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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MEASURING A FIR-TREE-SHAPED BLADE ROOT, MEASURING DEVICE AND SYSTEM COMPRISING SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/120885
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for measuring a fir-tree-shaped blade root (2) of a turbine blade (3), in which a blade root (2) to be measured having a fir-tree-shaped profile which has a multiplicity of anchoring teeth (6) extending in a longitudinal direction and forming the fir-tree-shaped profile, which anchoring teeth each define a facing supporting flank (8) extending in the longitudinal direction and an opposite free flank (9), likewise extending in the longitudinal direction, is provided, the fir tree-shaped blade root (2) is inserted into a tool holder (14) of a measuring device (1) that is provided, by using multiple scanning devices (20), the supporting flanks (8) of multiple teeth (6) are scanned on one side of the fir tree-shaped blade root (2), wherein the scanning devices (20) travel along the blade root (2) in the longitudinal direction and measured values are acquired by the scanning devices (20). The invention further relates to a measuring device (1) for carrying out the method and to a system comprising such a measuring device (1) and at least one turbine blade (3) having a fir tree-shaped blade root (2) to be measured.

Inventors:
KRABIELL, Kay (Forstweg 31, Hohen Neuendorf, 16562, DE)
Application Number:
EP2018/082399
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
November 23, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
G01B7/28; F01D5/30; G01B5/00; G01B7/287; G01B11/245
Foreign References:
EP2770296A12014-08-27
DE3935956C11991-01-31
EP2322764A12011-05-18
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Messen eines tannenbaumförmigen Schaufel fußes (2) einer insbesondere bereits im Betrieb gewesenen Turbinenschaufel (3) , bei dem

- ein zu vermessender Schaufelfuß (2) mit tannenbaumförmi gem Profil, der eine Mehrzahl von sich in einer Längs richtung erstreckenden, das tannenbaumförmige Profil bildenden Verankerungszähnen (6) aufweist, die jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende insbesondere der Schaufelspitze (7) zugewandte Tragflanke (8) und eine gegenüberliegende, sich ebenfalls in Längsrichtung er streckende Freiflanke (9) definieren, bereitgestellt wird,

- der tannenbaumförmige Schaufelfuß (2) in eine Werkzeug aufnahme (14) einer bereitgestellten Messvorrichtung (1) eingesetzt wird,

- mit mehreren, insbesondere zumindest einer der Anzahl der Verankerungszähne (6) auf einer Seite des tannen baumförmigen Schaufelfußes (2) entsprechenden Anzahl von Abtasteinrichtungen (20) die Tragflanken (8) von mehre ren, insbesondere allen Zähnen (6) auf einer Seite des tannenbaumförmigen Schaufelfußes (2) abgetastet werden, wobei die Abtasteinrichtungen (20) bevorzugt gleichzei tig entlang des Schaufelfußes (2) in Längsrichtung ver fahren und dabei mit den Abtasteinrichtungen (20) Mess werte erfasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abtastung der Tragflanken (8) mit Abtasteinrichtungen (20) durchgeführt wird, die in einer Richtung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, versetzt zueinander angeordnet sind,

wobei bevorzugt der Abstand benachbarter Abtasteinrichtungen (20) in dieser Richtung an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken (8) benachbarter Verankerungszähne (6) in dieser Richtung angepasst ist, und/oder die Abtastung der Tragflan ken (8) mit Abtasteinrichtungen (20) durchgeführt wird, die jeweils ein mit einer Tragflanke (8) in Kontakt zu bringendes Abtastelement umfassen oder jeweils wenigstens einen auf eine Tragflanke (8) zu richtenden Laserstrahl emittieren,

wobei die Abtastelemente oder Abtaststrahlen benachbarter Ab- tasteinrichtungen (20) in einer Richtung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, versetzt zueinander angeordnet sind,

wobei bevorzugt der Abstand der Abtastelemente (27) oder La serstrahlen (34) benachbarter Abtasteinrichtungen (20) in dieser Richtung an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken (8) benachbarter Verankerungszähne (6) in dieser Richtung an gepasst ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Schaufelfuß (2), nachdem Tragflanken (8) von Veranke rungszähnen (6) auf seiner einen Seite abgetastet wurden, aus der Werkzeugaufnahme (14) herausgenommen, umgedreht und wie der in die Werkzeugaufnahme (14) eingesetzt wird, und Trag flanken (8) von Zähnen (6) auf seiner anderen Seite abgetas tet werden,

wobei die Abtasteinrichtungen (20) hierzu entlang des Schau felfußes (2) in Längsrichtung verfahren werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

für die Abtastung induktive und/oder laserbasierte Abtastein richtungen (20) verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zu vermessende Schaufelfuß (2) in eine von einem Gestell (11) der bereitgestellten Messvorrichtung (1) definierte Werkzeugaufnahme (14) eingesetzt wird, und die Abtastung mit Abtasteinrichtungen (20) erfolgt, die an wenigstens einem in Längsrichtung verfahrbar an dem Gestell (11) gehaltenen

Schlitten (19) gehalten sind.

6. Messvorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend

- ein Gestell (11), welches wenigstens eine Werkzeugauf nahme (14) für einen Schaufelfuß (2) mit tannenbaumför migem Profil definiert, der eine Mehrzahl von sich in einer Längsrichtung erstreckenden, das tannenbaumförmige Profil bildenden Verankerungszähnen (6) aufweist, die jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende insbe sondere der Schaufelspitze (7) zugewandte Tragflanke (8) und eine gegenüberliegende, sich ebenfalls in Längsrich tung erstreckende Freiflanke (9) definieren,

- wenigstens einen an dem Gestell (11) in Längsrichtung insbesondere linear verfahrbar gehaltenen Schlitten (19), an dem mehrere Abtasteinrichtungen (20) voneinan der beabstandet gehalten sind,

- wobei die Abtasteinrichtungen (20) derart ausgebildet und an dem Schlitten (19) angeordnet sind, dass mittels dieser berührungslos und/oder berührungsbasiert mehrere Tragflanken (8) eines in der Werkzeugaufnahme (14) ange ordneten Schaufelfußes (2) mit tannenbaumförmigem Profil insbesondere simultan abtastbar sind, wenn der Schlitten (19) in Längsrichtung entlang des Schaufelfußes (2) ver fahren wird und dabei mit den Abtasteinrichtungen (20) Messwerte erfasst werden.

7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abtasteinrichtungen (20) mit einem in der Werkzeugauf nahme (14) angeordneten Schaufelfuß (2) in Kontakt zu brin gendes, insbesondere längliches Abtastelement (27) aufweisen, und ausgebildet sind, um eine Positionsänderung des jeweili gen Abtastelementes (27) bevorzugt induktiv zu erfassen, wobei die Abtasteinrichtungen (20) bevorzugt derart angeord net sind, dass sich ihre insbesondere länglichen Abtastele mente (27) zumindest im Wesentlichen parallel zueinander er strecken .

8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abtasteinrichtungen (20) jeweils derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie eine Positionsänderung des jeweili gen Abtastelementes (27) in einer zu der Verfahrrichtung des Schlittens (19) zumindest im Wesentlichen orthogonalen Rich tung erfassen können.

9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abtasteinrichtungen (20) ausgebildet und angeordnet sind, um jeweils wenigstens einen Laserstrahl (34) zu emittieren und zur Abtastung auf einen in der Werkzeugaufnahme (14) an geordneten tannenbaumförmigen Schaufelfuß (2) zu richten, und um reflektiertes und/oder gestreutes Laserlicht zu detektie- ren .

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abtasteinrichtungen (20) derart angeordnet sind, dass der von diesen jeweils emittierte wenigstens eine Laserstrahl (34) bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Vorrichtung (1) zu mindest im Wesentlichen orthogonal auf eine Tragflanke (8) eines in der Werkzeugaufnahme (14) angeordneten tannenbaum förmigen Schaufelfußes (2) gerichtet ist.

11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass

Mittel zur Erfassung der Position des wenigstens einen

Schlittens (19) an dem Gestell (11) vorgesehen sind, die ins besondere wenigstens einen, bevorzugt mehrere an dem wenigs tens einen Schlitten (19) und/oder dem Gestell (11) gehaltene Ultraschallsensoren (26) umfassen.

12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass

der wenigstens eine Schlitten (19) mittels einer oder mehre ren Kugelkäfiglagerungen (21) bevorzugt spielfrei an dem Ge stell (11) verfahrbar gehalten ist.

13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass

die Werkzeugaufnahme (14), insbesondere das diese definie rende Gestell (11) derart ausgebildet ist, dass bei bestim mungsgemäßem Gebrauch der Vorrichtung (1) ein in der Werk zeugaufnahme (14) angeordneter Schaufelfuß (2) zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, und/oder im Bereich der Werkzeugaufnahme (14) wenigstens ein Fixierelement (16) vorgesehen ist, dessen Außenkontur zumindest abschnittsweise an einen Bereich der Außenkontur eines tannenbaumförmigen Schaufelfußes (2) angepasst ist.

14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass

das Gestell (11) zwei Werkzeugaufnahmen (14) für jeweils einen tannenbaumförmigen Schaufelfuß (2) einer Turbinenschau fel (3) definiert, und insbesondere zwei an dem Gestell (11) in Längsrichtung insbesondere linear verfahrbar gehaltene Schlitten (19), an denen jeweils mehrere Abtasteinrichtungen (2) voneinander beabstandet gehalten sind, vorgesehen sind, und jeweils ein Schlitten (19) einer Werkzeugaufnahme (14) zugeordnet ist.

15. System umfassend eine Messvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 14 und wenigstens eine Turbinenschaufel (3) mit einem zu vermessenden tannenbaumförmigen Schaufelfuß (2), wobei insbesondere die Abtasteinrichtungen (20) derart an dem wenigstens einen Schlitten (19) angeordnet sind, dass der Ab stand benachbarter Abtasteinrichtungen (20) in einer Rich tung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längs richtung orientiert ist, an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken (8) benachbarter Verankerungszähne (6) des we nigstens einen zu vermessenden Schaufelfußes (2) in dieser Richtung angepasst ist, und/oder die Abtasteinrichtungen (20) jeweils ein mit einer Tragflanke (8) in Kontakt zu bringendes Abtastelement umfassen oder jeweils wenigstens einen auf eine Tragflanke (8) zu richtenden Laserstrahl emittieren, und der art an dem Schlitten (19) angeordnet sind, dass der Abstand der Abtastelemente oder emittierter Laserstrahlen benachbar ter Abtasteinrichtungen (20) in einer Richtung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken (8) be nachbarter Verankerungszähne (6) in dieser Richtung angepasst ist .

Description:
Verfahren zum Messen eines tannenbaumförmigen Schaufelfußes, Messvorrichtung sowie System umfassend eine solche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen eines tannen baumförmigen Schaufelfußes einer insbesondere bereits im Be trieb gewesenen Turbinenschaufel. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfah rens sowie ein System umfassend eine solche Messvorrichtung und wenigstens eine Turbinenschaufel mit einem zu vermessen den tannenbaumförmigen Schaufelfuß.

Insbesondere zum Befestigen von Laufschaufeln an der Welle einer Turbine ist es bekannt, diese mit einem tannenbaumför migen Schaufelfuß zu versehen, welcher in axialer Richtung in eine korrespondierend geformte Befestigungsnut, etwa einer Radscheibe der Welle, eingeschoben werden kann. Ein tannen baumförmiger Schaufelfuß weist in aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannter Weise eine Mehrzahl von das tannenbaum förmige Profil bildenden Verankerungszähnen auf, die sich in einer Längsrichtung erstrecken und Hinterschneidungen für die Befestigung bilden. Jeder der Verankerungszähne definiert eine insbesondere der Schaufelspitze zugewandte, also radial nach außen weisende Tragflanke und eine gegenüberliegende, sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckende, insbesondere radial nach innen weisende Freiflanke. Ein tannenbaumförmiger Schaufelfuß kann beispielsweise der Figur 1 der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden EP 2 322 764 Al entnommen wer den. Das Tannenbaum-Profil ist in der Regel symmetrisch mit einer gleichen Anzahl von Verankerungszähnen an zwei gegen überliegenden Seiten des Fußes.

Im Betrieb sind die Laufschaufeln aufgrund der schnellen Ro tation der Welle hohen Fliehkräften ausgesetzt. In Folge des sen kann es zu Verformungen, unter anderem zu einem Verzug des Schaufelblattes kommen. Ein ursprüngliches Referenzsys tem, etwa ein sogenanntes Sechs-Punkt-Nest , ist dann mitunter nicht mehr zu gebrauchen. Auch aufgrund von Entschichtungen oder dergleichen kann eine Referenz verloren gehen. Eine ge naue Ausrichtung des Bauteils stellt sich dann sehr schwierig dar bzw. ist nicht mehr möglich. Eine Bestimmung der be triebsbedingt veränderten Geometrie, die insbesondere für eine Abschätzung der Restlebensdauer von Interesse sein kann, kann dann nicht mehr oder nur mit großem Aufwand erfolgen. Liegen keine solchen Informationen vor, kann beispielsweise auch nicht im Vorfeld einer erneuten Montage ermittelt wer den, ob der Einbau einer bereits im Betrieb gewesen Schaufel noch möglich ist, und es kann ein hoher Aufwand durch "try- and-error" entstehen.

Die Anmelderin hat festgestellt, dass bei Schaufeln mit tan nenbaumförmigem Fuß nach einem Betrieb eine am ehesten noch brauchbare Referenz noch in den Tragflanken des Fußes zu fin den ist. Im Falle einiger Turbinenlaufschaufelfüße ist ein Verzug, insbesondere eine Balligkeit der Tragflanken qualita tiv erkennbar. Hinzu kommt die Vermutung der Anmelderin, dass sich eine Änderung des Tragflankenabstandes eingestellt hat. Dies kann sich sehr sensitiv auf das Schaufelfußleben und das der Radscheibe auswirken. Betriebsbedingte Geometrieänderun gen im Bereich des Fußes sind also von besonders großer Be deutung für die weitere Verwertbarkeit von Turbinenschaufeln.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Messverfahren und eine Messvorrichtung anzugeben, die eine zuverlässige Messung des tannenbaumförmigen Fußes insbeson dere von bereits im Betrieb gewesenen Turbinenschaufeln mit vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Messen eines tannenbaumförmigen Schaufelfußes einer insbesondere be reits im Betrieb gewesenen Turbinenschaufel, bei dem

- ein zu vermessender Schaufelfuß mit tannenbaumförmigem Profil, der eine Mehrzahl von sich in einer Längsrich tung erstreckenden, das tannenbaumförmige Profil bilden den Verankerungszähnen aufweist, die jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende insbesondere der Schaufel- spitze zugewandte Tragflanke und eine gegenüberliegende, sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckende Freiflanke definieren, bereitgestellt wird,

- der tannenbaumförmige Schaufelfuß in eine Werkzeugauf nahme einer bereitgestellten Messvorrichtung eingesetzt wird,

- mit mehreren, insbesondere zumindest einer der Anzahl der Verankerungszähne auf einer Seite des tannenbaumför migen Schaufelfußes entsprechenden Anzahl von Abtastein richtungen die Tragflanken von mehreren, insbesondere allen Zähnen auf einer Seite des tannenbaumförmigen Schaufelfußes abgetastet werden, wobei die Abtastein richtungen bevorzugt gleichzeitig entlang des Schaufel fußes in Längsrichtung verfahren und dabei mit den Ab- tasteinrichtungen Messwerte erfasst werden.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht mit ande ren Worten darin, für eine besonders zuverlässige und gleich zeitig einfach durchzuführende Geometriebestimmung die Trag flanken der Verankerungszähne eines tannenbaumförmigen Schau felfußes abzutasten, wobei mehrere Abtasteinrichtungen zum Einsatz kommen, die in Längsrichtung des Schaufelfußes, also entlang der Verankerungszähne und von diesen definierten Tragflanken, insbesondere simultan verfahren werden. Mit den Abtasteinrichtungen werden die Tragflanken insbesondere in ihrer Ebenheit sowie im Abstand zueinander vermessen. Zweck mäßiger Weise wird mit jeweils einer Abtasteinrichtung eine Tragflanke eines Verankerungszahnes abgetastet.

Auf diese Weise können mit vergleichsweise geringem Aufwand und zügig besonders zuverlässige Informationen etwa über be triebsbedingte Geometrieveränderungen oder auch anderweitig verursachte Abweichungen, etwa von einer Soll-Geometrie, für einen besonders relevanten Bereich einer Turbinenschaufel er halten werden, konkret über Tragflanken eines tannenbaumför migen Schaufelfußprofils. Die erfindungsgemäß erhaltenen Da ten können dann beispielsweise herangezogen werden, um Rest lebensdauerabschätzungen durchzuführen und/oder zu ermitteln, ob ein erneuter Einbau einer im Betrieb gewesenen Schaufel noch möglich ist, insbesondere, sich der Fuß noch in eine Be festigungsnut z.B. einer Radscheibe, einsetzen lässt.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt bevorzugt zumindest eine Anzahl von Abtasteinrichtungen zum Einsatz, die der Anzahl der Verankerungszähne auf einer Seite des in der Regel symmetrischen Tannenbaumprofils der zu vermessenden Füße entspricht. Dann können in einem Durchgang die Tragflan ken aller Verankerungszähne auf der einen Seite eines Schau felfußes insbesondere simultan abgetastet werden. Entspre chend kann dann in zwei Abtastdurchgängen, konkret einem für die eine und einem für die andere Seite, ein Schaufelfuß vollständig auf die erfindungsgemäße Weise vermessen werden.

Neben den Abtasteinrichtungen für mehrere, insbesondere alle Zähne auf der einen Seite eines Schaufelfußes kann wenigstens eine Referenz-Abtasteinrichtung vorhanden sein, welche eine Referenzfläche, die insbesondere nicht von einem zu vermes senden Schaufelfuß definiert ist, sondern separat zu einem solchen - als Referenz - bereitgestellt wird, abtastet, dies insbesondere simultan zu der Abtastung der Tragflanke (n) .

Über die Abtastung einer Referenzfläche können Vorrichtungs ungenauigkeiten erkannt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass der Schaufelfuß, nachdem Trag flanken von bevorzugt allen Verankerungszähnen auf seiner einen Seite abgetastet wurden, aus der Werkzeugaufnahme her ausgenommen, umgedreht und wieder in die Werkzeugaufnahme eingesetzt wird, und Tragflanken von bevorzugt allen Zähnen auf seiner anderen Seite abgetastet werden, wobei die Abtast einrichtungen hierzu erneut entlang des Schaufelfußes in Längsrichtung verfahren werden.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, dass die Abtastung der Tragflanken mit Abtasteinrichtungen durchgeführt wird, die in einer Richtung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, versetzt zueinander ange ordnet sind, wobei bevorzugt der Abstand benachbarter Abtast einrichtungen in dieser Richtung an einen vorgegebenen Ab stand der Tragflanken benachbarter Verankerungszähne in die ser Richtung angepasst ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Abtastung der Tragflanken mit Abtasteinrichtungen durch geführt werden, die jeweils ein mit einer Tragflanke in Kon takt zu bringendes Abtastelement umfassen oder jeweils we nigstens einen auf eine Tragflanke zu richtenden Laserstrahl emittieren, wobei die Abtastelemente oder Abtaststrahlen be nachbarter Abtasteinrichtungen in einer Richtung, die zumin dest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orien tiert ist, versetzt zueinander angeordnet sind, wobei bevor zugt der Abstand der Abtastelemente oder Laserstrahlen be nachbarter Abtasteinrichtungen in dieser Richtung an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken benachbarter Veranke rungszähne in dieser Richtung angepasst ist. Insbesondere können die zum Einsatz kommenden Abtasteinrichtungen und/oder Abtastelemente, beispielsweise Fühlhebel oder dergleichen, bzw. emittierte Laserstrahlen einen Abstand zueinander in der genannten Richtung aufweisen, welcher dem Nominalabstand der Tragflanken des Schaufelfußes, insbesondere im unbenutzten Zustand entspricht, also dem Tragtlanken-Nominalabstand der Sollgeometrie (ohne betriebsbedingte Verformungen) . Von die sem "Nullpunkt" ausgehend können dann mit jeder Abtastein richtung auf besonders einfache Weise Abweichungen von der Nominalgeometrie durch Abtasten ermittelt werden, weshalb sich eine entsprechende Anordnung der Abtasteinrichtungen als besonders geeignet erwiesen hat. Auch kann durch den Einsatz von mehreren, insbesondere an den Tragflankenabstand ange passt beabstandeten Abtasteinrichtungen bzw. Abtastelemen ten/Abtast-Laserstrahlen auf besonders einfache Weise und in einem Messdurchgang bestimmt werden, ob der Abstand der Trag flanken zueinander einem Sollabstand entspricht oder nicht, sich etwa betriebsbedingt, verändert hat.

Für die Abtastung der Tragflanken können beispielsweise in duktive und/oder laserbasierte Abtasteinrichtungen verwendet werden, wobei sich insbesondere die erstgenannte Variante als besonders geeignet erwiesen hat. Unter induktiven Abtastein richtungen sind vor allem solche zu erstehen, welche ein Ab tastelement umfassen, dass zur taktilen Vermessung einer Tragflanke entlang dieser verfahren wird, und von dem Positi onsänderungen induktiv erfasst werden. Laserbasierte Abtast einrichtungen ermöglichen ein nicht-taktiles , optisches Ab tasten .

Es sei angemerkt, dass im Falle einer taktilen Abtastung vor gesehen sein, dass das zur Abtastung der jeweiligen Trag flanke zum Einsatz kommende Abtastelement nicht die ganze Zeit, die es in Längsrichtung verfahren wird, mit der zu ver messenden Tragflanke in Kontakt steht, also nicht entlang dieser gleitet, sondern während des Verfahrens immer wieder an vorgegebenen Messpositionen "punktuell" auf der Tragflanke abgesetzt wird. Hierdurch kann insbesondere der Verschleiß der verwendeten Abtastelemente reduziert werden. Für das be vorzugt motorisierte Anheben und Absetzen des jeweiligen Ab- tastelementes während eines Abtastvorganges sind bevorzugt geeignete Mittel vorgesehen. Dabei kann beispielsweise das Abtastelement motorisiert verfahrbar gelagert sein oder es ist eine separate, mit zu verfahrende Einrichtung für das An heben und Absetzen des jeweiligen Abtastelementes vorhanden.

Die Werkzeugaufnahme, in welche ein zu vermessender Schaufel fuß für den Messvorgang einzusetzen ist, kann beispielsweise durch ein Gestell der bereitgestellten Messvorrichtung defi niert sein. Die Abtastung in Längsrichtung kann dann insbe sondere erfolgen, indem Abtasteinrichtungen, die an einem in Längsrichtung verfahrbar an dem Gestell gehaltenen Schlitten angeordnet sind, die Tragflanken abtasten, während der

Schlitten in entsprechender Richtung - beispielsweise motori siert oder auch von Hand - verfahren wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer erfindungsgemä ßen Messvorrichtung durchgeführt werden, die umfasst

- ein Gestell, welches wenigstens eine Werkzeugaufnahme für einen Schaufelfuß mit tannenbaumförmigem Profil de finiert, der eine Mehrzahl von sich in einer Längsrich tung erstreckenden, das tannenbaumförmige Profil bilden den Verankerungszähnen aufweist, die jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende insbesondere der Schaufel spitze zugewandte Tragflanke und eine gegenüberliegende, sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckende Freiflanke definieren,

- wenigstens einen an dem Gestell in Längsrichtung insbe sondere linear verfahrbar gehaltenen Schlitten, an dem mehrere Abtasteinrichtungen voneinander beabstandet ge halten sind,

- wobei die Abtasteinrichtungen derart ausgebildet und an dem Schlitten angeordnet sind, dass mittels dieser be rührungslos und/oder berührungsbasiert mehrere Tragflan ken eines in der Werkzeugaufnahme angeordneten Schaufel fußes mit tannenbaumförmigem Profil insbesondere simul tan abtastbar sind, wenn der Schlitten in Längsrichtung entlang des Schaufelfußes verfahren wird und dabei mit den Abtasteinrichtungen Messwerte erfasst werden.

Diese konstruktive Ausgestaltung hat sich als besonders ge eignet erwiesen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abtast einrichtungen jeweils wenigstens einen mit einem in der Werk zeugaufnahme angeordneten Schaufelfuß in Kontakt zu bringen des, insbesondere längliches Abtastelement aufweisen, und ausgebildet sind, um eine Positionsänderung des Abtastelemen tes bevorzugt induktiv zu erfassen. Die Abtasteinrichtungen sind dann insbesondere derart an dem Schlitten angeordnet, dass sich ihre bevorzugt länglichen Abtastelemente zumindest im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Dann kann je weils ein Abtastelement, etwa Fühlhebel, auf einfache Weise mit einer der in der Regel zumindest annähernd parallelen Tragflanken der Zähne auf der einen Seite eines Schaufußes in Anlage gebracht werden. Die Anordnung ist dann weiterhin be- vorzugt derart, dass sich bei bestimmungsgemäßem Gebrauch je weils wenigstens ein Abtastelement zumindest in etwa parallel zu einer Tragflanke erstreckt, an welcher es anliegt. Die Ab tastelemente können weiterhin zum Beispiel stabförmig sein.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Abtasteinrichtungen jeweils derart ausgebildet und ange ordnet sind, dass sie eine Positionsänderung des jeweiligen Abtastelementes, etwa Fühlhebels in einer zu der Verfahrrich tung des Schlittens zumindest im Wesentlichen orthogonalen Richtung erfassen können.

Wie bereits vorstehend angemerkt, können für den Abtastvor gang Abtasteinrichtungen zum Einsatz kommen, die induktiv ar beiten, wobei insbesondere eine Positionsänderung eines Ab- tastelementes dieser induktiv erfasst wird.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Ab- tasteinrichtungen ausgebildet und angeordnet sind, um jeweils wenigstens einen Laserstrahl zu emittieren und zur Abtastung auf einen in der Werkzeugaufnahme angeordneten tannenbaumför migen Schaufelfuß zu richten, und um reflektiertes und/oder gestreutes Laserlicht zu detektieren. Der von den Abtastein richtungen jeweils emittierte wenigstens eine Laserstrahl dient dann als optischer Abtaststrahl , mit dem der Verlauf der Tragflanken ermittelbar ist. Ist eine laserbasierte Ab tastung vorgesehen, kann sich die erfindungsgemäße Messvor richtung weiterhin dadurch auszeichnen, dass die Abtastein richtungen derart angeordnet sind, dass der von diesen je weils emittierte wenigstens eine Laserstrahl bei bestimmungs gemäßem Gebrauch der Vorrichtung zumindest im Wesentlichen orthogonal auf eine Tragflanke eines in dem Aufnahmebereich angeordneten tannenbaumförmigen Schaufelfußes gerichtet ist.

Es sei angemerkt, dass die Abtasteinrichtungen auch in eine übergeordnete Gesamt-Abtasteinrichtung integriert sein kön nen. Es gilt insbesondere, dass im einfachsten Fall eine Ab- tasteinrichtung ein Abtastelement, etwa Fühlhebel, und Mittel zur messtechnischen Registrierung einer insbesondere von au ßen verursachten Positionsänderung des Elementes bzw. Mittel zur Bereitstellung wenigstens eines (Laser- ) Abtaststrahls und Mittel zur Detektion eines an einer zu vermessenden Oberflä che reflektierten und/oder gestreuten Anteils des Abtast strahls umfasst.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist der wenigstens eine Schlitten mittels einer oder mehreren Kugelkäfiglagerungen bevorzugt spielfrei an dem Gestell ver fahrbar gehalten. Diese Art der Lagerung liefert besonders zuverlässige und exakte Messwerte, da Ungenauigkeiten, die mit einem Spiel einhergehen können, zuverlässig vermieden werden. Auch kann eine bzw. können - insbesondere im Falle mehrerer Schlitten - mehrere Verfahrschienen zum Einsatz kom men, über welche der/die Schlitten insbesondere linear ver fahrbar an dem Gestell gehalten ist/sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind ferner geeignete Mittel vorgesehen, um die aktuelle Position des wenigstens einen verfahrbar gehaltenen Schlittens an dem Gestell zu er fassen. Diese können beispielsweise einen oder mehrere an dem wenigstens einen Schlitten und/oder dem Gestell gehaltenen Ultraschallsensoren umfassen. Dann kann über eine Ultra schall-Laufzeitmessung der aktuelle Verfahrweg messtechnisch erfasst werden und die mit den Abtasteinrichtungen erfassten Abtastdaten können denjenigen Ortskoordinaten in Längsrich tung des Schaufelfußes, an welchen diese erfasst wurden, zu geordnet werden. Insbesondere für den Fall, dass der wenigs tens eine Schlitten über wenigstens eine Verfahrschiene ver fahrbar an dem Gestell gehalten ist, kann auch eine in die Verfahrschiene (n) integrierte Positionsbestimmung vorgesehen sein. In die wenigstens eine Verfahrschiene kann etwa eine Wegaufnahme integriert sein, die z.B. optisch arbeitet.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Werkzeugaufnahme, insbesondere das diese definierende Gestell derart ausgebil det ist, dass bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Vorrich- tung, insbesondere bei bestimmungsgemäßem Einsetzen eines Schaufelfußes in die Werkzeugaufnahme, ein darin angeordneter Schaufelfuß zumindest im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Dies hat sich als besonders geeignet erwiesen, insbeson dere, um die Tragflanken der Verankerungszähne für einen Ab tastvorgang gut zugänglich zu positionieren. Die Schaufel kann dann bevorzugt derart orientiert sein, dass die an zwei Seiten des Fußes vorhandenen Verankerungszähne nach oben und unten weisen, wobei die nach oben weisenden Zähne abgetastet werden .

Auch kann im Bereich der Werkzeugaufnahme wenigstens ein Fixierelement vorgesehen sein, dessen Außenkontur zumindest abschnittsweise an einen Bereich der Außenkontur eines tan nenbaumförmigen Schaufelfußes angepasst ist. Ein Fixierele ment kann beispielsweise in Form von einem oder mehreren sich insbesondere in Längsrichtung erstreckenden Haltestegen vor gesehen sein, die sich zumindest abschnittsweise durch einen Querschnitt auszeichnen, der ein formschlüssiges oder zumin dest nahezu formschlüssiges Eingreifen in eine zwischen zwei benachbarten Verankerungszähnen eines tannenbaumförmigen Schaufelfußes definierte Vertiefung eingreifen kann, und so eine Positionierung eines zu vermessenden Schaufelfußes in der Werkzeugaufnahme an vorgegebener Stelle gewährleistet. Beispielsweise kann ein Haltesteg insbesondere oberseitig wenigstens zwei Stützvorsprünge aufweisen, deren Außenkontur an einen Abschnitt der Innenkontur einer zwischen zwei Veran kerungszähnen des zu vermessenden Schaufelfußes gebildeten Vertiefung angepasst ist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung definiert das Gestellt zwei Werkzeugaufnahmen für jeweils einen tannenbaumförmigen Schau felfuß, so dass eine insbesondere simultane Vermessung zweier Schaufelfüße auf die erfindungsgemäße Weise möglich ist. In diesem Falle sind dann bevorzugt auch zwei an dem Gestell in Längsrichtung linear vor- und zurückbewegbar gehaltene

Schlitten vorgesehen, an denen jeweils mehrere Abtasteinrich- tungen voneinander beabstandet gehalten sind, und jeweils einer der beiden Schlitten ist einer der beiden Werkzeugauf nahmen zugeordnet.

Weiterer Bestandteil der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann eine Auswerteeinheit sein, welche bevorzugt mit den Ab- tasteinrichtungen erfasste Messdaten empfängt, speichert und/oder auswertet. Die Auswerteeinheit kann einen Microcon- troller und/oder eine serielle Schnittstelle umfassen. Wei terhin kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, welche insbe sondere die Bewegung des Schlittens steuert. Datenverarbei tung und Steuerung können auch von einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit übernommen werden.

Auch kann vorgesehen sein, dass eine zum Einsatz kommende er findungsgemäße Messvorrichtung insbesondere mit einem gegen Nominal gefertigten Schaufelfuß kalibriert ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein System umfas send eine erfindungsgemäße Messvorrichtung wenigstens eine Turbinenschaufel mit einem zu vermessenden tannenbaumförmigen Schaufelfuß. Bei dem erfindungsgemäße System sind bevorzugt die Abtasteinrichtungen derart an dem wenigstens einen

Schlitten angeordnet, dass der Abstand benachbarter Abtast einrichtungen in einer Richtung, die zumindest im Wesentli chen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken benachbarter Veranke rungszähne des wenigstens einen zu vermessenden Schaufelfußes in dieser Richtung angepasst ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abtasteinrichtungen jeweils ein mit einer Tragflanke in Kontakt zu bringendes Abtastele ment umfassen oder jeweils wenigstens einen auf eine Trag flanke zu richtenden Laserstrahl emittieren, und derart an dem Schlitten angeordnet sind, dass der Abstand der Abtast elemente oder emittierter Laserstrahlen benachbarter Abtast einrichtungen in einer Richtung, die zumindest im Wesentli chen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, an einen vorgegebenen Abstand der Tragflanken benachbarter Veranke rungszähne in dieser Richtung angepasst ist.

Es sei angemerkt, dass für einen gegebenen Schaufeltyp mit zu vermessendem tannenbaumförmigen Schaufelfuß zweckmäßiger Weise eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zum Einsatz kommt, die an die konkrete Form des Tannenbaum-Schaufelfußes angepasst ist. Dabei ist insbesondere die wenigstens eine Werkzeugaufnahme in ihrer Form und ihrer Dimensionierung an die Form und Dimensionierung des zu vermessenden Schaufelfuß- Typs angepasst und die Abtasteinrichtungen sind derart ausge bildet und angeordnet, dass die Abtastelemente dieser bzw. deren Abtaststrahlen entsprechend orientiert sind bzw. emit tiert werden, dass ein Abtasten von Tragflanken eines Schau felfußes entsprechenden Typs möglich ist, wenn dieser bestim mungsgemäß in der Werkzeugaufnahme positioniert ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer den anhand der nachfolgenden Beschreibung von vier Ausfüh rungsformen einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeich nung deutlich. Darin ist

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvor richtung sowie eine Turbinenschaufel mit zu vermes sendem Schaufelfuß;

Figur 2 eine vergrößerte Teilansicht der Messvorrichtung aus Figur 1 von der Seite;

Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht der Messvorrichtung aus Figur 1 von schräg oben;

Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht der Messvorrichtung aus Figur 1 von oben; Figur 5 eine vergrößerte Teilansicht der Messvorrichtung aus Figur 1 von vorne;

Figur 6 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausfüh

rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messvorrich tung von schräg oben;

Figur 7 eine schematische Teilansicht eines dritten Ausfüh rungsbeispiels einer erfindungsgemäßem Messvorrich tung von oben; und

Figur 8 eine schematische Teilansicht nur des Gestells des zweiten Ausführungsbeispiels; und

Figur 9 eine schematische Teilansicht der zweiten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit teilweise transparent dargestellten Komponen ten .

Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Messvorrichtung 1, mittels der ein tannenbaum förmiger Schaufelfuß 2 einer Turbinenschaufel 3 vermessen werden kann. Verschiedene vergrößerte Teilansichten der Vor richtung 1 können den Figuren 2 bis 5 entnommen werden.

In den Figuren ist die Vorrichtung 1 zusammen mit einer Tur binenschaufel 3 mit einem zu vermessenden Schaufelfuß 2 ge zeigt. Die Schaufel 3, bei der es sich vorliegend um eine Laufschaufel handelt, umfasst neben dem tannenbaumförmigen Fuß 2 in an sich bekannter Weise eine Plattform 4 und ein Schaufelblatt 5. Die Messvorrichtung 1 und die Turbinenschau fel 3 stellen auch eine Ausführungsform eines erfindungsgemä ßen Systems dar.

Der zu vermessende tannenbaumförmige Fuß 3 weist in hinläng lich bekannter Weise eine Mehrzahl von sich in einer Längs richtung erstreckender Verankerungszähne 6 auf, die jeweils eine sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckende, der Schaufelspitze 7 zugewandte Tragflanke 8 und eine gegenüber liegende, sich ebenfalls in der Längsrichtung erstreckende Freiflanke 9 definieren. Die Längsrichtung ist vorliegend durch die in der Figur 1 markierte x-Richtung gegeben, die senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 orientiert ist. Bei dem dargestellten Beispiel weist der Schaufelfuß 2 insgesamt sechs Verankerungszähne 6 auf, von denen jeweils drei an einer Seite des Fußes 2 liegen. Konkret sind jeweils zwei spiegelverkehrt ausgebildete Verankerungszähne 6 einander gegenüberliegend angeordnet und es liegt ein symmetrisches Tannenbaumprofil vor. Zwischen jeweils zwei benachbarten Ver ankerungszähnen 6 ist eine sich ebenfalls in Längsrichtung erstreckende Vertiefung 10 gebildet. Der tannenbaumförmige Schaufelfuß 2 dient in hinlänglich bekannter Weise der Befes tigung der Turbinenschaufel 3 an der Welle einer Turbine, etwa einer Radscheibe dieser (in den Figuren nicht gezeigt) , die zu dem Tannenbaum-Fuß 2 korrespondierend geformte, sich in axialer Richtung der Turbine erstreckende Befestigungs nuten aufweist, in welche die Laufschaufeln 3 in axialer Richtung eingeschoben werden.

Im Betrieb der Turbine unterliegen die Laufschaufeln 3 hohen Belastungen, etwa Fliehkräften und es können Verformungen auftreten .

Insbesondere zur verlässlichen Vorhersage der weiteren Ver wendbarkeit und/oder Restlebensdauer von bereist im Betrieb gewesenen Turbinenschaufeln 3 kann es erforderlich sein, nach einer gewissen Betriebszeit den Schaufelfuß 2 zu vermessen.

Zuverlässige Daten über die Geometrie eines zu vermessenden Schaufelfußes 2 können unter Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens unter Verwendung des in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 1 erhalten werden.

Diese umfasst ein Gestell 11, das sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein in etwa L-förmige Querschnitts- form auszeichnet, wobei der lange Schenkel 12 auf dem in den Figuren nicht dargestellten Untergrund eben aufliegt und der kurzer Schenkel 13 in etwa senkrecht nach oben von dem langen Schenkel 12 abragt, konkret mit dem langen Schenkel 12 einen Winkel von etwas mehr als 90° einschließt. Im Querschnitt (vgl. insbesondere Figur 1) verjüngt sich der lange Schenkel 12 in Längsrichtung zur Schaufelspitze 7 hin, also in der von dem kurzen Schenkel 13 abgewandten Richtung. Das Gestell 11 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine in

Längsrichtung, also in x-Richtung, konstante Querschnittsform auf. Es zeichnet sich ferner durch eine Ausdehnung in Längs richtung aus, welche die Ausdehnung des mit der Vorrichtung 1 zu vermessenden Schaufelfußes 2 überschreitet (vgl. insbeson dere die vergrößerte Aufsicht aus Figur 4) .

Von dem Gestell 11 wird, wie in den Figuren erkennbar, eine Werkzeugaufnahme 14 für einen tannenbaumförmigen Schaufelfuß 2 definiert, dies über einen Bereich, der an der Innenseite 15 des kurzen Schenkels 13 beginnt und sich in z-Richtung über etwa ein Drittel der Gesamtausdehnung des langen Schen kels 12 in dieser Richtung erstreckt. Im Bereich der Werk zeugaufnahme 14 ist ein sich in Längsrichtung über die ge samte Ausdehnung des Gestells 11 in dieser Richtung erstre ckender Haltesteg 16 vorgesehen. Dieser weist oberseitig an zwei in Längsrichtung beabstandeten Stellen Stützvorsprünge S auf, die in ihrer Außenkontur an diejenige Vertiefung 10, die zwischen dem ersten, von der Schaufelspitze 7 am weitesten entfernten Verankerungszahn 6 und dem zu diesem benachbarten mittleren Verankerungszahn 6 gebildet wird, angepasst sind. Die Stützvorsprünge S sind in den Figuren 1 bis 5 nicht er kennbar. Die Figur 8, welche eine Teildarstellung nur des Ge stells 11 ohne aufgenommenen Schaufelfuß 2 zeigt, und die Fi gur 9, in welcher Schaufelfuß 2 und Schlitten 19 transparent dargestellt sind, können auch die Stützvorsprünge S entnommen werden, wobei angemerkt sei, dass diese Figuren das weiter unten noch beschriebene zweite Ausführungsbeispiels betref fen, bei dem das Gestell 11 und der Schlitten 19 leicht an ders ausgestaltet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 5 sind zwei gleich geformte Stützvorsprünge S an korrespondierenden Stellen an dem an das Gestell 11 ange formten Haltesteg 16 vorgesehen.

Ist ein tannenbaumförmiger Schaufelfuß 2, wie in den Figuren dargestellt, in die Werkzeugaufnahme 14 eingesetzt, greifen die beiden an den Haltesteg 16 angeformten Stützvorsprünge S nahezu formschlüssig oder formschlüssig in die Vertiefung 10 ein und der Schaufelfuß 2 wird zuverlässig an einer vorge gebene Messposition in der Werkzeugaufnahme 14 gehalten. Die Auflage an den beiden Stützvorsprüngen S und nicht am gesam ten Haltesteg 16, also nur an zwei Stellen, vermeidet eine "überbestimmte" Lagerung und insbesondere ein kippen oder wackeln im Falle einer verformten Vertiefung 10. Für eine be sonders zuverlässige Positionierung sind die beiden Stützvor sprünge S an in Längsrichtung weit voneinander entfernten Po sitionen vorgesehen, befinden sich konkret nahe der in Längs richtung gegenüberliegenden Endbereichen der Werkzeugaufnahme 14.

Die Positionierung an der vorgegebenen Messposition wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch über die Innen seite 15 des kurzen Schenkels 13 des Gestells 11 erzielt, denn die untere, von der Schaufelspitze abgewandte Stirnseite des Fußes 2 liegt, wie insbesondere in Figur erkennbar, bün dig an dieser Seite 15 des kurzen Schenkels 13 an, wenn der Schaufelfuß 2 in die Werkzeugaufnahme 14 eingesetzt ist.

Schließlich liegt die Schaufel 3 zur Positionierung mit einer Stirnseite 17 der Plattform 4, konkret der in Figur 1 nach unten weisenden Stirnseite 17 der Plattform 4 auf der Innen seite 18 des langen Schenkels 12 auf. Die Verjüngung des lan gen Schenkels 12 in Richtung der Schaufelspitze 7 trägt der größeren Breite (Ausdehnung in y-Richtung) der Plattform 4 gegenüber dem Schaufelfuß 2 Rechnung.

Die Messvorrichtung 1 umfasst weiterhin erfindungsgemäß einen Schlitten 19, der an dem Gestell 11 in Längsrichtung (x-Rich- tung) verfahrbar gehalten ist und drei Abtasteinrichtungen 20 trägt, die an dem Schlitten 19 in einer orthogonal zu der Längsrichtung orientierten Richtung voneinander beabstandet an dem Schlitten 19 gehalten sind.

Die verfahrbare Lagerung des Schlittens 19 an dem Gestell 11 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über zwei sich in Längsrichtung erstreckende Kugelkäfigführungen 21 reali siert. Über die Kugelkäfigführungen 21 wird der Schlitten 19 spielfrei an dem Gestell 11 geführt. Das Verfahren des

Schlittens 19 für einen Messvorgang erfolgt motorisiert mit einem in den Figuren nicht erkennbaren Motor. Alternativ zu den hier dargestellten Ausführungsbeispielen mit motorisiert verfahrbarem Schlitten 19 kann auch vorgesehen, dass der Schlitten 19 von Hand verfahren wird, wobei dann auf die Motorisierung verzichtet werden kann.

Wie in den Figuren erkennbar, zeichnet sich der Schlitten 19 ähnlich zu dem Gestell 11 - durch eine in etwa L-förmige Querschnittsform mit einem kurzen 22 und einem langen Schen kel 23 aus, wobei von den beiden Schenkeln 22, 23 jedoch, in Abweichung eines klassischen L's - ein von 90° deutlich ab weichender Winkel von etwa 135° eingeschlossen wird. An der dem zu vermessenden Schaufelfuß 2 zugewandten Innenseite 24 ist der kurze Schenkel 22 des Schlittens 19 zur geeigneten Positionierung der drei Abtasteinrichtungen 20 relativ zu den Tragflanken 8 der Verankerungszähne 6 stufenförmig ausgebil det .

Der Schlitten 19 zeichnet sich, ebenfalls in Analogie zu dem Gesell 11 , durch eine in Längsrichtung gleichbleibende Quer schnittsform aus, wobei eine Ausnahme durch einen unterseiti gen Vorsprung 25 gegeben ist (vgl. insbesondere die Ansicht aus Figur 5) , welcher eine Auftrefffläche für Ultraschallwel len bildet, die von an dem Gestell 11 gehaltenen, der Positi onsbestimmung des Schlittens 19 an dem Gestell 11 dienenden Ultraschallsensoren 26 in Längsrichtung abgestrahlt werden. Durch Aussendung von Ultraschallwellen mittels der Sensoren 26 und Laufzeitmessung des an dem Vorsprung 25 reflektierten bzw. gestreuten Signals, kann der aktuelle Abstand zwischen den Sensoren 26 und der diesen zugewandte Auftreffflache des Vorsprungs 25 gemessen und so auf die aktuelle Position des Schlittens 19 in Längsrichtung geschlossen werden.

Bei den drei von dem Schlitten 19 getragenen Abtasteinrich tungen 20 handelt es sich vorliegend um induktive Abtastein richtungen. Konkret umfasst jede Abtasteinrichtung 20 einen stabförmigen Fühlhebel 27, der an jeweils einer Tragflanke der Verankerungszähne 6 auf einer Seite des tannenbaumförmi gen Profils anliegt, wenn ein zu vermessender Schaufelfuß 2 in die Werkzeugaufnahme 14 eingesetzt ist, wie in den Figuren 1 bis 5 erkennbar. Die vorliegend baugleichen Abtasteinrich tungen 20 sind derart ausgebildet, dass eine Auslenkung, kon kret ein Ausschwenken ihres Fühlhebels 27 in einer zu der Längsrichtung (x-Richtung) orthogonalen Ebene um den Aufhäng punkt 28 des jeweiligen Fühlhebels - gegenüber der in Figur 1 erkennbaren Ausgangsposition der Fühlhebel 27- induktiv über entsprechende, in den Figuren nicht erkennbare Mittel der je weiligen Abtasteinrichtung 20 messbar ist. Bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel sind die Abtasteinrichtungen 20 durch induktive Messtaster des Typs Millimar 1318 aus dem Hause Mahr gegeben. Diese sind u.a. aufgrund ihrer Baugröße gut für den Einsatz im Rahmen der erfindungsgemäßen Messvor richtung geeignet, wobei betont sei, dass selbstverständlich auch andere Abtasteinrichtungen 20 Verwendung finden können.

Die Abtasteinrichtungen 20 sind ferner, wie in den Figuren erkennbar, in einer Richtung, die zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der Längsrichtung orientiert ist, versetzt zu einander angeordnet. Die Anordnung ist konkret derart, dass der Abstand der Fühlhebel 27 benachbarter Abtasteinrichtungen 20 in dieser Richtung dem Abstand der Tragflanken 8 benach barter Verankerungszähne 6 in dieser Richtung entspricht (vgl. insbesondere die vergrößerte Seitenansicht aus Figur 2) . Jede der induktiven Abtasteinrichtungen 20 ist mit einer nur in der Figur 1 dargestellten Steuer- und Auswerteeinheit 29 der Messvorrichtung 1 verbunden. Ebenfalls mit dieser verbun den sind die Ultraschallsensoren 26. Die Steuer- und Auswer teeinheit 29 steuert die Bewegung des Schlittens 19 für einen Messvorgang und bekommt, während eines Messvorganges von den Ultraschallsensoren 26 aufgenommene Messwerte und von den drei Abtasteinrichtungen 20 aufgenommene Messwerte übermit telt, speichert diese ab und verarbeitet sie. Die Steuer- und Auswerteeinheit 29 umfasst hierzu einen Microcontroller .

Ein Messvorgang eines tannenbaumförmigen Schaufelfußes 2 unter Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungs gemäßen Verfahrens unter Verwendung der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung 1 wird im Folgenden näher beschrie ben .

Nachdem ein zu vermessender tannenbaumförmige Schaufelfuß 2 in die Werkzeugaufnahme 14 der Vorrichtung 1 eingesetzt wurde, wie es in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist, wird der Schlitten 19, der sich im Ausgangszustand ganz an einem Ende seines Verfahrweges in Längsrichtung befindet, einmal über die gesamte Ausdehnung des Schaufelfußes 2 in Längsrich tung verfahren. Dabei werden Messwerte von den Ultraschall sensoren 26 und den Abtasteinrichtungen 20, deren Fühlhebel 27, wenn der Schaufelfuß 2 an der vorgegebenen Position in der Werkzeugaufnahme 14 angeordnet ist, mit den Tragflanken 8 der drei Verankerungszähne 6 auf einer Seite des Fußes 2 in Kontakt stehen, an die Steuer- und Auswerteeinheit 29 über geben .

Es werden digitale Messwerte der Abtasteinrichtungen 20 in Abhängigkeit der Schaufelfußlänge, also Position dieser in Längsrichtung, aufgenommen, deren Signale konkret von dem Microcontroller ausgelesen und mit den über die Ultraschall sensoren 26 erhaltenen, ebenfalls von dem Microcontroller ausgelesenen Daten verknüpft. Der Microcontroller sendet die Daten dann an eine serielle Schnittstelle, welche die aufge- zeichneten Daten analysierbar, insbesondere grafisch sowie numerisch darstellbar macht.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Messvorrich tung 1 zuvor mit einem gegen Nominal gefertigten, noch nicht im Betrieb gewesenen Schaufelfuß 2 gleicher Bauform kalib riert wurde. In diesem Falle können direkt Abweichungswerte von der Nominal-Geometrie erfasst werden.

Nachdem die Tragflanken 8 der Verankerungszähne 6 auf der einen Seite des Fußes 2 auf die vorstehend beschriebene Weise vermessen wurden, kann die Schaufel 3 einfach aus der Werk zeugaufnahme herausgenommen um 180° gedreht und wieder einge setzt werden, damit die Tragflanken 8 der Zähne 6 auf der an deren zugänglich sind und mit den Fühlhebeln 27 der Abtast einrichtungen 20 abgetastet werden können.

Erfasste Abweichungen werden dann bevorzugt analysiert und für Finite-Elemente-Methoden-Berechnungen, etwa zur Rest lebensdauerbewertung, verwendet.

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise können zuverlässig Daten über die Geometrie eines tannenbaumförmigen Schaufel fußes 2 auf besonders einfach Weise, insbesondere mit ver gleichsweise geringem Zeitaufwand, erhalten werden. Die Trag flanken 8 werden in ihrer Ebenheit und - da drei Abtastein richtungen mit an den Tragflankenabstand angepasst beabstan- deten Fühlhebeln 27 zum Einsatz kommen - in ihrem Abstand zu einander vermessen.

In der Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, welche sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel im We sentlichen dadurch unterscheidet, dass sie zur simultanen Vermessung zweier Schaufelfüße 2 ausgebildet ist. Gleiche bzw. korrespondierende Bauteile sind mit gleichen Bezugszif fern versehen. Insbesondere das Gestell 11 der in Figur 6 gezeigten Vorrich tung unterscheidet sich in seiner Form und Größe von demjeni gen der Vorrichtung aus Figur 1. Dieses ist größer und defi niert zwei Werkzeugaufnahmen 14, in die zwei Schaufelfüße 2 nebeneinanderliegend eingesetzt werden können. Das Gestell 11 der zweiten Ausführungsform hat auch nicht insgesamt eine in Längsrichtung gleichbleibende Querschnittsform. Dies gilt vielmehr nur für einen Schaufelfuß-nahen Teil 30 des Gestells 11, der unterhalb der beiden Werkzeugaufnahmen 14 erstreckt. An diesem ist eine sich orthogonal zur Längsrichtung, konkret in z-Richtung erstreckende Stabilisierungsschiene 31, vorlie gend mit T-Profil, befestigt, deren Länge die radiale Ausdeh nung der Schaufelblätter 5 der Schaufeln 3 knapp unterschrei tet. Es können selbstverständlich auch Stabilisierungsschie nen mit anderen Profilformen zum Einsatz kommen. Wie aus der Figur 6 hervorgeht, ist zur besonders zuverlässigen Positio nierung von in der Werkzeugaufnahme 14 angeordneten Schaufel füßen 2 neben dem Haltesteg 16 mit den im Bereich jeder der beiden Werkzeugaufnahmen 14 jeweils zwei von dem Haltesteg 16 oberseitig abragenden, in ihrer Form an die Vertiefung 10 an gepassten Stützvorsprüngen S noch eine in ihrer Form an den zu vermessenden Schaufelfuß 2 angepasste Stufe 32 vorgesehen, die sich bei eingesetztem Schaufelfuß 2 unterhalb bzw. bei der horizontalen Ausrichtung der Schaufeln in z-Richtung vor der Plattform 4 erstreckt.

Es sind ferner zwei Schlitten 19 mit jeweils drei daran ge haltenen induktiven Abtasteinrichtungen 20 vorgesehen, wobei jeweils ein Schlitten 19 einer Werkzeugaufnahme 14 zugeordnet ist und der Vermessung eines Schaufelfußes 2 dient. Die Ab- tasteinrichtungen 20 sind zu denjenigen des Ausführungsbei spiels aus den Figuren 1 bis 5 baugleich.

Der Schlitten 19 der zweiten Ausführungsform zeichnet sich erkennbar durch eine etwas andere Form auf. Die Abtastein richtungen 20 werden jedoch mit diesen an gleichen Positionen relativ zu einem zu vermessenden Schaufelfuß 2 in der jewei ligen Werkzeugaufnahme 14 gehalten. Die in Längsrichtung verfahrbare Lagerung des jeweiligen Schlittens 19 an dem Ge- stell 11 ist hier ferner über eine dem jeweiligen Schlitten 19 zugeordnete Verfahrschiene 33 realisiert, die an dem Ge stell 11 fixiert ist. Da die Verfahrschienen 33 jeweils eine in den Figuren nicht erkennbare integrierte optische Wegauf nahme haben, sind bei diesem Ausführungsbeispiel keine Ultra schallsensoren 26 für die Schlitten-Positionsbestimmung vor gesehen .

Die erfindungsgemäße Abtastung der Tragflanken 8 erfolgt ge nau wie es vorstehend für das erste Ausführungsbeispiel be schrieben wurde, wobei jedoch die zwei Füße 2 simultan ver messen, also die beiden Schlitten 19 simultan in Längsrich tung zur Tragflankenabtastung verfahren werden.

In Analogie zur ersten Ausführungsform werden auch hier die Schaufeln 3 nach dem Abtasten der drei Tragflanken 8 auf der einen Seite des Fußes 2 herausgenommen, umgedreht, wieder eingesetzt und dann die andere Seite auf gleiche Weise wie die erste vermessen.

In der Figur 7 ist eine dritte Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Messvorrichtung 1 rein schematisch und stark vereinfacht in der Aufsicht dargestellt. Diese unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform dadurch, dass anstelle von induktiven Abtasteinrichtungen laserbasierte Ab- tasteinrichtungen 20 vorgesehen sind. Diese weisen keinen Fühlhebel 27 zur taktilen Abtastung auf, sondern sind ausge bildet, um jeweils mehrere Laser-Abtaststrahlen 33 zu emit tieren und Laserlicht, welches auf die abzutastenden Trag flanken 8 auftrifft und (diffus) reflektiert bzw. gestreut wird, zu detektieren und aus dem detektierten Licht Rück schlüsse auf die Lage der Reflexionsfläche zu ziehen, insbe sondere den Abstand zu Reflexionspunkten zu ermitteln. Für Detektion umfasst jede Abtasteinrichtung 20 in an sich be kannter Weise einen geeigneten Detektor. Für das optische Ab tasten der Tragflanken 8 kann beispielsweise auf Laser-Trian gulation zurückgegriffen werden oder beliebige andere laser gestützte Verfahren, welche ein solches ermöglichen. Ein Abtastvorgang der Tragflanken 8 zunächst der drei Veran kerungszähne 6 auf der einen und dann der anderen Seite des Fußes 2 erfolgt auf die gleiche Weise, wie vorstehend für die erste und zweite Ausführungsform beschrieben, mit dem einzi gen Unterschied, dass hier die Abtast-Messdaten durch ein nicht-taktiles , optisches Abtasten erhalten werden.

Es sei angemerkt, dass in der stark vereinfachten Figur 7 weder das Gestell 11, noch der bzw. die Schlitten 19 der Messvorrichtung dargestellt sind, da allein das andere, opti sche Abtastprinzip verdeutlicht werden soll. Sämtliche nicht gezeigten Komponenten können beispielsweise wie beim vorste hend beschriebenen ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein.

Die Figuren 8 und 9 zeigen, wie vorstehend bereits angemerkt, weitere Teilansichten der zweiten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Messvorrichtung, aus welchen auch die Posi tion und Ausgestaltung der Stützvorsprünge S hervorgehen.

Zu sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sei weiterhin angemerkt, dass die jeweilige Vorrichtung 1 er kennbar an die konkrete Form des in den Figuren gezeigten, zu vermessenden Tannenbaum-Schaufelfußes 2 angepasst ist. Dabei ist insbesondere die wenigstens eine Werkzeugaufnahme 14 in ihrer Form und ihrer Dimensionierung an zu vermessende Schau felfüße 2 angepasst. Auch der wenigstens eine Schlitten 19 und die Anordnung der Abtasteinrichtungen 20 daran sind an die zu vermessenden Schaufelfüße 2 angepasst, damit die Fühl hebel 27 in Kontakt mit Tragflanken 8 kommen können, wenn diese bestimmungsgemäß in die Werkzeugaufnahme 14 eingesetzt sind, bzw. - im Falle der laserbasierten Abtastung - damit die emittierte Laserstrahlung die Tragflanken 8 dann bestim mungsgemäß trifft. Die Anzahl der Abtasteinrichtungen 20 ist ferner an die Anzahl der Verankerungszähne 6 auf einer Seite des Fußes 2 angepasst.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .