Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Boroskopuntersu- chung von technischen Geräten, insbesondere von Flugzeugtrieb- werken und deren Komponenten wie deren Brennkammern, und eine Anordnung umfassend eine solche Vorrichtung.

Im Stand der Technik ist es bekannt, zur Inspektion von tech nischen Geräten in Bereichen, die nicht unmittelbar einsehbar sind, auf Boroskope zurückzugreifen. Die Boroskope können durch kleine Öffnungen in die fraglichen Bereiche eingeführt werden und bieten entweder unmittelbar über eine Optik oder aber durch Anzeige eines durch geeignete Sensorik an der Boro- skopspitze aufgenommenen Videobildes - auch Video-Boroskop ge nannt - Einblick in ansonsten nicht einsehbare Bereiche. Die Boroskopie wird bspw. bei der Inspektion von Flugzeug triebwerken eingesetzt, um einen Einblick in das Innere des Triebwerks zu erlangen, ohne es dafür aufwendig auseinander nehmen zu müssen. Dabei ist es zumindest für einzelne Bereiche des Flugzeugtriebwerks, wie bspw. die Brennkammer, erforder- lieh oder zumindest wünschenswert, den Bereich vollständig zu befunden und zu dokumentieren.

Derzeit wird für die Boroskopie des Innenraums der Brennkammer auf ein Video-Boroskop mit flexiblem Schaft zurückgegriffen, welches manuell durch die Brennkammer geführt wird. Dazu wird das flexible Boroskop entlang des kompletten Innenumfangs der Brennkammer geführt und anschließend langsam herausgezogen. Während des Herausziehens werden die vom Boroskop erfassten Bilder aufgezeichnet. Es wird dabei versucht sicherzustellen, dass der komplette Umfang der üblicherweise ringförmigen Brennkammer erfasst wird. Wird dabei eine mögliche Problem stelle in der Brennkammer identifiziert, kann anschließend eine manuelle 3-D-Erfassung der entsprechenden Stelle mit ge sonderten dafür geeigneten 3-D-Boroskopen durchgeführt werden.

Aufgrund der manuellen Führung des Boroskops mit flexiblem Schaft ist eine vollständige und reproduzierbare Dokumentation des Zustands einer Brennkammer jedoch kaum möglich. Außerdem ist insbesondere die nachträgliche 3-D-Erfassung von möglichen Problemstellen sehr aufwendig und zeitintensiv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Boroskopuntersuchung zu schaffen, mit der die Inspektion von technischen Geräten, wie bspw. Flugzeugtriebwerken, ver einfacht und verbessert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, sowie eine diese Vorrichtung umfassende Anord nung gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Weiter bildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Boro skopuntersuchung eines technischen Gerätes umfassend ein durch eine Boroskopieöffnung an einem zu boroskopierenden techni schen Gerät einführbares Führungsrohr und ein wiederholt plas tisch verformbares Trägerelement zur Führung eines an einem Ende des Trägerelementes angeordneten Boroskopkopfes, wobei das Führungsrohr zur Verformung des Trägerelements beim Durch führen des Trägerelements durch das Führungsrohr ausgebildet ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein flexibles Boroskop, wobei das Trägerelement der Vorrichtung rohrförmig ausgebildet und das Boroskop in das Trägerelement eingeführt ist. Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung ver wendete Begriffe erläutert.

Bei dem „Boroskopkopf" handelt es sich um denjenigen Teil ei nes Boroskops, der letztendlich den Aufnahmebereich des Boro- skops bestimmt. Bei einem rein optischen Boroskop entspricht dies bspw. dem Boroskopobjektiv oder die Eintrittsfläche eines Lichtleiters, welcher den letztendlichen Aufnahmekegel defi niert; bei einem Video-Boroskop ist dies der Aufnahmebereich der dafür vorgesehenen Bilderfassungssensoren. Dabei ist uner heblich, ob über die Boroskopoptik eine 2D-Bilderfassung im sichtbaren Bereich, Aufnahmen im nicht-sichtbaren Bereich (bspw. Infrarotbereich) und/oder die Erfassung von 3-D-Daten, bspw. per Triangulation, erfolgen. Der Boroksopkopf kann auf einem starren oder flexiblen Schaft angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, den Borokopkopf ohne eigenen strukturellen Schaft auf einem anderen Element, wie bspw. dem Trägerelement, anzuordnen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Führung eines Boroskopkopfs im Innern eines technischen Geräts ohne Bauteil kontakt entlang einer reproduzierbaren Bahn, bspw. einer Kreisbahn. Dabei hat die Erfindung erkannt, dass aufgrund der Geometrie von einigen technischen Geräten, wie bspw. Flugzeug triebwerken, und der für die Boroskopinspektion erforderlichen Bahnen eine vollständig vorgeformte und in das technische Ge rät einführbare Führungsvorrichtung nicht möglich ist.

Die Erfindung schlägt daher vor, ein plastisch verformbares Trägerelement zu verwenden, dessen letztendliche Formgebung beim Einführen in ein technisches Gerät durch ein an dem tech nischen Gerät angeordnetes Führungsrohr festgelegt wird. Das Führungsrohr ist also zur plastischen Verformung des Trä- gerelements beim Durchführen des Trägerelements durch das Füh rungsrohr ausgebildet. Das Führungsrohr gibt dabei auch vor, ab wo das Trägerelement tatsächlich frei in das technische Ge rät ragt. Durch eine geeignete Ausgestaltung und Anordnung des Führungsrohrs sowie ggf. eine geeignete Vorverformung des Trä gerelements (bspw. Biege- oder Torsionsverformung) kann eine vorgegebene Bahn des Trägerelements im Innern des technischen Geräts reproduzierbar erreicht werden. Entlang dieser Bahn kann dann auch ein durch das Trägerelement geführter Boroskop- kopf ohne direkten Kontakt mit dem technischen Gerät geführt werden. Die Bahn kann dabei so gewählt werden, dass das Boro- skop in geeignetem Abstand an den zu untersuchenden Oberflä chen im Innern des technischen Geräts vorbeigeführt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also nicht nur eine reproduzierbare Boroskopie, sondern kann häufig auch die Qua lität der durch die Boroskopie gewonnen Daten verbessern. Bei diesen Daten kann es sich um Bilddaten oder aber, bspw. durch Triangulation gewonnene 3-D-Oberflächendaten handeln.

Erfindungsgemäß ist das Trägerelement wiederholt plastisch verformbar, wobei diese Verformbarkeit derart sein muss, dass bei der Durchführung des Trägerelements durch das Führungsrohr eine tatsächliche Verformung möglich ist bzw. auch tatsächlich erfolgt. Dabei wird mit „wiederholt plastisch verformbar" die Eigenschaft bezeichnet, dass das Trägerelement keine oder nur wenig Ermüdungserscheinungen bei der Verformung zeigt und das Trägerelement die durch Verformung erreichte Formgebung im We sentlichen beibehält, insbesondere ein evtl, elastischer An teil der Verformung geringer ist als der Anteil der plasti schen Verformung des Trägerelements. Vorzugsweise ist das Trä gerelement für mehrere Zyklen, bspw. wenigstens für wenigstens 20 Zyklen, weiter vorzugweise für wenigstens 50 Zyklen im Rah men der bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erwartenden Verformungen verformbar, ohne dass es zu merk lichen Ermüdungserscheinungen kommt.

Durch die Bezeichnung als Trägerelement wird außerdem verdeut licht, dass die nach Verformung erreichte Formgebung des Trä gerelements auch mit daran angeordnetem Boroskopkopf dadurch im Wesentlichen beibehalten wird, das Trägerelement insoweit also selbsttragend ist. Im Stand der Technik sind einige Arten von Rohren bekannt, die sich als Trägerelement der erfindungs gemäßen Vorrichtung grundsätzlich eignen. Besonders vorteil haft und daher bevorzugt ist es, wenn das Trägerelement ein Materialverbundrohr ist. Das Trägerelement kann dabei einen Kern aus gewickeltem Metallband umfassen, wobei das Metallband vorzugsweise ein Aluminiumband und/oder längsgewickelt ist. Um die Formstabilität des Trägerelements nach einer Verformung zu erhalten, ist weiterhin vorzugsweise eine Ummantelung des Kerns aus Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen, vorgesehen.

Auf der von der Ummantelung gegenüberliegenden Seite des Kerns kann ein Schutzüberzug, vorzugsweise eine Schutzfolie vorgese hen sein, sodass in diesem Fall der Kern vollständig von Um mantelung und Schutzüberzug umgeben ist. Dadurch kann regelmä ßig eine glatte Oberfläche des Trägerelements auf dessen Au ßen- und Innenseite erreicht werden. Darüber hinaus wird das Risiko der Beschädigung eines Bauteils des technischen Geräts bei (unbeabsichtigtem) Kontakt mit dem Trägerelement verrin gert. Geeignete Rohre werden zum Prioritätszeitpunkt bspw. un ter dem Handelsnamen „Dekabon" oder unter der Marke „Synflex" der Firma Eaton Corporation, USA, erhältlich, und sind bspw. im Patent US 4,216,802 näher beschrieben.

Der Boroskopkopf kann unmittelbar an dem Trägerelement ange ordnet sein, wobei die Zuleitungen zu dem Boroskopkopf - seien es Kabel oder Lichtleiter - durch oder an dem Trägerelement entlang geführt werden können. Es ist aber auch möglich, dass der Boroksopkopf an einem flexiblen Boroskopschaft angeordnet ist, der durch das - dafür dann bspw. rohrförmig ausgebildete - Trägerelement geführt ist.

Das Führungsrohr der Vorrichtung kann zur direkten Befestigung am technischen Gerät in einer eindeutigen und somit reprodu zierbar wiederherstellbaren Position ausgebildet sein, bspw. indem das Führungsrohr an der Boroskopöffnungen selbst oder umliegenden Befestigungspunkten am technischen Gerät befestigt wird. Es ist aber auch möglich, dass eine Führungsrohrbefesti gung vorgesehen ist, die sich zwar ebenfalls in einer eindeu tigen Position am technischen Gerät befestigen lässt, die es aber gestattet, die Lage des Führungsrohrs gegenüber der Füh rungsrohrbefestigung planvoll und vorzugsweise steuerbar zu verändern. Es ist dann möglich, nach der Befestigung der Füh rungsrohrbefestigung an dem technischen Gerät durch geeignete Veränderung der Lage des Führungsrohrs das Trägerelement nach einander entlang unterschiedlicher Bahnen im Innern des tech nischen Geräts zu führen. Dabei sind die verschiedenen Bahnen weiterhin vollständig reproduzierbar. Boroskopöffnungen können dabei für diesen Zweck vorgesehene Öffnungen, aber - bspw. bei einem Flugzeugtriebwerk - auch Zündkerzen-, Treibstoffdüsen- oder Wartungsöffnungen sein.

Die Vorrichtung kann vorzugsweise eine Vorverformungseinheit zur Vorverformung des Trägerelements vor dem Durchführen des Trägerelements durch das Führungsrohr umfassen. Auch wenn durch das Führungsrohr eine Verformung des Trägerelements beim Einführen in ein Flugzeugtriebwerk erfolgt, kann die letztend lich erreichte Formgebung des Trägerelements und somit die Bahn, entlang derer ein Boroskop durch das Flugzeugtriebwerk geführt wird, durch die Form des Trägerelements vor der Durch führung durch das Führungsrohr mitbestimmt werden. Dies gilt insbesondere für Verformungen wie die Torsionsvorverformung, aber auch für die Biegevorverformung. Es ist bevorzugt, wenn die Vorverformungseinheit steuerbar ist. Durch geeignete Steu erung der Vorverformungseinheit können verschiedene Bahnen für das Trägerelement im Innern des Flugzeugtriebwerks erreicht werden.

Es ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Antriebseinheit für das Trägerelement und/oder ein durch das Trägerelement ge führtes flexibles Boroskop aufweist. Die Antriebseinheit kann dabei für den Vortrieb des Trägerelements und/oder eines darin geführten Boroskops ausgebildet sein. Bevorzugt ist es, wenn die Antriebseinheit zusätzlich zur Rotation des Trägerelements und/oder eines darin geführten Boroskops ausgebildet ist.

Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehenden Möglichkeiten, die letztendliche Bahn des Trägerelements im Innern des tech nischen Geräts zu beeinflussen, kann das Führungsrohr adaptiv anpassbar sein, d. h. seine Formgebung ist grundsätzlich ver änderbar. Die adaptive Anpassung kann dabei mechanisch, ther momechanisch und/oder elektromechanisch erfolgen.

An dem in das Flugzeugtriebwerk einzuführende Ende des Trä gerelements kann eine Sondeneinheit zur Bestimmung der Posi tion und/oder der Orientierung des Einführungsendes des Trä gerelements vorgesehen sein. Über eine entsprechende Sonden einheit kann überprüft werden, ob das Trägerelement einer vor gegebenen Bahn folgt. Die Sondeneinheit kann zur Positionsbe stimmung über ein beliebiges bekanntes Messprinzip ausgebildet sein, bspw. Time-Of-Flight-Analyse von der Sondeneinheit aus gesendeten und/oder empfangenen Funk- oder Lichtsignalen. Auch eine Positionsbestimmung auf Basis von Bildauswertung ist mög lich, wozu die Sondeneinheit geeignete Bilderfassungssensoren umfasst. Die Sondeneinheit kann auch in den Boroskopkopf inte griert sein. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Steuerungsvorrich tung zur Steuerung der Führungsrohrbefestigung, der Vorverfor mungseinheit, der adaptiven Anpassung des Führungsrohrs und/o der der Antriebseinheit. Dabei ist bevorzugt, wenn die Steue- rung unter Berücksichtigung der über eine Sondeneinheit oder durch das Trägerelement geführtes Boroskop gewonnenen Positi- ons- und/oder Orientierungsinformationen des Boroskopkopfes erfolgt. Durch die entsprechenden Positions- und/oder Orien tierungsinformationen, die entweder durch eine Sondeneinheit oder - je nach Ausgestaltung des durch die Vorrichtung geführ ten Boroskops - auch über das geführte Boroskop ermittelt wer den können, kann ein Abgleich der tatsächlichen Lage und/oder Orientierung mit der vorgegebenen Bahn erfolgen und, bei fest gestellter Abweichung, ein geeignetes Gegensteuern initiiert werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst neben einer erfindungs gemäßen Vorrichtung mit einem rohrförmig ausgestalteten Trä gerelement auch ein Boroskop, welches in das Trägerelement der Vorrichtung eingeführt ist. Zur Erläuterung der Anordnung wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.

Der Boroskopkopf kann ein Video-Boroskopkopf sein, bei dem ein eine elektronische Bilderfassungseinheiten zur Erzeugung von Bild- und/oder Videodaten vorgesehen ist. Es kann auch zur Er fassung von 3-D-Oberflächendaten, bspw. durch Triangulation auf Basis von Bilddaten zweier benachbart voneinander angeord neter Bilderfassungseinheiten, ausgebildet sein.

Bei dem zu borokopierenden technischen Gerät kann es sich ins besondere um eine Gasturbine oder ein Flugzeugstriebwerk han deln. Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungs- form unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bei spielhaft beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsge mäßen Vorrichtung bei der Verwendung an einer Brennkammer eines Flugzeugtriebwerks; und

Figur 2: eine schematische Schnittansicht zu Figur 1.

In Figuren 1 und 2 ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Inspektion der Brennkammer 21 eines Flug zeugtriebwerks als technisches Gerät 20 skizziert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dabei ausschließlich die Brennkammer 21 des Flugzeugtriebwerks 20 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich aber insbesondere im in ein Flugzeug triebwerk 20 eingebauten Zustand der Brennkammer 21 verwenden.

Die Vorrichtung umfasst ein Führungsrohr 2, welches über eine Führungsrohrbefestigung 4 an dem Flugzeugtriebwerk 20 befes tigt ist und durch eine Boroskopöffnung 22 in die Brennkammer 21 ragt. Die Führungsrohrbefestigung 4 ist dabei derart durch die Steuerungsvorrichtung 8 steuerbar, dass die Lage des Füh rungsrohrs 2 gegenüber der Boroskopöffnung 22 planvoll verän dert werden kann.

In das Führungsrohr 2 ist ein wiederholt plastisch verformba res Trägerelement 3 eingeführt. Das Trägerelement 3 ist dabei ein Materialverbundrohr umfassend einen Kern aus längsgewi ckelten Aluminiumband, eine äußere Ummantelung aus Polyethy len, und einer Schutzfolie als Schutzüberzug auf der Innen seite. Das Trägerelement 3 ist selbsttragend bzw. auch das Bo- roskop- oder den Boroskopkopf-tragend, sodass es nach Durch führen durch das Führungsrohr 2, bei dem eine Verformung stattfindet, im Innern der Brennkammer 21 der Bahn 10 folgt. Grundsätzlich ist es möglich, dass durch das rohrförmige Trä gerelement 3 ein flexibles Boroskop (nicht dargestellt) für die eigentliche Boroskopie geführt wird. Im dargestellten Aus führungsbeispiel ist aber an dem in die Brennkammer 21 einge führten Ende 3' des Trägerelements 3 ein Boroskopkopf 7 ange ordnet, dessen durch Bilderfassungssensoren erzeugten Bilder über durch das Trägerelement 3 geführten Datenleitungen zu ei ner Steuerungseinrichtung 8 übermittelt und von dort weiter verteilt werden können.

Um sicherzustellen, dass das Trägerelement 3 auch tatsächlich der dargestellten Bahn 10, die in diesem Beispiel in einer Ebene 11 verlaufen soll, ist eine Vorverformungseinheit 5 vor gesehen, mit der das Trägerelement 3 vor Durchführung durch das Führungsrohr 2 insbesondere im Hinblick auf Torsion vor verformt wird, um so evtl. Drillverformungen, die aufgrund der Ausgestaltung des Trägerelements 3 bei der Verformung im Füh rungsrohr 2 auftreten können, auszugleichen.

Mit der Vorverformungseinheit 5 integral ausgeführt ist eine Antriebseinheit 6, mit welcher der Vortrieb, also das letzt endliche Durchführen des Trägerelements 3 durch das Führungs rohr 2 erreicht wird.

Vorverformungseinheit 5 und Antriebseinheit 6 werden ebenfalls durch die Steuerungseinheit 8 gesteuert.

Mit dem Boroskopkopf 7 integral ausgeführt eine Sondeneinheit , mit der sich die Position und Orientierung des Einführungs endes 3' des Trägerelements 3 bzw. des Boroskopkopfes 7 ermit teln lässt. Diese Informationen werden der Steuerungseinheit 8 zur Verfügung gestellt, welche die Einhaltung der Bahn 10 überprüfen und bei Bedarf durch geeignete Ansteuerung der Füh rungsrohrbefestigung 4, der Vorverformungseinheit 5 und/oder der Antriebseinheit 6 so auf das Trägerelement 2 einwirken kann, dass die durch die Sondeneinheit ermittelte Position und Orientierung der gewünschten Position entlang der Bahn 10 ent spricht . Die Sondeneinheit kann zur Bestimmung ihrer Position und Ori entierung auf beliebige bekannte Verfahren zurückgreifen. Es ist aber auch möglich, dass sich die Sondeneinheit der Bilder fassungssensoren des Boroskopkopfes bedient. Durch geeignete Analyse der von dem Boroskopkopf 7 gewonnenen Bild- und/oder 3-D-Daten kann die Position und Orientierung des Boroskopkop- fes 7 bzw. des Einführungsendes 3' des Trägerelements 3 be stimmt und von der Steuerungseinrichtung 8, wie beschrieben, berücksichtigt werden.