EP1472035A1 - Method and device for obtaining a determined flow resistance of a flow channel - Google Patents
Method and device for obtaining a determined flow resistance of a flow channelInfo
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- EP1472035A1 EP1472035A1 EP03737266A EP03737266A EP1472035A1 EP 1472035 A1 EP1472035 A1 EP 1472035A1 EP 03737266 A EP03737266 A EP 03737266A EP 03737266 A EP03737266 A EP 03737266A EP 1472035 A1 EP1472035 A1 EP 1472035A1
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for achieving a certain flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component.
- the invention relates generally to the machining and dimensioning of flow channels, in particular openings or orifices, preferably small openings, in which it is important to achieve a critical flow resistance, as well as the exact matching of flow resistances in a number of such flow channels ,
- parts are often cast or manufactured from a material that is selected for special properties such as conductivity or insulating effect for heat or electricity, light weight, expansion coefficient when heating or cooling, costs, etc., but with a different framework of requirements with regard to the inner surface of the Opening exists.
- This particular their requirements for the internal passage can be met by plating or coating with a metal that has the desired properties.
- Plating can be done by electroplating or electroless (autocatalytic) plating, while plating can be done by vapor deposition using a carrier gas or other such technique.
- Electroless plating or vapor deposition is generally preferred for plating or coating the inner surface of castings, bores and the like where secondary cathodes are very difficult to place for uniform electroplating.
- Parts with through-openings for a fluid are produced by a variety of casting and machining operations. For example, high-quality precision molding processes are used to manufacture such parts. Nevertheless, there are certain differences in the dimensions of such parts, in particular with regard to the wall thicknesses, which can be attributed to slight misalignment of the core or to a misalignment of the core, and also fluctuations in the surface texture, including the roughness of the surface, of dimples, Notches, grooves, bubbles or positive metal. In extreme cases, a very small crack in the core can lead to a thin wall that protrudes into an internal opening. All of these factors can significantly change the flow of the fluid.
- Machining methods currently used such as electrical erosion machining and laser drilling, or less common techniques such as electron beam drilling, electrical current and so-called STEM drilling (an ECM technique that uses an acidic fluid) are not sufficiently accurate as that they could avoid the emergence of significant changes in flow resistance. Even the most accurate of these processes, electro-erosion machining, will not give a perfectly uniform flow resistance because the length of an internal passage is due to the machining used. processing may vary, which causes fluctuations in the overall hole length and flow resistance, regardless of the uniformity of the hole diameter. In addition, uneven conditions are inevitable in EDM machining and can lead to changes in size, shape, surface finish and the condition at the edge of the hole.
- Orifices to be plated or plated must be oversized enough to allow a suitable thickness of plating or coating, and the final accuracy depends on the exact calculations for plating or coating rates and the accuracy of the drilling and plating operations .
- the product achievable with current technology is not sufficiently uniform for most high-precision industrial applications. This results in a restriction of the manufacturer's options for manufacturing the entire part from materials with the properties desired for opening or for embedding drilled parts with prescribed properties in castings designed to accommodate them.
- These techniques have the accuracy problems associated with drilling, as discussed above.
- the plating of openings drilled into a material with metal of different properties or even with the same metal in such a way that an accuracy current results opens up new options in the manufacture of many parts.
- Turbine blades manufactured in precision casting are typically cast or drilled in this way (by means of laser drilling, so-called STEM drilling or EDM machining) that results in a number of holes, which typically have a nominal diameter of approximately 0.3 mm to 0.8 mm and which extend from the inner passage to the vicinity of the profile front edge, the professional edge and run anywhere along the blade profile. Cooling air is drawn from the inside through the numerous holes are forced out into the high temperature combustion gas stream to cool the blade. Holes in the inner walls of the blade sometimes measure the distribution of the cooling air.
- the method according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component comprises the following steps: a fluid flows through the flow channel; a parameter is determined which depends on the flow resistance of the flow channel in the component; the flow channel is processed using a working process until the parameter reaches a predetermined setpoint; and is characterized in that the characteristic variable is determined from a first measured variable and from a second measured variable, the first measured variable and the second measured variable being permitted to change over time.
- the flow resistance of the flow channel is to be understood analogously to the electrical resistance of an electrical conductor.
- the flow resistance of the flow channel counteracts the flow of a fluid flowing through the flow channel. This means that when a pressure difference is applied to the ends of the flow channel, a fluid flow through the flow channel flows with a certain flow rate, the flow rate being determined by the flow resistance.
- the flow resistance can be defined, for example, by the quotient of the pressure difference falling across the flow channel and the flow rate.
- the flow rate can have different units, for example that of a volume flow, a mass flow, or a particle flow.
- a parameter is determined that represents a measure of the flow resistance.
- the parameter does not necessarily have to be proportional to the flow resistance. It is sufficient if the parameter only depends on the flow resistance. There is preferably a clear, particularly preferably unambiguous, association between flow resistance and parameter.
- the parameter can depend non-linearly on the flow resistance.
- the pressure difference across the flow channel and the flow rate through the flow channel can be measured.
- the flow rate can be measured using a calibrated resistance and a pressure measurement. It is also possible for at least one of the two measured variables to be determined by a combination of a pressure measurement and a flow rate measurement. This is the case, for example, when a performance is measured.
- a service as defined in electrical engineering is analogously the product of pressure and flow rate.
- the term measured variable is therefore to be understood generally. It is important that two measurement variables are measured in order to be able to calculate the fluctuation over time, so that a measure, as it represents the parameter, can be found for the flow resistance through the flow channel.
- the temporal variations are eliminated by using a quotient of the time-resolved measured flow rate and the time to determine the parameter. resolved measured pressure is formed. In return, this enables a much higher fluctuation tolerance when determining the parameter and temporal fluctuations or variations can be accepted without the setting of the flow channel being influenced in a negative manner. As a result, pressure or flow rate stabilizing agents are superfluous, which considerably simplifies the process and thus makes it safer and cheaper.
- the flow channel is processed using a working process until the parameter reaches a predetermined setpoint.
- the working method for machining the flow channel is advantageously selected from the group of chemical machining, hydroabrasive machining, mechanical machining, electrochemical machining (ECM), electroerosion machining, electroplating, electroless plating, coating, and vapor deposition.
- the measured variable is determined by measuring a pressure or by measuring a flow rate or by measuring a combination of pressure and flow rate.
- a combination of pressure and flow rate represents a performance that is the product of pressure and flow rate.
- the quotient for determining the parameter can also be determined with a pressure measurement and a power measurement.
- the pressure of the fluid can be measured in relation to the ambient pressure of the atmosphere. Usual average pressures for machining the component on devices usually made of stainless steel are preferably above 20 bar, in particular above 50 bar, particularly preferably above 70 bar.
- the setpoint is determined for a predeterminable mean flow rate and / or for a predeterminable mean pressure. This ensures that the parameter is a useful measure of the flow resistance and errors in determining the parameter due to non-linear flow properties of the fluid, for. B. due to turbulence at high flow rates can be avoided.
- the fluctuation range of the temporal fluctuations is smaller than the mean fluctuation value, in particular less than 30%, preferably less than 20% of the mean fluctuation value.
- the setpoint is determined with the aid of a master object.
- the flow channel is exchanged with the master object and the parameter is then determined.
- a desired flow resistance and thus the setpoint for the parameter are specified.
- the flow channel is processed until the parameter and thus the flow resistance of the flow channel corresponds exactly to that of the master object.
- At least one of the two measured variables is determined with the aid of at least one predetermined resistance.
- a pressure measurement is e.g. Can be carried out inexpensively and precisely with commercially available means, such as with the aid of a piezometer.
- the temporal variation of the amplitudes of the two measured variables can preferably be greater than 1%, in particular greater than 5%, preferably greater than 15%.
- Detectors whose response time is less than the typical time constant of the fluctuation in the flow rate and / or the pressure are therefore suitably used for determining the measured variables. This ensures that the detectors completely record the fluctuations in time and thus there are no errors in the measured variables and thus in the determination of the characteristic variable on the basis of a temporal averaging.
- the response time of the detectors is preferably less than the clock frequency of the device required for moving the fluid, such as a pump.
- the response time of the detectors is advantageously in the millisecond range.
- the fluid suitably includes electrolytic solutions, corrosive fluids, acids, alkalis, dielectric fluids and / or carrier gases.
- flow channels such as. B. openings or other difficult to access hollow spaces can be processed from the inside in an advantageous manner.
- the measured variables are advantageously determined using a lock-in method.
- the pressure of the fluid flowing through the flow channel and / or the flow rate flowing through the flow channel is modulated with a modulation frequency, and the parameter in the corresponding modulation fire frequency is analyzed and amplified in a frequency-selective manner.
- the pump that is used to convey the fluid is advantageously used to generate the modulation.
- a piston pump specifies a modulation frequency based on its rotational frequency.
- the noise of the detectors and / or the electronics e.g. thermal noise
- the signal-to-noise ratio and thus the tolerances that can be achieved with the method when setting flow channels are improved by a factor of 100 to 1000.
- the device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component, preferably for carrying out the method according to the invention comprises a device for generating a fluid flow, a pressure sensor, a flow rate sensor and a fluid reservoir, a first line the fluid reservoir with the device for generating a fluid flow and a second line the device for generating a Connects fluid flow with the flow channel, and is characterized by a determination means for the dynamic determination of a parameter which characterizes the flow resistance of the flow channel.
- the device according to the invention thus does not require components stabilizing pressure or flow rates, as proposed in the prior art.
- the determination means determines a parameter which is a measure of the flow resistance of the flow channel.
- the characteristic is cleared of the temporal fluctuations by forming the quotient from pressure and flow rate.
- the determination means preferably comprises a computing unit for forming the quotient. It represents a part e.g. represents a control unit, which determines a parameter on the basis of the data from at least two detectors, with which the working method for processing the flow channel can be controlled.
- the flow rate sensor comprises a resistor and a pressure meter, which are connected in parallel.
- the flow rate can be determined with the aid of a pressure measurement, as a result of which the flow rate required for determining the characteristic variable is determined in a simple manner.
- Both the pressure sensor and the flow rate sensor are arranged in the second line in the flow direction of the fluid in front of the flow channel.
- the device according to the invention advantageously comprises a lock-in amplifier for improving the signal-to-noise ratio of the measured variables and thus the characteristic variable.
- the measured variables or the parameter are frequency-selectively analyzed and amplified at a modulation frequency.
- the device advantageously comprises a modulation frequency generator with which a modulation frequency is generated. The flow rate through the flow channel or the pressure of the fluid upstream of the flow channel is thus modulated with a modulation frequency.
- a sensor detects the modulation frequency for the Lockin amplifier.
- the modulation frequency generator is advantageously the pump that is used to convey the fluid.
- FIG. 1 shows a first device according to the invention for achieving a specific flow resistance
- Fig. 2 shows another device according to the invention.
- FIG. 1 shows a first device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1, in particular an opening in a component 2, with a fluid reservoir 9, a device 4 for generating a fluid flow, for example a generator, a pump, a Pressure accumulator or the like, a pressure gauge 10 with a resistor 8 and a pressure sensor -11.
- the fluid 3 is pumped out of the fluid reservoir 9 with the aid of, for example, a piston pump 4 with the aid of a first line 5 and a second line 6 through the flow channel 1 of the component 2.
- the pressure meter 10 with the resistor 8 represents a flow rate sensor 12.
- the determining means 7 determines a parameter from the data provided by the flow rate sensor 12 and the pressure sensor 11.
- the pressure drop across the flow channel 1 is preferably divided by the flow rate of the fluid flowing through the flow channel 1. As a result, the temporal fluctuations are eliminated and the parameter forms a measure of the flow resistance of the flow channel 1.
- the fluid 3 emerging from the flow channel 1 flows out via an outlet 13 or emerges directly into the open.
- the sequence of the pressure sensor 11 and the flow rate sensor 12 can be freely selected depending on the type or choice of sensors 11, 12 and the type of measurement. However, it is advantageous if both sensors 11, 12 are arranged in front of the component 2 in the flow direction of the fluid 3.
- a parameter can be determined which represents a precise measure of the flow resistance of the flow channel 1. In particular, fluctuations such as e.g. can be caused by the pump 4, tolerated.
- the determination means 7 calculates the fluctuations from the data which the pressure sensor 11 or the flow rate sensor 12 detects.
- FIG. 2 shows an alternative device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1 as in FIG. 1, with the difference that the flow rate is measured directly by the flow rate sensor 12.
- the present invention relates to a method for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1, in particular an opening in a component 2, and comprises the following method steps: a fluid 3 flows through the flow channel 1; a parameter is determined which depends on the flow resistance of the flow channel 1 in the component 2; the flow channel 1 is processed using a working method until the parameter reaches a predetermined target value; and is characterized in that the parameter is determined from a first measured variable and a second measured variable, the first measured variable and the second measured variable being allowed to change over time.
- the method according to the invention and the device suitable for carrying out the method according to the invention are distinguished in particular by the fact that a certain flow resistance of a flow channel in components such as carburetor nozzles or gas turbine blades can be achieved with high precision, without there being neither particularly structural requirements for the quality of the device used Generation of a fluid flow or that pressure or flow rate stabilizing means are required, as has been proposed in the prior art.
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Abstract
The invention relates to a method for obtaining a determined flow resistance of a flow channel (1), especially an opening in a component (2), said method comprising the following steps: a liquid (3) flows through the flow channel (1); a characteristic is determined, which depends on the flow resistance of the flow channel (1) in the component (2); and the flow channel (1) is machined according to a working method until the characteristic reaches a pre-determined nominal value. The inventive method is characterised in that the characteristic is determined from a first measurand and a second measurand which can change over time. The inventive method and the device suitable for carrying out the same are especially characterised in that a determined flow resistance of a flow channel in components such as spray nozzles or gas turbine blades can be obtained with high precision, without having to meet especially constructional requirements relating to the structure of the device used to produce a liquid flow, or requiring means for stabilising pressure or flow rates, as has been the case until now in prior art.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals Method and device for achieving a certain flow resistance of a flow channel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals, insbesondere einer Öffnung in einem Bauteil.The invention relates to a method and a device for achieving a certain flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Bearbeiten und Dimensionieren von Strömungskanälen, insbesondere von Öffnungen oder Mündungen, vorzugsweise von kleinen Öffnungen, bei denen es darauf ankommt, einen kritischen Durchflusswiderstand zu erzielen, wie auch die genaue Angleichung von Durchflusswi- derständen bei einer Anzahl solcher Strömungskanäle.The invention relates generally to the machining and dimensioning of flow channels, in particular openings or orifices, preferably small openings, in which it is important to achieve a critical flow resistance, as well as the exact matching of flow resistances in a number of such flow channels ,
Die Bedeutung des Strömungswiderstandes eines Strömungskanals ist allgemein bekannt. Beispiele sind unter anderem Einspritzdüsen-Endstücke für Brennstoff, Vergaser-Düsen, Durchfluss von Kühlluft durch Bestandteile von Turbinen, Do- sieren von Schmieröl für Präzisionslager und dergleichen. Bei vielen solcher Anwendungen hat ein genaues Zumessen von Durchflussmengen sehr große Bedeutung, bringt jedoch infolge Herstellungsbegrenzungen erhebliche Schwierigkeiten mit sich. Selbst sehr geringe Unterschiede bei den Fertigungstoleranzen können große Veränderungen beim Durchflusswiderstand und bei der Strömung hervorru- fen.The importance of the flow resistance of a flow channel is generally known. Examples include injection nozzle end pieces for fuel, carburetor nozzles, flow of cooling air through components of turbines, metering of lubricating oil for precision bearings and the like. In many such applications, accurate metering of flow rates is very important, but presents significant difficulties due to manufacturing limitations. Even very small differences in manufacturing tolerances can cause large changes in flow resistance and flow.
Des weiteren werden Teile häufig aus einem Material gegossen oder gefertigt, das wegen besonderer Eigenschaften ausgewählt ist, wie Leitfähigkeit oder Isolierwirkung für Wärme oder Elektrizität, geringes Gewicht, Ausdehnungskoeffizient beim Erwärmen oder Kühlen, Kosten usw., wobei aber ein unterschiedlicher Anforderungsrahmen hinsichtlich der Innenfläche der Öffnung besteht. Diese beson-
deren Anforderungen an den inneren Durchgang lassen sich durch Plattieren oder Überziehen mit einem Metall erfüllen, das die gewünschten Eigenschaften hat. Plattieren kann durch Elektroplattieren oder stromloses (autokatalytisches) Plattieren erfolgen, während das Überziehen durch Aufdampfen unter Verwendung eines Trägergases oder eine andere derartige Technik geschehen kann. Stromloses Plattieren oder Aufdampfen ist generell zum Plattieren oder Überziehen der inneren Fläche von Gussteilen, von Bohrungen und dergleichen vorzuziehen, wo sekundäre Kathoden für ein gleichmäßiges Elektroplattieren sehr schwer zu platzieren sind.Furthermore, parts are often cast or manufactured from a material that is selected for special properties such as conductivity or insulating effect for heat or electricity, light weight, expansion coefficient when heating or cooling, costs, etc., but with a different framework of requirements with regard to the inner surface of the Opening exists. This particular their requirements for the internal passage can be met by plating or coating with a metal that has the desired properties. Plating can be done by electroplating or electroless (autocatalytic) plating, while plating can be done by vapor deposition using a carrier gas or other such technique. Electroless plating or vapor deposition is generally preferred for plating or coating the inner surface of castings, bores and the like where secondary cathodes are very difficult to place for uniform electroplating.
Teile mit Durchπussöffnungen für ein Fluid werden durch mannigfaltige Gieß- und maschinelle Bearbeitungsoperationen hergestellt. So werden beispielsweise Präzisions-Formguss- Verfahren hoher Güte für die Fertigung solcher Teile angewendet. Nichtsdestoweniger ergeben sich bei derartigen Teilen gewisse Unter- schiede in den Abmessungen, insbesondere hinsichtlich der Wandstärken, die auf geringe Fluchtungsfehler beim Kern oder auf eine Versetzung des Kernes zurückzuführen sind, weiterhin auch Schwankungen in der Oberflächenbeschaffenheit, einschließlich der Rauhigkeit der Oberfläche, von Grübchen, Scharten, Rillen, Blasen oder Positivmetall. Im Extremfall kann ein sehr kleiner Riss im Kern zu einer dünnen Wand führen, die in einen inneren Durchlass hinein vorsteht. Alle diese Faktoren können den Strom des Fluids wesentlich verändern.Parts with through-openings for a fluid are produced by a variety of casting and machining operations. For example, high-quality precision molding processes are used to manufacture such parts. Nevertheless, there are certain differences in the dimensions of such parts, in particular with regard to the wall thicknesses, which can be attributed to slight misalignment of the core or to a misalignment of the core, and also fluctuations in the surface texture, including the roughness of the surface, of dimples, Notches, grooves, bubbles or positive metal. In extreme cases, a very small crack in the core can lead to a thin wall that protrudes into an internal opening. All of these factors can significantly change the flow of the fluid.
Gegenwärtig angewendete Bearbeitungsverfahren, wie elektrische Erosions- Bearbeitung und Bohren mittels Laser oder weniger übliche Techniken wie Boh- ren mittels Elektronenstrahls, elektrischem Strom und sog. STEM-Bohren (eine ECM-Technik, welche ein säurehaltiges Fluid nutzt) sind nicht hinreichend genau, als dass sie die Entstehung von wesentlichen Veränderungen beim Durchfiusswi- derstand vermeiden könnten. Sogar das genaueste dieser Verfahren, die Elektroe- rosions-Bearbeitung, wird keinen perfekt gleichmäßigen Durchflusswiderstand ergeben, weil die Länge eines inneren Durchlasses infolge des angewandten Bear-
beitungsvorganges variieren kann, was Anlass zu Schwankungen der gesamten Lochlänge und des Durchflusswiderstandes ist, ungeachtet der Gleichmäßigkeit des Lochdurchmessers. Des weiteren sind ungleichmäßige Bedingungen bei der Elektroerosions-Bearbeitung unvermeidbar und können zu Änderungen hinsicht- lieh der Größe, der Form, des Oberflächenendzustandes und dem Zustand am Rand des Loches führen.Machining methods currently used, such as electrical erosion machining and laser drilling, or less common techniques such as electron beam drilling, electrical current and so-called STEM drilling (an ECM technique that uses an acidic fluid) are not sufficiently accurate as that they could avoid the emergence of significant changes in flow resistance. Even the most accurate of these processes, electro-erosion machining, will not give a perfectly uniform flow resistance because the length of an internal passage is due to the machining used. processing may vary, which causes fluctuations in the overall hole length and flow resistance, regardless of the uniformity of the hole diameter. In addition, uneven conditions are inevitable in EDM machining and can lead to changes in size, shape, surface finish and the condition at the edge of the hole.
Zu plattierende oder zu überziehende Öffnungen müssen in ausreichendem Maße überdimensioniert werden, um eine entsprechende Dicke der Plattierung oder des Überzuges zuzulassen, und die endgültige Genauigkeit hängt von den exakten Berechnungen für die Plattierungs- oder Überzugsraten und von der Genauigkeit bei den Bohr- und Plattierungsoperationen ab. Das mit der gegenwärtigen Technologie erzielbare Produkt hat für die meisten industriellen hochgenauen Anwendungen keine ausreichende Gleichmäßigkeit. Somit ergibt sich eine Einschrän- kung der Wahlmöglichkeiten des Herstellers zur Fertigung des gesamten Teiles aus Materialien mit den für die Öffnung erwünschten Eigenschaften oder zum Einbetten gebohrter Teile mit vorgeschriebenen Eigenschaften in zu deren Aufnahme ausgebildeten Gussstücken. Diese Techniken haben die mit dem Bohren verbundenen Genauigkeitsprobleme, wie oben erörtert wurde. Das Plattieren von Öffnungen, die in ein Material gebohrt sind, mit Metall unterschiedlicher Eigenschaften oder sogar mit dem gleichen Metall in der Weise, dass sich ein Genauigkeits-Strom ergibt, eröffnet bei der Herstellung vieler Teile neue Wahlmöglichkeiten.Orifices to be plated or plated must be oversized enough to allow a suitable thickness of plating or coating, and the final accuracy depends on the exact calculations for plating or coating rates and the accuracy of the drilling and plating operations , The product achievable with current technology is not sufficiently uniform for most high-precision industrial applications. This results in a restriction of the manufacturer's options for manufacturing the entire part from materials with the properties desired for opening or for embedding drilled parts with prescribed properties in castings designed to accommodate them. These techniques have the accuracy problems associated with drilling, as discussed above. The plating of openings drilled into a material with metal of different properties or even with the same metal in such a way that an accuracy current results opens up new options in the manufacture of many parts.
In vielen Bereichen werden die den Bohroperationen innewohnenden Abweichungen notwendigerweise in weiten Grenzen hingenommen, und die damit verbundenen Kompromisse hinsichtlich der konstruktiven Freiheit, der Ausführung und der Leistung werden als unvermeidbar in Kauf genommen. Beispielsweise erfordert die Abgabe von Brennstoff-Chargen bei Verbrermungskrafτmaschinen durch Druck-Einspritzung des Brennstoffs die Zumessung des Stromes durch Du-
sen. Eine größere Genauigkeit bei der Regulierung des Stromes wird eine höhere Ausnutzung des Brennstoffs, Wirtschaftlichkeit und Genauigkeit des Arbeitens der Maschine ermöglichen. Zur Zeit basiert die Ausbildung solcher Brennstoff- Zumesssysteme oft auf der Messung des tatsächlichen Durchflusswiderstandes und einer Aufteilung der Lagerbestände in Bereiche von Durchfluss-Parametern, um wenigstens annähernd ein Zueinanderpassen von Teilen in einem Lagerbestand innerhalb eines Bereiches der Abweichung von vorgegebenen Toleranzen zu erreichen. Ein solches Vorgehen ist wegen der erheblichen Lagererfordernisse außerordentlich aufwendig. Außerdem fällt eine wesentliche Menge an Teilen aus dem Bereich der zulässigen Abweichungen heraus und muss mit großen Kosten nachgearbeitet werden oder ausgeschieden werden.In many areas, the deviations inherent in drilling operations are necessarily accepted within wide limits, and the associated compromises in terms of design freedom, design and performance are accepted as inevitable. For example, the delivery of fuel batches in combustion engines by pressure injection of the fuel requires the metering of the current by means of sen. Greater accuracy in regulating the current will allow greater fuel economy, economy and accuracy of machine operation. At present, the design of such fuel metering systems is often based on the measurement of the actual flow resistance and a division of the stocks into ranges of flow parameters in order to at least approximately match parts in a stock within a range of the deviation from predetermined tolerances. Such a procedure is extremely complex because of the considerable storage requirements. In addition, a significant amount of parts fall outside the range of permissible deviations and must be reworked or eliminated at great cost.
In der Vergangenheit wurden Brennstoff-Einspritzdüsen so gefertigt, dass die kritischen Zumessöffnungen für die Strömung durch Elektroerosions-Bearbeitung gebildet werden. Weil eine Vielzahl von Bauteilen immer kleiner dimensionierte Strömungskanäle aufweisen, welche zu kalibrieren, d.h. auf einen bestimmten Durchflusswiderstand einzustellen sind, kommt vermehrt der Homogenisierung im wesentlichen der Eintrittskante des Strömungskanals eine immer größere Be- deutung zu, denn je kleiner ein Strömungskanal dimensioniert ist, desto weniger ist ein vorrichtungstechnisches Vorgehen ermöglicht.In the past, fuel injectors were made so that the critical orifices for flow were created by EDM machining. Because a large number of components have ever smaller flow channels that need to be calibrated, i.e. are to be set to a certain flow resistance, the homogenization essentially becomes more and more important, essentially the leading edge of the flow channel, because the smaller a flow channel is dimensioned, the less a device-technical procedure is possible.
Ein anderes Beispiel, bei dem ein Durchflusswiderstand bei einer Öffnung von besonders kritischer Bedeutung ist, stellt die Schaffung eines Kühlluftstromes durch Gasturbinen-Bauteile, wie Turbinenschaufeln, dar. Im Präzisionsguss her- gestellte Turbinenschaufeln sind typischerweise so gegossen oder gebohrt (mittels Laser-Bohren, sog. STEM-Bohren oder Elektroerosions-Bearbeitung), dass sich eine Anzahl von Löchern ergibt, die typischerweise einen Nenndurchmesser von ungefähr 0,3 mm bis 0,8 mm haben und die von dem inneren Durchlass bis in die Nähe der Profilvorderkante, der Profiüiinterkante und zu irgendeiner Stelle längs des Schaufelprofils verlaufen. Kühlluft wird aus dem Inneren durch die zahlrei-
chen Löcher hinaus in den eine hohe Temperatur aufweisenden Verbrennungsgasstrom gedrückt, um eine Kühlung der Schaufel zu erzielen. Bisweilen bemessen Löcher in inneren Wänden der Schaufel die Verteilung der Kühlluft. Es leuchtet ein, dass Änderungen im Durchflusswiderstand unterschiedliche Kühlwirkungen zur Folge haben können, was zu heißen Stellen führen kann, welche das Wärmegleichgewicht innerhalb der Komponenten und der Maschine selbst verändern und sowohl die Leistung als auch die Lebensdauer der Komponente beeinflussen können. Die Anwendung von Kühlluft sollte jedoch gering gehalten werden, weil eine übermäßige Verwendung den Wirkungsgrad der Maschine dadurch verringert, dass dem Kompressorteil Energie „gestohlen" wird. Eine präzisere Einregulierung des Durchflusswiderstandes dieser Durchlässe kann einen erheblichen Nutzungsgewinn beim Einsatz solcher Komponenten sowie der Einheiten, in denen sie eingebaut sind, erbringen.Another example in which a flow resistance at an opening is of particularly critical importance is the creation of a cooling air flow through gas turbine components, such as turbine blades. Turbine blades manufactured in precision casting are typically cast or drilled in this way (by means of laser drilling, so-called STEM drilling or EDM machining) that results in a number of holes, which typically have a nominal diameter of approximately 0.3 mm to 0.8 mm and which extend from the inner passage to the vicinity of the profile front edge, the professional edge and run anywhere along the blade profile. Cooling air is drawn from the inside through the numerous holes are forced out into the high temperature combustion gas stream to cool the blade. Holes in the inner walls of the blade sometimes measure the distribution of the cooling air. It is evident that changes in flow resistance can result in different cooling effects, which can lead to hot spots that change the thermal balance within the components and the machine itself and can affect both the performance and the service life of the component. However, the use of cooling air should be kept low because excessive use reduces the efficiency of the machine by "stealing" energy from the compressor part. More precise regulation of the flow resistance of these passages can result in a considerable gain in use when using such components and the units in that they are built into.
Zusätzlich zu Köpfen für Brennstoff-Einspritzdüsen, Vergaser-Düsen, zum Durchfluss von Kühlluft durch Bauteile von Turbinen und zum Zumessen von Schmieröl für Lager gibt es zahlreiche andere Einsätze von Durchlässen oder Öffnungen zur Strömungsregulierung oder -Steuerung, bei denen die vorliegende Erfindung anwendbar ist.In addition to heads for fuel injectors, carburetor nozzles, flow of cooling air through components of turbines, and metering of lubricating oil for bearings, there are numerous other uses of passages or openings for flow regulation or control to which the present invention is applicable.
Aus der EP 0441 887 Bl ist bereits ein Verfahren zur Behandlung von Öffnungen zur Erzielung eines bestimmten Durchflusswiderstandes bekannt, bei dem ein Arbeitsfluid, mit dem eine Öffnung bearbeitet wird, durch eine Öffnung fließt und bei konstantem Druck (alternativ: konstante Durchflussrate) die sich im Verlauf der Bearbeitung ändernde Durchflussrate (alternativ: ändernder Druck) gemessen wird. Sobald die Durchflussrate einen bestimmten Wert erreicht bzw. der Druck auf einen bestimmten Wert absinkt, wird das Bearbeitungsverfahren abgebrochen. Zwar können mit diesem Verfahren Durchflusswiderstände der Öffnung hinsichtlich eines Fluids genau eingestellt werden, doch erweist sich die Vorgabe eines konstanten Druckes bzw. einer konstanten Durchflussrate als aufwendig.
Damit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals sowie eine verbilligtere, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignete, Vor- richtung zu schaffen, mittels welcher ein Strömungskanal eines Bauteils präzise und mit insbesondere baulich weniger aufwendigen Mitteln als im Stand der Technik vorgeschlagen hinsichtlich seines Durchflusswiderstandes eingestellt werden kann.From EP 0441 887 B1 a method for treating openings to achieve a certain flow resistance is already known, in which a working fluid, with which an opening is processed, flows through an opening and at constant pressure (alternatively: constant flow rate) which is in the Flow rate of the machining process (alternatively: changing pressure) is measured. As soon as the flow rate reaches a certain value or the pressure drops to a certain value, the machining process is stopped. Although flow resistances of the opening with regard to a fluid can be set precisely with this method, the specification of a constant pressure or a constant flow rate proves to be complex. It is therefore an object of the present invention to provide an improved method for achieving a certain flow resistance of a flow channel and a cheaper device, particularly suitable for carrying out the method, by means of which a flow channel of a component is precise and, in particular, less structurally complex proposed in the prior art can be set with regard to its flow resistance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die jeweils einzeln angewandt oder beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a method with the features according to claim 1 and by a device with the features according to claim 14. Advantageous refinements and developments, each of which can be used individually or combined with one another as desired, are the subject of the respective dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals, insbesondere eine Öffnung in einem Bauteil, umfasst folgende Schritte: ein Fluid strömt durch den Strömungskanal; es wird eine Kenngröße bestimmt, die vom Durchflusswiderstand des Strömungskanals in dem Bauteil abhängt; der Strömungskanal wird mit einem Arbeitsverfahren solange bearbeitet, bis die Kenngröße einen vorgegebenen Sollwert erreicht; und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße aus einer ersten Messgröße und aus einer zweiten Messgröße bestimmt wird, wobei zugelassen wird, dass sich die erste Messgröße und die zweite Messgröße zeitlich ändern.The method according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component, comprises the following steps: a fluid flows through the flow channel; a parameter is determined which depends on the flow resistance of the flow channel in the component; the flow channel is processed using a working process until the parameter reaches a predetermined setpoint; and is characterized in that the characteristic variable is determined from a first measured variable and from a second measured variable, the first measured variable and the second measured variable being permitted to change over time.
Der Durchflusswiderstand des Strömungskanals ist analog zum elektrischen Widerstand eines elektrischen Leiters zu verstehen. Allgemein wirkt der Durchflusswiderstand des Strömungskanals der Strömung eines Fluid, das durch den Strömungskanal fließt entgegen. Dieses führt dazu, dass bei Anlegen einer Druckdif- ferenz an den Enden des Strömungskanals ein Fluidstrom durch den Strömungs-
kanal mit einer bestimmten Durchflussrate fließt, wobei die Durchflussrate durch den Durchflusswiderstand bestimmt wird. Der Durchflusswiderstand kann beispielsweise definiert werden durch den Quotienten aus der über den Strömungskanal abfallenden Druckdifferenz und der Durchflussrate. Die Durchflussrate kann je nach Anwendungsfall verschiedene Einheiten aufweisen, z.B. die eines Volumenstroms, eines Massenstroms, oder eines Teilchenstroms.The flow resistance of the flow channel is to be understood analogously to the electrical resistance of an electrical conductor. In general, the flow resistance of the flow channel counteracts the flow of a fluid flowing through the flow channel. This means that when a pressure difference is applied to the ends of the flow channel, a fluid flow through the flow channel flows with a certain flow rate, the flow rate being determined by the flow resistance. The flow resistance can be defined, for example, by the quotient of the pressure difference falling across the flow channel and the flow rate. Depending on the application, the flow rate can have different units, for example that of a volume flow, a mass flow, or a particle flow.
Durch die Bestimmung zweier Messgrößen wird eine Kenngröße bestimmt, die ein Maß für den Durchflusswiderstand darstellt. Dabei muss die Kenngröße nicht notwendigerweise proportional zum Durchflusswiderstand sein. Es reicht, wenn die Kenngröße lediglich von dem Durchflusswiderstand abhängt. Vorzugsweise besteht eine eindeutige, besonders bevorzugt eine eineindeutige, Zuordnung zwischen Durchflusswiderstand und Kenngröße. Die Kenngröße kann nichtlinear von dem Durchflusswiderstand abhängen.By determining two measurement variables, a parameter is determined that represents a measure of the flow resistance. The parameter does not necessarily have to be proportional to the flow resistance. It is sufficient if the parameter only depends on the flow resistance. There is preferably a clear, particularly preferably unambiguous, association between flow resistance and parameter. The parameter can depend non-linearly on the flow resistance.
Als Messgröße kann die über den Strömungskanal wirkende Druckdifferenz sowie die Durchflussrate durch den Strömungskanal gemessen werden. Die Durchflussrate kann mit Hilfe eines kalibrierten Widerstandes und einer Druckmessung erfolgen. Auch ist es möglich, dass mindestens eine der beiden Messgrößen durch eine Kombination aus einer Druclαnessung und einer Durchflussratenmessung bestimmt wird. Dieses ist beispielsweise der Fall, wenn eine Leistung gemessen wird. Eine Leistung, wie sie in der Elektrotechnik definiert wird, ist in der Fluid- dynamik analog das Produkt aus Druck und Durchflussrate. Der Begriff Messgröße ist somit allgemein aufzufassen. Wichtig ist, dass zwei Messgrößen gemessen werden, um die zeitlichen Fluktuation herausrechnen zu können, so dass ein Maß, wie es die Kenngröße darstellt, für den Durchflusswiderstand durch den Strömungskanal gefunden werden kann.The pressure difference across the flow channel and the flow rate through the flow channel can be measured. The flow rate can be measured using a calibrated resistance and a pressure measurement. It is also possible for at least one of the two measured variables to be determined by a combination of a pressure measurement and a flow rate measurement. This is the case, for example, when a performance is measured. In fluid dynamics, a service as defined in electrical engineering is analogously the product of pressure and flow rate. The term measured variable is therefore to be understood generally. It is important that two measurement variables are measured in order to be able to calculate the fluctuation over time, so that a measure, as it represents the parameter, can be found for the flow resistance through the flow channel.
Die zeitlichen Variationen werden eliminiert, indem zur Bestimmung der Kenn- große ein Quotient aus der zeitaufgelöst gemessenen Durchflussrate und dem zeit-
aufgelöst gemessenen Druck gebildet wird. Dieses ermöglicht im Gegenzug eine sehr viel höhere Fluktuationstoleranz bei der Bestimmung der Kenngröße und zeitliche Fluktuationen bzw. Variationen können hingenommen werden, ohne, dass die Einstellung des Strömungskanals in negativer Weise beeinflusst wird. In der Folge werden Druck- bzw. Durchflussraten stabilisierende Mittel überflüssig, wodurch das Verfahren erheblich vereinfacht und damit sicherer sowie preiswerter wird.The temporal variations are eliminated by using a quotient of the time-resolved measured flow rate and the time to determine the parameter. resolved measured pressure is formed. In return, this enables a much higher fluctuation tolerance when determining the parameter and temporal fluctuations or variations can be accepted without the setting of the flow channel being influenced in a negative manner. As a result, pressure or flow rate stabilizing agents are superfluous, which considerably simplifies the process and thus makes it safer and cheaper.
Der Strömungskanal wird mit einem Arbeitsverfahren bearbeitet, bis die Kenn- große einen vorgegebenen Sollwert erreicht. Das Arbeitsverfahren zur Bearbeitung des Strömungskanals wird Vorteilhafterweise aus der Gruppe chemische Bearbeitung, hydroabrasive Bearbeitung, mechanische Bearbeitung, elektrochemische Bearbeitung (ECM), Elektroerosions-Bearbeitung, Elektroplattieren, stromloses Plattieren, Beschichten, und Aufdampfen ausgewählt. Mit diesen Ar- beitsverfahren können kleine Strömungskanäle mit Öffnungsdurchmessern von wenigen Zehntel Mikrometern in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren präzise bearbeitet und eingestellt werden, wobei der Strömungskanal in seinen geometrischen Abmaßen so verändert wird, dass je nach Wahl des Arbeitsverfahren der Durchflusswiderstand während der Bearbeitung zu- oder abriimmt, und wobei mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Durchflusswiderstände eines Strömungskanals, beispielsweise von Vergaserdüsen oder Gasturbinenbauteile präzise mit Toleranzen von besser 1 % eingestellt werden können.The flow channel is processed using a working process until the parameter reaches a predetermined setpoint. The working method for machining the flow channel is advantageously selected from the group of chemical machining, hydroabrasive machining, mechanical machining, electrochemical machining (ECM), electroerosion machining, electroplating, electroless plating, coating, and vapor deposition. With these working methods, small flow channels with opening diameters of a few tenths of a micrometer can be precisely machined and set in connection with the method according to the invention, the geometric dimensions of the flow channel being changed in such a way that, depending on the working method selected, the flow resistance during processing increases. or diminishes, and with the aid of the method according to the invention flow resistances of a flow channel, for example of carburetor nozzles or gas turbine components, can be set precisely with tolerances of better than 1%.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Messgröße durch Messung eines Druckes oder durch Messung einer Durchflussrate oder durch Messung einer Kombination von Druck und Durchflussrate bestimmt. Eine Kombination von Druck und Durchflussrate stellt beispielsweise eine Leistung dar, die das Produkt aus Druck und Durchflussrate ist. Auch mit einer Druckmessung und einer Leistungsmessung kann der Quotient zur Bestimmung der Kenngröße ermittelt wer- den.
Die Messung eines Druckes des Fluids kann gegenüber dem Umgebungsdruck der Atmosphäre erfolgen. Übliche mittlere Drücke zur Bearbeitung des Bauteils auf üblicherweise aus Edelstahl gefertigten Vorrichtungen liegen vorzugsweise über 20 bar, insbesondere bei über 50 bar, besonders bevorzugt bei über 70 bar.In a preferred embodiment, the measured variable is determined by measuring a pressure or by measuring a flow rate or by measuring a combination of pressure and flow rate. For example, a combination of pressure and flow rate represents a performance that is the product of pressure and flow rate. The quotient for determining the parameter can also be determined with a pressure measurement and a power measurement. The pressure of the fluid can be measured in relation to the ambient pressure of the atmosphere. Usual average pressures for machining the component on devices usually made of stainless steel are preferably above 20 bar, in particular above 50 bar, particularly preferably above 70 bar.
Alternativ hierzu wird erfindungsgemäß bevorzugt ein mittlerer Bearbeitungsdruck zwischen 3 bis 8 bar, vorzugsweise 4 bis 6, insbesondere 5 bar vorgeschlagen, womit in vorteilhafter Weise je nach gewähltem Druck besondere wie auch gewöhnliche Kunststoffe vorrichtungstechnisch Verwendung finden können, also insbesondere die Zuführleitungen beispielsweise aus handelsüblichen PVC- Rohren gefertigt sein können.As an alternative to this, according to the invention, an average processing pressure of between 3 and 8 bar, preferably 4 to 6, in particular 5 bar, is preferably proposed, which means that depending on the pressure selected, special and conventional plastics can advantageously be used in terms of device technology, in particular the supply lines, for example, made of commercially available PVC - Tubes can be made.
Vorteilhafterweise werden beide Messgrößen in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Strömungskanal und/oder in Bearbeitungspausen erfasst. Durch das Erfassen einer Messgröße in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Strömungskanal wird sichergestellt, dass von dem Bauteil sich lösende Partikel nicht die Messung beeinträchtigen, insbesondere sich nicht in oder an den Sensoren festsetzen oder aufgrund der mit den Partikeln verbundenen Dichteschwankungen des Fluids Feh- 1er bei der Messung der Durchflussrate verursachen. Durch das Erfassen der Messgrößen in Bearbeitungspausen, d.h. in Zeiträumen von z.B. 3 bis 5 Sekunden, in welchen keine elektrische Spannung zwischen Kathode und dem Bauteil anliegt und Material abgetragen wird, kann der Bearbeitungsprozess in vorteilhafter Weise beeinflusst werden. Insbesondere wird vorgeschlagen, zusätzlich auch die Kathode(n) während der Bearbeitungspausen aus den Strömungskanälen kurzfristig zu entfernen, um die sich während einer Bearbeitung ändernde Charakteristik des Fluids hinsichtlich seines Durchflusses einerseits sowie hinsichtlich seiner Reaktion zu Eisenhydrooxid und Wasserstoff andererseits zu eliminieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sollwert für eine vorgebbare mittlere Durchflussrate und/oder für einen vorgebbaren mittleren Druck bestimmt. Hiermit wird sichergestellt, dass die Kenngröße ein sinnvolles Maß für den Durchflusswiderstand darstellt und Fehler bei der Be- Stimmung der Kenngröße aufgrund nichtlinearer Strömungseigenschaften des Fluids, z. B. aufgrund Turbulenzen bei hohen Durchflussraten, vermieden werden. Zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit ist es zur Vermeidung nichtlinearer Störeffekte von Vorteil, wenn die Schwankungsbreite der zeitlichen Fluktuationen kleiner als der Schwankungsmittelwert sind, insbesondere kleiner als 30 %, vor- zugsweise kleiner als 20 % des Schwankungsmittelwertes.Advantageously, both measurement variables are recorded in the direction of flow of the fluid upstream of the flow channel and / or during processing breaks. The detection of a measured variable in the direction of flow of the fluid in front of the flow channel ensures that particles detaching from the component do not impair the measurement, in particular do not get stuck in or on the sensors or that errors occur due to the density fluctuations of the fluid associated with the particles measurement of the flow rate. The machining process can be influenced in an advantageous manner by recording the measured variables in machining pauses, ie in periods of, for example, 3 to 5 seconds during which there is no electrical voltage between the cathode and the component and material is being removed. In particular, it is proposed to additionally remove the cathode (s) from the flow channels for a short time during the processing breaks in order to eliminate the fluid's changing characteristics during processing with regard to its flow on the one hand and with regard to its reaction to iron hydrooxide and hydrogen on the other. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the setpoint is determined for a predeterminable mean flow rate and / or for a predeterminable mean pressure. This ensures that the parameter is a useful measure of the flow resistance and errors in determining the parameter due to non-linear flow properties of the fluid, for. B. due to turbulence at high flow rates can be avoided. To achieve high measurement accuracy, it is advantageous to avoid non-linear interference effects if the fluctuation range of the temporal fluctuations is smaller than the mean fluctuation value, in particular less than 30%, preferably less than 20% of the mean fluctuation value.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sollwert mit Hilfe eines Masterobjekts bestimmt. Dazu wird der Strömungskanal durch das Masterobjekt ausgetauscht und anschließend die Kenngröße bestimmt. Mit Hilfe des Masterobjektes wird ein gewünschter Durchfluss widerstand und damit der Sollwert für die Kenngröße vorgeben. Im Laufe des Verfahren wird der Strömungskanal solange bearbeitet, bis die Kenngröße und damit der Durchflusswiderstand des Strömungskanal genau dem des Master-Objekt entspricht.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the setpoint is determined with the aid of a master object. For this purpose, the flow channel is exchanged with the master object and the parameter is then determined. With the help of the master object, a desired flow resistance and thus the setpoint for the parameter are specified. In the course of the process, the flow channel is processed until the parameter and thus the flow resistance of the flow channel corresponds exactly to that of the master object.
In einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens eine der beiden Messgrößen mit Hilfe mindestens eines vorgegebenen Widerstandes bestimmt. Hiermit ist es insbesondere möglich, eine Messung der Durchflussrate durch eine Messung eines Druckes zusetzen. Eine Druckmessung ist z.B. mit kommerziell erhältlichen Mitteln wie mit Hilfe eines Piezometers preiswert und präzise durchführbar.In a special embodiment of the method according to the invention, at least one of the two measured variables is determined with the aid of at least one predetermined resistance. This makes it possible, in particular, to add a measurement of the flow rate by measuring a pressure. A pressure measurement is e.g. Can be carried out inexpensively and precisely with commercially available means, such as with the aid of a piezometer.
Erfindungsgemäß bevorzugt kann die zeitliche Variation der Amplituden beider Messgrößen größer als 1 %, insbesondere größer als 5 %, vorzugsweise größer als 15 % betragen.
Geeigneter Weise werden deshalb zur Bestimmung der Messgrößen Detektoren verwendet, deren Ansprechzeit kleiner als die typischen Zeitkonstanten der Fluktuation der Durchflussrate und/oder des Druckes ist. Hiermit wird sichergestellt, dass die Detektoren die zeitlichen Fluktuationen vollständig erfassen und somit keine Fehler bei den Messgrößen und damit bei der Bestimmung der Kenngröße aufgrund einer zeitlichen Mittlung entstehen. Vorzugsweise ist die Ansprechzeit der Detektoren kleiner als die Taktfrequenz der für die Bewegung des Fluids erforderlichen Einrichtung wie z.B. eine Pumpe. Vorteilhafterweise liegt die Ansprechzeit der Detektoren im Millisekunden-Bereich.According to the invention, the temporal variation of the amplitudes of the two measured variables can preferably be greater than 1%, in particular greater than 5%, preferably greater than 15%. Detectors whose response time is less than the typical time constant of the fluctuation in the flow rate and / or the pressure are therefore suitably used for determining the measured variables. This ensures that the detectors completely record the fluctuations in time and thus there are no errors in the measured variables and thus in the determination of the characteristic variable on the basis of a temporal averaging. The response time of the detectors is preferably less than the clock frequency of the device required for moving the fluid, such as a pump. The response time of the detectors is advantageously in the millisecond range.
Das Fluid umfasst geeigneter Weise elektrolytische Lösungen, korrosive Fluide, Säuren, Laugen, dielektrische Fluide und/oder Trägergase. Mit derartigen Fluiden können Strömungskanäle, wie z. B. Öffnungen oder andere, schwer zugängliche hohle Räume auf vorteilhafte Weise von innen her bearbeitet werden.The fluid suitably includes electrolytic solutions, corrosive fluids, acids, alkalis, dielectric fluids and / or carrier gases. With such fluids, flow channels, such as. B. openings or other difficult to access hollow spaces can be processed from the inside in an advantageous manner.
Vorteilhafterweise werden die Messgrößen mit Hilfe eines Lockin- Verfahrens bestimmt. Dazu wird der Druck des durch den Strömungskanal fließende Fluids und/oder die durch den Strömungskanal fließende Durchflussrate mit einer Modulationsfrequenz moduliert, und die Kenngröße bei der entsprechenden Modulati- onsfirequenz frequenzselektiv analysiert und verstärkt. Zur Erzeugung der Modulation wird vorteilhafterweise die Pumpe, die für die Beförderung des Fluids eingesetzt wird, verwendet. Beispielsweise gibt eine Kolbenpumpe durch ihre Drehfrequenz eine Modulationsfrequenz vor. Mit Hilfe des Lockin- Verfahrens lässt sich das Rauschen der Detektoren und/oder der Elektronik (z.B. thermisches Rauschen) erheblich unterdrücken. Das Signal-Rauschverhältnis und damit die mit dem Verfahren erzielbaren Toleranzen bei der Einstellung von Strömungskanälen werden um einen Faktor 100 bis 1000 verbessert.The measured variables are advantageously determined using a lock-in method. For this purpose, the pressure of the fluid flowing through the flow channel and / or the flow rate flowing through the flow channel is modulated with a modulation frequency, and the parameter in the corresponding modulation fire frequency is analyzed and amplified in a frequency-selective manner. The pump that is used to convey the fluid is advantageously used to generate the modulation. For example, a piston pump specifies a modulation frequency based on its rotational frequency. With the help of the Lockin method, the noise of the detectors and / or the electronics (e.g. thermal noise) can be significantly suppressed. The signal-to-noise ratio and thus the tolerances that can be achieved with the method when setting flow channels are improved by a factor of 100 to 1000.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchfluss- Widerstandes eines Strömungskanals, insbesondere eine Öffnung in einem Bauteil,
vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms, einen Drucksensor, einen Durch- flussratensensor und ein Fluidreservoir, wobei eine erste Leitung das Fluidreser- voir mit der Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms und eine zweite Leitung die Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms mit dem Strömungskanal verbindet, und ist gekennzeichnet durch ein Bestimmungsmittel zur dynamischen Bestimmung einer Kenngröße, die den Durchflusswiderstand des Strömungskanals charakterisiert.The device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel, in particular an opening in a component, preferably for carrying out the method according to the invention, comprises a device for generating a fluid flow, a pressure sensor, a flow rate sensor and a fluid reservoir, a first line the fluid reservoir with the device for generating a fluid flow and a second line the device for generating a Connects fluid flow with the flow channel, and is characterized by a determination means for the dynamic determination of a parameter which characterizes the flow resistance of the flow channel.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt damit keine Druck oder Durchflussraten stabilisierende Komponenten wie im Stand der Technik vorgeschlagen. Das Bestimmungsmittel ermittelt aus den Daten, die der Drucksensor und der Durch- flussratensensor liefern, eine Kenngröße, die ein Maß für den Durchflusswiderstand des Strömungskanals ist. Durch eine Quotientenbildung aus Druck und Durchflussrate wird die Kenngröße von den zeitlichen Fluktuationen bereinigt. Das Bestimmungsmittel umfasst bevorzugt eine Recheneinheit zur Quotientenbildung. Es stellt ein Teil z.B. einer Regeleinheit dar, die anhand der Daten von mindestens zwei Detektoren eine Kenngröße ermittelt, mit der das Arbeitsverfahren zur Bearbeitung der Strömungskanals regelbar ist.The device according to the invention thus does not require components stabilizing pressure or flow rates, as proposed in the prior art. From the data supplied by the pressure sensor and the flow rate sensor, the determination means determines a parameter which is a measure of the flow resistance of the flow channel. The characteristic is cleared of the temporal fluctuations by forming the quotient from pressure and flow rate. The determination means preferably comprises a computing unit for forming the quotient. It represents a part e.g. represents a control unit, which determines a parameter on the basis of the data from at least two detectors, with which the working method for processing the flow channel can be controlled.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Durchflussraten- sensor einen Widerstand und einen Druckmesser, die parallelgeschaltet sind. Durch die Parallelschaltung von einem Widerstand und einem Druckmesser kann mit Hilfe einer Druckmessung die Durchflussrate bestimmt werden, wodurch auf einfache Weise die für die Bestimmung der Kenngröße erforderliche Durchflussrate ermittelt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the flow rate sensor comprises a resistor and a pressure meter, which are connected in parallel. By connecting a resistor and a pressure gauge in parallel, the flow rate can be determined with the aid of a pressure measurement, as a result of which the flow rate required for determining the characteristic variable is determined in a simple manner.
Vorteilhafterweise sind zur Vermeidung von Störungen bzw. Messfehlern aufgrund eines Lösens von Partikeln vom Bauteil während des Bearbeitungsvorgangs
sowohl der Drucksensor als auch der Durchfiussratensensor in der zweiten Leitung in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Strömungskanal angeordnet.It is advantageous to avoid malfunctions or measurement errors due to the detachment of particles from the component during the machining process Both the pressure sensor and the flow rate sensor are arranged in the second line in the flow direction of the fluid in front of the flow channel.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Lockin- Verstärker zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses der Messgrößen und damit der Kenngröße. Mit dem Lockin- Verstärker werden die Messgrößen bzw. die Kenngröße frequenzselektiv bei einer Modulationsfrequenz analysiert und verstärkt. Die Vorrichtung umfasst vorteilhafterweise einen Modulationsfrequenzgenerator, mit dem eine Modulationsfrequenz generiert wird. Die Durch- flussrate durch den Strömungskanal oder der Druck des Fluids vor dem Strömungskanal wird damit mit einer Modulationsfrequenz moduliert. Ein Sensor erfasst für den Lockin- Verstärker die Modulationsfrequenz. Der Modulationsfre- quenzgenerator ist vorteilhafterweise die Pumpe, die zur Beförderung des Fluids eingesetzt wird.The device according to the invention advantageously comprises a lock-in amplifier for improving the signal-to-noise ratio of the measured variables and thus the characteristic variable. With the Lockin amplifier, the measured variables or the parameter are frequency-selectively analyzed and amplified at a modulation frequency. The device advantageously comprises a modulation frequency generator with which a modulation frequency is generated. The flow rate through the flow channel or the pressure of the fluid upstream of the flow channel is thus modulated with a modulation frequency. A sensor detects the modulation frequency for the Lockin amplifier. The modulation frequency generator is advantageously the pump that is used to convey the fluid.
Weitere Vorteile und spezielle Ausgestaltungen sollen anhand der folgenden Zeichnung, die lediglich exemplarisch die Erfindung veranschaulichen soll, erläutert werden.Further advantages and special configurations are to be explained with reference to the following drawing, which is only intended to illustrate the invention by way of example.
Es zeigen schematisch:They show schematically:
Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes; und1 shows a first device according to the invention for achieving a specific flow resistance; and
Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung.Fig. 2 shows another device according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals 1, insbesondere einer Öffnung in einem Bauteil 2, mit einem Fluidreservoir 9, einer Einrichtung 4 zur Erzeugung eines Fluidstroms, beispielsweise einem Generator, eine Pumpe, einen
Druckspeicher oder dergleichen, einem Druckmesser 10 mit einem Widerstand 8 und einem Drucksensor -11. Das Fluid 3 wird mit Hilfe z.B. einer Kolbenpumpe 4 aus dem Fluidreservoir 9 mit Hilfe einer ersten Leitung 5 und einer zweiten Leitung 6 durch den Strömungskanal 1 des Bauteils 2 gepumpt. Der Druckmesser 10 mit dem Widerstand 8 stellen einen Durchflussratensensor 12 dar. Aus den Daten, die der Durchflussratensensors 12 und der Drucksensor 11 liefern, bestimmt das Bestimmungsmittel 7 eine Kenngröße. Dabei wird vorzugsweise der über den Strömungskanal 1 abfallende Druck durch die Durchflussrate des durch den Strömungskanal 1 fließenden Fluids geteilt. Hierdurch fallen die zeitlichen Fluktuati- onen heraus und die Kenngröße bildet ein Maß für den Durchflusswiderstand des Strömungskanals 1.1 shows a first device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1, in particular an opening in a component 2, with a fluid reservoir 9, a device 4 for generating a fluid flow, for example a generator, a pump, a Pressure accumulator or the like, a pressure gauge 10 with a resistor 8 and a pressure sensor -11. The fluid 3 is pumped out of the fluid reservoir 9 with the aid of, for example, a piston pump 4 with the aid of a first line 5 and a second line 6 through the flow channel 1 of the component 2. The pressure meter 10 with the resistor 8 represents a flow rate sensor 12. The determining means 7 determines a parameter from the data provided by the flow rate sensor 12 and the pressure sensor 11. The pressure drop across the flow channel 1 is preferably divided by the flow rate of the fluid flowing through the flow channel 1. As a result, the temporal fluctuations are eliminated and the parameter forms a measure of the flow resistance of the flow channel 1.
Das aus dem Strömungskanal 1 austretende Fluid 3 fließt über einen Abfluss 13 ab bzw. tritt unmittelbar ins Freie. Die Reihenfolge des Drucksensors 11 und des Durchflussratensensors 12 kann je nach Art bzw. Wahl der Sensoren 11, 12 und Art der Messung frei gewählt werden. Es ist jedoch von Vorteil, wenn beide Sensoren 11, 12 in Strömungsrichtung des Fluids 3 vor dem Bauteil 2 angeordnet sind. Durch die Messung des zeitlich variierenden Druckes bzw. der zeitlich variierenden Durchflussrate mit Hilfe des Drucksensors 11 bzw. des Durchflussraten- sensors 12 kann eine Kenngröße bestimmt werden, die ein präzises Maß für den Durchflusswiderstand des Strömungskanals 1 darstellt. Insbesondere können hierdurch Fluktuationen, wie sie z.B. durch die Pumpe 4 hervorgerufen werden können, toleriert werden. Das Bestimmungsmittel 7 rechnet aus den Daten, die der Drucksensor 11 bzw. der Durchflussratensensor 12 erfasst, die Fluktuationen her- aus.The fluid 3 emerging from the flow channel 1 flows out via an outlet 13 or emerges directly into the open. The sequence of the pressure sensor 11 and the flow rate sensor 12 can be freely selected depending on the type or choice of sensors 11, 12 and the type of measurement. However, it is advantageous if both sensors 11, 12 are arranged in front of the component 2 in the flow direction of the fluid 3. By measuring the time-varying pressure or the time-varying flow rate with the help of the pressure sensor 11 or the flow rate sensor 12, a parameter can be determined which represents a precise measure of the flow resistance of the flow channel 1. In particular, fluctuations such as e.g. can be caused by the pump 4, tolerated. The determination means 7 calculates the fluctuations from the data which the pressure sensor 11 or the flow rate sensor 12 detects.
Fig. 2 zeigt eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals 1 wie Fig. 1 mit dem Unterschied, dass die Messung der Durchflussrate direkt durch den Durchflussra- tensensor 12 erfolgt.
Die vorliegende Erfindung betreffend ein Verfahren zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals 1, insbesondere einer Öffnung in einem Bauteil 2 und umfasst folgende Verfahrensschritte: ein Fluid 3 strömt durch den Strömungskanal 1; es wird eine Kenngröße bestimmt, die vom Durchflusswiderstand des Strömungskanals 1 in dem Bauteil 2 abhängt; der Strömungskanal 1 wird mit einem Arbeitsverfahren solange bearbeitet, bis die Kenngröße einen vorgegebenen Sollwert erreicht; und zeichnet sich dadurch aus, dass die Kenngröße aus einer ersten Messgröße und einer zweiten Messgröße bestimmt wird, wobei zugelassen wird, dass sich die erste Messgröße und die zweite Messgröße zeitlich ändern.FIG. 2 shows an alternative device according to the invention for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1 as in FIG. 1, with the difference that the flow rate is measured directly by the flow rate sensor 12. The present invention relates to a method for achieving a specific flow resistance of a flow channel 1, in particular an opening in a component 2, and comprises the following method steps: a fluid 3 flows through the flow channel 1; a parameter is determined which depends on the flow resistance of the flow channel 1 in the component 2; the flow channel 1 is processed using a working method until the parameter reaches a predetermined target value; and is characterized in that the parameter is determined from a first measured variable and a second measured variable, the first measured variable and the second measured variable being allowed to change over time.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein bestimmter Durchflusswiderstand eines Strömungskanals in Bauteilen wie Vergaserdüsen oder Gasturbinenschaufeln mit hoher Präzision erzielt werden kann, ohne dass weder besonders bauliche Anforderungen an die Beschaffenheit der verwendeten Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms noch dass Druck oder Durchflussraten stabilisierende Mittel erforderlich sind, wie dies bislang im Stand der Technik vorgeschlagen ist.
The method according to the invention and the device suitable for carrying out the method according to the invention are distinguished in particular by the fact that a certain flow resistance of a flow channel in components such as carburetor nozzles or gas turbine blades can be achieved with high precision, without there being neither particularly structural requirements for the quality of the device used Generation of a fluid flow or that pressure or flow rate stabilizing means are required, as has been proposed in the prior art.
BezugszeichenMsteBezugszeichenMste
Strömungskanalflow channel
Bauteilcomponent
Fluidfluid
Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms erste Leitung zweite LeitungDevice for generating a fluid flow first line second line
Bestimmungsmitteldetermining means
Widerstandresistance
Fluidreservoirfluid reservoir
Druckmesserpressure gauge
Drucksensorpressure sensor
DurchflussratensensorFlow rate sensor
Abfluss
outflow
Claims
1. Verfahren zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals (1), insbesondere einer Öffnung in einem Bauteil (2), umfassend folgende Schritte:1. A method for achieving a specific flow resistance of a flow channel (1), in particular an opening in a component (2), comprising the following steps:
- ein Fluid (3) strömt durch den Strömungskanal (1);- A fluid (3) flows through the flow channel (1);
- es wird eine Kenngröße bestimmt, die vom Durchflusswiderstand des Strömungskanals (1) in dem Bauteil (2) abhängt; - der Strömungskanal (1) wird mit einem Arbeitsverfahren solange bearbeitet, bis die Kenngröße einen vorgegebenen Sollwert erreicht; dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße aus einer ersten Messgröße und einer zweiten Messgröße bestimmt wird, wobei zugelassen wird, dass sich die erste Messgröße und die zweite Messgröße zeitlich ändern.- A parameter is determined, which depends on the flow resistance of the flow channel (1) in the component (2); - The flow channel (1) is processed with a working process until the parameter reaches a predetermined target value; characterized in that the characteristic variable is determined from a first measured variable and a second measured variable, wherein the first measured variable and the second measured variable are permitted to change over time.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe chemische Bearbeitung, hydroabrasive Bearbeitung, mechanische Bearbeitung, elektrochemische Bearbeitung, Elektroerosions-Bearbeitung, Elektroplattieren, stromloses Plattieren, Beschichten, und Aufdampfen.2. The method according to claim 1, characterized in that the working method is selected from the group chemical machining, hydroabrasive machining, mechanical machining, electrochemical machining, electroerosion machining, electroplating, electroless plating, coating, and vapor deposition.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße durch Messung eines Druckes oder durch Messung einer Durchfluss- rate oder durch Messung einer Kombination von Druck und Durchflussrate bestimmt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measured variable is determined by measuring a pressure or by measuring a flow rate or by measuring a combination of pressure and flow rate.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bearbeitungsdruck zwischen 3 bis 8 bar, vorzugsweise zwischen 4 bis 6 bar, insbesondere 5 bar beträgt. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the average processing pressure is between 3 to 8 bar, preferably between 4 to 6 bar, in particular 5 bar.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Bearbeitungspause gemessen wird, in welcher der Strömungskanal (1) frei von einer eingebrachten Kathode ist, zumindest aber frei von einer anliegenden elektrischen Spannung.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that measurement is carried out during a processing break in which the flow channel (1) is free of an inserted cathode, but at least free of an applied electrical voltage.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Messgrößen in Strömungsrichtung des Fluids (3) vor dem Strömungskanal (1) erfasst werden.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that both measured variables in the flow direction of the fluid (3) are recorded in front of the flow channel (1).
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für eine vorgebbare mittlere Durchflussrate und/oder für einen vorgebbaren mittleren Druck bestimmt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the setpoint is determined for a predetermined average flow rate and / or for a predetermined average pressure.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert mit Hilfe eines Master-Objekts bestimmt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the setpoint is determined using a master object.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Messgrößen mit Hilfe mindestens eines vorgegebenen Widerstandes (8) bestimmt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two measured variables is determined with the aid of at least one predetermined resistance (8).
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Variation der Amplituden beider Messgrößen größer als 1 %, insbesondere größer als 5 %, vorzugsweise größer als 15 %, beträgt.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temporal variation of the amplitudes of the two measured variables is greater than 1%, in particular greater than 5%, preferably greater than 15%.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Messgrößen Sensoren (11, 12) verwendet werden, deren Ansprechzeit kleiner als die typischen Zeitkonstanten der Fluktuationen der Durchflussrate und/oder des Druckes ist. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that sensors (11, 12) are used to determine the measured variables, the response time of which is less than the typical time constants of the fluctuations in the flow rate and / or the pressure.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (3)- elektrolytische Lösungen, korrosive Fluide, dielektrische Fluide und/oder Träger-Gase umfasst.12. The method according to any one of the preceding claims, - characterized in that the fluid (3) - comprises electrolytic solutions, corrosive fluids, dielectric fluids and / or carrier gases.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgrößen mit Hilfe eines Lockin- Verfahrens bestimmt werden.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measured variables are determined using a lock-in method.
14. Vorrichtung zum Erzielen eines bestimmten Durchflusswiderstandes eines Strömungskanals (1), insbesondere einer Öffnung in einem Bauteil (2), vor- zugsweise zur Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend eine Einrichtung (4) zur Erzeugung eines Fluidstroms, einen Drucksensor (11), einen Durchflussratensensor (12) und ein Fluidreservoir (9), wobei eine erste Leitung (5) das Fluidre- servoir (9) mit der Einrichtung (4) zur Erzeugung eines Fluidstroms verbin- det und eine zweite Leitung (6) die Einrichtung (4) zur Erzeugung eines14. Device for achieving a certain flow resistance of a flow channel (1), in particular an opening in a component (2), preferably for carrying out a method with the features according to one of claims 1 to 13, comprising a device (4) for generating of a fluid stream, a pressure sensor (11), a flow rate sensor (12) and a fluid reservoir (9), a first line (5) connecting the fluid reservoir (9) to the device (4) for generating a fluid stream and one second line (6) the device (4) for generating a
Fluidstroms mit dem Strömungskanal (1) verbindet, gekennzeichnet durchConnects fluid flow with the flow channel (1), characterized by
Bestimmungsmittel (7) zur dynamischen Bestimmung einer Kenngröße, die den Durchflusswiderstand des Strömungskanals (1) charakterisiert.Determination means (7) for the dynamic determination of a parameter which characterizes the flow resistance of the flow channel (1).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussratensensor (12) einen Widerstand (8) und einen Druckmesser (10) umfasst, die parallel geschaltet sind.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the flow rate sensor (12) comprises a resistor (8) and a pressure gauge (10), which are connected in parallel.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Drucksensor (11) als auch der Durchflussratensensor (12) in der zweiten Leitung (6) in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Strömungs- kanal (1) angeordnet sind. 16. The apparatus of claim 14 or 15, characterized in that both the pressure sensor (11) and the flow rate sensor (12) in the second line (6) are arranged in the flow direction of the fluid in front of the flow channel (1).
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Leitungen (5; 6) aus einem Kunststoff gefertigt sind.17. The apparatus according to claim 14, 15 or 16, characterized in that at least the lines (5; 6) are made of a plastic.
18. Vorrichtung nach einem Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch einen Lockin- Verstärker zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses der18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized by a lock-in amplifier for improving the signal-to-noise ratio
Messgrößen. Metrics.
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US3753879A (en) * | 1971-02-03 | 1973-08-21 | Ass Eng Ltd | Method and means for producing holes |
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US4542346A (en) * | 1982-12-07 | 1985-09-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Wide-range lock-in amplifier |
US4995949A (en) * | 1986-03-21 | 1991-02-26 | Extrude Hone Corporation | Orifice sizing using chemical, electrochemical, electrical discharge machining, plating, coating techniques |
DE4437624A1 (en) * | 1994-10-21 | 1996-04-25 | Frembgen Fritz Herbert | Process for electrochemical processing of flow channels in metallic workpieces |
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US5820744A (en) * | 1996-09-30 | 1998-10-13 | Doncasters, Turbo Products Division | Electrochemical machining method and apparatus |
DE19917043A1 (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-19 | Frembgen Fritz Herbert | Process for electrochemical machining of workpieces |
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