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Einrichtung zur Überwechung der Schaufelprofile von Kreiselmaschinen,
insb. Turbinen.
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Bei der Fertigung der Schaufeln von Kreiselmeaohinen, z. B. Turbinen,
ergibt sich die e Notwendigkeit, die genaue Ausführung der Scheufeln zu überwachen.
Bekennt slnd mechanische Abtestvorrichtungn zur Uber-. w « hung der Schaufelprofile,
die jedoch verhältnismä#ig umständlich und verwickelt sind, Es ist weiter auch bekannt,
derartige mechanische .
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Abtastvorrichtungen mit optischen Einrichtungen zu vorbinden, die
gestatten, ein Bild der Schaufelprofile aufzuzeichnen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine auf einem enderen Prinzip beruhende
Schaufelprofilme#einrichtung, welche die Möglichkeit gibt, mit garingen Aufwand
ohne die Anwendung mechanischer, don Verschleiß unterliegender Abtasteinrichtung
eine genaue Messung bzw. Überwachung von Schaufelprofilen ohne Prüfung zu ermöglichen.
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ErfindungsgemäB zeichnet sich diese Schaufelprofil-oder Uberwechungseinrichtung
dadurch sus, daa eine in Meridianebenen an dem Schaufelprofil Mittels einer Führungsvorrichtung
entlanggeführte pneumstische Sonde vorhanden ist, welche einen Gasstrahl, vorzugsweise
Luft ; strahl, auf das zu überwachende Sahaufelprofil riohtat und mit einer, den
Spaltdruck zwischen Sonde und Profil als Kriterium der Profllgestaltung messenden
Einrichtung verbunden ist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemä#en Einrichtung beruht darauf,
dß sich Jo nach den Spaltänderungen zwischen Sonde und dem zu untersuchenden Schaufelprofil
bei Ausströmen einer Gasmenge aus der Sonde entsprechendeine«bewtlamtenDruckdesOeseavorde<Auwströmquerschnitt
bzw. abhängig von der Strahlgeschwindigkeit des ausgebltaenon Games empfindliche
Druckänderungen in dem Spalt ergeben. die trch einen Kahal auf ein mit der Sonde
vereinigtes oder in Beziehung gesetztes Durckme#instrument hoher Empfindlichkeit
übertragen werden.
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Wie sich tus Versuchen ergeben hat und wie das Diagramm der Figur
1 veranscheulicht, treten bereits bei sehr kleinen Abstandaänderungen Druokändcrungen
von mehreren Millimetern Wassersäule surf. Der Druck ändert sich praktisch nach
einem linearen Gesetz. In dem Bereiche sehr kleiner Drtlcke, d. h. unterhalb O,
5 mm, ist die lineare Gesetzmä#igkeit der Druckänderungen in Abhängigkeit von dem
Spalt gestort. Ähnliches gilt sinngemä# bei sehr groben Spalten. Um eine genaue
Massung zu erzielen, empfiehlt ea sich daher, die Führung der Sonde so einzurichten,
da# der Sondenabstand innerhalb eines eng begrenzten Bereiches von beispielsweise
etwe 0, 5.- 3 mm liegt'.
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Die Einhaltung der erwähnten Bedingungen lä#t sich gemä# der weiteren
Ausgestaltung der Erfindung en einfschsten dadurch erzielen, da# die Filhrung nach
dem Schaufelprofil entsprechenden Kurven, s. B. Meridienlinien oinee Sohaufelprofils,
erfolgt. Auf diesem Wege wird es Möglich gemacht, mit hoher Genauigkeit die Abweichungen
des Istprofils gegenüber dem Sollprofil festzustellen und an einem beispielswelse
digitalen Me#gerät oder Sohreiber anzuzeigen.
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Gemä# der weiteren Ausgesteltung der Erfindung wird die Me#einriohtunenochindeWei&evefb«tdaßdiepneMMfithe3oaa,
und die sie tragende Führungseinrichtung im Verhältnis zur Schaufels * lange axial
verschiebbar ist. vorzugsweise kann hierbei die Einrichtung derart getroffen werden,
da# die suf einem Drehtisch engeordnete Schaufel in der Höhe meßbar zu versteS ist.
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Soll die Führung der Sonde nach einer den) Profil entspreohenden Kurve
erfolgen, so läßt sich in einfacher Weise die Anordnung dadurch verwirklichen, da#
für die 3ondenfUhrung ein einarmiges Hebelsystem vorhanden ist und der Hebel an
elnem Sohaufelmodell g wird, dureh das die Sollabmessungen der Schaufel bestimmt
sind.
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Sine endere vorteilhefte Ausführungsform lä#t sich dadurch erzielen,
da2 die Sonde an einem versehiebbaren FUhrungsarm angeordnet wird, der einerseits
entsprechend der Breito des Sahaufelblattes durch enen motorfschen Antrieb gegenüber
einem Modellkörper verschoben werden kenn, andererseits in einer zu der vorerwähnten
Bewegungsrichtung senkrechten Richtung sich entsprechend der Form gebung der Sollkurve
gegen eine Federkraft frei verschieben kann.
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Im folgenden soll die Erfindung anhend elnes Ausführungsbeispieles
naher erläutert werden.
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Figur 2 zeigt im Prinzip eine Sonde zur Oberflächenuntersuchung einer
Schaufel.
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Figur 3 zeigt schematisch die Anordnung einer erfindungsgemä#en Schaufelme#einrichtung
nebst der zu untersuohenden Schaufel.
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Figur 4 gibt einen Querschnitt in einer Meridianebene der Schaufel
mit der Me3sonde wieder.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen die abweichende Ausführung einer erfindungsgemä#en
3chaufelmeBeinrichtung.
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In Figur 2 bedeutet 11 den Sondenkörper. Uber eine Druckleltung 12
wird dem Sondenkdrper ein unter einen bestimmten konstant gehaltenon Druck atehendes
gasförmiges Mittel, wie Luft, zugeführt. Durch die diisenformige Mundung 13 wird
dieses Gas mit hoher Geschwindigkeit ausgeblasen, da# es in den Spalt 15 zwlsohen
Sondenkörper 11 und dem zu messenden Profil l4 einatromon kann. Im Bereiche dieses
Spaltes ergibt sich ein Druak, der sich Je nach dem Abstand der Sonde von dem Me#profil
entsprechend dem Diagramm der Figur 1 ändert. 16 bedeutet eine MeBdruokleitung in
der Sonde 11, durch welche der Spaltdruok auf ein MembrarMeSgerKt 17 hoher Empfindlichkeit
tuber-. tragen wird. Durch mechanische oder elektrische Übertregungsmittel können
die Druckme#werte von dem Me#gerät abgeleitst und einer sehrelbenden oder anzeigenden
Vorriahtung zugeführt werden.
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Wie näher Figur 3 erkennen läßt,tatdieSonde11 von einem Hebelsystem
20 einer Führungsvorrichtung 21 getragen. Letztere weist einen Antrieb, insbesondere
Spindelantrieb, auf, durch den der Führungskopf 23 mit dem die Sonde tragenden lebel
20 in Richtung der Meridianlinien der Schaufeln veraehoben werden kann. Der schwenkbare
Hebel 20 kenn hierbei zur FUhrung, z.B. mittels einer Rolle, an einem Modellkörper
27 anliegen, der in vergrö#ertem Umfange dam Sollwert des Schaufelprofils entspricht.
24 bedsutet die zu untersuchende Schaufel. 25 sind Meridianlinien, in denen das
Scheufelprofil
Überprüft werden soll. Um diese Überprüfung zu ermöglichen,
ist der die Schaufel tragende Drehtisch 26 in der Röhe me#bar verstellbar. Der Tisch
26 ist außerdem me#bar zu verdrehen, um nach dem Uberfahren des Schaufelprofils
in einer Meridianebene der einen Seite nach dem Erreichen der OrenzJtelluryr des
Sohaufelprofil un 180° verdrehen und die Sonde an der anderen Seite entlangführen
ukönnen.
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Die F@guren @ und 6 geben eine gegenüber den Figuren 3 und 4 abweichende
Ausfuhrungsform einer Schaufelprofilme#einrichtung wider, die sich durch besondere
Einfachheit auszeichnet. 25 bedeutat die zu prüfende Schaufel, die auf einem me#bar
höhenverate baren Drehtischangeordnetist.DieMessende11wirdvondoaverschiebbaren Führungserm
30 gehalten. Der Arm 30 ist an einem Schlittez 31 abgestutzt,. Er kann sich dabei
senkrecht in dem duroh den Doppelpfeil (Fig. 6) angedouteten Sinue gegenüber do
Führungskörper 32 senkrecht zu der Bewegungsrichtung des FUhrungsk8rpers 32 verschieben.
Zur Bewegung des letzteren ist ein Spindalantrieb 34 mit Antriebsmotor vorgesohen.
Der Spindelantrieb ermöglicht, den Führungskörper 32 entsprechend der Breite des
Schaufelblettes 25 zu bewegen. Der die Sonde 11 tragende Sondenkopf 36, welche mit
dem PUhrungsarm 30 starr verbunden tat, weiat an dem der Bonde 11 gegenflberliegcnden
Ende ein Führungsglied, insbesondere eine Führungsrolle
37, auf.
Diese Rolle 37 wird an einem Modellkttrper 38, welcher nach einer dem Sollprofil
der Schaufel entsprechenden Kurve gestaltet ist, entlanggeführt. Der Modellkörper
38 ist neben dem Drehtisch vcrdrehbar sowie starr feststellbar angeordnat und mit
zwei Kurvenflächen 33a, 38b entsprechend der versohiedenen Ausbildung der Schaufelblettseiten
versehen. An ihren beiden Enden weisen Sollkurven des M. dellkörpers 38 eine Profilgestaltung
auf, die dem Ubergangsprofil zwischen den beiden Schaufelblattseiten entspricht.
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'lie besonders der Grudriß der Figur 6 erkennen lä#t, kann sich der
FUhrungsarm 30 entsprechend dem Kurvenprofil des s Modellkörpers 38 senkrecht zu
der Achse des Spindelantriebes verstellen, wobei die Führungsrolle 37 des Sondenkopfes
36 durah eine Feder 40 an die Sollkurve des Modellkorpers angedrückt wird.
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In EinzelheitenkannselbstverstKndllohdiebeschriebeneAnordnung abgeändert
werden. Dies gilt sowohl bezüglich der Ausbildung der Sonde selbst, als auah der
Führungsvorrichtung, die zur Bewegung der Sonde in Meridianebenen des zu untersuchenden
Schaufelprofils dient.
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6 Figuren 8 AnsprUche