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WO2010040344A1 - Verfahren und vorrichtung zum vermessen einer bohrung in einer oberfläche eines bauteils - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum vermessen einer bohrung in einer oberfläche eines bauteils Download PDF

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Publication number
WO2010040344A1
WO2010040344A1 PCT/DE2009/001399 DE2009001399W WO2010040344A1 WO 2010040344 A1 WO2010040344 A1 WO 2010040344A1 DE 2009001399 W DE2009001399 W DE 2009001399W WO 2010040344 A1 WO2010040344 A1 WO 2010040344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bore
probe
actual
component
wall portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2009/001399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Kriegmair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of WO2010040344A1 publication Critical patent/WO2010040344A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B5/205—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures of turbine blades or propellers

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring at least one bore in at least one surface of a component specified in the preamble of claim 1.
  • Such a method and such a device for determining an actual geometry of at least one bore by means of a tactile sensor device are already known from the prior art. Tactile scanning is usually used when measuring large geometry elements. A sensor 5 used in this case is considered to be "touching" - mechanically, optically, etc.
  • such components also include a plurality of holes, which are also introduced at a small distance from each other with different geometric shapes and different angles in the component. At least a portion of the holes is also often located in the vicinity of wall geometries of the component.
  • geometrical elements with a smooth and very precise surface for example injection nozzles - bores introduced into the component in particular by laser drilling methods often have a rough surface with a large roughness depth in relation to the dimension of the probe body. This hitherto makes tactile measurement considerably more difficult.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device for measuring at least one bore in at least one surface of a component by means of a tactile sensor device, which ensure increased measurement accuracy and enable improved statements about the quality of the bore.
  • An inventive method for measuring at least one bore in at least one surface of a component by means of a tactile sensor device which ensures increased accuracy and improved statements about the quality of the bore is made possible by the fact that a tactile element comprehensive tactile element of the tactile sensor device is moved at least partially determining the actual geometry of the bore at least predominantly along its main axis of rigidity.
  • the invention is based on the finding that the probe element of the tactile sensor device and its probe body due to the small cross-sectional diameter or the small dimensions of the at least one bore to be measured (eg oblong holes) must be dimensioned correspondingly small, so that the probe body up in can penetrate the desired measuring depths.
  • the dimensions of the probe element as well as of the probe body are thereby small in relation to the surface roughness in rough bore surfaces, whereby the probe element has a correspondingly low flexural rigidity.
  • a computational compensation of a bending caused by the mechanical contact force of the probe on a wall portion of the bore bending of the probe element is currently severely limited to impossible due to the constantly changing by the roughness normal vector.
  • adhesion effects can significantly influence the measurement on both smooth and rough surface structures.
  • the influx of bending moments, roughness and adhesion effects can be surprisingly minimized. This leads to measurement results with significantly improved accuracy in both smooth and rough wall structures of the bore, which are correspondingly improved statements about the quality of the bore are possible.
  • the main rigidity axis of the probe element at least substantially parallel and / or tilted at an angle relative to a bore axis of the bore and / or along a fall line of a
  • Wall portion of the bore is arranged. This ensures that the wall region to be measured extends at least substantially parallel to the main rigidity axis of the probe element, so that the probe body can be moved uniformly along the wall region.
  • the tactile probe element is tilted by an angle, the probe body also retains certain deviations from the desired geometry of the bore - z. Eg by roughness - the mechanical contact with the wall to be measured area at.
  • the fall line can be determined, for example, in funnel-shaped wall regions of the bore between an upper and a lower guide contour.
  • the angle is selected to be at most so large that when arranging the feeler of the probe element in a maximum measurement depth within the bore of the wall portion of the bore is touched by a shaft of the probe element at a distance from the probe, wherein by means of the probe body mechanical contact between the probe element and the wall area for determining the actual geometry is produced.
  • the angle and / or a distance of the shaft of the probe element from the wall region of the bore is adjusted such that the shaft does not touch the wall region during at least predominantly moving the probe element along its main axis of rigidity.
  • a safety angle or such a safety distance represent a further possibility to reliably avoid an undesired contact between the shaft of the probe element and the wall region to be measured.
  • the component and the probe element before and / or during the at least regionally determined the actual geometry of the bore are aligned relative to each other. In this way, in particular in cases where a contact between the shaft of the probe element and the wall area can not be safely excluded, compliance with the desired safety angle or safety distance can still be achieved by appropriate alignment.
  • the alignment is carried out in dependence on a deviation of the actual geometry of a desired geometry of the bore.
  • the component and the probe element are advantageously aligned relative to each other when the actual geometry of the component or bore deviates significantly from a predetermined desired geometry. This allows for improved measurement accuracy and prevents unwanted collisions between the shaft of the probe element and the wall portions of the bore.
  • aligning a simple and quick way is also created to even holes with funnel-shaped inlet and Auslaufberei- 5 Chen, undercuts and the like can easily measure.
  • the actual bore axis is determined taking into account an actual altitude of the surface of the component.
  • the feeler body can be reliably arranged in the respective desired measuring depth when measuring the bore.
  • the actual bore axis is determined taking into account a difference between an actual and an o desired cutting profile of the bore.
  • holes with low dimensional tolerance and comparatively smooth surface can be evaluated in this way particularly fast in terms of the difference between their actual and nominal bore axis.
  • the actual bore axis for determining the actual bore axis at a predetermined measurement depth within the bore made a mechanical contact between the probe body and the wall portion of the bore and based on the contact point at least one of the actual geometry of the wall portion at the contact point characterizing measured value is stored.
  • the actual bore axis can be determined, at least indirectly, with the aid of the tactile sensor device, in particular when drilling with a rough surface structure.
  • a further improvement of the determination of the actual bore axis is made possible in a further embodiment in that the mechanical contact between the probe and the wall portion of the bore in several depths and / or at different contact points of the same measurement depth and / or along at least one surface line of the bore and / or along at least one contour line of the bore and based on the contact points a plurality of measured values characterizing the actual geometry of the wall region at the respective contact point are stored.
  • the probe body preferably after storing a previously determined measured value, to a Distance away from the wall portion of the bore and preferably moved parallel to the bore axis to the next contact point. In this way it is reliably prevented that no undesired collisions of the probe element or probe body with disturbing structures of the bore occur, whereby a precise determination of the relevant measured value is ensured.
  • the term "bore axis" is to be understood here as the bore axis known at the relevant time, which may possibly deviate from both the actual and the target bore axis.
  • the feeler body is moved back to a contact point before it occurs when mechanical contact between the feeler element and the wall region of the bore occurs during movement to the next contact point, whereupon the feeler body is moved by a changed distance from the wall region of the bore Drilled hole and preferably moved parallel to the bore axis to the next contact point.
  • the distance is increased when the shank of the probe element between the bore axis and the wall portion is arranged, and / or that the distance is reduced when the shaft of the probe element 5 between the bore axis and the wall portion opposite wall of the
  • Bore is arranged and / or that the probe element and the component are aligned relative to each other. In this way, taking into account the respective measurement situation any erroneous measurements can be reliably prevented.
  • a further improvement of the measurement result in the determination of the actual bore axis is given in a further embodiment in that the at least one measured value is confused. fen, when the probe touches the mechanical contact between the probe body and the wall portion another wall portion of the bore at a distance from the probe body and / or at least twice no mechanical contact between the probe body and the wall portion can be made.
  • the probe element or the probe body is rotated by approximately 180 ° ⁇ 40 ° in the event of a repeated error and brought into mechanical contact with the wall region opposite the original wall region, whereupon the determination of the measurement value (s) continues therefrom becomes.
  • the actual bore axis is determined on the basis of the at least one stored measured value and / or on the basis of a desired geometry of the bore. This has proved to be advantageous, in particular, if a sufficient number of measured values characterizing the actual geometry are not available or if these could not be corrected with the required accuracy.
  • An additional improvement of the measurement accuracy is ensured in a further embodiment in that at least regionally determining the actual geometry of the bore, a geometric configuration of the probe element or of the probe body is taken into account.
  • the actual geometry of the bore is determined at least regionally interrupted and / or interrupted when the probe body of the probe element is located in a transition region between the bore and the surface. Since the normal vectors can change very strongly in the transition region depending on the location, the probe element is difficult, at least predominantly, along the way its main axis of rigidity are moved. This can lead to deteriorated measurement results.
  • an actual geometry of a particular funnel-shaped inlet and / or an outlet region of the bore is determined.
  • a further aspect of the invention relates to a device for measuring at least one bore in at least one surface of a component, in particular for thermal turbomachines, wherein according to the invention it is provided that the sensor device of the device comprises a probe element comprising a probe and is coupled to a control and evaluation device , which is designed to carry out a method according to one of the preceding embodiments.
  • the sensor device of the device comprises a probe element comprising a probe and is coupled to a control and evaluation device , which is designed to carry out a method according to one of the preceding embodiments.
  • the probe body is formed as a ball and / or as a tip and / or arranged on a distal end portion of the probe element. This allows a simple adaptability of the feeler body to the respective structural configurations of the bore to be measured or of the associated component. In particular, different surface roughness and drilling depths can thereby be optimally taken into account.
  • the feeler element comprising a preferably cylindrically shaped shaft on which the feeler body is held.
  • Other forms such as e.g. Cone shape, same flexural rigidity, combination of shapes such as e.g. Be cylinder and cone.
  • a particularly circular-cylindrical design allows an optimal arrangement of the main rigidity direction of the feeler element along its main axis.
  • the feeler element is formed as a function of the geometry of the bore. This allows a particularly accurate measurement of the bore.
  • the feeler element has a comparatively small feeler body in order to be able to obtain as detailed measurement results as possible from microgeometry elements of the bore, in particular roughnesses of the surface.
  • the feeler element has a comparatively large feeler body, whereby the determination of macrogeometry elements of the bore, in particular of generatrices, cutting profiles and the like, is improved.
  • Fig. Ia is a schematic sectional view of a component with differently shaped holes
  • FIG. 1b is a schematic plan view of the component shown in FIG. 1a;
  • Figure 2 is a schematic and fragmentary sectional view of a component having a bore in which a feeler element of a tactile sensor means for measuring the bore along its main rigidity axis is moved on a smooth wall portion.
  • FIG. 3 is a schematic and fragmentary sectional view of a component with a bore in which a feeler element of a tactile sensor device for measuring the bore along its main rigidity axis is moved on a rough wall region;
  • FIG. 4 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 2, wherein the feeler element is linearly deflected relative to a bore axis by an angle;
  • FIG. 5 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 4, a shaft of the probe element being linearly deflected and elastically bent due to a probing force;
  • FIG. 6 is a schematic and fragmentary sectional view of the f component shown in FIG. 3, wherein the feeler element is tilted about a safety angle with respect to a bore axis;
  • FIG. 7 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, wherein the shaft of the probe element is arranged at a safe distance from the rough wall region of the bore;
  • Fig. 8 is a schematic and fragmentary sectional view of the component shown in Fig. 3, wherein the probe element and the component are aligned relative to each other during the measurement;
  • Fig. 9a is a schematic and fragmentary sectional view of the component shown in Fig. 3, wherein at a predetermined measuring depth within the bore, a mechanical contact between the probe body and the wall portion of the bore is made;
  • FIG. 9b shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 9a, a relative position between the probe body and the wall region of the bore being changed;
  • Fig. 9c is a schematic and partial sectional view of the component shown in Fig. 9a, wherein a mechanical contact between the probe body and the
  • Wall area of the hole is detected in a modified measuring depth
  • Fig. 9d is a schematic and fragmentary sectional view of the component shown in Fig. 9a, wherein a mechanical contact between the probe body and the wall portion of the bore is detected when changing the measuring depth;
  • FIG. 10 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, wherein in a further measuring depth within the bore, a mechanical contact is made between the probe body and the wall region of the bore;
  • FIG. 11 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, with the probe element and the component being aligned relative to one another before the measurement or during the measurement
  • FIG. 12 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, with the probe element and the component being aligned relative to one another during the measurement
  • FIG. 11 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, with the probe element and the component being aligned relative to one another before the measurement or during the measurement
  • FIG. 12 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, with the probe element and the component being aligned relative to one another during the measurement
  • Fig. 13 is a schematic and fragmentary sectional view of a component having a flared bore
  • FIG. 14 shows a schematic and partial sectional view of the component shown in FIG. 3, wherein the feeler element is formed as a function of the geometry of the bore;
  • 15 is a schematic and fragmentary perspective view of a component with a bore, which has a funnel-shaped outlet region;
  • Fig. 16 is a schematic and fragmentary sectional view of the component shown in Fig. 15.
  • FIG. 1a shows a schematic sectional view of a component 10 for a thermal turbomachine and will be explained below in conjunction with FIG. 1b, in which a schematic plan view of the component 10 is shown.
  • the component 10 comprises differently shaped bores 12a-f which extend between a first surface 14a defining an exterior geometry of the component 10 and a second surface 14b defining an internal geometry of the component 10.
  • the holes 12a-f have respective bore axes 16'af with corresponding piercing points 18a-f in the surface 14a and piercing points 18'af in the surface 14b.
  • the nominal nominal bore axis will be referred to as 16, the actual bore axis as 16 'and the currently known bore axis as 16 "if this distinction is required - bore axis 16 ', but can deviate from this due to too few measured values, due to measurement inaccuracies or other errors.
  • a corresponding nomenclature will - where appropriate - also for target, actual and currently known puncture points 18, 18 'and 18 "of the bore 12 are used.
  • the bores 12a-f serve as cooling air bores of the component 10, are arranged at a small distance from one another, enter the component 10 at different angles and have different geometries. In addition, they may partially lie close to wall regions of the component 10.
  • the bores 12a-f have respective diameters in the order of about 1 mm. Bore diameters may also be significantly smaller, e.g. 0.3 mm or deviate from the cylindrical shape, e.g. Long hole. Tolerances on the outer surface 14a (eg Airfoil) or the inner surface 14b (eg cavity or core) or an offset of the two to one another complicate a process-stable production of the component 10.
  • the positional tolerances of the bores 12a-f can therefore be up to 1 mm and are therefore on the order of the bore diameter.
  • FIGS. 2 and 3 each show a schematic and fragmentary sectional view of a component 10 with a bore 12.
  • a tactile sensor For measuring the bore 12, its current position relative to the component 10 and its respective actual geometry is determined by means of a tactile sensor. Sor worn (not shown) at least partially determined.
  • the tactile sensor device in turn comprises a tactile feeler element 20 with a cylindrically shaped shaft 22, which has the diameter D1, and a feeler body 24, which is arranged on a distal end region of the feeler element 20 and designed as a sphere with the diameter D2. Due to the small diameter of the bore 12 (eg slot) must be used with correspondingly small sensor devices.
  • the probe body 24 has a diameter D2 of about 0.2 mm and the shaft 22 has a diameter Dl of about 0.02 mm.
  • the diameter D2 of the probe body 24 is thereby small in relation to the roughness depth in rough bore surfaces.
  • the feeler element 20 is therefore moved along its main axis of rigidity H on a smooth wall region 21 (FIG. 2) or a rough wall region 21 (FIG. 3) of the bore 12. Due to the small dimensions of the bore 12, the diameter D2 of the probe body 24 in the rough wall region 21 is selected to be comparatively small in relation to the roughness depth. A purely computational compensation of deflections of the probe body 24, which are caused by the probing force, is greatly limited to impossible, in particular in the case of the rough wall region 21 due to the strongly changing normal vector. Due to the small dimensions of the probe element 20 also influence adhesion of the measurement of the bore 12 both smooth and rough wall portion 21.
  • FIG. 4 shows a schematic and fragmentary sectional view of the component 10 shown in FIG. 2, wherein the feeler element 20 of the sensor device is inclined by an angle ⁇ relative to the bore axis 16 'or the main stiffness parallel to it. keitsachse H deflected and thus arranged tilted.
  • the feeler element 20 can be tilted about a pivot point or moved linearly in a feeler module (not shown) of the sensor device. This ensures that the probe body 24 in case of deviations from the desired geometry -. B. by roughness of the wall portion 21 - the contact with the wall portion 21 maintains.
  • the shaft 22 of the probe element 20 in this case touches the wall portion 21 once at a distance A from the probe body 24.
  • the main rigidity axis H is also tilted by the angle ⁇ with respect to the bore axis 16 ', so that the movement of the probe element 20 now takes place along the axis H * and thus predominantly along the main rigidity axis H.
  • the probe body 24 can be deflected by the amount B. Depending on the probing force, an elastic bending of the shaft 22 may also occur.
  • FIG. 5 shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 4, wherein the shaft 22 of the probe element 20 is deflected linearly in accordance with arrow V and elastically bent due to the probing force, whereby a certain tilting occurs.
  • the feeler body 24 is moved along the axis H * in the bore 12, due to the smooth wall portion 21 and the elastic bending of the shank 22, a tilting occurs and reduces the possible shape deviations of the bore 12 and roughening of the wall portion 21 the amount B.
  • FIG. 6 shows a schematic and partial sectional view of that in FIG. 3 shown component 10, wherein the probe element 20 is tilted by a relative to the maximum possible angle ⁇ reduced safety angle ⁇ l against the axially parallel to the bore axis 16 'extending main rigidity axis H is arranged.
  • the safety angle .alpha..sub.l ensures, with a tilting deflection and / or bending of the shank 22 of the feeler element 20, that under the given values an undesired contact between the shank 22 and the wall region 21 of the bore 12 is omitted.
  • a distance Al of the shaft 22 of the probe element 20 from the wall region 21 of the bore 12 can be selected such that the shaft 22 does not contact the wall region 21 when the probe element 20 is moved at least predominantly along its main stiffness axis H or H *
  • FIG. 7 shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 3, wherein the shaft 22 of the probe element 20 is arranged at the safety distance A1 with respect to the rough wall region 21 of the bore 12.
  • the linear deflection of the probe element 20 is indicated by the arrow VII.
  • the safety distance Al ensures that under the given values, a contact between the shaft 22 and the wall portion 21 is omitted.
  • the distance Al can be ensured, for example, by suitable design of the shaft 22 and the probe body 24 of the probe element 20 as a function of the geometry of the bore 12.
  • the component 10 and the probe element 20 are aligned relative to each other before and / or during the at least regional determination of the actual geometry of the bore 12 as far as the geometrical conditions permit.
  • this is the component
  • FIG. 8 shows, for further clarification, a schematic and partial sectional view of the construction shown in FIG. Part 10, wherein the component 10 is pivoted during the Ver messengere so by an angle ß that the desired angle ⁇ or distance Al is set.
  • the actual bore axis 16 'of the machined bore 12 may deviate from the desired bore axis 16 due to manufacturing tolerances - position, angle or both. Small bore diameters therefore require an alignment of the bore 12 with a larger deviation from the nominal bore axis 16.
  • the actual bore axis 16 ' is determined and used for a subsequent targeted alignment of component 10 and probe element 20.
  • the alignment can advantageously be dispensed with Hole 12, the current altitude of the outer geometry defining surface 14a is determined to measure at a known measurement depth T.
  • FIG. 9a shows, for a more detailed explanation, a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 3.
  • mechanical contact is repeatedly made between the sensing body 24 and the wall portion 21 of the bore 12.
  • Holes 12 having a low dimensional tolerance and a smooth surface can be formed via a Scan section - for example, a vertical section - are aligned by the determined by a deviation from the desired bore axis 16 form deviation of the actual geometry of the desired bore 12 is determined Alignment of component 10 and probe element 20 (see Fig.
  • the method with a scanning cut profile for example a vertical cut, gives partly insufficient results.
  • the probe body 24 becomes particularly rough Drilled holes 12 in a defined measuring depth T, for example, below a fluidic inlet or outlet region 26 of the bore 12 in the respective surface 14a, 14b or the hole in the hopper, according to arrow IXb in the direction of the wall portion 21 until contact takes place ,
  • the measured value determined as a result is stored in a control and evaluation device coupled to the sensor device.
  • Sensing body 24 is subsequently lifted according to the arrow DCa by a defined amount of the bore wall. If necessary, the method steps described are repeated once or several times in order to determine a plurality of measured values on this level or the uppermost defined level analogously. These measurements are needed to avoid probing of the shaft 22 in the further measurements within the bore 12. If contact with the wall region 21 occurs during deep setback, the system returns to the initial height position and the lifting amount increases according to arrow IXa when the axis of the Shaft 22 is located between the bore axis 16 "and that wall portion 21 at which the measured value is to be detected.
  • the amount for lifting must be reduced accordingly. In other words, the increase or reduction of the amount always takes place in such a way that a contact between the wall region 21 to be measured and the shaft 22 during movement of the probe element 20 parallel to the bore axis 16 or with increasing depth T is avoided.
  • the maximum measuring depth Tmax can be determined from the measured values which were determined below the fluidic outlet region 26 of the bores 12.
  • FIG. 9b shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 9a, wherein a relative position between the probe body 24 and the wall region 21 of FIG Bore 12 is changed.
  • 9c shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 9a, wherein a mechanical contact between the probe body 24 and the wall region 21 of FIG 9a shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 9a, whereby a mechanical contact between the probe body 24 and the wall region 21 of the bore 12 is detected when the measuring depth T is changed ,
  • the current height position of the outer geometry 14a is determined in order to measure in a known hole depth T.
  • Holes 12 with low form tolerance and smooth surface can be aligned over a vertical section in the bore 12 by the shape deviation of the measured geometry of the nominal geometry caused by a deviation of the currently known bore axis 16 "is determined by the actual bore axis 16 ' is used to determine the actual bore axis 16 '
  • the subsequent pivotal movement of the component 10 into the axis of the contacting sensor can take place as a single movement immediately, but also only before a measurement operation or can be part of a swivel movement for the start of the measurement process
  • the quality of alignment can be checked over another scan or height cut, preferably at the same height to have equal conditions, and if the shape deviation is below a threshold then measurement of the bore 12 can begin Form deviation is above a threshold, then the bore 12 is aligned again with the determined data.
  • the quality of the alignment can be checked over a further vertical section - preferably at the same height to have the same conditions. The process is continued until the quality or another termination criterion is reached. For rough surfaces of the wall portions 21, the method with a vertical cut often provides insufficient results. After the altitude of the outer geometry 14a has been determined via measured values, rough holes 12 in a defined measuring depth T, z. B. below the optionally funnel-shaped outlet region 26 of the bore 12 in the outer surface 14 a, driven in the direction of the wall portion 21 until a mechanical contact with the probe body 24 takes place. From the contact point determined in this way, a measured value characterizing the actual geometry of the wall region 21 at the contact point is derived and is stored.
  • the probe body 24 is lifted off the wall area 21 by a defined amount according to arrow IXa (FIG. 9a). All the required measured values at this level or at the highest defined level are now determined and stored in the manner described above. These measured values are used in order to avoid probing of the shank 22 during further measurements at deviating measuring depths T.
  • the contact body 24 is now set deeper by a defined amount in the direction of the currently known bore axis 16 "If a contact K occurs during the depression according to arrow IXc with the wall region 21 to be touched, the feeler element 20 is moved to the initial height position or to a safety position deviating therefrom The amount is increased at the next lift-off according to arrow IXd, if the distance of the axis of the shaft 22 is further than the minimum distance Amin to the wall portions 21. If the minimum distance amine is reached, the relative position (Fig 9b) of the probe becomes 24 and the wall region 21 are changed by displacement and / or rotation, wherein the component 10 is preferably moved in order to avoid bending moments by the force of force on the feeler element 20.
  • the feeler body 24 can be moved to the desired measurement depth T.
  • This relative movement can also be alternative
  • the evaluation of the switching signal d it touch probe 24 shows, from which direction the contact with the wall portion 21 is made (Fig. 9c). If the contact has occurred during depression with the opposite wall portion 21, then the probe body 24 is moved back to the initial height position or in a security position, and the amount at lifting is reduced, but without falling below the minimum distance Amin.
  • the relative position of the probe body 24 to the wall portion 21 - preferably also the component 10 is moved to avoid bending moments of the probe element 20 by gravity - changed (shift, rotation), so that the probe body 24 according to arrow IXg in the desired measurement depth T can be moved (Fig. 9d).
  • the change in the relative position, which is indicated by the arrows IXe and IXf, is considered as already described.
  • the resulting change in the contact point K is taken into account when deriving the measured value, if it is relevant.
  • the further detection of the contact points K and the derivation of the corresponding measured values for the alignment can basically be carried out either according to the generatrix method, the Contouring, in any order or in any combination of the procedures are performed.
  • the probe body 24 is lifted off the wall region 21 by a defined amount and moved deeper by a defined amount in the direction of the currently known bore axis 16 " To drive a safety position, and the amount of lift is to increase, if the distance of the axis of the shaft 22 is greater than the minimum distance Amin to the wall portions 21. If the minimum distance amine is reached, the relative position between the probe body 24th and wall region 21 changes (displacement, rotation) so that the feeler body 24 can travel into the measurement depth T.
  • This relative movement can also be carried out as an alternative to increasing the amount when lifting off.
  • the evaluation of the switching signal shows from which direction the contact with the feeler body 24 If the contact with the opposite End wall area 21 has occurred, then go back to the initial altitude or go to a safe location, and reduce the amount at takeoff, without falling below the minimum distance Amin.
  • the relative position of the probe body 24 and the wall portion 21 to each other changed (displacement, rotation), so that the probe body 24 can move into the measurement depth T.
  • the change in the relative position is taken into account in the process.
  • the resulting change in the contact point K is taken into account when deriving the measured value, if it is relevant.
  • the process is repeated until the probe body 24 can move to the desired measurement depth T or another termination criterion is reached. If another abort criterion is reached, then measured values are determined at the next defined position. If no contact has occurred when driving into the measurement depth T, then the probe body 24 is moved in the direction of the wall region 21. If a contact occurs before the value (0.5 * D2-0.5 * D1) plus the previous amount of lifting, then a touch was made with the probe body 24 and the measured value is stored. If contact only occurs at (O, 5 * D2-O, 5 * D1) plus the previous amount of liftoff or a greater value, then the reading is discarded, because there was a probing with the shaft 22.
  • measured values are similar to the method described in the next generatrices - z. B. in positive direction +30 degrees, then in negative direction -30 degrees, then in the next positive direction +60 degrees, then in negative direction -60 degrees, etc. - recorded. The process is continued until all surface lines have been determined at the defined positions. If two probes have failed along the surface line, it may be provided that the acquisition of measured values along this surface line is discontinued and continued to the other side of the bore axis 16 ", ie offset by 180 degrees, where measured values become positive in accordance with the described method and negative direction of rotation taken along generatrices.
  • the feeler body is lifted off the wall region 21 by a defined amount and the initial height position is reduced or moved into a safety position and the amount defined for lifting.
  • the amount is chosen as small as possible in order to reliably detect a probing by the shaft 22 - from the associated reference point on the top level.
  • the reference point is important in order to have knowledge of the actual geometry and to be able to recognize an engagement with the shaft 22.
  • the probe body 24 is again moved to the contour line in order to determine or derive the measured value. By lowering in conjunction with the small amount to lift off it is ensured that a probing with the probe body 24 instead of the shaft 22 takes place.
  • a measurement takes place on the contour line without a return to the initial height position or a safety position, then it can come to the touch on the shaft 22 by a large roughness depth of the wall portion 21, without this circumstance can be detected. If the roughness depths are so small that a probing with the shaft 22 is excluded, then it is also possible to approach measuring points within the contour without a return to the initial altitude or a safety position. If a contact occurs when lowering with the wall portion 21 to be touched, it is necessary to return to the initial height position or to a safety position, and the amount to lift is to be increased if the distance of the axis of the shaft 22 is greater than the minimum distance to the wall portions 21 is.
  • the relative position of the probe body 24 and the wall portion 21 - preferably the component is rotated to avoid bending moments in the contact sensor by gravity - changes (displacement, rotation), so that the probe body 24 in the desired Measuring depth T can drive.
  • This relative movement can also take place as an alternative to increasing the amount when picking up.
  • the evaluation of the switching signal shows from which direction the contact with the probe body 24 has taken place. If the contact has occurred during the lowering with the opposite wall portion 21, then go back to the initial height position or to a safety position and reduce the amount when lifting, without falling below the minimum distance to the wall portions 21 of the bore 12.
  • the relative position of the probe body 24 and the wall portion 21 - preferably the component is rotated to avoid bending moments in the contacting sensor by gravity - changed (shift, rotation), so that the probe body 24 can go to the desired measurement depth T.
  • the change in the relative position is taken into account in the process.
  • the resulting change in the contact point K is taken into account when deriving the measured value, if it is relevant. If contact with the opposite wall region 21 occurs again during the subsequent depression, the process is repeated until the probe body 24 can move into the measurement depth T or another termination criterion is reached. If another abort criterion is reached, then measured values are determined at the next defined position. If no contact has occurred when driving into the measuring depth T, then the direction wall area 21 is driven.
  • the contour line method acquires measured values analogously to the method described at the next contour line. The process is continued until all contour lines at the defined positions are determined. In any order, the principles described above will apply.
  • a contact K with the opposite wall region 21 occurs again during the subsequent depression, the process is repeated until the probe body 24 can be moved to the desired measurement depth T or another termination criterion is reached. If another abort criterion is reached, then measured values are recorded at the next defined position. If the axis of the shank 22 is located on the currently known bore axis 16 "or in the direction of the wall region 21 at which no measured value is to be detected, the amount for lifting is reduced in accordance with arrow IXh The increase or reduction of the values and the change The relative position between the feeler body 24 and the component 10 is made in such a way that contact between the wall region 21 and the shaft 22 of the feeler element 20 is avoided. The possible travel range and the possible change in the relative position between the feeler element 20 and the component 10 can be determined from the measured values which were recorded at a defined measuring depth T, for example below the inlet region 26 of the holes 12.
  • FIG. 10 shows a schematic and fragmentary sectional view of the component 10 shown in FIG. 3, with a mechanical contact K between the probe body 24 and the wall region 21 of the bore 12 at a further measuring depth T below the inlet or outlet region 26 of the bore 12 will be produced. If no contact has occurred in moving the probe element 20 according to arrow Xa into the respective measuring depth T, then the probe body 24 is moved according to the arrow Xb to the wall region 21 to be measured and brought into mechanical contact therewith at the contact point K.
  • the currently known bore axis 16 " is updated and / or specified via the bore shape-in the case of a round bore 12 via a compensating cylinder-which ideally runs coaxially with the actual bore axis 16 '. maximum positive and negative dot pitch, coefficient for quality of the cylinder shape-can be used for the evaluation of the bore 12.
  • the component 10 or the probe 24 are pivoted relative to each other by an angle ß that the determined bore axis 16 "and the axis of the shaft 22nd are parallel.
  • the swung-in state forms the basis for further procedural steps.
  • 11 shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG.
  • the process will determine the measurements, determining the currently known bore axis 16" and screwing the component 10 and / or of the probe element 20 on the basis of the determined bore axis 16 "repeated accordingly.
  • FIG. 12 shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 3, the component 10 being rotated or swiveled by the pivot angle ⁇ during the measurement, so that the currently known bore axis 16 "is the actual bore axis.
  • the largest possible ball together with the thinnest possible shaft 22 is preferably used as the probe body 24 in order to obtain reliable measured values despite a deviation of the actual bore axis 16 'of the nominal nominal bore axis 16 and the currently known bore axis 16 "of the actual bore axis 16' to obtain.
  • the measurement (scanning) of the bore 12 is effected, as already mentioned, by at least predominantly moving the feeler element 20 along its main direction of stiffness H.
  • the main stiffness direction H becomes either along the actual bore axis 16 'at an aligned bore 12 or along the currently known bore axis 16 " It can likewise be provided that the main rigidity direction H, in order to increase the distance A1 or the angle ⁇ 1 between the bore axis 16 'and the shaft 22, with the bore axis 16' pivoted in or by tracking of the component 10 and / or. or touch body 24 is aligned during the measurement accordingly.
  • FIG. 13 shows a schematic and fragmentary sectional view of the component 10 with a bore 12 widening from the outer surface 14a to the inner surface 14b.
  • FIG. 14 shows a schematic and partial sectional view of the component 10 shown in FIG. 3, wherein the feeler element 20 and the feeler body 24 are formed as a function of the geometry of the bore 12 and have comparatively small diameters D 1, D 2 To allow a detailed measurement of the wall portions 21.
  • the outlet running area 26 is additionally determined in a further embodiment or taken into account as further geometric elements in the calculation of the mold element for the bore 12.
  • B. slot - in a rectangular or square cross-section with rounded corners over a ⁇ ffhungswinkel ⁇ per quadrant. 15 shows a schematic and partial perspective view of a component 10 with a bore 12, which has a circular-cylindrical region 28 and the funnel-shaped outlet region 26.
  • the surface 14a is shown transparently for reasons of clarity.
  • Such shapes can advantageously be described at least approximately by circumferential straight lines 34 which connect a lower, here circular guide curve 30a and an upper, here rectangular guide curve with rounded corners 30b.
  • This feature can be used to advantage to generate elevation or general scan intersections without having to resort to target data from a CAD model.
  • the cutting division is preferably carried out so that lateral forces on the touching probe element 20 are minimal.
  • the detection of the altitude takes place via measured values around the funnel-shaped outlet region 26a. With knowledge of this altitude, the survey at the transition between the outlet region 26a and the surface 14a can be stopped targeted. Furthermore, characteristic values of the funnel type to be measured can be determined with knowledge of the altitude to detect the orientation of the run-out area 26a when rotation of the bore 12 about the actual bore axis 16 'relative to the nominal orientation is assumed. This rotation is taken into account, for example, via an adaptation of the upper guide contour 30b.
  • the component 10 and / or the feeler element 20 are aligned with each other, so that between the shaft 22 and the wall portion 21 of the bore - as described above - the required safety angle ⁇ l or safety distance Al exists.
  • 16 shows a schematic and fragmentary sectional view of the component 10 shown in FIG. 15 for this purpose.
  • Pivoting in can be dispensed with in principle.
  • a probe body 24 with the smallest possible diameter D 2 or a stylus tip is used in order to be able to record the funnel in as much detail as possible between the outlet region 26 a and the inlet region 26 b of the cylindrical bore 12.
  • the bore 12 has in the region of the inner surface

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Bohrung (12) in zumindest einer Oberfläche (14a, 14b) eines Bauteils (10), insbesondere für thermische Strömungsmaschinen, bei welchem eine Ist-Geometrie der wenigstens einen Bohrung (12) mittels einer taktilen Sensoreinrichtung zumindest bereichsweise ermittelt wird, wobei ein einen Tastkörper (24) umfassendes Tastelement (20) der taktilen Sensoreinrichtung beim zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-Geometrie der Bohrung (12) zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse (H) bewegt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Vermessen wenigstens einer Bohrung (12) in zumindest einer Oberfläche (14a, 14b) eines Bauteils (10).

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERMESSEN EINER BOHRUNG IN EINER OBERFLACHE EINES BAUTEILS
Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer Oberfläche eines Bauteils der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine entsprechende Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 24 angegebenen Art. 0
Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung zum Ermitteln einer Ist- Geometrie wenigstens einer Bohrung mittels einer taktilen Sensoreinrichtung sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Taktiles Scannen wird dabei üblicherweise beim Vermessen von großen Geometrieelementen verwendet. Ein dabei verwendeter Sensor5 wird unabhängig von der Art des Schaltimpulses - mechanisch, optisch, etc. - als „Berührend" angesehen, wenn Kontakt zwischen einem Tastelement und der zu messenden Oberfläche notwendig ist. Bei einem bekannten Normalenvektor, welcher eine glatte Oberfläche im Verhältnis zur Dimension eines Tastkörpers der taktilen Sensoreinrichtung voraussetzt, kann die Biegung des den Tastkörper umfassenden Tastelements der Sensoreinrichtung o durch die jeweilige Antastkraft bei der Auswertung der Messergebnisse berücksichtigt werden. Komplexe Soll-Geometrien des Bauteils, beispielsweise bei sogenannten Airfoils für thermische Strömungsmaschinen, und unvermeidbare Fertigungstoleranzen sowohl bei der Ist-Geometrie des Bauteils als auch bei der jeweiligen Bohrung verkomplizieren jedoch bislang eine prozessstabile Vermessung. Dabei werden insbesondere an Kühlluftbohrungen5 - beispielsweise Shaped Holes oder Turbulent Holes - hohe Anforderungen hinsichtlich Lage- und Ausprägungspräzision gestellt, um eine geforderte Kühlleistung für das Bauteil sicherzustellen. Ansonsten kann es aufgrund einer unzureichend ausgebildeten Trichterform oder Messtiefe T der Bohrung zu einer Überhitzung des Bauteils und gegebenenfalls zu Funktionseinschränkungen der zugeordneten Strömungsmaschine kommen. Eine präzise o Vermessung der Bohrungen ist daher sowohl während der Fertigung als auch während einer Reparatur oder Wartung des Bauteils von großem Interesse. Das Vermessen der Boh- rungen erfolgt bislang abgesehen von taktilen Scann- Verfahren über aufwändige, langwierige und kostspielige manuelle Verfahren (Pinnen) oder über eine optische Lagebestimmung der Durchstoßöffnung der Bohrung in der Oberfläche des Bauteils. Dies erlaubt jedoch keine Aussage über die Orientierung und die konkrete Makro- bzw. Mikrogeometrie der Bohrung, so dass eine zuverlässige Bewertung der Güte der Bohrung und damit des Bauteils nicht möglich ist. Üblicherweise umfassen derartige Bauteile zudem eine Vielzahl von Bohrungen, die darüber hinaus in geringem Abstand zueinander mit unterschiedlichen geometrischen Ausprägungen und jeweils unterschiedlichen Winkeln in das Bauteil eingebracht sind. Wenigstens ein Teil der Bohrungen ist zudem häufig im Nahbereich von Wandgeometrien des Bauteils angeordnet. Im Unterschied zu Geometrieelementen mit glatter und sehr präziser Oberfläche - beispielsweise Einspritzdüsen - besitzen insbesondere durch Laser-Bohrverfahren in das Bauteil eingebrachte Bohrungen häufig eine raue Oberfläche mit einer im Verhältnis zur Dimension des Tastkörpers großen Rautiefe. Dies erschwert bislang eine taktile Vermessung erheblich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer Oberfläche eines Bauteils mittels einer taktilen Sensoreinrichtung zu schaffen, welche eine erhöhte Messgenauigkeit gewährleisten und verbesserte Aussagen über die Güte der Bohrung ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer Oberfläche eines Bauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 24 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens - soweit anwendbar - als vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer Oberfläche eines Bauteils mittels einer taktilen Sensoreinrichtung, welches eine erhöhte Messgenauigkeit gewährleistet und verbesserte Aussagen über die Güte der Bohrung ermöglicht, ist dadurch geschaffen, dass ein einen Tastkörper umfassendes Tastelement der taktilen Sensoreinrichtung beim zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-Geometrie der Bohrung zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse bewegt wird. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass das Tastelement der taktilen Sensor- einrichtung und sein Tastkörper aufgrund der geringen Querschnittsdurchmesser bzw. der geringen Abmessungen der wenigstens einen zu vermessenden Bohrung (z.B. bei Langlöchern) entsprechend klein dimensioniert sein müssen, damit der Tastkörper bis in die gewünschten Messtiefen vordringen kann. Die Dimensionen des Tastelements sowie des Tastkörpers sind hierdurch im Verhältnis zur Rautiefe bei rauen Bohrungsoberflächen klein, wodurch das Tastelement eine entsprechend geringe Biegesteifigkeit aufweist. Eine rechnerische Kompensation einer durch die mechanische Antastkraft des Tastkörpers an einem Wandbereich der Bohrung verursachten Verbiegung des Tastelements ist aufgrund des durch die Rauigkeit stetig wechselnden Normalenvektors derzeit stark eingeschränkt bis unmöglich. Aufgrund der geringen Abmessungen von Tastelement und Tastkörper können zudem Adhäsionseffekte die Vermessung sowohl bei glatten als auch bei rauen Oberflächenstrukturen signifikant beeinflussen. Indem das Tastelement erfindungsgemäß zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse bewegt wird, kann der Ein- fiuss von Biegemomenten, Rauheiten und Adhäsionseffekten jedoch überraschenderweise minimiert werden. Dies führt zu Messergebnisse mit erheblich verbesserter Genauigkeit sowohl bei glatten als auch bei rauen Wandstrukturen der Bohrung, wodurch entsprechend verbesserte Aussagen über die Güte der Bohrung ermöglicht sind.
hl einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hauptsteifigkeitsachse des Tastelements zumindest im wesentlichen parallel und/oder um einen Winkel gekippt gegenüber einer Bohrungsachse der Bohrung und/oder entlang einer Falllinie eines
Wandbereichs der Bohrung angeordnet wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich der zu vermessende Wandbereich zumindest im wesentlichen parallel zur Hauptsteifigkeitsachse des Tastelements erstreckt, so dass der Tastkörper gleichmäßig entlang des Wandbereichs bewegt werden kann. Indem das taktile Tastelement um einen Winkel gekippt ist, behält der Tastkörper auch bei gewissen Abweichungen von der Soll-Geometrie der Bohrung - z. B. durch Rauheiten - den mechanischen Kontakt mit dem zu vermessenden Wand- bereich bei. Bei Bohrungen mit komplexen Geometrien hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Hauptsteifigkeitsachse entlang einer Falllinie anzuordnen. Die Falllinie kann beispielsweise bei trichterförmigen Wandbereichen der Bohrung zwischen einer oberen und einer unteren Führungskontur ermittelt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem der Winkel höchstens so groß gewählt wird, dass beim Anordnen des Tastkörpers des Tastelements in einer maximalen Messtiefe innerhalb der Bohrung der Wandbereich der Bohrung von einem Schaft des Tastelements in einem Abstand vom Tastkörper berührt wird, wobei mittels des Tastkörpers ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement und dem Wandbereich zum Ermitteln der Ist- Geometrie hergestellt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Tastelement über die gesamte Messtiefe der Bohrung zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse bewegt werden kann, ohne dass der Schaft mit störenden Oberflächenstrukturen kollidiert, wodurch das Messergebnis verschlechtert werden könnte.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel und/oder ein Abstand des Schafts des Tastelements vom Wandbereich der Bohrung derart eingestellt wird, dass der Schaft beim zumindest überwiegenden Bewegen des Tastelements entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse den Wandbereich nicht berührt. Ein derarti- ger Sicherheitswinkel bzw. ein derartiger Sicherheitsabstand stellen eine weitere Möglichkeit dar, eine unerwünschte Berührung zwischen dem Schaft des Tastelements und dem zu vermessenden Wandbereich zuverlässig zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zunächst ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement und dem Wandbereich im Bereich einer Außenoberfläche und/oder einer Innenoberfläche des Bauteils hergestellt wird. Hierdurch wird ebenfalls ein unerwünschtes Antasten des Schafts des Tastelements mit den Wandbereichen der Bohrung zuverlässig verhindert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bauteil und das Tastelement vor und/oder während des zumindest bereichsweisen Ermitteins der Ist-Geometrie der Bohrung relativ zueinander ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann insbesondere in Fällen, in denen eine Berührung zwischen dem Schaft des Tastelements und dem Wandbereich nicht sicher ausgeschlossen werden kann, die Einhaltung des gewünschten Sicherheitswinkels bzw. Sicherheitsabstands dennoch durch entsprechendes 5 Ausrichten erzielt werden.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Ausrichten in Abhängigkeit einer Abweichung der Ist-Geometrie von einer Soll-Geometrie der Bohrung durchgeführt wird. Mit anderen Worten werden das Bauteil und das Tastelement vorteilhaft relativ zueinander0 ausgerichtet, wenn die Ist-Geometrie des Bauteils bzw. der Bohrung signifikant von einer vorgegebenen Soll-Geometrie abweicht. Dies ermöglicht eine verbesserte Messgenauigkeit und verhindert unerwünschte Kollisionen zwischen dem Schaft des Tastelements und den Wandbereichen der Bohrung. Durch das Ausrichten ist zudem eine einfache und schnelle Möglichkeit geschaffen, um auch Bohrungen mit trichterförmigen Ein- und Auslaufberei- 5 chen, Hinterschnitten und dergleichen problemlos vermessen zu können.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem vor und/oder während des zumindest bereichsweisen Ermitteins der Ist-Geometrie der Bohrung eine Ist-Bohrungsachse ermittelt wird. Die Ermittlung der Ist-Bohrungsachse ermöglicht insbesondere bei großen Toleranzabweichungen o eine zuverlässige Ausrichtung zwischen dem Bauteil und dem Tastelement der Sensoreinrichtung.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ist-Bohrungsachse unter Berücksichtigung einer Ist-Höhenlage der Oberfläche des Bauteils ermittelt wird. Hier- 5 durch wird sichergestellt, dass der Tastkörper beim Vermessen der Bohrung zuverlässig in der jeweils gewünschten Messtiefe angeordnet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ist- Bohrungsachse unter Berücksichtigung einer Differenz zwischen einem Ist- und einem o Soll-Schnittprofil der Bohrung ermittelt wird. Dies stellt eine einfache und schnelle Möglichkeit dar, die Ist-Bohrungsachse bzw. ihre Abweichung von der Soll-Bohrungsachse zu ermitteln, so dass das Tastelement und die Bohrung gezielt relativ zueinander angeordnet werden können. Insbesondere Bohrungen mit geringer Formtoleranz und vergleichsweise glatter Oberfläche können auf diese Weise besonders schnell hinsichtlich der Differenz zwischen ihrer Ist- und Soll-Bohrungsachse bewertet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Ermitteln der Ist-Bohrungsachse in einer vorbestimmten Messtiefe innerhalb der Bohrung ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung hergestellt und anhand des Kontaktpunktes zumindest ein die Ist-Geometrie des Wandbereichs am Kontaktpunkt charakterisierender Messwert gespeichert wird. Auf diese Weise kann die Ist-Bohrungsachse insbesondere bei Bohrungen mit einer rauen Oberflächenstruktur zumindest mittelbar mit Hilfe der taktilen Sensoreinrichtung ermittelt werden.
Eine weitere Verbesserung der Ermittlung der Ist-Bohrungsachse ist in weiterer Ausgestal- tung dadurch ermöglicht, dass der mechanische Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung in mehreren Messtiefen und/oder an unterschiedlichen Kontaktpunkten derselben Messtiefe und/oder entlang wenigstens einer Mantellinie der Bohrung und/oder entlang wenigstens einer Höhenlinie der Bohrung hergestellt und anhand der Kontaktpunkte mehrere die Ist-Geometrie des Wandbereichs am jeweiligen Kontakt- punkt charakterisierende Messwerte gespeichert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem der mechanische Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung entlang mehrerer Mantellinien und/oder Höhenlinien der Bohrung hergestellt und anhand der Kontaktpunkte mehrere die Ist-Geometrie des Wandbereichs am jeweiligen Kontaktpunkt charakterisierende Messwerte gespeichert werden, wobei die Mantellinien und/oder die Höhenlinien an unterschiedlichen Umfangsposi- tionen der Bohrung angeordnet sind. Hierdurch ist auch bei rauen Bohrungen eine schnelle und zuverlässige Ermittlung der Ist-Bohrungsachse ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tastkörper, vorzugsweise nach dem Speichern eines zuvor bestimmten Messwerts, um eine Strecke vom Wandbereich der Bohrung wegbewegt und vorzugsweise parallel zur Bohrungsachse zum nächsten Kontaktpunkt bewegt wird. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass keine unerwünschten Kollisionen des Tastelements bzw. Tastkörpers mit Störstrukturen der Bohrung auftreten, wodurch eine präzise Ermittlung des betreffenden 5 Messwerts sichergestellt ist. Unter "Bohrungsachse" ist hierbei die zum betreffenden Zeitpunkt bekannte Bohrungsachse zu verstehen, die gegebenenfalls sowohl von der Ist- als auch von der Soll-Bohrungsachse abweichen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Tastkörper zu einem vor-0 hergehenden Kontaktpunkt zurückbewegt wird, wenn während des Bewegens zum nächsten Kontaktpunkt ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement und dem Wandbereich der Bohrung auftritt, wonach der Tastkörper um eine veränderte Strecke vom Wandbereich der Bohrung wegbewegt und vorzugsweise parallel zur Bohrungsachse zum nächsten Kontaktpunkt bewegt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Messvorgang im 5 Fall eines fehlerhaften Kontakts zwischen dem Tastkörper und einem Wandbereich der Bohrung mit verändertem Abstand wiederholt wird, da ansonsten fehlerhafte Messwerte ermittelt werden könnten. Es versteht sich, dass grundsätzlich jede Veränderung der relativen Anordnung zwischen dem Wandbereich der Bohrung und dem Tastelement bzw. Tastkörper der Sensoreinrichtung bei der Ermittlung des die Ist-Geometrie charakterisierenden o Messwerts entsprechend berücksichtigt wird.
Dabei kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Strecke vergrößert wird, wenn der Schaft des Tastelements zwischen der Bohrungsachse und dem Wandbereich angeordnet ist, und/oder dass die Strecke verkleinert wird, wenn der Schaft des Tastelements 5 zwischen der Bohrungsachse und einer dem Wandbereich gegenüberliegenden Wand der
Bohrung angeordnet ist und/oder dass das Tastelement und das Bauteil relativ zueinander ausgerichtet werden. Auf diese Weise können unter Berücksichtigung der jeweiligen Messsituation etwaige Fehlmessungen zuverlässig verhindert werden.
o Eine weitere Verbesserung des Messergebnisses bei der Ermittlung der Ist-Bohrungsachse ist in weiterer Ausgestaltung dadurch gegeben, dass der zumindest eine Messwert verwor- fen wird, wenn das Tastelement beim mechanischen Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich einen weiteren Wandbereich der Bohrung in einem Abstand vom Tastkörper berührt und/oder zumindest zweimal kein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich hergestellt werden kann.
5
Weitere Vorteile ergeben sich, indem ein dem Wandbereich gegenüberliegender Wandbereich der Bohrung zum Herstellen des mechanischen Kontakts mit dem Tastkörper verwendet wird, wenn zumindest zweimal kein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich hergestellt werden kann. Mit anderen Worten wird das Tastele- o ment bzw. der Tastkörper beim wiederholten Auftreten eines Fehlers um etwa 180°±40° gedreht und mit dem dem ursprünglichen Wandbereich gegenüberliegenden Wandbereich in mechanischen Kontakt gebracht, wonach die Ermittlung des bzw. der Messwerte an diesem fortgesetzt wird. 5 In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ist- Bohrungsachse anhand des wenigstens einen gespeicherten Messwerts und/oder anhand einer Soll-Geometrie der Bohrung ermittelt wird. Dies hat sich insbesondere dann als vorteilhaft gezeigt, wenn keine ausreichende Anzahl an die Ist-Geometrie charakterisierenden Messwerten verfügbar ist oder wenn diese nicht mit der erforderlichen Genauigkeit be- o stimmt werden konnten.
Eine zusätzliche Verbesserung der Vermessungsgenauigkeit ist in weiterer Ausgestaltung dadurch gewährleistet, dass beim zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-Geometrie der Bohrung eine geometrische Ausgestaltung des Tastelements bzw. des Tastkörpers be- 5 rücksichtigt wird.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem das zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist- Geometrie der Bohrung unterbrochen und/oder abgebrochen wird, wenn sich der Tastkörper des Tastelements in einem Übergangsbereich zwischen der Bohrung und der Oberflä- o che befindet. Da sich im Übergangsbereich die Normalenvektoren ortsabhängig sehr stark verändern können, kann das Tastelement hier nur schwer zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse bewegt werden. Dies kann zu verschlechterten Messergebnissen fuhren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ist- Geometrie eines insbesondere trichterförmigen Einlauf- und/oder eines Auslaufbereichs der Bohrung ermittelt wird. Hierdurch können auch komplexe Übergangsgeometrien der Bohrung in die Oberfläche des Bauteils einfach ermittelt werden.
Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn die Ist-Geometrie des Einlauf- und/oder des Auslaufbereichs der Bohrung anhand von unteren und/oder oberen Führungskurven ermittelt wird. Viele trichterförmige Ein- bzw. Auslaufbereiche öffnen von einem im wesentlichen kreiszylindrischen Bohrungsabschnitt - kann aber auch unrund sein wie z.B. bei einem Langloch - in einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt mit verrundeten Ecken über einen bestimmten Öffnungswinkel γpro Quadrant (s. Fig. 16). Solche Formen können in guter Näherung über untere bzw. obere Führungskurven beschrieben werden. Diese Eigenschaft kann dann benutzt werden, um entsprechende Scann- Schnittprofile zu generieren, ohne dass auf Soll-Geometriedaten - beispielsweise von einem CAD-Modell - zurückgegriffen werden müsste.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere für thermische Strömungsmaschinen, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Sensoreinrichtung der Vorrichtung ein einen Tastkörper umfassendes Tastelement umfasst und mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung gekoppelt ist, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Mit Hilfe einer derart ausgebildeten Vorrichtung sind eine erhöhte Messgenauigkeit der wenigstens einen Bohrung gewährleistet und entsprechend verbesserte Aussagen über deren Güte ermöglicht. Weitere sich ergebende Vorteile sind bereits aus den vorhergehenden Beschreibungen zu entnehmen und gelten - soweit anwendbar - auch für die Vorrichtung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Tastkörper als Kugel und/oder als Spitze ausgebildet und/oder an einem distalen Endbereich des Tastelements angeordnet ist. Dies ermöglicht eine einfache Anpassbarkeit des Tastkörpers an die jeweiligen konstruktiven Ausgestaltungen der zu vermessenden Bohrung bzw. des zuge- ordneten Bauteils. Insbesondere können hierdurch unterschiedliche Oberflächen-Rauheiten und Bohrtiefen optimal berücksichtigt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem das Tastelement einen vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Schaft umfasst, an welchem der Tastkörper gehalten ist. Es können auch andere Formen wie z.B. Kegelform, gleiche Biegesteifigkeit, Kombination aus Formen wie z.B. Zylinder und Kegel sein. Mit Hilfe eines derartigen Schafts können einerseits tiefe Bohrungen mit geringem Bohrungsdurchmesser einfach vermessen werden, andererseits erlaubt eine insbesondere kreiszylindrische Ausgestaltung eine optimale Anordnung der Hauptstei- figkeitsrichtung des Tastelements entlang seiner Hauptachse.
In weiterer Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Tastelement in Abhängigkeit der Geometrie der Bohrung ausgebildet ist. Dies erlaubt eine besonders exakte Vermessung der Bohrung. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Tastelement einen vergleichsweise kleinen Tastkörper aufweist, um möglichst detaillierte Messer- gebnisse von Mikrogeometrieelementen der Bohrung, insbesondere von Rauheiten der Oberfläche, erhalten zu können. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass das Tastelement einen vergleichsweise großen Tastkörper aufweist, wodurch auch die Ermittlung von Makrogeometrieelementen der Bohrung, insbesondere von Mantellinien, Schnittprofilen und dergleichen, verbessert wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen: Fig. Ia eine schematische Schnittansicht eines Bauteils mit unterschiedlich ausgebildeten Bohrungen;
Fig. Ib eine schematische Aufsicht des in Fig. Ia gezeigten Bauteils;
Fig. 2 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines Bauteils mit einer Bohrung, in welcher ein Tastelement einer taktilen Sensoreinrichtung zum Vermessen der Bohrung entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse an einem glatten Wandbereich bewegt wird;
Fig. 3 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines Bauteils mit einer Bohrung, in welcher ein Tastelement einer taktilen Sensoreinrichtung zum Vermessen der Bohrung entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse an einem rauen Wandbereich bewegt wird;
Fig. 4 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Bauteils, wobei das Tastelement linear gegenüber einer Bohrungsachse um einen Winkel ausgelenkt angeordnet ist;
Fig. 5 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten Bauteils, wobei ein Schaft des Tastelements linear ausgelenkt und aufgrund einer Antastkraft elastisch gebogen ist;
Fig. 6 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten f Bauteils, wobei das Tastelement um einen Sicherheitswinkel gekippt gegenüber einer Bohrungsachse angeordnet ist;
Fig. 7 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei der Schaft des Tastelements mit einem Sicherheitsabstand ge- genüber dem rauen Wandbereich der Bohrung angeordnet ist; Fig. 8 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei das Tastelement und das Bauteil während des Vermessens relativ zueinander ausgerichtet werden;
Fig. 9a eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei in einer vorbestimmten Messtiefe innerhalb der Bohrung ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung hergestellt wird;
Fig. 9b eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils, wobei eine Relativlage zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung verändert wird;
Fig. 9c eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils, wobei ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem
Wandbereich der Bohrung in einer veränderten Messtiefe erkannt wird;
Fig. 9d eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils, wobei ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung beim Verändern der Messtiefe erkannt wird;
Fig. 10 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei in einer weiteren Messtiefe innerhalb der Bohrung ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper und dem Wandbereich der Bohrung hergestellt wird;
Fig. 11 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei das Tastelement und das Bauteil vor dem Vermessen bzw. während des Vermessens relativ zueinander ausgerichtet werden; Fig. 12 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei das Tastelement und das Bauteil während des Vermessens relativ zueinander ausgerichtet werden;
Fig. 13 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht eines Bauteils mit einer sich aufweitenden Bohrung;
Fig. 14 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils, wobei das Tastelement in Abhängigkeit der Geometrie der Bohrung ausgebildet ist;
Fig. 15 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht eines Bauteils mit einer Bohrung, welche einen trichterförmigen Auslaufbereich aufweist; und
Fig. 16 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 15 gezeigten Bauteils.
Fig. Ia zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bauteils 10 für eine thermische Strömungsmaschine und wird im Folgenden in Zusammenschau mit Fig. Ib erläutert werden, in welcher eine schematische Aufsicht des Bauteils 10 dargestellt ist. Das Bauteil 10 um- fasst unterschiedlich ausgebildete Bohrungen 12a-f, die sich zwischen einer ersten, eine Außengeometrie des Bauteils 10 definierenden Oberfläche 14a und einer zweiten, eine Innengeometrie des Bauteils 10 definierenden Oberfläche 14b erstrecken. Die Bohrungen 12a-f weisen jeweilige Bohrungsachsen 16'a-f mit entsprechenden Durchstoßpunkten 18a-f in der Oberfläche 14a und Durchstoßpunkten 18'a-f in der Oberfläche 14b auf. Im Folgenden werden die nominelle Soll-Bohrungsachse grundsätzlich mit 16, die zu ermittelnde Ist- Bohrungsachse mit 16' und die aktuell bekannte Bohrungsachse mit 16" bezeichnet werden, falls diese Unterscheidung erforderlich ist. Die aktuell bekannte Bohrungsachse 16" entspricht dabei im Idealfall der Ist-Bohrungsachse 16', kann jedoch aufgrund einer zu ge- ringen Anzahl Messwerte, aufgrund von Messungenauigkeiten oder wegen sonstiger Fehler von dieser abweichen. Eine entsprechende Nomenklatur wird - wo zweckdienlich - auch für Soll-, Ist- und aktuell bekannte Durchstoßpunkte 18, 18' und 18" der Bohrung 12 verwendet werden.
Die Bohrungen 12a-f dienen als Kühlluftbohrungen des Bauteils 10, sind in geringem Ab- stand zueinander angeordnet, gehen unter verschiedenen Winkeln in das Bauteil 10 ein und besitzen unterschiedliche Geometrien. Zudem können sie teilweise nahe an Wandbereichen des Bauteils 10 liegen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen besitzen die Bohrungen 12a-f jeweilige Durchmesser in der Größenordnung von etwa 1 mm. Bohrungsdurchmesser können aber auch deutlich kleiner sein z.B. 0,3 mm oder von der Zylinderform abweichen z.B. Langloch. Toleranzen an der äußeren Oberfläche 14a (z. B. Airfoil) bzw. der inneren Oberfläche 14b (z. B. Cavity bzw. Kern) oder ein Versatz von beiden zueinander erschweren eine prozessstabile Fertigung des Bauteils 10. Erschwerend kommt hinzu, dass große Toleranzen der Oberfläche 14a ein Verschieben, Verdrehen und Kippen des Bauteils 10 bewirken, was zusätzlichen Einfluss auf die Lage und Ausprägung der Bohrungen 12a-f hat. Die Lagetoleranzen der Bohrungen 12a-f können daher bis zu 1 mm betragen und liegen damit in der Größenordnung der Bohrungs-Durchmesser.
An die Bohrungen 12a-f - insbesondere im Fall von Formbohrungen wie Shaped Holes oder Turbulent Holes - werden jedoch hohe Anforderung hinsichtlich Lage und Ausprä- gung gestellt, um die spezifizierte Kühlleistung für das Bauteils 10 zu erreichen. Bei außerhalb der Fertigungstoleranzen liegenden Bohrungen 12 - beispielsweise aufgrund einer unzureichend ausgebildeten Trichterform - kann dies zu einer unzulässigen Überhitzung des Bauteils 10 führen. Dies wiederum kann die Funktionalität einer zugeordneten Strömungsmaschine nachteilig beeinflussen. Daher ist es erforderliche, die Bohrungen 12a-f mit hoher Messgenauigkeit vermessen zu können, um zuverlässige Aussagen über ihre Güte treffen zu können. Dies betrifft sowohl die Neuteilfertigung des Bauteils 10 als auch etwaige Wartungen, Reparaturen oder Überholungen (MRO).
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht ei- nes Bauteils 10 mit einer Bohrung 12. Zum Vermessen der Bohrung 12 wird ihre aktuelle Lage bezüglich des Bauteils 10 und ihre jeweilige Ist-Geometrie mittels einer taktilen Sen- soreinrichtung (nicht gezeigt) zumindest bereichsweise ermittelt. Die taktile Sensoreinrichtung umfasst hierzu ihrerseits ein taktiles Tastelement 20 mit einem zylindrisch ausgebildeten Schaft 22, welcher den Durchmesser Dl besitzt, und einem Tastkörper 24, welcher an einem distalen Endbereich des Tastelements 20 angeordnet und als Kugel mit dem Durch- messer D2 ausgebildet ist. Aufgrund des geringen Durchmessers der Bohrung 12 (z. B. Langloch) muss mit entsprechend kleinen Sensoreinrichtungen gearbeitet werden. Im Fall eines mittleren Durchmessers der Bohrung 12 von etwa 1 mm kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Tastkörper 24 einen Durchmesser D2 von etwa 0,2 mm und der Schaft 22 einen Durchmesser Dl von etwa 0,02 mm besitzt. Der Durchmesser D2 des Tastkörpers 24 ist hierdurch klein im Verhältnis zur Rautiefe bei rauen Bohrungsoberflächen.
Zum Vermessen der Bohrung 12 wird das Tastelement 20 daher entlang seiner Hauptstei- figkeitsachse H an einem glatten Wandbereich 21 (Fig. 2) bzw. einem rauen Wandbereich 21 (Fig. 3) der Bohrung 12 bewegt. Aufgrund der geringen Abmessungen der Bohrung 12 ist der Durchmesser D2 des Tastkörpers 24 beim rauen Wandbereich 21 vergleichsweise klein im Verhältnis zur Rautiefe gewählt. Eine rein rechnerische Kompensation von Auslenkungen des Tastkörpers 24, die durch die Antastkraft verursacht werden, ist insbesondere im Fall des rauen Wandbereichs 21 aufgrund des stark wechselnden Normalenvektors stark eingeschränkt bis unmöglich. Aufgrund der geringen Abmessungen des Tastelements 20 beeinflussen zudem Adhäsionseffekte die Vermessung der Bohrung 12 sowohl beim glatten als auch beim rauen Wandbereich 21. Indem das Tastelement 20 zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse H bewegt wird, werden negative Einflüsse wie beispielsweise Biegemomente des Schafts 22, Rauigkeiten des Wandbereichs 21 oder Adhäsionseffekte vorteilhaft minimiert. Dies führt zu Messergebnisse mit erheblich ver- besserter Genauigkeit sowohl bei Bohrungen 12 mit glatten Wandbereichen 21 (s. Fig. 2) als auch mit rauen Wandbereichen 21 (s. Fig. 3), wodurch entsprechend verbesserte Aussagen über die Güte der Bohrung 12 bzw. des gesamten Bauteils 10 ermöglicht sind.
Fig. 4 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Bauteils 10, wobei das Tastelement 20 der Sensoreinrichtung um einen Winkel α gegenüber der Bohrungsachse 16' bzw. der achsparallel zu dieser angeordneten Hauptsteifig- keitsachse H ausgelenkt und damit gekippt angeordnet ist. Das Tastelement 20 kann hierzu um einen Drehpunkt gekippt oder linear in einem Tastermodul (nicht gezeigt) der Sensoreinrichtung verschoben werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Tastkörper 24 bei Abweichungen von der Soll-Geometrie - z. B. durch Rauigkeit des Wandbereichs 21 - den Kontakt mit dem Wandbereich 21 beibehält. Der maximale Winkel α wird, wenn der Wandbereich 21 bzw. die Bohrungsachse 16' und die Hauptsteifigkeitsachse H des Tastelements 20 im Zustand ohne Auslenkung parallel sind, gemäß der Formel α=arctan(0,5*D2-0,5*Dl)/Tmax durch die Differenz zwischen dem halben Durchmesser D2 des Tastkörpers 24 und dem halben Durchmesser Dl des Schaftes 22 bei der maxima- len Messtiefe Tmax vorgegeben, wenn der Tastkörper 24, der in mechanischem Kontakt mit dem Wandbereich 21 steht, in der Bohrung 12 kippt und eine Biegung des Schaftes 22 durch die Auslenkkraft vernachlässigt wird. Der Schaft 22 des Tastelements 20 berührt hierbei in einem Abstand A vom Tastkörper 24 den Wandbereich 21 einmal. Nach dem Verkippen steht auch die Hauptsteifigkeitsachse H um den Winkel α gekippt gegenüber der Bohrungsachse 16', so dass die Bewegung des Tastelements 20 nunmehr entlang der Achse H* und damit überwiegend entlang der Hauptsteifigkeitsachse H erfolgt. Bei Abweichungen des Wandbereichs 21 von der Soll-Geometrie kann der Tastkörper 24 um den Betrag B ausgelenkt werden. In Abhängigkeit der Antastkraft kann zudem eine elastische Biegung des Schafts 22 auftreten.
Fig. 5 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 4 gezeigten Bauteils 10, wobei der Schaft 22 des Tastelements 20 gemäß Pfeil V linear ausgelenkt und aufgrund der Antastkraft elastisch gebogen ist, wodurch eine gewisse Kippung entsteht. Wenn der Tastkörper 24 entlang der Achse H* in der Bohrung 12 bewegt wird, tritt auf- grund des glatten Wandbereichs 21 und der elastischen Biegung des Schaftes 22 eine Verkippung auf und reduziert die möglichen Formabweichungen der Bohrung 12 und Rautie- fen des Wandbereichs 21 um den Betrag B.
Formabweichungen der Bohrungen 12 und Rautiefen der Wandbereiche 21 schränken den möglichen Auslenkwinkel α ein. Gleiches gilt für Biegung des Schaftes 22 durch die Antastkraft. Fig. 6 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei das Tastelement 20 um einen gegenüber dem maximal möglichen Winkel α verringerten Sicherheitswinkel αl gekippt gegenüber der achsparallel zur Bohrungsachse 16' verlaufenden Hauptsteifigkeitsachse H angeordnet ist. Der Sicherheitswinkel αl stellt bei einer Kippauslenkung und/oder Biegung des Schaftes 22 des Tast- elements 20 sicher, dass unter den gegebenen Werten eine unerwünschte Berührung zwischen dem Schaft 22 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 unterbleibt.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Abstand Al des Schafts 22 des Tastelements 20 vom Wandbereich 21 der Bohrung 12 derart gewählt werden, dass der Schaft 22 beim zu- mindest überwiegenden Bewegen des Tastelements 20 entlang seiner Hauptsteifigkeitsachse H bzw. H* nicht den Wandbereich 21 berührt. Fig. 7 zeigt hierzu eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei der Schaft 22 des Tastelements 20 mit dem Sicherheitsabstand Al gegenüber dem rauen Wandbereich 21 der Bohrung 12 angeordnet ist. Die lineare Auslenkung des Tastelements 20 ist mit dem Pfeil VII gekennzeichnet. Der Sicherheitsabstand Al gewährleistet, dass unter den gegebenen Werten eine Berührung zwischen dem Schaft 22 und dem Wandbereich 21 unterbleibt. Der Abstand Al kann beispielsweise durch geeignete Ausgestaltung von Schaft 22 und Tastkörper 24 des Tastelements 20 in Abhängigkeit der Geometrie der Bohrung 12 sichergestellt werden.
Wenn ein ausreichender Sicherheitswinkel αl bzw. Sicherheitsabstand Al aufgrund der großen Rautiefe oder der starken Formabweichung des Wandbereichs 21 unmöglich ist, werden das Bauteil 10 und das Tastelement 20 vor und/oder während des zumindest bereichsweisen Ermitteins der Ist-Geometrie der Bohrung 12 relativ zueinander ausgerichtet, sofern dies die geometrischen Verhältnisse erlauben. Üblicherweise wird dabei das Bauteil
10 bewegt, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung bzw. das Tastelement 20 bewegt werden. Natürlich können auch sowohl das Bauteil 10 als auch das Tastelement 20 bewegt werden. Die Änderung der relativen Lage wird bei den folgenden Vermessungsschritten entsprechend berücksichtigt. Fig. 8 zeigt zur weiteren Verdeutli- chung eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bau- teils 10, wobei das Bauteil 10 während des Vermessene derart um einen Winkel ß verschwenkt wird, dass der gewünschte Winkel α bzw. Abstand Al eingestellt wird.
Die Ist-Bohrungsachse 16' der gefertigten Bohrung 12 kann aufgrund von Fertigungstole- ranzen - Lage, Winkel oder beides - von der Soll-Bohrungsachse 16 abweichen. Kleine Bohrungsdurchmesser erfordern daher bei einer größeren Abweichung von der Soll- Bohrungsachse 16 eine Ausrichtung der Bohrung 12. Hierzu wird die durch die Abweichung der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" von der Ist-Bohrungsachse 16' hervorgerufene Formabweichung der Ist- von der Sollgeometrie der Bohrung 12 ermittelt. Mit Hilfe der ermittelten Formabweichung wird die Ist-Bohrungsachse 16' bestimmt und für eine anschließende, gezielte Ausrichtung von Bauteil 10 und Tastelement 20 zueinander verwendet. Bei geringen Abweichungen und/oder bei geringer Bohrungstiefe kann die Ausrichtung vorteilhaft entfallen. Vor einem Vermessen der Bohrung 12 wird die aktuelle Höhenlage der die Außengeometrie definierenden Oberfläche 14a ermittelt, um in einer bekann- ten Messtiefe T zu messen.
Fig. 9a zeigt zur näheren Erläuterung eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10. Dabei ist ein Versatz zwischen der Soll-Bohrung 12* mit der Soll-Bohrungsachse 16 und der Ist-Bohrung 12 mit der Ist-Bohrungsachse 16' sowie der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" schematisch dargestellt. In einer vorbestimmten Messtiefe T innerhalb der Bohrung 12 wird wiederholt ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 hergestellt wird. Bohrungen 12 mit geringer Formtoleranz und glatter Oberfläche können über einen Scannschnitt - beispielsweise einen Höhenschnitt - ausgerichtet werden, indem die durch eine Abweichung von der Soll-Bohrungsachse 16 hervorgerufene Formabweichung der Ist- von der Soll-Geometrie der Bohrung 12 ermittelt wird. Diese Formabweichung wird vorzugsweise zum Bestimmen der Ist-Bohrungsachse 16' mit anschließender Ausrichtung von Bauteil 10 und Tastelement 20 (vgl. Fig. 8) verwendet. Bei sehr rauen Wandbereichen 21 liefert das Verfahren mit einem Scann-Schnittprofϊl, beispielsweise einem Höhenschnitt, teilweise unzureichende Ergebnisse. Nachdem die Höhenlage der Oberfläche 14a über entsprechende Messwerte ermittelt wurde, wird der Tastkörper 24 insbesondere bei rauen Bohrungen 12 in einer definierten Messtiefe T, beispielsweise unterhalb eines strömungs- technischen Ein- bzw. Auslaufbereiches 26 der Bohrung 12 in die jeweilige Oberfläche 14a, 14b oder der Bohrung in den Trichter, gemäß Pfeil IXb in Richtung des Wandbereichs 21 gefahren bis ein Kontakt erfolgt. Der hierdurch ermittelte Messwert wird in einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Steuer- und Auswerteeinrichtung gespeichert. Der
Tastkörper 24 wird nachfolgend gemäß Pfeil DCa um einen definierten Betrag von der Bohrungswand abgehoben. Die beschriebenen Verfahrensschritte werden bedarfsweise ein- oder mehrmals wiederholt, um mehrere Messwerte auf dieser Ebene bzw. der obersten definierten Ebene analog zu ermitteln. Diese Messwerte werden benötigt, um Antastungen des Schaftes 22 bei den weiteren Messungen innerhalb der Bohrung 12 zu vermeiden. Der berührende Tastkörper 24 wird um einen definierten Betrag in Richtung aktuell bekannter Bohrungsachse 16" tiefer gesetzt. Tritt beim Tiefersetzen ein Kontakt mit dem Wandbereich 21 auf, wird in die Ausgangshöhenlage zurückzufahren und der Betrag beim Abheben gemäß Pfeil IXa erhöht, wenn sich die Achse des Schaftes 22 zwischen der Bohrungsachse 16" und demjenigen Wandbereich 21 befindet, an welchem der Messwert erfasst werden soll. Wenn sich die Achse des Schaftes 22 auf der aktuellen Bohrungsachse 16" oder zwischen der Bohrungsachse 16"und demjenigen Wandbereich 21 befindet, an dem kein Messwert erfasst werden soll, ist der Betrag zum Abheben entsprechend zu reduzieren. Die Erhöhung bzw. Reduzierung des Betrags erfolgt mit anderen Worten stets so, dass ein Kon- takt zwischen dem zu vermessenden Wandbereich 21 und dem Schaft 22 beim Bewegen des Tastelements 20 parallel der Bohrungsachse 16 bzw. mit zunehmender Tiefe T vermieden wird. Die maximale Messtiefe Tmax kann aus denjenigen Messwerten ermittelt werden, die unterhalb des strömungstechnischen Auslaufbereichs 26 der Bohrungen 12 ermittelt wurden.
Die einzelnen Verfahrensschritte werden zur weiteren Verdeutlichung anhand von Fig. 9b, 9c und 9d erläutert werden, wobei Fig. 9b eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils 10 zeigt, wobei eine Relativlage zwischen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 verändert wird. Fig. 9c zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils 10, wobei ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 in einer veränderten Messtiefe T erkannt wird und Fig. 9d zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 9a gezeigten Bauteils 10, wobei ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 beim Verändern der Messtiefe T erkannt wird.
Vor einem Messschnitt in der Bohrung 12 wird die aktuelle Höhenlage der Außengeometrie 14a bestimmt, um in einer bekannten Bohrungstiefe T zu messen. Bohrungen 12 mit geringer Formtoleranz und glatter Oberfläche lassen über einen Höhenschnitt in der Bohrung 12 ausrichten, indem die Formabweichung der gemessenen Geometrie von der nominellen Geometrie hervorgerufen durch eine Abweichung der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" von der Ist-Bohrungsachse 16' ermittelt wird. Die Formabweichung wird zum Bestimmen der Ist-Bohrungsachse 16' verwendet. Die anschließende Schwenkbewegung des Bauteils 10 in die Achse des berührenden Sensors kann als einzelne Bewegung sofort, aber auch erst vor einem Messvorgang erfolgen bzw. kann Bestandteil einer Schwenkbe- wegung für den Start des Messvorganges sein. Die Güte der Ausrichtung kann über einen weiteren Scann- oder Höhenschnitt - vorzugsweise auf der gleichen Höhe, um gleiche Bedingungen zu haben - überprüft werden. Wenn die Formabweichung unterhalb eines Schwellwertes liegt, dann kann mit dem Messen der Bohrung 12 begonnen werden. Wenn die Formabweichung über einem Schwellwert liegt, dann wird mit den ermittelten Daten die Bohrung 12 nochmals ausgerichtet. Die Güte der Ausrichtung kann über einen weiteren Höhenschnitt - vorzugsweise auf der gleichen Höhe, um gleiche Bedingungen zu haben - überprüft werden. Der Vorgang wird solange fortgesetzt, bis die Güte oder ein anderes Abbruchkriterium erreicht ist. Bei rauen Oberflächen der Wandbereiche 21 liefert das Verfahren mit einem Höhenschnitt oft unzureichende Ergebnisse. Nachdem die Höhenlage der Außengeometrie 14a über Messwerte ermittelt wurde, wird bei rauen Bohrungen 12 in einer definierten Messtiefe T, z. B. unterhalb des gegebenenfalls trichterförmigen Auslaufbereiches 26 der Bohrung 12 in die Außenfläche 14a, in Richtung des Wandbereichs 21 gefahren, bis ein mechanischer Kontakt mit dem Tastkörper 24 erfolgt. Aus dem hierdurch ermittelten Kontaktpunkts wird ein die Ist-Geometrie des Wandbereichs 21 am Kontakt- punkt charakterisierender Messwert abgeleitet und wird gespeichert. Der Tastkörper 24 wird gemäß Pfeil IXa um einen definierten Betrag vom Wandbereich 21 abgehoben (Fig. 9a). Es werden nun in der zuvor beschriebenen Weise alle benötigten Messwerte auf dieser Ebene bzw. der obersten definierten Ebene ermittelt und gespeichert. Diese Messwerte werden verwendet, um Antastungen des Schaftes 22 bei weiteren Mes- sungen in abweichenden Messtiefen T zu vermeiden. Der Tastkörper 24 wird nun um einen definierten Betrag in Richtung aktuell bekannter Bohrungsachse 16" tiefer gesetzt. Tritt ein Kontakt K beim Tiefersetzen gemäß Pfeil IXc mit dem anzutastenden Wandbereich 21 auf, dann wird das Tastelement 20 in die Ausgangshöhenlage oder in eine davon abweichende Sicherheitslage bewegt. Der Betrag wird beim nächsten Abheben gemäß Pfeil IXd erhöht, wenn der Abstand der Achse des Schaftes 22 weiter als der minimale Abstand Amin zu den Wandbereichen 21 ist. Sollte der minimale Abstand Amin erreicht sein, wird die Relativlage (Fig. 9b) des Tastkörpers 24 und des Wandbereichs 21 durch Verschiebung und/oder Rotation verändert, wobei vorzugsweise das Bauteil 10 bewegt wird, um Biegemomente beim Tastelement 20 durch die Schwerkraft zu vermeiden. Hierdurch kann der Tastkörper 24 in die gewünschte Messtiefe T bewegt werden. Diese Relativbewegung kann auch alternativ zur Erhöhung des Betrags beim Abheben erfolgen. Die Auswertung des Schaltsignals des Tastkörpers 24 ergibt, von welcher Richtung der Kontakt mit dem Wandbereich 21 erfolgt ist (Fig. 9c). Wenn der Kontakt beim Tiefersetzen mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 aufgetreten ist, dann wird der Tastkörper 24 zurück in die Ausgangshöhenlage bzw. in eine Sicherheitslage bewegt, und der Betrag beim Abheben wird reduziert, ohne jedoch den minimalen Abstand Amin zu unterschreiten.
Alternativ kann auch die Relativlage des Tastkörpers 24 zum Wandbereich 21 - vorzugsweise wird auch hier das Bauteil 10 bewegt, um Biegemomente des Tastelements 20 durch die Schwerkraft zu vermeiden - verändert (Verschiebung, Rotation) werden, so dass der Tastkörper 24 gemäß Pfeil IXg in die gewünschte Messtiefe T bewegt werden kann (Fig. 9d). Die Änderung der Relativlage, die durch die Pfeil IXe bzw. IXf angedeutet ist, wird wie bereits beschrieben berücksichtigt. Die sich hieraus ergebende Änderung des Kontaktpunkts K wird beim Ableiten des Messwertes berücksichtigt, wenn sie relevant ist. Das weitere Erfassen der Kontaktpunkte K und das Ableiten der entsprechenden Messwerte für die Ausrichtung kann grundsätzlich entweder nach dem Mantellinienverfahren, dem Höhenlinienverfahren, in beliebiger Reihenfolge oder in einer beliebigen Kombination aus den Verfahren durchgeführt werden.
Beim Mantellinienverfahren wird der Tastkörper 24 um einen definierten Betrag vom Wandbereich 21 abgehoben und um einen definierten Betrag in Richtung aktuell bekannter Bohrungsachse 16" tiefer bewegt. Tritt ein Kontakt beim Tiefersetzen mit dem anzutastenden Wandbereich 21 auf, dann ist in die Ausgangshöhenlage zurückzufahren bzw. in eine Sicherheitslage zu fahren, und der Betrag beim Abheben ist zu erhöhen, wenn der Abstand der Achse des Schaftes 22 größer als der minimale Abstand Amin zu den Wandbe- reichen 21 ist. Sollte der minimale Abstand Amin erreicht sein, wird die Relativlage zwischen Tastkörpers 24 und Wandbereich 21 verändert (Verschiebung, Rotation), so dass der Tastkörper 24 in die Messtiefe T fahren kann. Diese Relativbewegung kann auch alternativ zur Erhöhung des Betrags beim Abheben erfolgen. Die Auswertung des Schaltsignals ergibt, von welcher Richtung der Kontakt mit dem Tastkörper 24 erfolgt ist. Wenn der Kon- takt beim Tiefersetzen mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 aufgetreten ist, dann ist in die Ausgangshöhenlage zurückzufahren bzw. in eine Sicherheitslage zu fahren, und der Betrag beim Abheben zu reduzieren, ohne den minimalen Abstand Amin zu unterschreiten. Alternativ kann auch die Relativlage des Tastkörpers 24 und des Wandbereichs 21 zueinander verändert (Verschiebung, Rotation) werden, so dass der Tastkörper 24 in die Messtiefe T fahren kann. Die Änderung der Relativlage wird im Prozess berücksichtigt. Die sich hieraus ergebende Änderung des Kontaktpunktes K wird beim Ableiten des Messwerts berücksichtigt, wenn sie relevant ist. Tritt beim anschließenden Tiefersetzen wieder Kontakt mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 auf, dann wird Vorgang so lange wiederholt, bis der Tastkörper 24 in die gewünschte Messtiefe T fahren kann bzw. ein anderes Abbruchkriterium erreicht ist. Wenn an anderes Abbruchkriterium erreicht ist, dann werden Messwerte an der nächsten definierten Lage ermittelt. Wenn kein Kontakt beim Fahren in die Messtiefe T aufgetreten ist, dann wird der Tastkörper 24 in Richtung des Wandbereichs 21 bewegt. Tritt ein Kontakt vor dem Wert aus (0,5*D2-0,5*Dl) plus vorheriger Betrag vom Abheben auf, dann erfolgte eine Antastung mit dem Tastkörper 24 und der Messwert wird gespeichert. Tritt Kontakt erst bei (O,5*D2-O,5*D1) plus vorheriger Betrag vom Abheben oder einem größeren Wert auf, dann wird der Messwert verworfen, denn es erfolgte ein Antasten mit dem Schaft 22. Nach dem Erreichen der definierten Anzahl an Messwerten entlang der Mantellinie werden beim Mantellinienverfahren Messwerte analog dem beschriebenen Verfahren bei den nächsten Mantellinien - z. B. in positiver Drehrichtung +30 Grad, anschließend in negativer Drehrichtung -30 Grad, anschließend in der nächsten positiven Drehrichtung +60 Grad, anschließend in negativer Drehrichtung -60 Grad usw. - aufgenommen. Das Verfahren wird so lange vorgesetzt, bis alle Mantellinien an den definierten Lagen ermittelt sind. Wenn zwei Antastungen entlang der Mantellinie gescheitert sind, kann vorgesehen sein, dass die Erfassung von Messwerten entlang dieser Mantellinie abgebrochen und auf die andere Seite der Bohrungsachse 16", d. h. um 180 Grad versetzt, fortgesetzt wird. Dort werden gemäß dem beschriebenen Verfahren Messwerte in positiver und negativer Drehrichtung entlang von Mantellinien aufgenommen.
Beim Höhenlinienverfahren wird der Tastkörper um einen definierten Betrag vom Wandbereich 21 abgehoben und die Ausgangshöhenlage zurückgefahren bzw. in eine Sicher- heitslage gefahren und der Betrag zum Abheben definiert. Der Betrag wird dabei so klein wie möglich gewählt, um ein Antasten durch den Schaft 22 sicher zu erkennen - vom zugehörigen Referenzpunkt auf der obersten Ebene. Der Referenzpunkt ist wichtig, um Kenntnis von der Ist-Geometrie zu haben und ein Antasten mit dem Schaft 22 erkennen zu können. Anschließend wird der Tastkörper 24 wieder auf die Höhenlinie gefahren, um den Messwert zu ermitteln bzw. abzuleiten. Durch das Tiefersetzen in Verbindung mit dem kleinen Betrag zum Abheben wird sichergestellt, dass ein Antasten mit dem Tastkörper 24 anstatt mit dem Schaft 22 erfolgt. Wenn ein Messen auf der Höhenlinie ohne ein Zurückfahren auf die Ausgangshöhenlage bzw. eine Sicherheitslage erfolgt, dann kann es zum Antasten am Schaft 22 durch eine große Rautiefe des Wandbereichs 21 kommen, ohne dass dieser Umstand erkannt werden kann. Wenn die Rautiefen so klein sind, dass eine Antastung mit dem Schaft 22 ausgeschlossen ist, dann besteht auch die Möglichkeit, Messstellen innerhalb der Höhenlinie ohne ein Zurückfahren auf die Ausgangshöhenlage bzw. eine Sicherheitsposition anzufahren. Tritt ein Kontakt beim Tiefersetzen mit dem anzutastenden Wandbereich 21 auf, dann ist in die Ausgangshöhenlage zurückzufahren bzw. in eine Si- cherheitslage zu fahren, und der Betrag beim Abheben ist zu erhöhen, wenn der Abstand der Achse des Schaftes 22 größer als der minimale Abstand zu den Wandbereichen 21 ist. Sollte der minimale Abstand erreicht sein, wird die Relativlage des Tastkörpers 24 und des Wandbereichs 21 - vorzugsweise wird das Bauteil gedreht, um Biegemomente beim berührenden Sensor durch die Schwerkraft zu vermeiden - verändert (Verschiebung, Rotation), so dass der Tastkörper 24 in die gewünschte Messtiefe T fahren kann. Diese Relativbewe- gung kann auch alternativ zur Erhöhung des Betrags beim Abheben erfolgen. Die Auswertung des Schaltsignals ergibt, von welcher Richtung der Kontakt mit dem Tastkörper 24 erfolgt ist. Wenn der Kontakt beim Tiefersetzen mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 aufgetreten ist, dann ist in die Ausgangshöhenlage zurückzufahren bzw. in eine Sicherheitslage zu fahren und der Betrag beim Abheben zu reduzieren, ohne den minimalen Ab- stand zu den Wandbereichen 21 der Bohrung 12 zu unterschreiten. Alternativ kann auch die Relativlage des Tastkörpers 24 und des Wandbereichs 21 - vorzugsweise wird das Bauteil gedreht, um Biegemomente beim berührenden Sensor durch die Schwerkraft zu vermeiden - verändert (Verschiebung, Rotation) werden, so dass der Tastkörper 24 in die gewünschte Messtiefe T fahren kann. Die Änderung der Relativlage wird im Prozess berück- sichtigt. Die sich hieraus ergebende Änderung des Kontaktpunkts K wird beim Ableiten des Messwertes berücksichtigt, wenn sie relevant ist. Tritt beim anschließenden Tiefersetzen wieder Kontakt mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 auf, dann wird der Vorgang so lange wiederholt, bis der Tastkörper 24 in die Messtiefe T fahren kann bzw. ein anderes Abbruchkriterium erreicht ist. Wenn ein anderes Abbruchkriterium erreicht ist, dann werden Messwerte an der nächsten definierten Lage ermittelt. Wenn kein Kontakt beim Fahren in die Messtiefe T aufgetreten ist, dann wird Richtung Wandbereich 21 gefahren. Tritt Kontakt vor dem Wert aus (O,5*D2-O,5*D1) plus vorheriger Betrag vom Abheben auf, dann erfolgte eine Antastung mit dem Tastkörper 24 und der abgeleitete Messwert wird gespeichert. Tritt Kontakt erst bei einem Wert auf, der gleich oder größer ist als (O,5*D2-O,5*D1) plus vorheriger Betrag vom Abheben, dann wird der Messwert verworfen, denn es erfolgte ein Antasten mit dem Schaft 22. Nach dem Erreichen der definierten Anzahl an Mess werten auf der Höhenlinie werden beim Höhenlinienverfahren Messwerte analog dem beschriebenen Verfahren bei der nächsten Höhenlinie aufgenommen. Das Verfahren wird so lange vorgesetzt, bis alle Höhenlinien an den definierten Lagen ermittelt sind. Bei der beliebiger Reihenfolge kommen die oben beschriebenen Grundsätze zum Tragen. Tritt beim anschließenden Tiefersetzen wieder ein Kontakt K mit dem gegenüberliegenden Wandbereich 21 auf, dann wird Vorgang so lange wiederholt, bis der Tastkörper 24 in die gewünschte Messtiefe T bewegt werden kann bzw. ein anderes Abbruchkriterium erreicht ist. Wenn an anderes Abbruchkriterium erreicht ist, dann werden Messwerte an der nächsten definierten Lage aufgenommen. Wenn die Achse des Schaftes 22 auf der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" oder in Richtung zu demjenigen Wandbereich 21 angeordnet ist, an dem kein Messwert erfasst werden soll, wird der Betrag zum Abheben gemäß Pfeil IXh reduziert. Die Erhöhung oder Reduzierung der Werte sowie die Änderung der Relativ- läge zwischen dem Tastkörper 24 und dem Bauteil 10 wird derart vorgenommen, dass ein Kontakt zwischen dem Wandbereich 21 und dem Schaft 22 des Tastelements 20 vermieden wird. Der mögliche Verfahrbereich und die mögliche Änderung der Relativlage zwischen dem Tastelement 20 und dem Bauteil 10 kann aus denjenigen Messwerten, die in einer definierten Messtiefe T, z. B. unterhalb des Einlaufbereichs 26 der Bohrungen 12, erfasst wurden, ermittelt werden.
Fig. 10 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei in einer weiteren Messtiefe T unterhalb des Ein- bzw. Auslaufbereichs 26 der Bohrung 12 ein mechanischer Kontakt K zwischen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 der Bohrung 12 hergestellt wird. Wenn kein Kontakt beim Bewegen des Tastelements 20 gemäß Pfeil Xa in die jeweilige Messtiefe T aufgetreten ist, dann wird der Tastkörper 24 gemäß Pfeil Xb zum zu vermessenden Wandbereich 21 bewegt und mit diesem am Kontaktpunkt K in mechanischen Kontakt gebracht. Tritt ein mechanischer Kontakt vor der Differenz der halben Durchmesser (O,5*D2-O,5*D1) plus dem vorheriger Be- trag vom Abheben auf, dann wird eine erfolgreiche Antastung mit dem Tastkörper 24 angenommen und der hieraus abgeleitete Messwert wird gespeichert. Tritt der mechanische Kontakt erst bei einer Differenz auf, die gleich oder größer ist, als die Differenz der halben Durchmesser (0,5*D2-0,5*Dl) plus dem vorheriger Betrag vom Abheben, dann wird kein Messwert abgeleitet bzw. der Messwert wird verworfen, denn es erfolgte ein Antasten mit dem Schaft 22 (vgl. Fig. 13). Nach dem Ermitteln einer vorbestimmten Anzahl an Messwerten entlang einer Mantellinie der Bohrung 12 kann vorgesehen sein, dass weitere Messwerte analog den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten bei einer nächsten Mantellinie in positiver Drehrichtung - z.B. +30° - ermittelt, anschließend in negativer Drehrichtung - z.B. -30° - anschließend in der nächsten positiven Drehrichtung - z.B. +60° - anschließend in negativer Drehrichtung - z.B. -60° - usw.. Es kann vorgesehen sein, dass die beschriebenen Verfahrensschritte so oft wiederholt werden, bis mehrere Mantellinien an definierten Lagen der Bohrung 12 ermittelt sind. Dabei hat es sich zur Steigerung der Messgenauigkeit als vorteilhaft gezeigt, dass die Ermittlung von Messwerten entlang einer Mantellinie abgebrochen und auf der anderen Seite des Wandbereichs 21 - d.h. um 180 Grad versetzt - fortgesetzt wird, wenn zwei Antastungen entlang der betreffenden Mantellinie gescheitert sind. Dort werden gemäß den beschriebenen Verfahrensschritten weitere Messwerte in positiver und negativer Drehrichtung entlang von Mantellinien aufgenommen. Die Ermittlung der Messwerte kann natürlich auch in beliebiger Reihenfolge - beispielsweise entlang von Höhenschnittlinien - durchge- führt werden.
Anhand der ermittelten Messwerte wird über die Bohrungsform - bei einer runden Bohrung 12 über einen Ausgleichzylinder - die aktuell bekannte Bohrungsachse 16" durch Berechnung aktualisiert und/oder präzisiert, die idealerweise koaxial zur Ist-Bohrungsachse 16' verläuft. Statistische Kennwerte - z. B. maximaler positiver und negativer Punktabstand, Koeffizient für Güte der Zylinderform -können für die Bewertung der Bohrung 12 herangezogen werden. Das Bauteil 10 oder der Tastkörper 24 werden relativ zueinander um einen Winkel ß verschwenkt, dass die ermittelte Bohrungsachse 16" und die Achse des Schaftes 22 parallel sind. Der eingeschwenkte Zustand bildet die Basis für weitere Verfah- rensschritte. Fig. 11 zeigt hierzu eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei das Bauteil 10 vor bzw. während dem Vermessen um den Winkel ß verschwenkt und damit relativ zum Tastelement 20 ausgerichtet wird. Sollte nur eine unzureichende Anzahl von Messwerten - z. B. aufgrund einer großen Abweichung der Ist-Bohrungsachse 16' von der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" - beim ersten Messlauf erfasst werden können, so wird der Ablauf Ermitteln der Messwerte, Ermitteln der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" und Eindrehen des Bauteils 10 und/oder des Tastelements 20 auf Basis der ermittelten Bohrungsachse 16" entsprechend wiederholt.
Der Schwenkwinkel ß wird vorzugsweise - wie bereits beschreiben - so gewählt, dass beim Bewegen des Tastelements 20 keine Kollision zwischen dem Schaft 22 und dem Wandbereich 21 auftreten kann. Fig. 12 zeigt hierzu eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei das Bauteil 10 während des Ver- messens um den Schwenkwinkel ß gedreht bzw. verschwenkt wird, so dass die aktuell bekannte Bohrungsachse 16" sich der Ist-Bohrungsachse 16' zumindest weitgehend annähert. Bei einer Ausrichtung der Bohrung 12 entlang von Mantellinien, Höhenlinien, Kombination hiervon, wird als Tastkörper 24 vorzugsweise eine möglichst große Kugel zusammen mit einem möglichst dünnen Schaft 22 verwendet, um zuverlässige Messwerte trotz einer Abweichung der Ist-Bohrungsachse 16' von der nominellen Soll-Bohrungsachse 16 bzw. der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" von der Ist-Bohrungsachse 16' zu erhalten. Das Vermessen (Scannen) der Bohrung 12 erfolgt wie bereits erwähnt durch zumindest überwiegendes Bewegen des Tastelements 20 entlang seiner Hauptsteifigkeitsrichtung H. Die Hauptsteifigkeitsrichtung H wird entweder entlang der Ist-Bohrungsachse 16' bei einer ausgerichteten Bohrung 12 oder entlang der aktuell bekannten Bohrungsachse 16" bei einer nicht ausgerichteten Bohrung 12 angeordnet. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Hauptsteifigkeitsrichtung H, um den Abstand Al bzw. den Winkel αl zwischen Bohrungsachse 16' und Schaft 22 zu vergrößern, bei eingeschwenkter Bohrungsachse 16' oder durch ein Nachführen von Bauteil 10 und/oder Tastkörper 24 während des Vermessens entsprechend ausgerichtet wird.
Fig. 13 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des Bauteils 10 mit einer sich von der Außenfläche 14a zur Innenfläche 14b aufweitenden Bohrung 12. Dabei wird insbesondere deutlich, dass es beim Vermessen von Bohrungen 12, die sich aufweiten oder Hinterschnitte besitzen, zu einem Antasten des Schafts 22 kommen kann, wenn der Tastkörper 24 gemäß Pfeil XIIIa zum Wandbereich 21 hin bewegt wird und die aktuell be- kannte Bohrungsachse 16" zu stark von der Ist-Bohrungsachse 16' abweicht bzw. das Bauteil 10 und das Tastelement 20 nicht entsprechend zueinander ausgerichtet sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass als Tastkörper 24 eine Kugel mit einem möglichst kleinen Durchmesser D2 oder eine Tastspitze verwendet wird, um den Wandbereich 21 möglichst detailliert vermessen zu können. Die Verschiebung des Kontaktpunkts K zwi- sehen dem Tastkörper 24 und dem Wandbereich 21 werden bei der Ermittlung der Messwerte berücksichtigt, sofern dieser signifikanten Einfluss auf das Messergebnis hat. Bei entsprechend kleinem Durchmesser D2 des Tastkörpers 24 und geringem Winkel αl hat diese Verschiebung nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Messergebnis. Die Anzahl der Messschnitte ist vorzugsweise größer gleich drei bei einer zumindest im Wesentli- chen kreiszylindrischen Bohrung 12. Die erforderlich Anzahl der Scannschnitte bzw. die Anzahl der Messwerte pro Schnitt werden jedoch grundsätzlich durch die Messaufgabe mitbestimmt. Fig. 14 zeigt zur weiteren Erläuterung eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Bauteils 10, wobei das Tastelement 20 und der Tastkörper 24 in Abhängigkeit der Geometrie der Bohrung 12 ausgebildet sind und ver- gleichsweise kleine Durchmesser Dl, D2 besitzen, um eine möglichst detaillierte Vermessung der Wandbereiche 21 zu ermöglichen.
Bei der Berechnung von Formelementen - beispielsweise Kreiszylindern im Fall von im Querschnitt kreisrunden Bohrungen 12 - wird in weiterer Ausgestaltung zusätzlich der Auslauflaufbereich 26 ermittelt bzw. als weitere Geometrieelemente bei der Berechnung des Formelementes für die Bohrung 12 berücksichtigt. Viele Trichter öffnen von einer runden Bohrung 12 oder von einem beliebigen Querschnitt - z. B. Langloch - in einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt mit verrundeten Ecken über einen Öffhungswinkel γpro Quadrant. Fig. 15 zeigt hierzu eine schematische und ausschnittsweise Perspektivan- sieht eines Bauteils 10 mit einer Bohrung 12, welche einen kreiszylinderförmigen Bereich 28 und den trichterförmigen Auslaufbereich 26 aufweist.
Die Oberfläche 14a ist dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit transparent dargestellt. Der trichterförmige Auslaufbereich 26, der einen Übergangsbereich 32 mit der Oberfläche 14a besitzt, öffnet in erster Näherung von einem runden in einen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt mit verrundeten Ecken über einen bestimmten Öffhungswinkel γ pro Quadrant. Derartige Formen können vorteilhaft zumindest näherungsweise über umlaufende Geraden 34 beschrieben werden, die eine untere, hier kreisförmige Führungskurve 30a und eine obere, hier rechteckige Führungskurve mit abgerundeten Ecken 30b miteinander verbindet. Diese Eigenschaft kann vorteilhaft verwendet werden, um Höhen- bzw. allge- meine Scannschnitte zu generieren, ohne dass auf Solldaten von einem CAD-Modell zurückgegriffen werden muss. Die Schnittaufteilung erfolgt vorzugsweise so, dass Querkräfte auf das berührende Tastelement 20 minimal werden. Vor dem Vermessen der Bohrung 12 erfolgt wie zuvor beschrieben die Erfassung der Höhenlage über Messwerte rund um den trichterförmigen Auslaufbereich 26a. Mit Kenntnis dieser Höhenlage kann die Vermessung am Übergang zwischen dem Auslaufbereich 26a und der Oberfläche 14a gezielt gestoppt werden. Weiterhin können mit Kenntnis der Höhenlage charakteristische Messwerte vom zu messenden Trichtertyp ermittelt werden, um die Orientierung des Auslaufbereichs 26a zu erfassen, wenn eine Drehung der Bohrung 12 um die Ist-Bohrungsachse 16' gegenüber der nominalen Ausrichtung vorhanden bzw. angenommen wird. Diese Verdrehung wird beispielsweise über eine Anpassung der oberen Führungskontur 30b berücksichtigt.
Vor dem Scannschnitt werden das Bauteil 10 und/oder das Tastelement 20 derart zueinander ausgerichtet, so dass zwischen dem Schaft 22 und dem Wandbereich 21 der Bohrung - wie vorstehend beschrieben - der geforderte Sicherheitswinkel αl bzw. Sicherheitsabstand Al besteht. Fig. 16 zeigt hierzu eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht des in Fig. 15 dargestellten Bauteils 10. Bei Auslaufbereichen 26a mit kleinem Öffhungswinkel γ kann das Einschwenken grundsätzlich entfallen. Es wird ein Tastkörper 24 mit möglichst kleinem Durchmesser D2 oder eine Tastspitze verwendet, um den Trichter zwischen dem Auslaufbereich 26a und dem Einlaufbereich 26b der zylindrischen Bohrung 12 möglichst detailliert aufnehmen zu können. Die Bohrung 12 besitzt im Bereich der Innenoberfläche
14b den Einlaufbereich 26c. Die Verschiebung des Antastpunktes zwischen dem Tastkörper 24 und dem Auslaufbereich 26a wird bei den Messwerten berücksichtigt, sofern diese signifikanten Einfluss auf das Messergebnis hat. Bei entsprechend kleinem Durchmesser D2 und geringem Einschwenkwinkel ß hat diese Verschiebung nur einen vernachlässigba- ren Einfluss auf das Messergebnis.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Vermessen wenigstens einer Bohrung (12) in zumindest einer Ober- 5 fläche (14a, 14b) eines Bauteils (10), insbesondere für thermische Strömungsmaschinen, bei welchem eine Ist-Geometrie der wenigstens einen Bohrung (12) mittels einer taktilen Sensoreinrichtung zumindest bereichsweise ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Tastkörper (24) umfassendes Tastelement (20) der taktilen Sensoreinrichtung beim zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-0 Geometrie der Bohrung (12) zumindest überwiegend entlang seiner Hauptsteifϊg- keitsachse (H) bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteifigkeits- achse (H) des Tastelements (20) zumindest im Wesentlichen parallel und/oder um 5 einen Winkel (α,αl ) gekippt gegenüber einer Bohrungsachse (16) der Bohrung (12) und/oder entlang einer Falllinie eines Wandbereichs (21) der Bohrung (12) angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) höchs-0 tens so groß gewählt wird, dass beim Anordnen des Tastkörpers (24) des Tastelements (20) in einer maximalen Messtiefe (Tmax) innerhalb der Bohrung (12) der Wandbereich (21) der Bohrung (12) von einem Schaft (22) des Tastelements (20) in einem Abstand (A) vom Tastkörper (24) berührt wird, wobei mittels des Tastkörpers (24) ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement (20) und dem 5 Wandbereich (21) zum Ermitteln der Ist-Geometrie hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (αl) und/oder ein Abstand (Al) des Schafts (22) des Tastelements (20) vom Wandbereich (21) der Bohrung (12) derart eingestellt wird, dass der Schaft (22) beim zu- o mindest überwiegenden Bewegen des Tastelements (20) entlang seiner Hauptstei- figkeitsachse (H) den Wandbereich (21) nicht berührt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement (20) und dem Wandbereich (21) im Bereich einer Außenoberfläche (14a) und/oder einer Innenoberflä-
5 che ( 14b) des Bauteils (10) hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) und das Tastelement (20) vor und/oder während des zumindest bereichsweisen Ermitteins der Ist-Geometrie der Bohrung (12) relativ zueinander aus-0 gerichtet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten in Abhängigkeit einer Abweichung der Ist-Geometrie von einer Soll-Geometrie der Bohrung (12) durchgeführt wird. 5
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des zumindest bereichsweisen Ermitteins der Ist-Geometrie der Bohrung (12) eine Ist-Bohrungsachse (16') ermittelt wird. 0 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Bohrungsachse (16') unter Berücksichtigung einer Ist-Höhenlage der Oberfläche (14a, 14b) des Bauteils (10) ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist- 5 Bohrungsachse ( 16') unter Berücksichtigung einer Differenz zwischen einem Ist- und einem Soll-Schnittprofil der Bohrung (12) ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Ist-Bohrungsachse (161) in einer vorbestimmten Messtiefe (T) inner- o halb der Bohrung ( 12) ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) der Bohrung (12) hergestellt und anhand des Kontakt- punktes zumindest ein die Ist-Geometrie des Wandbereichs (21) am Kontaktpunkt charakterisierender Messwert gespeichert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Kon- 5 takt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) der Bohrung (12) in mehreren Messtiefen (T) und/oder an unterschiedlichen Kontaktpunkten derselben Messtiefe (T) und/oder entlang wenigstens einer Mantellinie der Bohrung (12) und/oder entlang wenigstens einer Höhenlinie der Bohrung (12) hergestellt und anhand der Kontaktpunkte mehrere die Ist-Geometrie des Wandbereichs (21) am je- o weiligen Kontaktpunkt charakterisierende Messwerte gespeichert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Kontakt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) der Bohrung (12) entlang mehrerer Mantellinien und/oder Höhenlinien der Bohrung (12) hergestellt5 und anhand der Kontaktpunkte mehrere die Ist-Geometrie des Wandbereichs (21) am jeweiligen Kontaktpunkt charakterisierende Messwerte gespeichert werden, wobei die Mantellinien und/oder die Höhenlinien an unterschiedlichen Umfangspo- sitionen der Bohrung (12) angeordnet sind. 0 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkörper (24), vorzugsweise nach dem Speichern eines jeweiligen Messwerts, um eine Strecke vom Wandbereich (21) der Bohrung (12) wegbewegt und vorzugsweise parallel zur Bohrungsachse (16) zum nächsten Kontaktpunkt bewegt wird.
5 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkörper (24) zu einem vorhergehenden Kontaktpunkt zurückbewegt wird, wenn während des Be- wegens zum nächsten Kontaktpunkt ein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastelement (20) und dem Wandbereich (21) der Bohrung (12) auftritt, wonach der Tastkörper (24) um eine veränderte Strecke vom Wandbereich (21) der Bohrung (12) wegbewegt und vorzugsweise parallel zur Bohrungsachse ( 16) zum nächsten
Kontaktpunkt bewegt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke vergrößert wird, wenn der Schaft (22) des Tastelements (20) zwischen der Bohrungsachse (16) und dem Wandbereich (21) angeordnet ist, und/oder dass die Strecke verkleinert wird, wenn der Schaft (22) des Tastelements (20) zwischen der Bohrungsachse (16) und einer dem Wandbereich (21) gegenüberliegenden Wand der Bohrung (12) angeordnet ist und/oder dass das Tastelement (24) und das Bauteil (10) relativ zueinander ausgerichtet werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Messwert verworfen wird, wenn das Tastelement (20) beim mechanischen Kontakt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) einen weiteren Wandbereich (21) der Bohrung (12) in einem Abstand vom Tastkörper (24) berührt und/oder zumindest zweimal kein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) hergestellt werden kann.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Wandbereich (21) gegenüberliegender Wandbereich (21) der Bohrung (12) zum Herstellen des mechanischen Kontakts mit dem Tastkörper (24) verwendet wird, wenn zumindest zweimal kein mechanischer Kontakt zwischen dem Tastkörper (24) und dem Wandbereich (21) hergestellt werden kann.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Bohrungsachse (16') anhand des wenigstens einen gespeicherten Messwerts und/oder anhand einer Soll-Geometrie der Bohrung (12) ermittelt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass beim zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-Geometrie der Bohrung (12) eine geometrische Ausgestaltung des Tastelements (20) bzw. des Tastkörpers (24) berück- sichtigt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest bereichsweisen Ermitteln der Ist-Geometrie der Bohrung (12) unterbrochen und/oder abgebrochen wird, wenn sich der Tastkörper (24) des Tastelements (20) in einem Übergangsbereich zwischen der Bohrung (12) und der Oberfläche
5 (14a, 14b) befindet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ist-Geometrie eines insbesondere trichterförmigen Einlauf- und/oder eines Auslaufbereichs (26) der Bohrung (12) ermittelt wird. 0
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Geometrie des Einlauf- und/oder des Auslaufbereichs (26) der Bohrung (12) anhand von unteren und/oder oberen Führungskurven (30a, 30b) ermittelt wird. 5 24. Vorrichtung zum Vermessen wenigstens einer Bohrung ( 12) in zumindest einer Oberfläche (14a, 14b) eines Bauteils (10), insbesondere für thermische Strömungsmaschinen, mittels welcher eine Ist-Geometrie der wenigstens einen Bohrung (12) mittels einer taktilen Sensoreinrichtung zumindest bereichsweise ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung ein einen Tastkörper o (24) umfassendes Tastelement (20) umfasst und mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung gekoppelt ist, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkörper (24) 5 als Kugel und/oder als Spitze ausgebildet und/oder an einem distalen Endbereich des Tastelements (20) angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (20) einen vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Schaft (22) umfasst, an o welchem der Tastkörper (24) gehalten ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (20) in Abhängigkeit der Geometrie der Bohrung (12) ausgebildet ist.
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