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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CLEANING TURBINE BLADES OF A JET ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/076875
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for cleaning turbine blades (82) of a turbine stage (81) of a jet engine (80). Said device (1) comprises a cleaning lance (2) for insertion in a jet engine (80) through a through-opening (83), said cleaning lance having an outlet opening (3) at one end and a supply connection (4) for supplying a cleaning medium at the other end. The device (1) further comprises a guide (10) for the cleaning lance (2) for clearly and reproducibly orienting and aligning the cleaning lance (2), and a fastening device (20) for removably fastening the guide (10) to the exterior of the jet engine (80), said fastening device (20) having an alignment unit (30) by means of which the guide (10) can be adjusted to a predefined alignment with respect to the exterior of the jet engine (80).

Inventors:
SASSMANNSHAUSEN JAN (DE)
ROPPELT EUGEN (DE)
HAGGE MANUEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/078204
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
October 16, 2018
Export Citation:
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Assignee:
LUFTHANSA TECHNIK AG (DE)
International Classes:
F01D25/00; B23P6/00; F01D5/00
Foreign References:
US20140260307A12014-09-18
DE102013002636A12014-08-21
DE10355105A12005-06-02
GB2207210A1989-01-25
JP2013060843A2013-04-04
DE869447C1953-03-05
DE102012002275A12013-08-08
Attorney, Agent or Firm:
GLAWE DELFS MOLL PARTNERSCHAFT MBB VON PATENT- UND RECHTSANWÄLTEN (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung (1) zum Reinigen von Turbinenschaufeln (82) ei ner Turbinenstufe (81) eines Strahltriebwerks (80), umfas¬ send eine Reinigungslanze (2) zum Einführen in ein Strahltriebwerk (80) durch eine Durchführungsöffnung (83) mit ei ner Austrittsöffnung (3) an ihrem einen Ende und einem Zu- leitungsanschluss (4) zur Zufuhr von Reinigungsmedium an ihrem anderen Ende,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (1) eine Führung (10) für die Reinigungs¬ lanze (2) zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze (2) und eine Be¬ festigungsvorrichtung (20) zur lösbaren Befestigung der Führung (10) an der Außenseite des Strahltriebwerks (80) umfasst, wobei die Befestigungsvorrichtung (20) eine Aus¬ richteinheit (30), mit der die Führung (10) auf eine vorge gebene Ausrichtung gegenüber der Außenseite des Strahltriebwerks (80) einstellbar ist, aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Führung (10) zur Einschränkung der Bewegbarkeit der Reinigungslanze (2) auf einen Freiheitsgrad ausgebildet ist, wobei der Freiheitsgrad vorzugsweise derart ausgestal tet ist, dass durch Bewegung entlang des einen Freiheitsgrades das Austrittsende (3) der Reinigungslanze (2) in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltrieb¬ werks (80), vorzugsweise linear, bewegt wird.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Befestigungsvorrichtung (20) als Befestigungsmittel ei- nen Gewindeabschnitt zum Eingriff in ein Gewinde der Durchführungsöffnung (83) für die Reinigungslanze (2) umfasst, wobei der Gewindeabschnitt vorzugsweise Teil einer Hohl¬ schraube (21) mit kegelförmig ausgebildetem Kopf (22) ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Ausrichteinheit (30) eine oder mehrere Anschlagflächen (31), die zum Anliegen an das Strahltriebwerk (80) ausgestaltet sind, umfasst, wobei wenigstens ein Teil der An¬ schlagflächen (31) vorzugsweise einstellbar ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (1) eine Führungsmechanik (40) umfasst, mit der sich die Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) bewegen lässt, wobei die Führungsmechanik (40) vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass sie das Austrittsende (3) der Reinigungslanze (2) in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks (80), vorzugsweise linear, be¬ wegt .

Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Führungsmechanik (40) einen Kurbeltrieb (41) zum Bewegen der Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kurbel (43) des Kurbeltriebs (41) längeneinstellbar ist .

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmechanik (40) eine steuerbaren Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor, zum Bewegen der Reinigungslanze (2) entlang der Führung (10) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (1) in Baugruppen zerlegbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (1) ein Umschaltventil (50) zum wahlweise Zuleiten zweier Medien zum Zuleitungsanschluss (4) der Reinigungslanze (2) aufweist, wobei das Umschaltventil (50) derart ausgestaltet ist, dass es von einem zweiten Einlass (52) des Umschaltventils (50) auf den ersten Einlass (51) umschaltet, wenn ausreichender Druck am ersten Einlass (51) oder einem Steuereinlass (53) anliegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Umschaltventil (50) ein Rückstellelement, vorzugsweise eine Feder (58) aufweist, welches das Umschaltventil (50) vom ersten Einlass (51) auf den zweiten Einlass (52) umschaltet, wenn am ersten Einlass (51) oder einem Steuereinlass (53) kein ausreichender Druck anliegt.

Description:
Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln

eines Strahltriebwerks

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltriebwerks.

Flugzeugstrahltriebwerke besitzen in bekannter Weise eine oder mehrere Kompressorstufen, eine Brennkammer, sowie eine oder mehrere Turbinenstufen. In den Turbinenstufen geben die aus der Brennkammer stammenden heißen Verbrennungsgase einen Teil ihrer thermischen und mechanischen Energie ab, die zum Antrieb der Kompressorstufen genutzt wird. Eine Verschmutzung eines Flugzeugstrahltriebwerks kann zu einer Reduktion des Wirkungs ¬ grades führen, was einen erhöhten Kraftstoff erbrauch und damit eine erhöhte Umweltbelastung zur Folge hat. Dies gilt ins ¬ besondere wenn die Verschmutzungen einen Belag auf den mit Luft durchströmten Teilen eines Flugzeugtriebwerks bilden und dadurch die Oberflächengüte beeinträchtigen.

Insbesondere bei Flugzeugen, die in Wüstenregionen eingesetzt werden, besteht weiterhin das Problem, das Wüstensand (CMAS) , der sich in der Luft befindet, von dem Triebwerk eingesaugt und aufgrund der hohen Temperaturen in der Brennkammer

schmelzflüssig wird. Beim Auftreffen auf die in Strömungsrichtung hinter der Brennkammer angeordneten Hochdruckturbinenschaufeln (HPT Blades) verfestigt sich der aufgeschmolzene Sand wieder. Zusätzlich gelangt extrem feiner Sand in die im Hochdruckkompressor abgezapfte Kühlluft von innen in die internen Kühlkanäle der Hochdruckturbinenschaufeln, die an der Profilnase der Schaufeln zur Bildung einer Filmkühlung münden, und setzt sich dort ab. Beide Effekte führen zu einer Veren ¬ gung oder Blockade der Kühlluftkanäle der Hochdruckturbinenschaufeln, sodass diese nicht mehr ausreichend gekühlt werden. In Verbindung mit Erosionseffekten und Oxidationseffekten nutzen die Hochdruckturbinenschaufeln deutlich schneller ab und die Einsatz- und Lebensdauer ist drastisch reduziert, insbesondere im Vergleich zum Einsatz außerhalb von Wüstenregionen. Zur Reinigung der Hochdruckturbinenschaufeln ist es im Stand der Technik bekannt, dass betroffene Triebwerk vom Flugzeug abzumontieren und einer Triebwerksüberholung zu unterziehen, um dabei die Hochdruckturbinenschaufeln einem eine Reinigung umfassenden Reparaturzyklus zu unterziehen. Diese Triebwerks- Überholung ist aufwendig und kostenintensiv.

Aus der DE 10 2012 002 275 AI ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem das Flugzeugtriebwerk zur Reinigung der Hochdruckturbinenschaufeln am Flugzeug verbleiben kann. Dazu wird über eine seitliche Öffnung des Triebwerks eine Reinigungsvor- richtung ggf. unter Zuhilfenahme einer Einführhilfe in die

Brennkammer eingebracht, die eine Strahldüse zur Erzeugung ei ¬ nes Druckflüssigkeitsstrahls, mit dem Ablagerungen an den Hochdruckturbinenschaufeln abgetragen werden sollen. Die Reinigungsvorrichtung ist nach der Einführung frei beweglich und durch eine evtl. vorgesehene Einführhilfe nur kaum beschränkt. Die Ausrichtung der Reinigungsvorrichtung gegenüber den Hochdruckturbinenschaufeln über ein durch die Reinigungsvorrichtung geführtes Boroskop überprüft werden kann. Die Ergebnisse eines solchen Verfahrens sind jedoch nicht immer zufrieden- stellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines

Strahltriebwerks zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltrieb ¬ werks, umfassend eine Reinigungslanze zum Einführen in ein Strahltriebwerk mit einer Austrittsöffnung an ihrem einen Ende und einem Zuleitungsanschluss zur Zufuhr von Reinigungsmedium an ihrem anderen Ende, wobei die Vorrichtung eine Führung für die Reinigungslanze zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze gegenüber der Führung und eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befesti- gung der Führung an der Außenseite des Strahltriebwerks um- fasst, und wobei die Befestigungsvorrichtung eine Ausrichteinheit, mit der die Führung auf eine vorgegebene Ausrichtung ge ¬ genüber der Außenseite des Strahltriebwerks einstellbar ist, aufweist . Bei den zu reinigenden Turbinenschaufeln kann es sich insbesondere um die Hochdruckturbinenschaufeln einer Hochdruckturbinenstufe, bspw. der ersten Hochdruckturbinenstufe, handeln.

Die Erfindung hat erkannt, dass für eine durchgängig zufrie ¬ denstellende Reinigung der Turbinenschaufeln das Reinigungsme- dium in einem vorgegebenen Winkel auf die zu reinigende Fläche jeder Turbinenschaufel auftreffen sollte und - sofern der Rei ¬ nigungsstrahl nicht unmittelbar die gesamte zu reinigende Flä ¬ che abdeckt - sichergestellt wird, dass der Reinigungsstrahl über die gesamte zu reinigende Fläche geführt wird. Die für eine gute Reinigungswirkung erforderliche Position und Aus ¬ richtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze gegenüber der zu reinigenden Turbinenschaufeln können dabei als Vorgaben definiert werden.

Um die Vorgaben hinsichtlich der Position und Ausrichtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze gegenüber der zu reini- genden Turbinenschaufeln reproduzierbar einzuhalten, ist erfindungsgemäß zunächst vorgesehen, die Reinigungslanze durch eine Führung an einer Befestigungsvorrichtung zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reini- gungslanze zu führen. Damit eine Führung „zur eindeutigen und reproduzierbaren Positionierung und Ausrichtung der Reinigungslanze" geeignet ist, weisen Reinigungslanze und/oder Füh ¬ rung Mittel auf, mit denen die relative Bewegung zueinander in definierten Positionen der Reinigungslanze in der Führung festgelegt werden kann und/oder die Anzahl der Freiheitsgrade der Reinigungslanze in der Führung eingeschränkt ist. In bei ¬ den Fällen erfolgt die Führung möglichst ohne Spiel.

Es können z.B. Rastelemente und/oder Feststellschrauben vorgesehenen sein, mit denen sich die Reinigungslanze wahlweise in durch die Rastelemente und/oder Feststellschrauben vorgegebenen Positionen gegenüber der Führung einstellen lässt. Die Rastelemente und/oder Feststellschrauben können dabei an der Führung oder der Reinigungslanze angeordnet sein, wobei die jeweils andere Komponente dann bspw. entsprechende Vertiefun- gen oder Ausnehmungen zum Eingriff der Rastelemente und/oder Feststellschrauben aufweist.

Zu Einschränkung der Anzahl der Freiheitsgrade der Reinigungslanze in der Führung können bspw. Nut-, Schienen- oder Linearführungen vorgesehen sein, welche die Freiheitsgrade der rela- tiven Begegnung der Reinigungslanze gegenüber der Führung auf die durch die Nut und/oder Schiene vorgegebene Richtung be ¬ schränken. Die Bewegbarkeit der Reinigungslanze in der Führung kann so bspw. auf eine einzelne lineare Bewegung eingeschränkt werden, ohne dass Rotationsfreiheitsgrade bestehen würden. Es ist bevorzugt, wenn die Führung zur Einschränkung der Bewegbarkeit der Reinigungslanze gegenüber der Führung auf einen Freiheitsgrad ausgebildet ist. Der Freiheitsgrad kann dabei eine Rotationsbewegung, eine Linearbewegung und/oder eine beliebige, auch abschnittsweise, Kombination daraus abbilden. Bevorzugt ist es, wenn der eine Freiheitsgrad, auf den die Be- wegung eingeschränkt ist, ein geradliniger Translationsfrei- heitsgrad ist. Es ist bevorzugt, wenn der eine Freiheitsgrad derart ausgestaltet ist, dass - im montierten Zustand der Vor ¬ richtung - durch Bewegung entlang des einen Freiheitsgrades das Austrittsende der Reinigungslanze in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks, vorzugsweise li ¬ near, bewegt wird.

Damit die für eine gute Reinigungswirkung bestehenden Vorgaben hinsichtlich der Position und Ausrichtung der Reinigungslanze gegenüber der zu bearbeitenden Turbinenschaufeln auch tatsäch- lieh eingehalten werden, ist neben der beschriebenen Führung der Reinigungslanze weiterhin erforderlich, dass die Führung selbst in einer vorgegebenen Position und Ausrichtung gegenüber den zu reinigenden Turbinenschaufeln angeordnet ist. Die Position der Führung ist dabei im Wesentlichen durch die

Durchführungsöffnung für die Reinigungslanze im Strahltrieb ¬ werk vorgegeben.

Die Erfindung hat aber erkannt, dass eine unmittelbare Befes ¬ tigung der Führung an der Außenseite des Strahltriebwerks im Bereich der Durchführungsöffnung ohne weitergehende Einstell- möglichkeiten eine Position und Ausrichtung der Reinigungslanze entsprechend den Vorgaben nicht sicher gewährleisten kann .

Um dies zu ermöglichen umfasst die erfindungsgemäße Vorrich ¬ tung eine Befestigungsvorrichtung mit Ausrichteinheit, mit der die Ausrichtung der Führung eingestellt werden kann. Durch die Ausrichteinheit der Befestigungsvorrichtung können Ausrichtungsfehler vermieden werden.

Die Befestigungsvorrichtung kann als Befestigungsmittel einen Gewindeabschnitt zum Eingriff in ein Gewinde der Durchfüh- rungsöffnung für die Reinigungslanze und/oder Schrauben zur lösbaren Befestigung an der Außenseite des Strahltriebwerks aufweisen. Insbesondere kann der Gewindeabschnitt Teil einer Hohlschraube mit kegelförmig ausgeformten Kopf sein. Die Reinigungslanze kann durch die Hohlschraube hindurchgeführt wer- den, die wiederum in ein Innengewinde der Durchführungsöffnung eingreifen kann. Durch den kegelförmig ausgeformten Kopf ist es bei geeigneter Ausformung des entsprechenden Gegenstücks der Befestigungsvorrichtung möglich, das Gegenstück in einer für die gewünschte Ausrichtung der Führung geeigneten Lage an der Durchführungsöffnung zu befestigen und in dieser Lage zu sichern .

Die Befestigungsvorrichtung weist zwischen dem Befestigungsmittel bzw. einem gegenüber dem Strahltriebwerk ortsfest befestigten Teil der Befestigungsvorrichtung (bspw. dem Befesti- gungsmittel) und dem die Führung umfassenden Teil der Befesti ¬ gungsvorrichtung einen beweglichen und/oder verformbaren Abschnitt auf, der die Ausrichtung die Führung ermöglicht. Die Ausrichteinrichtung kann unmittelbar auf diesen Abschnitt einwirken, indem bspw. die Lage der beiden Teile der Befesti- gungsvorrichtung zueinander über die Ausrichteinrichtung verändert werden kann.

Die Ausrichteinheit umfasst bevorzugt eine oder mehrere An ¬ schlagflächen, die zum Anliegen an definierte Bauteile des Strahltriebwerks ausgestaltet und mit dem die Führung umfas- senden Teil der Befestigungsvorrichtung verbunden sind. Vorzugsweise ist dabei wenigstens ein Teil der Anschlagflächen einstellbar, bspw. mit Hilfe von Stellschrauben oder Gewindespindeln verschiebbar. Es ist auch möglich, dass das freie Ende einer Stellschraube unmittelbar eine einstellbare An ¬ schlagfläche bildet. Durch die Anschlagflächen wird die Aus- richtung der Führung gegenüber der Außenseite des Strahltriebwerkes festgelegt, wobei die Einstellbarkeit der Anschlagflä ¬ chen die Ausrichtung der Führung einstellbar macht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe eines Strahltriebwerks lässt sich die Position und Ausrichtung der Austrittsöffnung der Reinigungslanze durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aus- richtbarkeit der Führung sowie der reproduzierbaren Positionierung der Reinigungslanze gegenüber der Führung zuverlässig auf eine Vorgabe einstellen. Die dafür erforderliche korrekte Ausrichtung der Führung lässt sich durch Ausrichtung der Führung gegenüber Komponenten des Triebwerks, deren Position als zuverlässige Referenz herangezogen werden kann, erreichen, bspw. indem Anschlagflächen an diesen Komponenten anliegen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die korrekte Aus- richtung der Führung durch Vermessung, bspw. über Laser, oder über an der Führung angeordneten Ausrichthilfen, bspw. Dosenlibellen, zu finden.

Es ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Führungsmechanik umfasst, mit der sich die Reinigungslanze entlang der Führung bewegen lässt. Die Führungsmechanik ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie das Austrittsende der Reini ¬ gungslanze in eine Richtung radial zur Achse des Rotors des Strahltriebwerks, vorzugsweise linear, bewegt. Die Bewegung kann bspw. durch die Einschränkung der Bewegbarkeit der Reini- gungslanze auf einen entsprechenden einzelnen Freiheitsgrad erreicht werden. Dabei ist selbstverständlich, dass die ge- wünschte Bewegung am Austrittsende der Reinigungslanze regel ¬ mäßig nur auftreten wird, wenn die Führung gemäß den jeweili ¬ gen Vorgaben ausgerichtet ist.

Die Führungsmechanik kann einen Kurbeltrieb zum Einbringen der Bewegung entlang der Führung aufweisen. Durch einen entsprechenden Kurbeltrieb lässt sich eine pendelnde Bewegung des Austrittsendes der Reinigungslanze erreichen, die für eine gleichmäßige Reinigung der Turbinenschaufel vorteilhaft ist. Dies gilt insbesondere für eine sog. stochastische Reinigung, bei der die Reinigung aller Turbinenschaufeln einer Stufe gemeinsam erfolgt. Hierzu wird die Turbinenstufe mit den zu rei ¬ nigenden Turbinenschaufeln kontinuierlich gedreht und der aus der Austrittsöffnung der Reinigungslanze austretende Strahl des Reinigungsmediums kontinuierlich pendelnd in eine Richtung senkrecht zur Drehachse der Turbinenstufe hin und her bewegt wird, sodass nach einem ermittelbaren Zeitraum der Strahl des Reinigungsmediums wenigstens einmal über sämtliche von dem Strahl grundsätzlich zu erreichenden Bereichen jeder Turbinenschaufel der Turbinenstufe geführt wurde. Durch geeignete Wahl der Drehgeschwindigkeit der Turbinenstufe sowie der Pendelge ¬ schwindigkeit kann auch eine über die Länge der einzelnen Turbinenschaufeln gleichmäßige Reinigung sichergestellt werden.

Damit die Vorrichtung variabel für unterschiedliche Trieb ¬ werksmodelle eingesetzt werden kann, kann die Reinigungslanze austauschbar und/oder die Kurbel des Kurbeltriebs längeneinstellbar sein. Durch den Austausch der Reinigungslanze lässt sich die Vorrichtung an unterschiedliche Triebwerksgeometrien anpassen. Über die Längeneinstellung des Kurbeltriebs lässt sich der Hubbereich der Vorrichtung an die Länge der zu reini- genden Turbinenschaufeln anpassen. Es sind im Übrigen auch andere Führungsmechaniken möglich, bspw. Führungsmechaniken umfassend ein Schraubgetriebe. Der Hubbereich der Vorrichtung lässt sich dann frei über die Führungsmechanik steuern. Die Führungsmechanik kann manuell, bspw. per Handkurbel, ange ¬ trieben werden. Es ist aber bevorzugt, wenn die Führungsmecha ¬ nik eine steuerbaren Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor, zum Bewegen der Reinigungslanze entlang der Führung umfasst. Sofern ein Kurbeltrieb vorhanden ist, kann der Antrieb auf den Kurbeltrieb wirken; im Falle eines Schraubgetriebes auf die Gewindespindel .

Zur einfacheren Handhabung ist die Vorrichtung vorzugsweise in Baugruppen zerlegbar. Dadurch muss die Vorrichtung nicht in einem einzigen Schritt und als Ganzes an dem Strahltriebwerk befestigt werden, was aufgrund des erforderlichen Einfädeins der Reinigungslanze in die Öffnung des Strahltriebwerks ggf. schwierig ist, sondern es ist vielmehr möglich, die zu Baugruppen der Vorrichtung zusammengefasste Komponenten nacheinander zu montieren. Beispielsweise kann die Reinigungslanze eine Baugruppe bilden, während die Führung einer anderen Bau ¬ gruppe zugeordnet ist. Auch kann durch eine Zerlegbarkeit der Vorrichtung die Lager- und Transportfähigkeit der Vorrichtung verbessert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Reinigung mit einem Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid ausgestal ¬ tet. Das Kohlendioxid kann in Form von Pellets vorliegen, die mit Hilfe eines Treibgases durch die Reinigungslanze gefördert werden. Es ist aber auch möglich, flüssiges Kohlendioxid als Vorstufe des Reinigungsmediums vorzusehen. Das flüssige Koh- lendioxid erstarrt beim Austritt aus der Reinigungslanze we ¬ nigstens teilweise und bildet eine feste Komponente in Form von Kohlendioxidflocken.

Zur Verbesserung der Reinigungswirkung bei einem solchen Rei- nigungsmedium kann vorgesehen sein, die Turbinenschaufel vor der Reinigung mit entsprechendem Reinigungsmedium zu erwärmen. Die bereits gute Reinigungswirkung des Reinigungsmediums wird dadurch weiter gesteigert. Durch ein vorhergehendes Erwärmen der Turbinenschaufel wird nämlich die Temperaturdifferenz zwi- sehen Reinigungsmedium und Reinigungsbereich erhöht, was zum Aufbrechen und Abplatzen von Verunreinigungen beiträgt.

Zur Erwärmung der Turbinenschaufeln kann heißes Gas, insbesondere heiße Luft, verwendet werden. Das heiße Gas kann dabei durch dieselbe Reinigungslanze zu den Turbinenschaufeln gelei- tet werden, durch die anschließend das Reinigungsmedium, bspw. Druckgas mit Kohlendioxid, geführt wird.

Um hierbei ein Vermengen des Reinigungsmediums mit dem heißen Gas zu verhindern, weist die Vorrichtung vorzugsweise ein Umschaltventil zum wahlweise Zuleiten zweier Medien zum Zulei- tungsanschluss der Reinigungslanze auf, wobei das Umschaltven ¬ til derart ausgestaltet ist, dass es von dem zweiten Einlass des Umschaltventils diskret auf den ersten Einlass umschaltet, wenn ausreichender Druck am ersten Einlass oder einem Steuer- einlass anliegt. „Diskret umschalten" bedeutet in diesem Zu- sammenhang, dass zu keinem Zeitpunkt während des Umschaltens von einem auf den anderen Einlass beide Einlässe auch nur zum Teil gleichzeitig geöffnet sind.

Durch die Umschaltvorrichtung wird vermieden, dass das am zweiten Einlass des Umschaltventils anliegende Medium - bspw. heißes Gas - mit dem am ersten Einlass anliegenden Medium in Kontakt kommt. Im Falle von Reinigungsmedium umfassend festes Kohlendioxid am ersten Einlass kann so ein ungewolltes Subli- mieren und Verklumpen des Kohlendioxids vermieden werden.

Es ist bevorzugt, wenn das Umschaltventil ein Rückstellelement aufweist, welches das Umschaltventil diskret vom ersten Ein ¬ lass auf den zweiten Einlass umschaltet, wenn am ersten Einlass oder einem Steuereinlass kein ausreichender Druck mehr anliegt. Durch ein entsprechendes Rückstellelement wird das Umschaltventil auf den zweiten Einlass geschaltet, wenn am ersten Einlass oder dem Steuereinlass kein ausreichender Druck mehr anliegt. Wird das Umschaltventil unmittelbar über den ersten Einlass gesteuert, ist dies mit einem fehlenden Zufluss durch diesen Einlass gleichzusetzen. In jedem Fall kann durch das Umschaltventil ein Rückfluss in den ersten Einlass verhin- dert werden.

Selbstverständlich kann das Umschaltventil auch bei beliebig anderen Medien als die lediglich beispielhaft genannte Kombi ¬ nation aus Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid und heißem Gas verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Reinigung von Turbinenschaufeln einer Turbinenstufe, während das Strahltriebwerk am Flugzeug verbleibt (on-wing) . Als Durchführungs ¬ öffnung für die Reinigungslanze kann bspw. eine Zündkerzenöff ¬ nungen, eine Kraftstoffeinspritzdüsenöffnung und/oder eine Bo- roskopöffnung am Gehäuse des Strahltriebwerks genutzt werden.

Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft be ¬ schrieben. Es zeigen:

Figur 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung; Figur 2a-c: schematische Darstellung einer Verwendung der Vorrichtung aus Figur 1 ;

Figur 3: ein Umschaltventil zur Vorrichtung gemäß Figuren

1 und 2 ; und Figuren 4,5: Schnittdarstellungen des Umschaltventils gemäß

Figur 3 in unterschiedlichen Schaltpositionen.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin ¬ dungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Reinigen von Turbinenschaufeln 82 einer Turbinenstufe 81 eines Strahltriebwerks 80 darge- stellt.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Reinigungslanze 2, die durch eine seitliche Öffnung 83 in ein Strahltriebwerk 80 eingeführt werden kann. Die Reinigungslanze 2 weist an ihrem, in das Strahltriebwerk 80 einzuführenden Ende eine Austrittsöffnung 3 auf, aus der Reinigungsmedium - bspw. Luft mit festem Kohlendioxid - unter hohem Druck austreten kann. Das Reinigungsmedium wird über einen Zuleitungsanschluss 4 an dem anderen Ende der Reinigungslanze 2 zugeführt.

Die Reinigungslanze 2 ist in einer Führung 10 linear geführt. Dazu ist die Reinigungslanze 2 fest mit einem Mitnehmer 5 ver ¬ bunden, der spielfrei an einer Linearführung 11 geführt ist, sodass sich die Reinigungslanze 2 ausschließlich in die durch den Pfeil 90 angedeutete Richtung bewegen lässt. Die Reini ¬ gungslanze 2 weist - sofern in der Führung 10 geführt - also nur einen reinen Translationsfreiheitsgrad auf, wodurch die Reinigungslange 2 eindeutig und reproduzierbar gegenüber der Führung 10 zu positionieren ist - nämlich durch entsprechendes Verfahren entlang der Führung 10. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Hohlschraube 21 mit kegelförmig ausgeformten Kopf 22, die zusammen mit einem Gegenstück 23 eine Befestigungsvorrichtung 20 bildet, über die die Vorrichtung 1 an der Außenseite eines Strahltriebwerks 80 befestigt werden kann. Wie nachfolgend noch anhand der Figuren 2a-c erläutert wird, gestattet der kegelförmig ausgeformte Kopf 22 der Hohlschraube 21 eine Befestigung der Vorrichtung 1 in der gewünschten Ausrichtung der Führung 10, da zwischen der Hohlschraube 21 als ein Teil der Befestigungsvorrichtung 20 und dem Gegenstück 23 als weiteren Teil der Befestigungsvorrichtung 20 ein beweglicher Abschnitt geschaffen ist.

Des Weiteren ist bei der Vorrichtung 1 noch eine Ausrichteinheit 30 als Teil der Befestigungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Ausrichteinheit 30 ist fest mit dem Gegenstück 23 der Be- festigungsvorrichtung 20 verbunden und weist mehrere Anschlagflächen 31 in Form von den freien Enden 32 von Stellschrauben 33 auf. Darüber hinaus sind die Stellschrauben 33 noch an einem entlang einer Linearführung 34 verschiebbaren Schlitten 35 angeordnet, wobei der Schlitten 35 in einer beliebigen Posi- tion entlang der Linearführung 34 feststellbar ist.

Die Vorrichtung 1 umfasst auch eine Führungsmechanik 40, mit der sich die Reinigungslanze 2 entlang der Führung 10 bewegen lässt, wodurch sich letztendlich auch das Austrittsende 3 der Reinigungslanze 2 parallel zur Richtung 90 linear bewegen lässt.

Die Führungsmechanik 40 umfasst einen Kurbeltrieb 41, dessen Pleuel 42 an seinem einen Ende schwenkbar an dem Mitnehmer 5 befestigt ist. An seinem anderen Ende ist der Pleuel 42 dreh ¬ bar mit einem von der Kurbelachse entfernt angeordneten Kur- beizapfen an einer Kurbel 43 angebunden, wobei die Kurbel 43 wiederum drehbar um die Kurbelachse gelagert ist. Über die Stellschraube 44 lässt sich der Abstand zwischen Kurbelzapfen und Kurbelachse verändern, wodurch der von dem Mitnehmer 5 ausgeführte Hub in seiner Länge eingestellt werden kann.

Zur Betätigung des Kurbeltriebs 41 ist eine Handkurbel 45 vor- gesehen. Es ist aber auch möglich, anstelle der Handkurbel 45 einen steuerbaren Antrieb vorzusehen.

Wie nachfolgend aus der Erläuterung der Figuren 2a-c ersicht ¬ lich, ist die Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 in einzelne Baugrup ¬ pen zerlegbar, wodurch die Verwendung der Vorrichtung 1 er- leichtert wird. Eine erste Baugruppe umfasst die Befestigungs ¬ vorrichtung 20 mit Ausrichteinheit 30, eine zweite Baugruppe die Reinigungslanze 2 inkl. Mitnehmer 5. Die dritte Baugruppe umfasst die Führung 10, während die Führungsmechanik 40 die vierte Baugruppe bildet. In Figuren 2a-c ist eine typische Verwendung der Vorrichtung 1 aus Figur 1 schematisch dargestellt.

Beginnend mit Figur 2a wurde in einem ersten Schritt zunächst die erste Baugruppe umfassend Befestigungsvorrichtung 20 auf einer für die Durchführung der Reinigungslanze 2 vorgesehenen seitlichen Öffnung 83 des Strahltriebwerkes 80 - in diesem

Ausführungsbeispiel eine Zündkerzenhalterung - aufgelegt, mit dieser jedoch noch nicht fest verbunden. Anschließend wurde die Reinigungslanze 2 als zweite Baugruppe durch die Hohl ¬ schraube 21 der Befestigungsvorrichtung 2 und anschließend durch die Öffnung 83 im Strahltriebwerk 80 geführt, sodass die Auslassöffnung 3 der Reinigungslanze 2 bereits grundsätzlich vor den zu reinigenden Turbinenschaufeln 82 angeordnet ist, ohne jedoch tatsächlich auf die Eintrittskanten der Turbinenschaufeln 82 ausgerichtet zu sein. Danach wird die Befestigungsvorrichtung 20 ausgerichtet und die Führung 10 wird fest mit der Befestigungsvorrichtung 20 verbunden, sodass die Ausrichtung der Führung 10 eindeutig durch die Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung 20 definiert ist. In Figur 2b ist das Ergebnis der nachfolgend noch näher beschriebenen Schritte dargestellt.

Zunächst wird die Hohlschraube 21 in das Gewinde der Öffnung

82 im Strahltriebwerk 80 eingeschraubt, jedoch nicht festgezo ¬ gen, sodass zwar die Position der Befestigungsvorrichtung 20 gegenüber dem Strahltriebwerk 80 und insbesondere der Öffnung

83 im Wesentlichen festgelegt ist, die Lage der Befestigungs ¬ vorrichtung 20 aber durchaus noch veränderbar ist.

Anschließend wird der Schlitten 35 der Ausrichteinheit 30 in eine vorgegebene Position verfahren und dort fixiert. In die- ser Position des Schlittens 35 liegen die Anschlagflächen 31 an den freien Enden 32 der Schrauben 33 an einem Bauteil des Strahltriebwerks 80 - in diesem Fall einem Flansch des Gehäu ¬ ses - an. Durch diese Anlage wird die korrekte Ausrichtung der Befestigungsvorrichtung 20 sichergestellt, in der die Befesti- gungsvorrichtung 20 anschließend durch das Anziehen der Hohlschraube 21 an dem Strahltriebwerk 80 endgültig befestigt wird .

Danach wird die Führung 10 an der Befestigungsvorrichtung 20 befestigt, wobei der Mitnehmer 5 der Reinigungslanze 2 in die Linearführung 11 eingeführt wird. Da die Befestigungsvorrichtung 20 über die Ausrichteinheit 30 ausgerichtet ist, gilt auch die damit fest verbundene Führungseinheit 10 als ausge ¬ richtet, da sich die Führungseinheit 10 nur in einer vorgege ¬ benen Position an der Befestigungseinrichtung 20 befestigten lässt. Zuletzt wird die Vorrichtung 1 noch wie in Figur 2c komplet ¬ tiert, indem die Führungsmechanik 40 (nur teilweise darge ¬ stellt) an der Führung 10 montiert wird. Durch die Führungsme ¬ chanik 40 lässt sich der Mitnehmer 5 in einer pendelnden Bewe- gung linear entlang der Führungsschiene 11 bewegen, womit auch die Auslassöffnung 3 der Reinigungslanze 2 eine entsprechende Bewegung macht. Durch geeignete Ausrichtung der Reinigungslanze 2 durch entsprechende Ausrichtung der Führung 10 bzw. der Befestigungsvorrichtung 20 sowie geeignete Einstellung der Hublänge über die Stellschraube 44 des Kurbeltriebs lässt sich eine gute Reinigung der Turbinenschaufel 82 über deren gesamte Länge sicherstellen.

Die Vorrichtung 1 gemäß Figuren 1 und 2a-c ist zur Reinigung mit einem Reinigungsmedium umfassend Kohlendioxid, welches spätestens bei Austritt des Reinigungsmediums aus der Reini ¬ gungslanze Trockeneisflocken bildet, ausgestaltet, wobei vor dem Durchleiten von Reinigungsmedium durch die Reinigungslanze 2 Heißluft zum Erwärmen der zu reinigenden Turbinenschaufeln 83 geblasen wird. Um ein Vermischen von Reinigungsmedium und Heißluft zu vermeiden, ist vor dem Zuleitungsanschluss 4 der Reinigungslanze 2 (vgl. Figur 1) ein Umschaltventil 50 gemäß Figuren 3 und 4 vorgeschaltet .

Das Umschaltventil 50 weist einen ersten Einlass 51 für das Reinigungsmedium, einen zweiten Einlass 52 für die Heißluft, eine Steuereinlass 53 sowie einen Auslass 54 auf. Der Auslass 54 ist unmittelbar mit dem Zuleitungsanschluss 4 der Reinigungslanze 2 verbunden (nicht dargestellt) . Das Umschaltventil 50 ist zum diskreten Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Einlass 51, 52 aufgrund eines Steu ¬ erdrucks an dem Steuereinlass 53 ausgebildet. In anderen Wor ¬ ten ist das Umschaltventil 50 derart ausgestaltet, dass sich über die beiden Einlasse 51, 52 zugeführten Medien zu keinem Zeitpunkt - auch nicht während eines Umschaltvorgangs - im Be ¬ reich der Umschaltventils 50 vermengen können oder es gar zu einem Rückfluss eines aus einem Einlass einströmenden Mediums in den jeweils anderen Einlass kommt. In der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 ist das Innere des Umschaltventils 50 dargestellt. Das Umschaltventil 50 umfasst einen Kolben 55, mit zwei Leitungsdurchführungen 56, 57. Die eine Leitungsdurchführungen 56 ist gewinkelt, sodass die in der in Figur 4 gezeigten Stellung des Ventils in Richtung aus der Blattebene heraus durch den Einlass 52 strömende Heißluft zum Auslass 54 hin umgeleitet wird. Die andere Leitungsdurch ¬ führungen 57 verbindet in der in Figur 5 gezeigten Stellung den Einlass 51 für das Reinigungsmedium mit dem Auslass 54.

Die beiden Leitungsdurchführungen 56, 57 sind derart ausge- staltet, dass in keiner Stellung des Kolbens 55 zwischen den beiden in Figuren 4 und 5 gezeigten Endstellungen beide Ein- lässe 51, 52 gleichzeitig mit dem Auslass 54 verbunden wären. Vielmehr gibt es eine Zwischenstellung des Kolbens 55, in der keiner der beiden Einlässe 51, 52 mit dem Auslass verbunden ist.

Die Steuerung des Umschaltventils 50 erfolgt über die Steuer ¬ leitung 53. Liegt an dem Steuereinlass 53 kein ausreichender Druck an, wird der Kolben 55 durch die Feder 58 in die in Figur 4 dargestellte Position gedrückt, in der der zweite Ein- lass 52 mit dem Auslass 54 verbunden ist. Wird der Steuereinlass 53 mit Druck beaufschlagt, der aus ¬ reicht, um die Federkraft der Feder 58 zu überwinden, verschiebt sich der Kolben 55 in die in Figur 5 gezeigte Posi ¬ tion, womit der Einlass 51 für das Reinigungsmedium mit dem Auslass verbunden ist.

Die Beaufschlagung des Steuereinlass 53 kann durch einen Bypass von der mit dem Einlass 51 verbundenen Leitung erfolgen. In dem Fall schaltet das Umschaltventil 50 auf den ersten Ein ¬ gang 51 sobald an diesem ein ausreichender Druck anliegt, um die Federkraft der Feder 58 über den Bypass zum Steuereinlass 53 zu überwinden.