Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Bauteils, insbe sondere eines Flugtriebwerks, ein Verfahren zum Vorgeben eines Toleranzbereichs für diese Bauteilprüfung sowie ein System und Computerprogrammprodukt zur Durchführung.

Bei Bauteilen von Flugtriebwerken muss die Einhaltung geforderter Toleranzen be sonders präzise und zuverlässig geprüft werden. Die vorliegende Erfindung kann da her mit besonderem Vorteil für die Prüfung von Flugtriebwerk-Bauteilen verwendet werden, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.

Bisher wird bei Bauteilen für verschiedene vorgegebene Bauteilparameter einzeln geprüft, ob der Wert des entsprechenden Bauteilparameters innerhalb eines vorgege benen Toleranzfeldes liegt, beispielsweise ein Istmaß ein Nennmaß höchstens um ein vorgegebenes oberes Grenzmaß über- und höchstens um ein vorgegebenes unteres Grenzmaß unterschreitet.

Liegt nur ein solcher Istwert außerhalb des für ihn vorgegebenen Toleranzfeldes, wird das Bauteil aussortiert. Dies führt häufig, insbesondere bei Bauteilprüfüngen von Flugtriebwerk-Bauteilen, zu hohen Ausschussraten.

Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, die Raten bemängelter Bauteile, insbesondere Ausschussraten, bei Bauteilprüfüngen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bauteilprüfung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 10, 13 und 14 stellen ein Verfahren zum Vorgeben eines Toleranzbereichs für eine hier beschriebene Bauteilprüfung, ein System und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bestätigungskopie Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Prüfung eines Bauteils, in einer bevorzugten Ausführung eines Bauteils für ein, insbesondere eines, Flugtriebwerk(s), die Schritte auf:

Ermitteln eines Wertes eines ersten Parameters des Bauteils, für den eine (zulässige) Toleranz vorgegeben ist („tolerierter Parameter“);

- Ermitteln eines Wertes eines zweiten tolerierten Parameters des Bauteils; und Klassifizieren des Bauteils in eine vorgegebene Güteklasse, in einer Ausführung eine, insbesondere schlechtere, von zwei oder mehr vorgegebenen Güteklassen, falls dieses Wertepaar außerhalb eines vorgegebenen, in einer Ausführung abge schlossenen, Toleranzbereichs liegt, dessen obere und/oder untere Grenze für den zweiten Parameter in wenigstens einem ersten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters, in einer Ausführung linear, von dem ersten Parameter abhängt.

Dem liegt die Idee zugrunde, dass eine starke Abweichung eines Istwertes eines Bau teilparameters von seinem vorgegebenen Soll- bzw. Nennwert durch eine (ausrei chend) geringe Abweichung eines Istwertes eines anderen Bauteilparameters von seinem vorgegebenen Soll- bzw. Nennwert kompensiert werden kann.

Dadurch kann in einer Ausführung die Rate bemängelter Bauteile, insbesondere die Ausschussrate, reduziert und dabei vorteilhafterweise gleichwohl die Eignung der nicht bemängelten Bauteile gewährleistet werden.

Durch eine lineare Abhängigkeit kann in einer Ausführung die Prüfung vereinfacht, ihre Zuverlässigkeit erhöht und/oder die hierfür benötigte Zeit reduziert werden. Entsprechend wird bzw. ist in einer Ausführung diese obere und/oder untere Grenze für den zweiten Parameter in dem ersten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters durch eine Ungleichung der Form erster Koeffizient x Wert ersten Parameters - zweiter Koeffizient x Wert zweiten Pa rameters > Konstante oder erster Koeffizient x Wert ersten Parameters - zweiter Koeffizient x Wert zweiten Parameters > Konstante oder erster Koeffizient x Wert ersten Parameters - zweiter Koeffizient x Wert zweiten Pa rameters < Konstante oder erster Koeffizient x Wert ersten Parameters - zweiter Koeffizient x Wert zweiten Pa- rameters < Konstante beschrieben, wobei die Koeffzienten größer oder kleiner Null sein können.

In einer Ausführung hängt die obere und/oder untere Grenze des Toleranzbereichs für den zweiten Parameter in wenigstens einem zweiten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters, in einer Ausführung linear, gegensinnig bzw. -läufig zu dem ers- ten zulässigen Wertebereich von dem ersten Parameter ab. Erlaubt somit ein steigen der Wert des ersten Parameters innerhalb des ersten zulässigen Wertebereichs eine wachsende Abweichung des zweiten Parameters von seinem Sollwert, erlaubt die gegensinnige Grenze bei sinkendem Wert des ersten Parameters innerhalb des zwei ten zulässigen Wertebereichs eine wachsende Abweichung des zweiten Parameters von seinem Sollwert.

Dadurch kann in einer Ausführung eine starke Abweichung eines Istwertes eines Bauteilparameters von seinem vorgegebenen Sollwert in beide Richtungen jeweils durch eine (ausreichend) geringe Abweichung eines Istwertes eines anderen Bauteil parameters von seinem vorgegebenen Sollwert kompensiert und hierdurch die Rate bemängelter Bauteile, insbesondere die Ausschussrate, (weiter) reduziert werden. In einer Ausführung wird bzw. ist diese obere und/oder untere Grenze für den zweiten Parameter in dem zweiten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters durch eine Ungleichung der oben erläuterten Form erster Koeffizient x Wert ersten Parameters - zweiter Koeffizient x Wert zweiten Pa- rameters >, >, < bzw. < Konstante beschrieben. In einer Ausführung enthält der erste zulässige Wertebereich des ersten Parameters einen minimal oder maximal zulässigen Wert des ersten Parameters. In einer Weiterbildung enthält der erste zulässige Wertebereich des ersten Parameters einen minimal zulässigen Wert des ersten Parameters und der zweite zulässige Wertebereich des ersten Parameters einen maximal zulässigen Wert des ersten Parameters.

Dadurch kann in einer Ausführung eine starke Abweichung eines Istwertes eines Bauteilparameters von seinem vorgegebenen Sollwert, insbesondere in beide Rich tungen jeweils, durch eine geringe Abweichung eines Istwertes eines anderen Bau teilparameters von seinem vorgegebenen Sollwert kompensiert und hierdurch die Ra te bemängelter Bauteile, insbesondere die Ausschussrate, (weiter) reduziert werden.

In einer Ausführung ist die obere und/oder untere Grenze des Toleranzbereichs für den zweiten Parameter in wenigstens einem zulässigen Wertebereich des ersten Pa rameters von dem ersten Parameter unabhängig, der vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als weiterer zulässiger Wertebereich des ersten Parameters be zeichnet wird, so dass der vorstehend erläuterte zweite Wertebereich vorhanden sein kann, aber nicht muss.

Dem liegt die Idee zugrunde, dass zu starke Abweichungen eines Istwertes eines Bauteilparameters von seinem vorgegebenen Sollwert nicht mehr durch geringe Ab weichungen eines Istwertes eines anderen Bauteilparameters von seinem vorgegebe nen Sollwert kompensiert werden können.

In einer Ausführung weist das Verfahren die Schritte auf:

Ermitteln eines Wertes wenigstens eines dritten tolerierten Parameters des Bau teils; und

Klassifizieren des Bauteils in die vorgegebene Güteklasse, falls dieser Wert au ßerhalb eines vorgegebenen dritten Toleranzfeldes liegt.

Dem liegt die Idee zugrunde, zusätzlich zu dem ersten und zweiten Bauteilparameter wenigstens einen weiteren Bauteilparameter zu prüfen, für den eine zu starke Abwei chung seines Istwertes von seinem vorgegebenen Soll- bzw. Nennwert nicht durch geringe Abweichungen eines Istwertes eines anderen Bauteilparameters von seinem vorgegebenen Sollwert kompensiert werden kann.

In einer Ausführung weist das Verfahren den Schritt auf:

Klassifizieren des Bauteils in die vorgegebene Güteklasse, falls der Wert des ersten Parameters außerhalb eines vorgegebenen maximalen ersten Toleranzfeldes liegt.

Zusätzlich oder alternativ weist das Verfahren den Schritt auf:

Klassifizieren des Bauteils in die vorgegebene Güteklasse, falls der Wert des zweiten Parameters außerhalb eines vorgegebenen maximalen zweiten Toleranz feldes liegt.

Somit definiert bzw. umfasst in einer Ausführung der vorgegebene Toleranzbereich ein vorgegebenes maximales erstes Toleranzfeld und/oder ein vorgegebenes maxi males zweites Toleranzfeld, das der erste bzw. zweite Bauteilparameter in jedem Fall einhalten muss.

In einer Ausführung wird das Bauteil verworfen, falls es in die vorgegebene Güte klasse klassifiziert wird bzw. worden ist. Hierdurch kann in einer Ausführung die Ausschussrate reduziert werden.

In einer anderen Ausführung wird das Bauteil nachbearbeitet bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere aussortiert und/oder gekennzeichnet, falls es in die vorgegebene Güteklasse klassifiziert wird bzw. worden ist. Hierdurch kann in einer Ausführung der Nachbearbeitungsaufwand reduziert werden.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird bzw. ist die Abhängigkeit der oberen und/oder unteren Grenze des zulässigen Toleranzfeldes für den zweiten Parameter von dem ersten Parameter in dem ersten und/oder zweiten zulässigen Wer tebereich des ersten Parameters auf Basis einer, in einer Ausführung strukturmechanischen, Eigenschaft, in einer Ausführung Funktionsfähigkeit, des Bauteiltyps des Bauteils vorgegeben, die von einer Kombination des ersten und zweiten Parameters abhängt.

Dem liegt die Idee zugrunde, gezielt Parameter zu identifizieren, die, insbesondere deren Toleranzen, in Kombination miteinander bzw. voneinander abhängig eine sol che Eigenschaft des Bauteil(typ)s beeinflussen, und dann gezielt entsprechende Tole ranzbereiche vorzugeben. Entsprechend wirken sich in einer Ausführung die Toleranz des ersten Parameters und des zweiten Parameters auf eine, in einer Ausführung strukturmechanische, Eigenschaft, in einer Ausführung Funktionsfähigkeit, des Bau teiltyps des Bauteils aus bzw. wird bzw. ist der zulässige Toleranzbereich entspre chend vorgegeben.

Die Erfindung kann aufgrund der Montage- und Betriebsbedingungen mit besonde rem Vorteil für die Prüfung von Lauf- und Leitschaufeln von Gasturbinen, insbeson dere Flugtriebwerk-Gasturbinen, verwendet werden.

In einer Ausführung ist bzw. wird für den ersten tolerierten Parameter eine Maßtoleranz, insbesondere eine Maßtoleranz einer Länge oder eine Maßtoleranz eines Abstandes, in einer Ausführung zwischen zwei Funktionsflächen des Bauteils vorgege ben.

Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird für den zweiten tolerierten Parameter in einer Ausführung eine Formtoleranz oder Lagetoleranz, in einer Ausführung eine Formto leranz für eine Ebenheit und/oder eine Form- oder Lagetoleranz für eine dieser (zwei) Funktionsflächen vorgegeben.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass gerade Abweichungen innerhalb von Maßtoleranzen und Abweichungen innerhalb von Form- oder Lagetoleranzen durcheinander kompensiert werden können, insbesondere starke Abweichungen von Abständen zwischen Funktionsflächen von ihren Sollwerten durch geringe Abweichun gen von einer Sollform einer dieser Funktionsflächen. Entsprechend kann in einer Ausführung der erste und/oder zweite Parameter (jeweils)

- ein Maß, insbesondere eine Länge, einen Abstand, insbesondere eine lichte Wei te, insbesondere einen Durchmesser, oder dergleichen,

- eine Form, insbesondere eine Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylinderform, Profilform einer Linie, Profilform einer Fläche oder dergleichen, oder

- eine Lage, insbesondere eine Position, Koaxialität, Symmetrie, Parallelität, Rechtwinkligkeit, Neigung, einen (Gesamt)Rundlauf, (Gesamt)Planlauf oder dergleichen

aufweisen, insbesondere sein bzw. beschreiben bzw. definieren.

In einer Ausführung wird bzw. ist der vorgegebene Toleranzbereich auf einer Zeich nung des Bauteils angegeben, vorzugsweise wenigstens teilweise, insbesondere für die obere und/oder untere Grenze für den zweiten Parameter in dem ersten und/oder zweiten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters, in Funktions-, insbesondere U ngleichungsfor m.

Hierdurch kann in einer Ausführung die Prüfung vereinfacht, ihre Zuverlässigkeit erhöht und/oder die hierfür benötigte Zeit reduziert werden.

Ein Ermitteln eines Parameters umfasst in einer Ausführung ein ein- oder mehrmali ges Messen.

Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:

- Mittel zum Ermitteln eines Wertes eines ersten tolerierten Parameters des Bauteils;

- Mittel zum Ermitteln eines Wertes eines zweiten tolerierten Parameters des Bauteils; und

Mittel zum Klassifizieren des Bauteils in eine vorgegebene Güteklasse, falls die ses Wertepaar außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, dessen obe re und/oder untere Grenze für den zweiten Parameter in wenigstens einem ersten zulässigen Wertebereich des ersten Parameters, insbesondere linear, von dem ersten Parameter abhängt.

Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretech nisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbei- tungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit, insbesondere wenigstens eine CPU, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzuge ben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Spei chermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht- flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere das Bauteil prüfen kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.

In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Ver fahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

Fig. 1 ein Verfahren nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; Fig. 2: einen Ausschnitt einer bei dem Verfahren verwendeten Bauteilzeich nung;

Fig. 3 einen bei dem Verfahren verwendeten vorgegebenen Toleranzbereich; und

Fig. 4 ein System zum Durchfuhren des Verfahrens.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Bauteilzeichnung für eine Schaufel mit einem tannenbaumartigen Schaufelfuß zur Befestigung der Schaufel in einer entsprechen den Nut eines Rotors oder Gehäuses einer Gasturbine.

Die Abstände Al, A2 zwischen Funktionsflächen des Schaufelfußes sind toleriert und bilden jeweils einen ersten tolerierten Parameter dieses Bauteils.

Außerdem sind die Ebenheiten bzw. Planaritäten El ,...,E4 dieser Funktionsflächen toleriert und bilden jeweils einen zweiten tolerierten Parameter dieses Bauteils. Dabei gibt der Wert der entsprechenden Ebenheit in fachüblicher Weise den zulässigen Ebenenabstand zwischen zwei parallelen Flächen an, die zwischen sich eine spalt- förmige Toleranzzone definieren, in der die Funktionsfläche liegen soll.

In einem ersten Schritt S10 (vgl. Fig. 1) werden Toleranzen für diese und gegebenenfalls weitere Bauteilparameter vorgegeben.

In einem zweiten Schritt S20 wird für Kombinationen dieser Bauteilparameter ge prüft, ob eine starke Abweichung des Istwertes eines Parameters von seinem Soll- bzw. Nennmaß durch eine ausreichend geringe Abweichung des Istwertes des anderen Parameters von seinem Soll- bzw. Nennmaß kompensiert werden kann. Solche Kombinationen können beispielsweise von der Strukturmechanik identifiziert und hierfür jeweils entsprechende Abhängigkeiten vorgegeben werden.

Für solche Kombinationen (S20:„Y“), im Ausfiihrungsbeispiel die Kombinationen (Al, El), (Al , E2), (A2, E3) und (A2, E4), wird in einem Schritt S25 jeweils ein ent- sprechender Toleranzbereich vorgegeben, für die anderen Kombinationen (S20:

„N“), beispielsweise (Al, E3), nicht.

Fig. 3 zeigt exemplarisch den vorgegebenen Toleranzbereich für den ersten tolerier ten Bauteil parameter Al und den zweiten tolerierten Bauteilparameter El : Fett ge- strichelt sind die Soll- bzw. Nennmaße für die beiden Parameter eingezeichnet, dünn strichpunktiert die maximalen Toleranzfelder Tal, Tel für die beiden Parameter.

Durch die in der Bauteilzeichnung angegebene Ungleichung aci xAl - e _ci xEl > cn hängt die obere Grenze G für den zweiten Parameter in einem ersten zulässigen Wer- tebereich Ta 1,1 des ersten Parameters, der den minimal zulässigen Wert 0,48 des ersten Parameters enthält, linear von dem ersten Parameter ab.

In analoger Weise hängt die obere Grenze G für den zweiten Parameter in einem zweiten zulässigen Wertebereich Tal, 2 des ersten Parameters, der den maximal zu lässigen Wert 0,55 des ersten Parameters enthält, durch die in der Bauteilzeichnung angegebene Ungleichung aaixAl - eaixEl < du gegensinnig hierzu linear von dem ersten Parameter ab.

In dem dazwischenliegenden weiteren zulässigen Wertebereich Ta 1,3 des ersten Pa rameters ist die obere Grenze des Toleranzbereichs für den zweiten Parameter von dem ersten Parameter unabhängig. ln einem Schritt S30 werden die entsprechenden Ungleichungen zusammen mit den maximal zulässigen Toleranzfeldem der Parameter Al,..., E4 auf der Bauteilzeichnung angegeben, wie in Fig. 2 für die maximal zulässigen Toleranzfelder der Para- meter Al,. E4 und den oben beschriebenen Toleranzbereich für die Kombination (Al , El) angedeutet.

In einem Schritt S40 werden nun für ein konkretes Bauteil die Werte der ersten Pa rameter Al, A2 gemessen, in einem Schritt S50 die Werte der zweiten Parameter E 1 , ... , E4 mittels Messung ermittelt.

Dann wird in einem Schritt S60 (jeweils) geprüft, ob für eine (noch nicht geprüfte) der Kombinationen, für die ein Toleranzbereich vorgegebenen ist, das entsprechende Wertepaar außerhalb dieses vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.

Ist dies der Fall (S60:„Y“), wird das Bauteil als Ausschuss klassifiziert (Fig. 1 : Schritt S70).

Andernfalls (S60:„N“) wird geprüft, ob für weitere (noch nicht geprüfte) Kombina tionen ein gemeinsamer Toleranzbereich vorgegebenen ist. Ist dies der Fall (S80: „Y“), wird Schritt S60 für diese Kombination erneut durchgeführt.

Andernfalls (S80:„N“) wird geprüft, ob für wenigstens einen dritten Parameter ein Toleranzfeld vorgegeben ist, der noch nicht überprüft worden ist.

Ist dies der Fall (S90:„Y“), wird der entsprechende Wert gemessen (S100) und geprüft, ob dieser außerhalb dieses vorgegebenen Toleranzfeldes liegt.

Ist dies der Fall (S 1 10:„Y“), wird das Bauteil ebenfalls als Ausschuss klassifiziert (S70). Andernfalls (S1 10:„N“) wird Schritt S90 erneut durchgeführt.

Wird in diesem festgestellt, dass für keinen (weiteren bzw. bisher ungeprüften) drit ten Parameter ein Toleranzfeld vorgegeben ist (S90:„N“), wird die Prüfung beendet (S120). Fig. 4 zeigt ein System zur wenigstens teilweise automatisierten Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens in Form eines Rechners 100, der dazu eingerichtet ist, auf Basis eingegebener Werte für die ersten und zweiten sowie gegebenenfalls dritten Parameter das Bauteil als Ausschuss oder gut zu klassifizieren. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführun gen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindes tens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbe sondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Bezugszeichenliste

100 Rechner (System)

Al , A2 Abstand zwischen Funktionsflächen (erster Parameter) El,..., E4 Ebenheit einer Funktionsfläche (zweiter Parameter) G obere Grenze

Tal maximales erstes Toleranzfeld

Tal,l erster zulässiger Wertebereich des ersten Parameters Ta 1,2 zweiter zulässiger Wertebereich des ersten Parameters Ta 1,3 weiterer zulässiger Wertebereich des ersten Parameters Tel maximales zweites Toleranzfeld