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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Boroskopinspektion von technischen Geräten.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Inspektion von technischen Geräten in Bereichen, die nicht unmittelbar einsehbar sind, auf Boroskope zurückzugreifen. Die Boroskope können durch kleine Öffnungen in die fraglichen Bereiche eingeführt werden und bieten entweder unmittelbar über eine Optik oder aber durch Anzeige eines durch geeignete Sensorik an der Boroskopspitze aufgenommenen Videobildes - auch Video-Boroskop genannt - Einblick in ansonsten nicht einsehbare Bereiche.
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Die Boroskopie wird bspw. bei der Inspektion von Flugzeugtriebwerken eingesetzt, um einen Einblick in das Innere des Triebwerks zu erlangen, ohne es dafür aufwendig auseinandernehmen zu müssen. Dabei ist es zumindest für einzelne Bereiche des Flugzeugtriebwerks, wie bspw. die Brennkammer, erforderlich oder zumindest wünschenswert, den Bereich vollständig zu befunden und zu dokumentieren.
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Derzeit wird für die Boroskopie des Innenraums der Brennkammer auf ein Video-Boroskop mit flexiblem Schaft zurückgegriffen, welches manuell durch die Brennkammer geführt wird. Dazu wird das flexible Boroskop entlang des kompletten Innenumfangs der Brennkammer geführt und anschließend langsam herausgezogen. Während des Herausziehens werden die vom Boroskop erfassten Bilder aufgezeichnet. Es wird dabei versucht sicherzustellen, dass der komplette Umfang der üblicherweise ringförmigen Brennkammer erfasst wird.
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Aus dem Patent
US 3 778 170 A und vergleichbar auch aus der internationalen Patentanmeldung
WO 2008/036148 A2 - wenn auch dort für medizinische Anwendungen - ist bekannt, ein Boroskop mit flexiblem Schaft durch ein vorgeformtes Leitrohr in einen Untersuchungsgegenstand einzuführen, womit dem flexiblem Boroskop eine grundsätzliche Orientierung unmittelbar an der Einführungsöffnung gegeben wird. Die letztendliche Führung des Boroskops in der Brennkammer erfolgt auch hier manuell und vergleichbar zu dem bereits vorstehend Beschriebenen.
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Unter anderem aus den Dokumenten
DE 200 03 207 U1 und
DE 10 2016 110 536 A1 auch formstabil verformbare Boroskope bekannt, deren Form vor dem Einführen in einen zu untersuchenden Gegenstand verändert werden kann, um so bspw. eine bestimmte Orientierung des Boroskopkopfes während bzw. nach dem Einführen vorzugeben. Auch die erfolgt die Führung manuell.
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Unabhängig davon, ob ein flexible Boroskop, ggf. mit Leitrohr, oder ein verformbares Boroskop eingesetzt wird, kann, sofern dabei eine mögliche Problemstelle in der Brennkammer identifiziert wird, anschließend eine manuelle 3-D-Erfassung der entsprechenden Stelle mit gesonderten dafür geeigneten 3-D-Boroskopen durchgeführt werden.
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Aufgrund der manuellen Führung des Boroskops mit flexiblem oder verformbarem Schaft ist eine vollständige und reproduzierbare Dokumentation des Zustands einer Brennkammer jedoch kaum möglich. Außerdem ist insbesondere die nachträgliche 3-D-Erfassung von möglichen Problemstellen sehr aufwendig und zeitintensiv.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit der die Boroskopinspektion von technischen Geräten verbessert werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, sowie ein Verfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für die Boroskopinspektion von technischen Geräten umfassend ein in einer Verformungseinheit geführtes, wiederholt plastisch verformbares und lang gestrecktes Trägerelement, wobei die Verformungseinheit ein positionsfestes Führungselement zur axialen Führung des Trägerelements an einem Ausgangsende und ein zur axialen Führung des Trägerelements ausgebildetes Aktuatorelement umfasst, welches in wenigstens eine Richtung senkrecht zum Abstand zwischen Führungselement und Aktuatorelement bewegbar ist, um wahlweise ein Biegemoment auf das durch das Führungselement und das Aktuatorelement geführte Trägerelement aufzubringen, und wobei an dem aus dem Ausgangsende der Verformungseinheit herausragende Ende des Trägerelementes ein Boroskopkopf angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Boroskopinspektion von technischen Geräten unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei ein wiederholt plastisch verformbares und lang gestrecktes Trägerelement mit einem Boroskopkopf an seinem in das technische Gerät einzuführende Ende während des Einführens in das technische Gerät im Bereich vor dem Eintritt in das technische Gerät wahlweise vorverformt wird, um so einer vorgegebenen Bahn des Boroskopkopfes innerhalb des technischen Geräts zu folgen.
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Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.
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Ein lang gestrecktes Trägerelement ist „wiederholt plastisch verformbar“, wenn das Trägerelement bei Verformung keine oder nur kaum Ermüdungserscheinungen aufweist und eine durch Verformung erreichte Formgebung im Wesentlichen - also insbesondere abzüglich elastischer Anteile an der Verformung - beibehält. Vorzugsweise ist das Trägerelement für mehrere Zyklen, bspw. wenigstens für wenigstens 20 Zyklen, weiter vorzugweise für wenigstens 50 Zyklen im Rahmen der bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erwartenden Verformungen verformbar, ohne dass es zu merklichen Ermüdungserscheinungen kommt.
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Bei einem plastisch verformbaren „Trägerelement“ handelt es sich um ein Trägerelement, welches bei ordnungsgemäßer Verwendung nicht nur selbsttragend ist, sondern auch diejenigen Lasten, für die es vorgesehen ist, tragen kann, ohne sich aufgrund der Schwerkraft selbstständig, zumindest plastisch, zu verformen.
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Mit „axialer Führung“ ist eine Führung - in vorliegenden Fall - des Langestrecken Trägerelements bezeichnet, die eine Bewegung des Trägerelementes in dessen axialer Richtung zulässt, eine Bewegung in radialer Richtung des Trägerelementes aber unterbindet. Die Winkellage der Achse des Trägerelements innerhalb der Führung und/oder eine Rotationsbewegung des Trägerelementes um die eigene Achse sind dabei durch die axiale Führung grundsätzlich nicht oder nur auf breite Winkelbereiche beschränkt. Je nach Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder Ausführung der axialen Führung können aber auch einzelne oder alle solcher Winkelveränderungen unterbunden werden.
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Bei dem „Boroskopkopf“ handelt es sich um denjenigen Teil eines Boroskops, der letztendlich den Aufnahmebereich des Boroskops bestimmt. Bei einem rein optischen Boroskop entspricht dies bspw. dem Boroskopobjektiv oder die Eintrittsfläche eines Lichtleiters, welcher den letztendlichen Aufnahmekegel definiert; bei einem Video-Boroskop ist dies der Aufnahmebereich der dafür vorgesehenen Bilderfassungssensoren. Dabei ist unerheblich, ob über den Boroskopkopf eine 2D-Bilderfassung im sichtbaren Bereich, Aufnahmen im nicht-sichtbaren Bereich (bspw. Infrarotbereich) und/oder die Erfassung von 3-D-Daten, bspw. per Triangulation, erfolgen. Der Boroksopkopf kann grundsätzlich auf einem starren oder flexiblen Schaft angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Borokopkopf ohne eigenen strukturellen Schaft auf einem anderen Element, wie bspw. dem Trägerelement, anzuordnen.
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Die Erfindung hat erkannt, dass die Boroskopie von technischen Geräten, wie bspw. Gasturbinen oder Flugzeugtriebwerken, insbesondere komplizierter Strukturen verbessert werden kann und insbesondere reproduzierbar möglich wird, wenn der Pfad, den der Boroskopkopf beim Einschieben folgt, zumindest in einem gewissen Rahmen gesteuert und/oder geregelt beeinflussbar ist. Erfindungsgemäß ist hierfür vorgesehen, dass der Boroskopkopf an dem letztendlich in das zu boroskopierende technische Gerät einzuführende Ende eines wiederholt plastisch verformbaren, lang gestreckten Trägerelementes angeordnet ist, für dessen kontrollierte Verformung beim Einschieben in ein technisches Gerät eine Verformungseinheit vorgesehen ist.
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Die Verformungseinheit umfasst dabei ein Führungselement zur axialen Führung des Trägerelementes. Aufgrund der Eigenschaften einer axialen Führung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist sicherstellt, dass das Trägerelement grundsätzlich an einer definierten Stelle der Verformungseinheit austritt. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach derart gegenüber einem zu boroskopierenden technischen Gerät angeordnet werden, dass das Trägerelement in eine zur Einführung eines Boroskops geeignete Öffnung am technischen Gerät eingeschoben werden kann.
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Um eine Verformung des Trägerelementes zu erreichen, umfasst die Verformungseinheit ein Aktuatorelement, durch den das Trägerelement ebenfalls axial geführt ist. Da das Aktuatorelement in wenigstens eine Richtung, vorzugsweise in beliebige Richtungen senkrecht zum Abstand zwischen Führungselement und Aktuatorelement bewegbar ist, kann wahlweise ein Biegemoment auf das Trägerelement ausgeübt werden, um es so zu verformen. Für die zur Aufbringung eines Biegemomentes erforderliche Bewegbarkeit des Aktuatorelements in eine Richtung senkrecht zum Abstand zwischen Führungselement und Aktuatorelement ist es unerheblich, ob das Aktuatorelement auch in Richtung parallel zu diesem Abstand bewegbar ist oder entsprechende Bewegungen radial und axial zur genannten Achse miteinander gekoppelt sind (bspw. weil das Aktuatorelement entlang einer Kreisbahn oder einer Kugelschale bewegbar ist).
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Durch das Aufbringen eines Biegemomentes auf das Trägerelement durch die Verformungseinheit kann eine Verformung und somit bei entsprechendem Durchschieben des Trägerelementes durch die Verformungseinrichtung die Formgebung des aus dem Führungselement herausstehenden Teils des Trägerelementes beeinflusst und festgelegt werden. Es lässt sich so die Bahn, die der Boroskopkopf am Ende des Trägerelements bspw. innerhalb eines technischen Geräts beim Einschieben bzw. Durchschieben durch die Verformungseinheit nimmt, vorgeben.
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Es ist bevorzugt, wenn zusätzlich zum wahlweisen Aufbringen eines Biegemomentes auf das Trägerelement das Aktuatorelement zum wahlweisen Aufbringen eines Torsionsmoments auf das Trägerelement ausgebildet ist. Entsprechendes kann bspw. bei einer rotationsfesten axialen Führung des Trägerelementes oder durch entsprechende wahlweise Fixierung (siehe unten) durch Drehen der Führung um die Achse des Trägerelementes erreicht werden. Insbesondere bei nicht-rotationssymmetrischen Trägerelementen können durch das wahlweise Aufbringen von Torsionsmomenten zusätzliche Verformungsmodi erreicht werden.
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Vorzugsweise umfasst das Aktuatorelement und/oder das positionsfeste Führungselement eine steuerbare Arretierung zum wahlweisen Fixieren der Position und/oder der Winkellage des Trägerelementes im Aktuatorelement und/oder Führungselement. Durch entsprechende wahlweise Fixierung können - je nach Ausgestaltung der Fixierung bspw. durch Schaffung einer temporären festen Einspannung - zusätzliche Verformungsmodi erreicht werden. Bei geeigneter Arretierung am Führungselement kann auch verhindert werden, dass sich zeitweise Bewegungen des Aktuatorelements, bspw. zur Verformung des Trägerelementes, ungewollt auf das aus der Vorrichtung hervorstehende Ende des Trägerelementes auswirken. Die Arretierung kann bspw. als Zwei-Finger-Greifer für das Trägerelement ausgebildet sein.
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Es ist besonders bevorzugt, wenn das Aktuatorelement in Richtung des Abstands zwischen positionsfestem Führungselement und Aktuatorelement bewegbar ist. Neben der Schaffung weiterer Verformungsmodi ist es insbesondere bei Vorhandensein von Arretierungen sowohl am Führungselement als auch am Aktuatorelement möglich, die Bewegbarkeit in Richtung des Abstands zwischen positionsfestem Führungselement und Aktuatorelement bei wechselseitiger Arretierung an Führungselement und Aktuatorelement zum segmentweisen Vorschub des Trägerelementes aus dem Ausgangsende der Vorrichtung heraus zu nutzen.
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Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, dass das Führungselement und/oder das Aktuatorelement Führungsrollen für das Trägerelement umfassen, von denen vorzugsweise ein Teil der Führungsrollen angetrieben ist. Durch geeignete Ansteuerung des oder der Rollenantriebe kann ein - ggf. auch kontinuierlicher - Vorschub des Trägerelementes aus dem Ausgangsende heraus erreicht werden.
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Um eine zusätzliche Verformung zu erreichen und/oder das Trägerelement in einer definierten Bahn in das zu boroskopierende technische Gerät einzuführen, kann am Führungselement ein aus der Verformungseinheit herausragendes Führungsrohr zur Durchführung des Trägerelementes befestigt sein, wobei das Führungsrohr vorzugsweise lösbar und somit grundsätzlich austauschbar ist. Durch ein für ein zu boroskopierendes technisches Gerät ggf. besonders ausgestaltetes Führungsrohr kann eine vorgegebene Einführung des Trägerelementes in das Innere des zu untersuchenden technischen Geräts reproduzierbar erreicht werden. Auch wenn, je nach Ausgestaltung des Führungsrohrs, dabei eine weitergehende Verformung des Trägerelementes erfolgt, ist die letztendliche Formgebung des aus dem Führungsrohr ragenden Teils des Trägerelementes weiterhin maßgeblich durch die Verformungseinrichtung beeinflussbar, da sich der elastische Teil der Verformung durch das Führungsrohr nach Austritt aus dem Führungsrohr zur durch die Verformungseinrichtung erreichten Form des Trägerelements zurückbildet. Bei nicht-rotationssymmetrischen Trägerelementen kann auch die Winkellage des Trägerelements im Führungsrohr Einfluss auf die letztendliche Formgebung haben.
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Es ist bevorzugt, wenn eine Zuführungseinrichtung vorgesehen ist, mit der das Trägerelement dem Aktuatorelement auf der von dem Führungselement abgewandten Seite definiert zugeführt wird, wobei die Zuführungseinrichtung ortsfest gegenüber dem Führungselement oder mit dem Aktuatorelement mitbewegt ist. Durch eine entsprechende Zuführungseinrichtung kann regelmäßig eine erhöhte Genauigkeit in der Verformung des Trägerelements durch Bewegung des Aktuatorelements erreicht werden, da mögliche Einflüsse einer undefinierten Zuführung auf die letztendliche Verformung ausgeschlossen sind.
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Das Trägerelement kann eine Sondeneinheit im Bereich der Boroskopkopf zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung des Boroskopkopf umfassen. Über eine entsprechende Sondeneinheit kann überprüft werden, ob das Führungsrohr einer vorgegebenen Bahn folgt. Die Sondeneinheit kann zur Positionsbestimmung über ein beliebiges bekanntes Messprinzip ausgebildet sein, bspw. Time-Of-Flight-Analyse von der Sondeneinheit ausgesendeten und/oder empfangenen Funk- oder Lichtsignalen. Auch eine Positionsbestimmung auf Basis von Bildauswertung ist möglich, wozu die Sondeneinheit geeignete Bilderfassungssensoren umfasst. Die Sondeneinheit kann auch integral mit dem Boroskopkopf ausgebildet sein.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung. Dabei ist bevorzugt, wenn die Steuerung unter Berücksichtigung der über eine Sondeneinheit oder den Boroskopkopf gewonnenen Positions- und/oder Orientierungsinformationen des Boroskopkopfs erfolgt. Durch die entsprechenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen, die entweder durch eine Sondeneinheit oder auch über den Boroskopkopf (bspw. per Bilderkennung oder Auswertung gewonnener 3-D-Daten) ermittelt werden können, kann ein Abgleich der tatsächlichen Lage und/oder Orientierung mit der vorgegebenen Bahn erfolgen und, bei festgestellter Abweichung, ein geeignetes Gegensteuern initiiert werden.
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Der Boroskopkopf kann fest mit dem freien Ende des Trägerelements verbunden sein, womit auf einen gesonderten Boroskopschaft verzichtet werden kann. Die „feste Verbindung“ kann dabei eine wahlweise Lösbarkeit zu Wartungszwecken umfassen. Der Boroskopkopf kann aber auch Teil eines flexiblen Boroskops, welches durch einen geeigneten Kanal im Trägerelement geführt ist, sein. Im Fall der festen Verbindung mit dem Trägerelement ist es bevorzugt, wenn die Verbindung einen Rotationsfreiheitsgrad um die Achse des Trägerelementes aufweist und die Drehung des Boroskopkopfs um diese Achse steuerbar ist. Bei geeigneter Ausgestaltung der drehbaren Verbindung sind 360°-Rundumaufnahmen möglich. Eine entsprechende Rotation kann bei einem durch das Trägerelement hindurchgeschobenen flexiblen Boroskops durch Drehung des Boroskopschafts erreicht werden. Alternativ dazu ist es bevorzugt möglich, dass der Boroskopkopf zur Erfassung einer 360°-Rundumsicht ausgebildet ist. Das kann bspw. durch eine geeignete Anzahl von radial verteilt angeordneten Bilderfassungssensoren erreicht werden.
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Das Aktuatorelement kann einen, vorzugsweise sechsachsigen, Gelenkarmroboter und/oder einen Hexapod-Roboter (Stewart-Plattform) umfassen, wobei die Position und/oder Lage der axialen Führung des Aktuatorelements durch den Roboter veränderbar ist. Durch entsprechende Roboter lassen sich sämtliche typischerweise erforderlichen Verformungen des Trägerelementes erreichen.
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Vorteilhaft und daher bevorzugt ist es, wenn das Führungsrohr ein Materialverbundrohr ist. Das Führungsrohr kann dabei einen Kern aus gewickelten Metallband umfassen, wobei das Metallband vorzugsweise ein Aluminiumband und/oder längsgewickelt ist. Um die Formstabilität des Führungsrohrs nach einer Verformung zu erhalten, ist weiterhin vorzugsweise eine Ummantelung des Kerns aus Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen, vorgesehen. Auf der von der Ummantelung gegenüberliegenden Seite des Kerns kann ein Schutzüberzug, vorzugsweise eine Schutzfolie vorgesehen sein, sodass in diesem Fall der Kern vollständig von Ummantelung und Schutzüberzug umgeben ist. Dadurch kann regelmäßig eine glatte Oberfläche des Führungsrohrs auf dessen Außen- und Innenseite erreicht werden. Darüber hinaus wird das Risiko der Beschädigung eines Bauteils des zu boroskopierenden technischen Geräts bei (unbeabsichtigten) Kontakt mit dem Führungsrohr verringert. Geeignete Rohre werden zum Prioritätszeitpunkt bspw. unter den Handelsnamen „Dekabon“ oder unter der Marke „Synflex“ der Firma Eaton Corporation, USA, erhältlich, und sind bspw. im Patent US 4 216 802 A näher beschrieben.
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Der Boroskopkopf kann eine Bilderfassungseinheit als Teil eines Video-Boroskops umfassen. Er kann auch zur Erfassung von 3-D-Oberflächendaten, bspw. durch Triangulation auf Basis von Bilddaten zweier benachbart voneinander angeordneter Bilderfassungseinheiten, ausgebildet sein.
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Bei dem zu boroskopierenden technischen Gerät kann es sich vorzugsweise um Gasturbinen und/oder Flugzeugtriebwerke handeln. Die Erfindung hat sich als besonders geeignet für die Boroskopinspektion eben solcher technischen Geräte herausgestellt.
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Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die vorstehenden Ausführungen betreffend eine zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildeten Vorrichtung verwiesen. Die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Vorrichtung ergeben unmittelbar auch vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens.
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Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Boroskopinspektion einer Brennkammer eines Flugzeugtriebwerks;
- 2: eine schematische Schnittansicht zu 1;
- 3: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 4a, b: schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- 5a, b: schematische Darstellung von Ausführungsalternativen von mit dem Trägerelement fest verbunden Boroskopkopfen.
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In 1 und 2 ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Boroskopinspektion eines technischen Geräts 20, nämlich der Brennkammer 21 eines Flugzeugtriebwerks, skizziert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei ausschließlich die Brennkammer 21 des Flugzeugtriebwerks dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich aber insbesondere im in ein Flugzeugtriebwerk eingebauten Zustand der Brennkammer 21 verwenden.
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Die Vorrichtung 1 umfasst ein wiederholt plastische verformbares, lang gestrecktes Trägerelement 2 mit einem Boroskopkopf 3 an demjenigen Ende 2', welches in die Brennkammer 21 eingeführt wird. Das Trägerelement 2 ist dabei ein Materialverbundrohr umfassend einen Kern aus längsgewickelten Aluminiumband, eine äußere Ummantelung aus Polyethylen, und einer Schutzfolie als Schutzüberzug auf der Innenseite. Das Führungsrohr 3 ist dabei selbsttragend bzw. auch den Boroskopkopf 3 tragend, sodass es seine nach einer plastischen Verformung erreichte Formgebung ohne äußere Einflüsse grundsätzlich beibehält.
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Das Trägerelement 2 wird durch eine Verformungseinheit 10 geführt, deren genaue Ausgestaltung nachfolgend in verschiedenen Ausführungsformen anhand der 3 und 4 noch näher beschrieben wird. In der Verformungseinheit 10 wird das Trägerelement 2 durch eine Steuerungsvorrichtung 11 gesteuert biege- und torsionsverformt, bevor es am Ausgangsende 12 der Verformungseinheit 10 herausgeführt und in die Brennkammer 21 eingeführt wird. Dazu wird das Trägerelement 2 in einem an dem Ausgangsende 12 lösbar befestigten gebogenen Führungsrohr 4 durch eine Inspektionsöffnung 22 in die Brennkammer 21 eingeführt und ist ab dem durch das freie Ende 4' des Führungsrohrs 4 definierten und reproduzierbar wieder erreichbaren Punkt tatsächlich selbsttragend. Die Reproduzierbarkeit wird dabei insbesondere auch durch die Befestigungseinrichtung 6 erreicht, mit der die Vorrichtung 1 in einer eindeutig definierten Position und Lage gegenüber der Inspektionsöffnung 22 am technischen Gerät 20 befestigt wird.
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Der Boroskopkopf 3 ist fest mit dem Trägerelement 2 verbunden und umfasst Bilderfassungssensoren zur Erfassung von digitalen 2-D-Bildern, sodass sich letztendlich ein Video-Boroskop ergibt. In die Boroskopkopf 3 integriert ist eine Sondeneinheit 5, mit der sich die Position und Orientierung der Boroskopkopf 3 ermitteln lässt. Die durch die Sondeneinheit 5 gewonnenen Informationen werden der Steuerungsvorrichtung 11 zur Verfügung gestellt und fließen in die Steuerung der Verformungseinheit 10 ein, sodass sichergestellt werden kann, dass sich die Boroskopkopf 3 beim Einschieben des Trägerelements 2 in die Brennkammer 21 grundsätzlich entlang einer vorgegebenen Bahn 90 bewegt. Werden Abweichungen von dieser Bahn 90 festgestellt, kann die Steuerungsvorrichtung 11 dem durch geeignete Ansteuerung der Verformungseinheit 10 entgegensteuern.
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In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, wie sie bspw. in 1 und 2 verwendet werden kann, dargestellt, wobei insbesondere auch die Verformungsvorrichtung 10 detailliert gezeigt ist.
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Die Verformungseinheit 10 umfasst ein positionsfestes Führungselement 13, welches u. a. das Ausgangsende 12 bildet, an dem auch in diesem Ausführungsbeispiel ein Führungsrohr 4 angeordnet ist. In dem Führungselement 13 ist das Trägerelement 2 axial entlang einer definierten Achse geführt. Dabei ist das Trägerelement 2 als Rohr ausgeführt, durch welches ein separates flexibles Boroskop (nicht dargestellt) geführt werden kann.
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Es ist weiterhin ein Aktuatorelement 14 vorgesehen, welches am Ausleger eines sechsachsigen Gelenkarmroboters 15 angeordnet ist. Das Aktuatorelement 14 ist ebenfalls zur axialen Führung des Trägerelementes 2 ausgebildet und verfügt über eine Arretierung in Form eines Zwei-Finger-Greifers 16, mit der die Position und Lage des Trägerelementes 2 gegenüber dem Aktuatorelement 14 steuerbar fixiert werden kann.
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Unmittelbar benachbart zum Aktuatorelement 14 und ebenfalls am Ausleger des Gelenkarmroboters 15 ist eine Zuführungseinrichtung 17, mit dem das Trägerelement 2 dem Aktuatorelement 14 auf der von dem Führungselement 13 abgewandten Seite definiert zugeführt wird.
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Aufgrund des sechsachsigen Gelenkarmroboters 15 ist das Aktuatorelement 14 nahezu beliebig gegenüber dem Führungselement 13 - insbesondere in und quer zur Richtung des Abstands zwischen positionsfestem Führungselement 13 und Aktuatorelement 14 - bewegbar, um sowohl Biegemomente und Torsionsmomente auf das Trägerelement 2 im Bereich zwischen Führungselement 13 und Aktuatorelement 14 aufbringen zu können. Durch geeignetes zeitweises Arretieren mit dem Zwei-Finger-Greifer 16 und entsprechendes Bewegen des Aktuatorelements 14 durch den Gelenkarmroboter 15 kann das Trägerelement 2 schrittweise aus dem Ausgangsende 12 der Verformungseinheit 10 heraus- und somit in das zu boroskopierende technische Gerät 20 (vgl. 1 und 2) hineingeschoben werden.
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Der Gelenkarmroboter 15 kann durch die Steuerungseinrichtung 11 - ggf. unter Berücksichtigung der Position- und Lageinformationen einer Sondeneinheit 5 (vgl. 1) - so gesteuert werden, dass das Trägerelement 2 nach und nach aus der Verformungsvorrichtung 10 herausgeschoben wird und sich dabei die in 3 beispielhaft gezeigte Formgebung des Trägerelementes 2 ergibt.
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In 4a, b ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1, wie sie bspw. in 1 und 2 verwendet werden kann, in einer Seitenansicht und einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Auf die Darstellung des Trägerelementes 2 wurde dabei verzichtet.
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Trotz der auf den ersten Blick großen Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 fußen die beiden Ausführungsbeispiele auf demselben erfinderischen Konzept, weshalb ergänzend auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
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Die in 4a, b gezeigte Verformungseinheit 10 umfasst ein positionsfestes Führungselement 13, welches das Ausgangsende 12 der Verformungseinheit 10 bildet und die lösbare Befestigung eines Führungsrohrs 4 daran ermöglicht.
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Das Aktuatorelement 14 ist zur axialen Führung des Trägerelementes 2 und mit einer Arretierung in Form eines Zwei-Finger-Greifers 16 auf einem durch die Steuerungsvorrichtung 11 steuerbaren Hexapod-Roboter 15' angeordnet, sodass sich die Position und Lage des Aktuatorelements 14 insbesondere gegenüber des Führungselements 13 verändern lässt, sodass sich u. a. Biegeverformungen eines durch das Führungselement 13 und das Aktuatorelement 14 geführten Trägerelements 2 (nicht dargestellt) erreichen lassen.
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Bei der Verformungseinrichtung 10 aus 4 ist auch am Führungselement 13 eine Arretierungsvorrichtung in Form eines Zwei-Finger-Greifers 16' vorgesehen. Ist ein Trägerelement 2 durch beide Arretierungsvorrichtung 16, 16' sowohl im Führungselement 13 als auch im Aktuatorelement 14 arretiert, lassen sich durch geeignete Ansteuerung des Hexapod-Roboters 15' Torsionsmomente in das Trägerelement 2 einbringen. Bei wechselseitiger Arretierung in den Arretierungsvorrichtungen 16, 16' kann ein Trägerelement 2 schrittweise aus der Ausgangsöffnung 12 der Verformungseinheit 10 herausgeschoben werden.
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Die Ausführungsform der Verformungseinheit 10 gemäß 4a, b ist ausreichend leicht, um von einer Person getragen zu werden, und verfügt zur einfachen Handhabung über Handgriffe 18. Auch aufgrund des geringen Gewichts lässt sich die Verformungseinheit 10 problemlos in einer beliebigen Lage an einem zu boroskopierenden technischen Gerät 20, wie bspw. einem Flugzeugtriebwerk, befestigen, wie es bspw. in 1 skizziert ist.
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Ist das Boroskopobjektiv 5, wie in 1 skizziert, fest an dem Trägerelement 3 angeordnet, kann - um hinsichtlich der Ausrichtung des Aufnahmekegels der Boroskopkopf 3 nicht beschränkt zu sein - die fragliche Verbindung einen Rotationsfreiheitsgrad um die Achse des Trägerelementes 2 aufweisen, wobei die Drehung der Boroskopkopf 3 um diese Achse durch einen geeigneten Antrieb. Eine entsprechende Ausführung mit einem angetriebenen Drehgelenk 30 und Bilderfassungssensoren als Boroskopobjektiv ist in 5a dargestellt.
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Alternativ dazu kann auch eine Vielzahl von Bilderfassungssensoren als Boroskopkopf 3 vorgesehen sein, die zur Erfassung einer 360°-Rundumsicht radial verteilt angeordnet sind. In diesem Fall kann auf ein Drehgelenk 30 verzichtet werden (vgl. 5b).
