten des Bauteils 1 zuverlässig verhindert wird. Hierdurch ist eine Validierung von Lebensdauervorhersagen des Bauteils 1 erzielbar, wobei durch die rechtzeitige Testunterbrechung Berstschäden an der Vorrichtung 10 zuverlässig vermieden werden. Weiterhin sind durch die Art der Einspannung des Bauteils 1 in der Spanneinrichtung 2 neben der Bestimmung lokaler geometrischer Veränderungen in dem zu untersuchenden Bereich 5 des Bauteils 1 auch Bewegungsänderungen des gesamten Bauteils 1 während dem Rotieren detektierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- Spanneinrichtung
- 3
- Sensoreinrichtung
- 4
- Oberfläche
- 5
- Zu untersuchender Bereich des Bauteils
- 6
- Bauteilrotationsachse
- 7
- Zweites Ende Bauteilwelle
- 8
- Bauteilwelle
- 9
- Anriss
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Antriebseinrichtung
- 12
- Auswerteeinrichtung
- 13
- Heizeinrichtung
- 14
- Ansteuereinrichtung
- 15
- Positioniereinrichtung
- 16
- Dämpfungseinrichtung
- 17
- Grundplatte
- 18
- Abstandssensor
- 19
- Versuchsraum
- 20
- Datenleitung
- 21
- Datenleitung
- 22
- Datenleitung
- 23
- Triebwerksscheibe
- 24
- Erstes Ende Bauteilwelle
- 25
- Datenleitung
- 26
- Richtungspfeil
- 27
- Richtungspfeil
- 28
- Richtungspfeil
- 29
- Rotationsbewegung
- 30
- Gehäuse
- 31
- Spannfutter
- 32
- Richtungspfeil
- 33
- Richtungspfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7509862 [0004]
- US 6594619 [0005]
