DE2850360A1

DE2850360A1 - Einrichtung zur pruefung der lagegenauigkeit von bohrungen u.dgl. in werkstuecken

Info

Publication number: DE2850360A1
Application number: DE19782850360
Authority: DE
Inventors: Michael Patrick Martin; John Michael Osman
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1979-06-07
Also published as: US4198852A; IT1100754B; GB2009415A; FR2410252A1; IT7830232A0

Description

PATBNTANWAXT

DIPL. ING. K. HOX.ZEE

PHItIFPINB-WELSEB-STBASSE 14

8Θ00 AUGSBT)KQ

016415 G33202 PCiCl d

R. 1024

Augsburg, den 20. November 1978

Rolls-Royce Limited, 65 Buckingham Gate, London SWlE 6AT, England

Einrichtung zur Prüfung der Lagegenauigkeit von Bohrungen und dergl. in Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prüfung der Lagegenauigkeit von Bohrungen, Kanälen oder Durchbrüchen in Werkstücken, mit einer Werkstückhalterung und einer Sondenanordnung.

Auf dem Gebiet der Gasturbinentriebwerke setzen sich in zunehmendem Maße mittels eines Luftstroms innengekühlte

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Turbinenschaufeln durch. Gewöhnlich sind diese innengekühlten Schaufeln mit inneren, mit unter Druck stehender Kühlluft beaufschlagten Kühlkanälen versehen„ Bei einer speziellen Anordnung sind zwei im Schaufelvorderkantenbereich verlaufende parallele Kühlkanäle durch kurze Querkanäle miteinander verbunden, und diese Querkanäle sind natürlich besonders schwer zugänglich und hinsichtlich ihrer Lagegenauigkeit zu prüfen»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,, mittels welcher im Falle der eben genannten Querkanäle oder in ähnlichen schwierigen Fällen eine Prüfung der Lagegenauigkeit auf verhältnismäßig einfache Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Als Strömungsmittel findet vorzugsweise Luft Anwendung,

Der Fühler kann ein Thermistor sein, der vorzugsweise auf einer die Umgebungstemperatur übersteigenden Temperatur gehalten wird.

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Der von der Düse erzeugte Luftstrahl hat vorzugsweise Umgebungstemperatur.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sondenanordnung relativ zu der feststehenden Werkstückhalterung verschiebbar.

Der Fühler und die Düse können entweder an einer gemeinsamen Halterung oder jeweils an gesonderten, jedoch gemeinsam relativ zur Vierkstückhalterung beweglichen Halterungen angeordnet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Prüfein

richtung nach der Erfindung zur Prüfung der Lagegenauigkeit von inneren Kühlkanälen einer Gasturbinenschaufel,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung

durch den untersuchten Teil der

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Gasturbinenschaufel mit der in diese eingeführten Sondenanordnung,

Pig. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen

Schaltung der Prüfeinrichtung, und

Fig. 4 eine Darstellung einer typischen

Aufzeichnung einer Ausgabeeinheit der in Fig. 3 gezeigten Schaltung.

Fig. 1 zeigt eine Prüfeinrichtung 10 mit einem Bett 11, auf welchem eine Führung 12 angeordnet ist, längs derer ein Schlitten 13 mittels einer Führungsspindel 14 verschiebbar ist. Die Führungsspindel 14 wird mittels eines Schrittmotors 15 angetrieben. Der Schlitten 13 trägt eine Sondenanordnung 16 mit zwei dünnen Rohren 17 und 18, die parallel zueinander montiert sind. Die beiden Rohre 18 und 19 sind so dünn, daß sie in zwei parallel verlaufende Kühlkanäle 19 und 20 im Vorderkantenbereich einer Gasturbinenschaufel 21 einführbar sind. Die Turbinenschaufel 21 ist an einer auf dem Bett 11 angeordneten Werkstückhalterung feststehend gehaltert.

Das in den Kühlkanal 19 hineinragende Ende des Rohres 17 ist mit einer Thermistorperle 23 versehen. Der Thermistor 23

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liegt in dem in Fig. 3 gezeigten Stromkreis 24. Dieser Stromkreis 24 enthält außerdem eine Konstantspannungsquelle 25 und ein übliches schreibendes Strommeßgerät 26.

Der Thermistor 23 arbeitet in herkömmlicher Weise. Durch den Stromfluß aufgrund der anliegenden Konstantspannung wird der Thermistor 23 auf eine Temperatur von etwa 70 C erwärmt. Eine Änderung der Thermistortemperatur hat eine entsprechende Änderung seines elektrischen Widerstandes und folglich eine Änderung des Stromflusses im Stromkreis 24 zur Folge, die von dem schreibenden Meßgerät 26 festgestellt und aufgezeichnet wird.

Das in den Kühlkanal 20 hineinragende Ende des Rohres 18 ist mit einer Düse 2? versehen, die bezüglich des Thermistors ausgerichtet ist. Durch das Rohr 18 wird Druckluft mit Raumtemperatur zugeführt und tritt als.auf den Thermistor 23 gerichteter Luftstrahl aus der Düse 27 aus. Falls sich also kein Hindernis zwischen dem Thermistor und der Düse befindet, wid der Thermistor 23 durch den Luftstrahl abgekühlt und ändert dadurch seinen elektrischen Widerstand.

Die Kühlkanäle 19 und 20 in der Turbinenschaufel 21 sind durch eine Reihe kurzer, zueinander paralleler Quer-

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kanäle 28 miteinander verbunden. Zur Prüfung der Lagegenauigkeit dieser Querkanäle 28 nach der Fertigung der Schaufel werden die Rohre 17 und 18 in die Kühlkanäle 19 und 20 mittels des Schrittmotors 15 niit konstantem Vorschub in die Kühlkanäle 19 und 20 eingeführt. Während des Vorschubs der Rohre 17 und 18 durch die Kühlkanäle 19 und 20 wird der Thermistor 23 abwechselnd dem aus der Düse 27 austretenden Luftstrahl ausgesetzt und von diesem abgeschirmt« Dies führt zu einer entsprechenden periodischen Änderung des elektrischen Widerstands des Thermistors, der durch die vom Meßschreiber 26 hergestellte Aufzeichnungsspur 29 sichtbar dargestellt wird. Der Schrittmotor 15 und der Papiervorschubantrieb des Meßschreibers 26 arbeiten mit konstanter Geschwindigkeit, so daß die Abstände zwischen den einzelnen Spitzen der Kurve 29 direkt proportional zu den Abständen zwischen den Querkanälen 28 sind.

Außer zur Festellung der Positionsgenauigkeit der Querkanäle 28 kann die Prüfeinrichtung 10 auch dazu verwendet werden, festzustellen, ob irgendein Querkanal 28 teilweise oder ganz blockiert ist. Eine solche Blockierung wird entweder durch eine Kurvenwelle mit verringerter Amplitude oder durch das vollständige Fehlen einer Kurvenwelle angezeigt, wie es bei 30 der Fall ist. Außerdem kann die Amplitude

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der Kurvenwellen zur Berechnung des tatsächlichen Lichtquerschnitts der Querkanäle 28 benützt werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat eine Turbinenschaufel 21 parallele Kühlkanäle 19 und 20, die beide von der gleichen Richtung her zugänglich sind. Es kommt jedoch auch vor, daß derartige Kühlkanäle nur von einander entgegengesetzten Richtungen her zugänglich sind. In diesem Falle kann die Prüfeinrichtung 10 zwei Schlitten 13 aufweisen, die mittels gesonderter Schrittmotore 15 angetrieben werden. Einer der Schlitten würde dann das Rohr 17 mit dem Thermistor 23 antreiben, während der andere Schrittmotor dem Rohr 18 mit der Düse 27 zugeordnet wäre. Die beiden Rohre 17 und 18 werden in diesem Fall von entgegengesetzten Seiten der Schaufel her in die Kühlkanäle eingeführt, bis der Thermistor 23 und die Düse 27 gegenseitig ausgerichtet sind. Sodann werden beide Rohre 17 und 18 gemeinsam entlang der Kühlkanäle 19 und 20 verschoben, wobei die gegenseitige Ausrichtung von Thermistor und Düse mittels eines geeigneten, mit den Schrittmotoren zusammenwirkenden Regelsystems aufrechterhalten wird.

Anstelle eines Thermistors und eines diesen kühlenden, umgebungstemperatur aufweisenden Luftstrahls sind auch andere Möglichkeiten anwendbar. Beispielsweise kann irgend ein anderer

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Strömungsmittelstrahl, der entweder heiß oder kalt ist, Anwendung finden, auf welchen ein Thermistor reagiert.
Ferner kann der Thermistor durch irgend ein anderes geeignetes, auf einen auftreffenden Strömungsmittelstrahl ansprechendes Element ersetzt werden.

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ΛΛ

Leers eite

Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Prüfung der Lagegenauigkeit von Bohrungen, Kanälen oder Durchbrüchen in Werkstücken, mit einer Werkstückhalterung und einer Sondenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenanordnung (16) einen auf das Auftreffen eines Strömungsmittelstrahls ansprechenden Fühler (23) und eine dazu mit Abstand und ausgerichtet angeordnete Düse (27) zur Erzeugung eines auf den Fühler gerichteten StrömungsmittelStrahls aufweist, daß weiter die Werkstückhalterung (11) und die Sondenanordnung derart relativ zueinander bewegbar sind, daß die Düse und der Fühler an den beiden Enden der jeweils zu vermessenden Bohrung oder dergl. positionierbar sind und der von der Düse erzeugte Strömungsmittelstrahl durch diese Bohrung oder dergl. hindurch auf den Fühler auftrifft, und daß die jeweilige Relativposition zwischen der Werkstückhalterung und der Sondenanordnung erfassende Mittel (26) vorgesehen sind, mittels derer jeweils beim Ansprechen des Fühlers auf einen auftreffenden Strömungsmittelstrahl die Position der zu vermessenden Bohrung oder dergl. bestimmbar ist.

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenanordnung mit Luft als Strömungsmittel arbeitet.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (23) ein Thermistor ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (23) auf einer über der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur gehalten wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Düse (27) erzeugte Luftstrahl Umgebungstemperatur hat.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenanordnung (16) relativ zu der feststehenden Werkstückhalterung (11) bewegbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (23) und die Düse (27) an einer gemeinsamen Halterung (13) angebracht sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (23) und die Düse (27) an gesonderten, jedoch gemeinsam relativ zur Werkstückhalterung (11) bewegbaren Halterungen angeordnet sind.

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