DE3621919A1

DE3621919A1 - Inspektionsvorrichtung fuer die inneren teile einer konstruktion und verfahren zur anwendung derselben

Info

Publication number: DE3621919A1
Application number: DE19863621919
Authority: DE
Inventors: James G Costello
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-11-18
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1987-05-21
Also published as: DE3621919C2; US4696544A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem faseroptischen Sichtgerät für die Inspektion von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, wie einer Maschine, einem Behälter, Leitungen und dergleichen und mit einem Verfahren zur Verwendung desselben. Insbesondere kommt als Anwendung die Inspektion von heißen Teilen, wie den Brennkammern oder Brennrohren bei Strahltriebwerken in Betracht.

Obwohl die Erfindung nachstehend im Zusammenhang mit einer Vorgehensweise zur Inspektion eines speziellen Modells eines Strahltriebwerks beschrieben wird, so handelt es sich hierbei jedoch selbstverständlich nur um ein Anwendungsbeispiel und die Erfindung ist weder auf diese Arten von Inspektionen noch auf die Inspektionen von Strahltriebwerken beschränkt. Vielmehr läßt sich die Lehre nach der Erfindung auf vielen Gebieten anwenden. Obgleich zur Vereinfachung der Beschreibung die Vorrichtung anhand der Inspektion von Innenräumen einer Maschine beschrieben wird, so ist die Erfindung natürlich nicht darauf beschränkt und sie kann auch bei vielen anderen Bauformen von Konstruktionen oder Einrichtungen zu Inspektionszwecken genutzt werden, bei denen keine leichte visuelle Inspektion möglich ist.

Es ist seit langem erwünscht, das innere von Konstruktionen, wie Behältern, Leitungen oder bestimmten Bauarten von Maschinen einschließlich Strahltriebwerken zu inspizieren, um Untersuchungen nach Mängeln, wie Verkoken, Rußbildung, Verschleiß, Brennen usw. durchführen zu können. Um die Demontage des Triebwerks zu vermeiden, die gewisse Nachteile mit sich bringen würde, sind vielerlei Methoden vorgeschlagen worden, um das Innere eines Triebwerks bei montiertem Triebwerk zu inspizieren oder sogar dann zu inspizieren, wenn das Triebwerk am Tragflügel eines Flugzeuges angebracht ist. Bei einer üblichen Methode wird das Triebwerk mit einem strahlungsempfindlichen Film umwickelt und eine radioaktive Quelle wird in das Triebwerk eingeführt, um den Film vom Inneren des Triebwerks aus zu belichten. Während diese Methode im allgemeinen ausreichend ist, um starke Mängel beim Triebwerk aufzufinden, so ist diese Methode doch nicht so empfindlich, daß man beispielsweise Risse oder Brennflecken erkennen könnte, die zwar zum Zeitpunkt der Inspektion möglicherweise infolge der Unempfindlichkeit dieser Methode als unwesentlich erscheinen und keine Wartung zu diesem Zeitpunkt erfolgt und die sogar im schlechteren Falle zu ernsteren Mängeln führen, wenn sie unbehandelt bleiben. Selbst wenn diese Methode beispielsweise fähig wäre, einen Riß festzustellen, so kann hierbei jedoch aufgrund der Ungenauigkeit keine Unterscheidung hinsichtlich der Länge des Risses vorgenommen werden.

Faseroptische Geräte, die auch auf dem Gebiet der Medizin bekannt sind, wurden daher verwendet, um das Innere von Strahltriebwerken zu inspizieren, wobei diese Geräte entweder für sich oder in Verbindung mit einer strahlenempfindlichen Filmtechnik zur Anwendung kamen. Beispiele von üblichen faseroptischen Geräten sind in den US-PS'en 35 83 393 und 37 88 304 von Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo, Japan beschrieben, die durch die Bezugnahme hiermit eingeschlossen sind. Üblicherweise weist ein faseroptisches Sichtgerät einen länglichen Tubus oder eine Sonde mit lichtübertragenden und faseroptischen Systemen in Längserstreckung derselben auf, um einen innen liegenden und zu inspizierenden Teil auszuleuchten und ein Bild zu einem Okular zu übertragen, durch das die Bedienungsperson das Bild betrachten kann.

Eine Schwierigkeit bei den üblichen Auslegungen der faseroptischen Sichtgeräte, wenn diese zur Inspektion einer Maschine verwendet werden sollen, liegt in dem Unvermögen, die Bewegung der faseroptischen Sonde im Inneren der Maschine so zu steuern, daß eine sorgfältigere Inspektion, beispielsweise in den angrenzenden Innenteilen der Maschine, durchgeführt werden kann, die von außen nicht unmittelbar zugänglich sind. Bei der Inspektion eines speziellen Flugzeugtriebwerkes, wie bei dem Modell JT8D, hergestellt von Pratt & Whitney Aircraft, eine Abteilung von United Technologies, sind die üblichen faseroptischen Sichtgeräte beispielsweise zur Inspektion der beiden Brennkammern oder Brennrohre (¢4 und ¢7) zweckmäßig, die von der Außenseite des Triebwerks über die Zündöffnungen des Triebwerks zugänglich sind. Nur mit einer sehr großen Erfahrung der Bedienungsperson bei der Manipulation - wenn es überhaupt möglich ist - kann man die faseroptische Sonde durch ein Verbindungsrohr durchschieben, das entweder die ¢4 Brennkammer oder die ¢7 Brennkammer mit einer benachbarten Brennkammer verbindet (ein JT8D Triebwerk weist neun Brennkammern auf). Somit wurde der Zustand der beiden Brennkammern, d. h. der Brennkammern ¢4 und ¢7, die visuell mit den üblichen faseroptischen Sichtgeräten in Verbindung mit anderen Inspektionsmöglichkeiten inspiziert werden können, zur Basis genommen, um den Zustand der Brennkammern abzuschätzen, die mit der faseroptischen Sonde bei einer visuellen Inspektion nicht erreicht werden können. Daher ist es äußerst erwünscht, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine sorgältige visuelle Inspektion aller Brennkammern dieses Triebwerks oder irgendeiner anderen Maschine oder für irgend etwas anderes, andere innenliegende Teile anderer Konstruktionen oder Maschinen ermöglicht, die von außen her nicht leicht zugänglich sind.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine verbesserte faseroptische Inspektionsvorrichtung zu schaffen, die ermöglicht, daß eine Bedienungsperson die faseroptische Sonde genau steuern und manipulieren kann, die sich in das Innere einer Konstruktion erstreckt. Ferner soll nach der Erfindung auch die Inspektion von benachbarten innen liegenden Teilen ermöglicht werden, einschließlich solchen, die nicht leicht vom äußeren der Konstruktion her zugänglich sind.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Inspektionsvorrichtung, die ein faseroptisches Sichtgerät mit einer Sonde in einer Bauform, die an sich bekannt ist, enthält, durch einen hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauch und einen Führungssteuerkörper zur Manipulation der faseroptischen Sonde aus, die sich im Inneren der zu inspizierenden Maschine befindet. Das faseroptische Sichtgerät enthält einen länglichen Tubus oder eine sich davon weg erstreckende Sonde, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen distalen Endabschnitt hat, der wenigstens in zwei Richtungen in einer gemeinsamen Ebene gelenkig ist. Natürlich kann die faseroptische Sonde auch ohne ein Gelenk auskommen oder sie kann in zwei senkrechten Ebenen in vier Richtungen gelenkig sein, was von den Erfordernissen bei dem speziellen Anwendungsgebiet abhängig ist. Das faseroptische Sichtgerät ist mit einer Lichtquelle verbunden und seine Sonde trägt ein faseroptisches System, um ein zu betrachtendes Objekt über eine am Ende der Sonde vorgesehene Linseneinrichtung auszuleuchten und das hierbei erhaltene Bild wie ein Okular zu übertragen, an dem es von einer Bedienungsperson betrachtet werden kann. Das faseroptische Sichtgerät wird in einen Festgeräthalter eingeführt, der bei einer bevorzugten Ausbildungsform zwei Teile aufweist, die relativ zueinander drehbar sind, um eine Drehung der Sonde um ihre Längsachse zu ermöglichen.

Die faseroptische Sonde wird in und durch die inneren Teile der zu inspizierenden Maschine mittels des hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauches geführt, der sich vom Führungssteuerkörper weg erstreckt. Der Führungssteuerkörper kann auch zwei Teile aufweisen, die relativ zueinander drehbar sind, wodurch dann der zur Führung dienende Einführungsschlauch um seine Längsachse drehbar ist. Nach der vorliegenden Erfindung enthält der zur Führung dienende Einführungsschlauch wenigstens einen distalen Endabschnitt, der auf ähnliche Art und Weise wie die faseroptische Sonde in wenigstens zwei Richtungen in einer gemeinsamen Ebene gelenkig ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Erfordernissen kann der zur Führung dienende Einführungsschlauch auch in vier Richtungen und in zwei Ebenen senkrecht zueinander gelenkig sein.

Vorzugsweise ist der Führungssteuerkörper an der zu inspizierenden Konstruktion angebracht, wodurch in zweckmäßiger Weise die Hände der Bedienungsperson sowohl zum leichteren und einfacheren Manipulieren des zur Führung dienenden Einführungsschlauches als auch zur Handhabung der faseroptischen Sonde frei sind. Eine im Handel erhältliche Anordnung aus einer Platte und einer Schraube, die beispielsweise zum Anbringen einer Kamera an einem Stativ verwendet wird, kann hierfür ausreichen. Die Platte kann mit einem gelenkigen Paragramm verbunden werden, der seinerseits eine Klemmeinrichtung an seinem anderen Ende hat, um die Vorrichtung an der zu inspizierenden Maschine anzuklemmen (im Falle eines Strahltriebwerks sollte die Klemmeinrichtung an einem starren Teil des Triebwerks und nicht an dünnwandigen oder fein bearbeiteten Konstruktionsteilen befestigt werden).

Um beispielsweise die Innenteile der Brennkammern eines Pratt & Whitney Modell JT8D Strahltriebwerks zu inspizieren, werden die Zündkerzen von den Zündöffnungen abgenommen, die in den Brennkammern ¢4 und ¢7 des Triebwerks liegen. Der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde werden durch die Zündöffnungen eingeführt und beide werden in alle neun Brennkammern bewegt, wie dies nachstehend näher beschrieben wird.

Um ein unbeabsichtigtes Abziehen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches beispielsweise infolge der Schwerkraft zu verhindern, wenn dieser nach oben gerichtet wird, kann eine Reibungsplatte oder eine andere geeignete Halteeinrichtung verwendet werden, die an der Außenseite der zu inspizierenden Maschine fest angebracht wird. Eine Bohrung in der Halteeinrichtung, die vorzugsweise mit einem O-Ring ausgekleidet ist, ist über der Öffnung in der Maschine ausgerichtet, durch die der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde eingeführt werden. Da die Bohrung einen Durchmesser hat, der nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des zur Führung dienenden Einführungsschlauches ist, trägt sie dazu bei, daß verhindert wird, daß der zur Führung dienende Einführungsschlauch aus der Öffnung in der Maschine fällt, die einen wesentlich grösseren Durchmesser haben kann und auch dazu genutzt werden kann, wenn die Bedienungsperson den zur Führung dienenden Einführungsschlauch in kleinen Inkrementen einführen möchte.

Der spezifisch auf das Strahltriebwerk JT8D zugeschnittene Inspektionsablauf, der nachstehend nur zur Erläuterung beschrieben wird, erfolgt auf die folgende Weise: nachdem die Reibungsplatte an dem Zündkerzenvorsprung angebracht ist, wird der Führungssteuerkörper an dem gelenkigen Tragarm angebracht und seine Klemmeinrichtung wird an einem geeigneten Bauteil des Triebwerks angebracht. Der faseroptische Körper wird dann im Halter für das faseroptische Sichtgerät festgelegt und die faseroptische Sonde wird durch eine Bohrung in dem Führungssteuerkörper längs der Länge des zur Führung dienenden Einführungsschlauches eingeführt, bis der gelenkige Endabschnitt der faseroptischen Sonde aus dem Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches austritt. Eine Markierung oder eine andere Kennzeichnung kann am faseroptischen Sichtgerät angebracht werden, um zu kennzeichnen, wenn die Sonde bis zu diesem Punkt eingeführt wird, wobei beispielsweise die Markierung mit dem Führungssteuerkörper zusammentrifft.

Wenn die Gelenkhebel des zur Führung dienenden Einführungsschlauches und der faseroptischen Sonde in ihrer Neutralstellung sind (d. h. sich in einer solchen Stellung befinden, daß der gelenkige Endabschnitt sowohl des zur Führung dienenden Einführungsschlauches als auch der Sonde nicht abgelenkt sind) werden der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die faseroptische Sonde durch die Reibungsplattenbohrung in die jeweilige Brennkammer ¢4 oder ¢7 eingeführt. Während der Betrachtung der Auskleidung der der Zündöffnung gegenüberliegenden Brennkammer wird der zur Führung dienende Einführungsschlauch ausgelenkt, gedreht oder in einer anderen Weise in der Brennkammer verschoben, um gegebenenfalls das Verbindungsrohr aufzufinden, das zur benachbarten Brennkammer führt. Während man das Übergangsrohr in der Mitte des Gesichtsfeldes hält, werden der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde weiter in die Brennkammer eingeschoben, um diese näher zu dem Übergangsrohr zu bewegen.

Wenn man dann den Halter des faserotpischen Sichtgeräts und das faseroptische Sichtgerät in Richtung auf den Führungssteuerkörper drückt, wobei diese Teile vorzugsweise über einen Gelenkarm verbunden sind, wird die faseroptische Sonde weiter nach außen aus dem Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches herausbewegt und durch das Übergangsrohr in die benachbarte Brennkammer bewegt. Eine zweite Markierung oder eine andere Kennzeichnung kann an der Sonde angebracht werden, um zu erkennen, wenn eine vorbestimmte Länge der Sonde ausgefahren ist, z. B. wenn die zweite Markierung auf den Steuerführungskörper trifft.

Der Gelenksteuerhebel des zur Führung dienenden Einführungsschlauches sollte dann in seine Neutralstellung zurückgeführt werden und der zur Führung dienende Einführungsschlauch wird weiter in das Triebwerk geschoben, so daß er der faseroptischen Sonde folgt, die als eine Verbindungsleitung in die benachbarte Brennkammer wirkt. Während der zur Führung dienende Einführungsschlauch weiter in das Triebwerk gedrückt wird, wird vorzugsweise die Sonde allmählich zurückgezogen (indem der Halter des faseroptischen Sichtgeräts von dem Führungssteuerkörper wegbewegt wird), bis die erste Markierung wiederum auf den Führungssteuerkörper trifft, wodurch somit angezeigt wird, daß nur das gelenkige Ende der faseroptischen Sonde von dem Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches vorsteht.

Wenn die faseroptische Sonde einmal in die letzte Brennkammer eingeführt ist, die längs des speziellen Weges zugänglich ist, den man zum Einführen in das Triebwerk wählt, werden die Sonde und die zur Führung dienenden Einführungsschläuche ausgelenkt, gedreht oder in einer anderen Weise bezüglich einander verschoben, so daß man die Brennkammer so sorgfältig wie möglich im Inneren inspizieren kann. Jede Brennkammer wird dann beim Abziehen des faseroptischen Sichtgeräts inspiziert. Die vorstehend genannten Schritte werden wiederholt, um die faseroptische Sonde durch die restlichen Brennkammern, die von der jeweiligen Zündöffnung zugänglich sind, durch die die Vorrichtung eingeführt worden ist, schlangenähnlich durchzubewegen. Wenn alle Brennkammern inspiziert sind, wird die Vorrichtung zurückgezogen. Die Vorrichtung wird dann durch die andere Zündöffnung eingeführt und der Arbeitsablauf wird wiederholt, wodurch ermöglicht wird, daß alle Brennkammern des Triebwerks inspiziert werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des faseroptischen Sichtgeräts und der Führungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht des faseroptischen Sichtgeräts (fiberscope) und der Führungsschlauchanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3a und 3b vereinfachte schematische Ansichten zur Verdeutlichung von alternativen Wegen, die in einem speziellen Strahltriebwerk zurückgelegt werden, um alle Brennkammern derselben zu inspizieren,

Fig. 4a bis 4d schematische Ansichten zur Verdeutlichung der Folge von Schritten, die zurückgelegt werden, um den zur Führung dienenden Einführungsschlauch und die faseroptische Sonde von einer Brennkammer zu einer benachbarten Brennkammer zu bewegen, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Halteeinrichtung, die bei diesem Beispiel als Reibungsplatte ausgebildet ist, die insbesondere derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie an einer Zündöffnung des Pratt & Whitney JT8D Strahltriebwerks angebracht werden kann, durch die der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde eingeführt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist eine Inspektionsvorrichtung gezeigt, die nach dem Grundgedanken der Erfindung ausgelegt ist. Die Vorichtung umfaßt ein faseroptisches Sichtgerät (fiberscope) 8 einer an sich bekannten Bauart. Ein solches faseroptisches Sichtgerät, das insbesondere für das Anwendungsgebiet der Erfindung geeignet ist, ist das Modell IF6D3-20, das ein flexibles Fiberscope ist und von Olympus Optical Co., Ltd., in Tokyo, Japan hergestellt wird, obgleich auch andere derartige Geräte in Betracht kommen. Das faseroptische Sichtgerät 8 ist mit einer Lichtquelle (nicht gezeigt) verbunden und enthält einen länglichen Tubus oder eine Sonde 12, die sich von diesem weg erstreckt, sowie ein Okulargehäuse 14, durch das eine Bedienungsperson Bilder betrachten kann, die man mit Hilfe des faseroptischen Sichtgeräts 8 erhält. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform umfaßt die Fiberscope-Sonde 12 einen distalen Endabschnitt 16, der auf an sich bekannte Weise wenigstens in zwei Richtungen in ein und derselben Ebene gelenkig ist. Beispiele solcher gelenkigen faseroptischen Sichtgeräte sind in den vorstehend angegebenen Patenten beschrieben. Üblicherweise erstrecken sich Drähte oder Kabel von dem Körper des faseroptischen Sichtgeräts 8 längs der Länge der Sonde 12 zu einer festen Stelle in der Nähe des Endes der Sonde und sie werden mittels eines Knopfes oder eines Hebels 18 an dem Körper des faseroptischen Sichtgeräts 8 manipuliert. Das faseroptische Sichtgerät könnte auch in vier Richtungen in zwei Ebenen gelenkig sein, was von dem gewünschten Anwendungszweck abhängig ist. Selbstverständlich braucht das faseroptische Sichtgerät keine Gelenkeinrichtungen aufzuweisen und es kann ein nicht gelenkiges faseroptisches Sichtgerät in Verbindung mit einem Führungssteuerkörper nach der Erfindung in zweckmäßiger Weise verwendet werden. Die Sonde 12 trägt ein faseroptisches System, um einen durch eine Linseneinrichtung zu betrachtenden Gegenstand auszuleuchten, der sich am distalen Ende 16 der Sonde befindet und um die erhaltenen Bilder zum Okular 14 zu übertragen, so daß eine Bedienungsperson diese betrachten kann, wie dies an sich bekannt ist.

Das faseroptische Sichtgerät 8 ist in einem Halter 10 für das faseroptische Sichtgerät gehalten. Bei dem Ausführungsbeispiel weist der Halter 10 zwei zylindrische Teile 10 a und 10 b auf, wobei das Teil 10 a drehbar in dem Teil 10 b gelagert ist. Der Körper des faseroptischen Sichtgeräts 8 ist in dem Halterteil 10 a des faseroptischen Sichtgeräts mit Hilfe einer Klemmschraube festgehalten und die beiden Zylinder werden in einer gewünschten Position relativ zueinander mit Hilfe einer Feststellschraube 13 arretiert. Wenn es erwünscht oder notwendig ist, die Sonde 12 während des Einführungs- oder Inspektionsvorganges zu drehen, wie dies nachstehend noch näher erläutert werden wird, so wird die Feststellschraube 13 gelöst und der Körper des faseroptischen Sichtgeräts 8 und das Halterteil 10 a werden in dem Halterteil 10 b in eine gewünschte Position gedreht. Anschließend wird dann durch Anziehen der Feststellschraube 13 wiederum eine Arretierung bewirkt. Somit kann eine Bedienungsperson die Sonde 12 um ihre Längsachse drehen.

Nach der Erfindung ist die faseroptische Sonde 12 in den inneren Teilen der zu inspizierenden Maschine und durch dieselben mit Hilfe eines hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 geführt, der von einem Führungsschlauchkörper 22 ausgeht. Nach der Erfindung enthält der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 wenigstens einen distalen Endabschnitt 24, der mit Hilfe eines Hebels 26 am Führungssteuerkörper 22 wenigstens in zwei Richtungen in der gemeinsamen Ebene gelenkig bewegbar ist. Die Gelenkeinrichtung des Führungssteuerkörpers 22 und der Einführungsschlauch 20 sind ähnlich üblichen Gelenkeinrichtungen der faseroptischen Sonde 12. Gegebenenfalls kann der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 auch in vier Richtungen und in zwei Ebenen gelenkig bewegbar sein.

Der Führungssteuerkörper 22 weist zwei Teile 22 a und 22 b auf, die miteinander auf eine geeignete Weise derart verbunden sind, daß eine Drehung der Teile 22 a und 22 b relativ zueinander möglich ist. Beispielsweise kann der Führungssteuerkörperteil 22 a einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, der sich in eine zylindrische Bohrung im Führungssteuerkörper 22 b erstreckt, wobei der letztgenannte Teil Schrauben oder Stifte hat, die in einer Umfangsnut laufen, die auf der äußeren Fläche des zylindrischen Abschnitts des Führungssteuerkörperteils 22 a vorgesehen ist. Eine Feststellschraube 23 auf dem Führungssteuerkörperteil 22 b arbeitet in ähnlicher Weise wie die Feststellschraube 13 am Halterteil 10 b für das faseroptische Sichtgerät, um die beiden Führungssteuerkörperteile 22 a und 22 b in einer gewünschten Position zu fixieren. Somit ist ähnlich wie die faseroptische Sonde 12 auch der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 um seine Längsachse durch Drehen des Führungssteuerkörperteils 22 a drehbar, von dem er ausgeht.

Vorzugsweise ist die Inspektionsvorrichtung an der zu inspizierenden Maschine angebracht. Eine im Handel erhältliche Auslegung, wie z. B. eine Platten- und Schraubenanordnung 28, kann ausreichen, die zur Montage einer Kamera auf einem Stativ verwendet werden kann (beispielsweise wird eine solche Einrichtung von der Firma Manfrotto S.A. in Italien hergestellt und in Amerika durch Bogen Photo Corp., New Jersey vertrieben). Das Führungssteuerkörperteil 22 b ist mit einer 6,35 mm × 20 Gewindebohrung (1/4″ × 20) versehen, die für Kameras üblich ist, und mittels der die Tragplatte befestigt werden kann. Vorzugsweise weist die Befestigungseinrichtung ferner einen Gelenkarm 30 (ein Beispiel hierfür ist der sogenannte "magische Arm", der auch von Manfrotto S.A. hergestellt wird), der eine Klemmeinrichtung 32 an einem Ende und einen Hebel 34 aufweist, der zur Arretierung aller drei Verbindungen 36(a), (b) und (c) dient, wenn der Arm in die gewünschte Position bewegt worden ist (beim Inspizieren eines Flugzeugstrahltriebwerkes beispielsweise sollte die Klemmeinrichtung 32 an einem festen Teil der Brennkraftmaschine und nicht an einem dünnwandigen oder genau bearbeiteten Bauteil angebracht werden). Die Verwendung des gelenkigen Tragarms 30 oder anderer geeigneter Befestigungseinrichtungen ermöglicht in zweckmäßiger Weise, daß die Hände der Bedienungsperson frei sind, um eine leichtere und effektivere Manipulation des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 und der Sonde 12 zu ermöglichen, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird.

Anhand den Fig. 3(a) und 3(b) wird als Beispiel die Inspektion der Brennkammern 40 eines Pratt & Whitney Strahltriebwerks mit der Modellbezeichnung JT8D erläutert. Diese Beschreibung hat selbstverständlich nur Erläuterungscharakter. Die Zündkerzen (nicht gezeigt) werden von den Zündöffnungen 38 abgenommen, die in den Brennkammern ¢4 und ¢7 des Triebwerks vorgesehen sind. Um ein zufälliges Abziehen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches beispielsweise infolge der Schwerkraft zu verhindern, wenn derselbe nach oben gerichtet wird, kann eine Reibungsplatte 42 (Fig. 5) fest am äußeren Teil des Triebwerks angebracht werden. Die Platte 42 hat eine Bohrung 44, die mit der Zündöffnung fluchtet, die mit einem O-Ring ausgekleidet ist und einen Durchmesser hat, der geringfügig größer als der Außendurchmesser des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 ist. Die Platte 42 ist an dem Zündkerzenvorsprung angebracht, in den expandierende Druckstifte eingesetzt werden, die sich in den Öffnungen in der Platte befinden, die komplementär zu den Öffnungen im Zündöffnungsvorsprung 38 ausgebildet sind. Obgleich die Reibungsplatte 42, die hierin als Beispiel beschrieben ist, insbesondere zweckmäßig für die Zündöffnungen des JT8D Triebwerks geeignet ist, können natürlich selbstverständlich auch andere Platten verwendet werden, die in entsprechender Weise ausgelegt sind und für andere Anwendungszwecke bestimmt sind, wobei in jedem Fall der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 in der zu inspizierenden Maschine hierdurch festgehalten wird.

Nachdem die Reibungsplatte 20 an dem Zündkerzenvorsprung angebracht ist, wird der Führungssteuerkörper 22 an dem gelenkigen Tragarm 30 angebracht und die Klemmeinrichtung 32 des Tragarms 30 wird an einem geeigneten Bauteil des Triebwerks angebracht. Die faseroptische Sonde 12 wird durch eine Bohrung in dem Führungsrohrkörper 22 und längs des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 eingeführt, bis der gelenkige Endabschnitt 16 der faseroptischen Sonde 12 aus dem Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 austritt. Selbstverständlich ist die Sonde 12 in Längsrichtung innerhalb des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 beweglich. Eine Markierung 48(a) oder eine andere Kennzeichnung kann an der faseroptischen Sonde 12 vorgesehen sein, um anzuzeigen, wenn die Sonde 12 bis zu diesem Punkt eingeführt ist, wobei beispielsweise die Markierung 48(a) auf den Führungssteuerkörper (22) trifft, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Wenn die Gelenkhebel 26 und 18 von dem zur Führung dienenden Einführungsschlauch 22 und der faseroptischen Sonde 12 in ihrer Neutralstellung sind (d. h. sich in solchen Stellungen befinden, daß beide gelenkigen Endabschnitte 24 und 16 des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 und der Sonde 12 nicht ausgelenkt sind) werden der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 und die faseroptische Sonde 12 durch die Reibungsplattenbohrung 44, die die Zündöffnung 48 bedeckt, in eine der Brennkammern ¢4 oder ¢7 eingeführt. Während die Auskleidung des Kammerteils, das der Zündöffnung 38 gegenüberliegt, betrachtet wird, wird der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 gelenkig bewegt, gedreht oder in einer anderen Weise in der Brennkammer gegebenenfalls verschoben, um das Übergangsrohr 46 aufzufinden, das zu der benachbarten Brennkammer führt, wie dies in Fig. 4(a) gezeigt ist. Währenddem das Übergangsrohr 46 in der Mitte des Gesichtsfeldes gehalten wird, werden der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 und die Sonde 12 weiter in die Brennkammer 40 eingeführt, um diese länger zum Übergangsrohr 46 zu bewegen, wie dies in Fig. 4(b) dargestellt ist.

Das Halterteil 10 b des faseroptischen Sichtgerätes und der Führungssteuerköper 22 b sind zweckmäßigerweise beispielsweise über einen Gelenkarm 50 verbunden, um eine Relativbewegung zwischen dem Führungssteuerkörper 22 einerseits und dem Halter 10 des faseroptischen Sichtgerätes und dem Fiberskop 8 andererseits zu ermöglichen. Wenn man den Halter 10 des faseroptischen Sichtgeräts in Richtung auf den Führungsrohrkörper 22 drückt, wird die faseroptische Sonde 12 durch den zur Führung dienenden Einführungsschlauch 20 gedrückt und erstreckt sich von dem Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 nach außen sowie durch das Übergangsrohr 46 in die benachbarte Brennkammer 40, wie dies in Fig. 4(c) gezeigt ist. Eine zweite Markierung 48 b oder eine andere Kennzeichnung kann in der Sonde 12 angebracht sein, um anzuzeigen, wenn eine vorbestimmte Länge der Sonde 12 über den gelenkigen Endabschnitt 16 ausgehend von dem zur Führung dienenden Einführungsschlauch 20 hinaus vorsteht, die beispielsweise so ausreichend bemessen ist, daß die Sonde in die Mitte der Brennkammer weist. Hierzu kann beispielsweise die Markierung 48(b) auf den Führungssteuerkörper 22 treffen.

Der Gelenksteuerarm 26 des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 sollte dann zu seiner Neutralstellung zurückbewegt werden und der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 wird weiter in das Triebwerk eingeschoben, so daß dieser der faseroptischen Sonde 12 folgt, die als ein Führungszug dient, und die Bewegung in die benachbarte Brennkammer 40 fortgesetzt wird, wie dies in Fig. 4(d) dargestellt ist. Während vorzugsweise der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 weiter in das Triebwerk (wie im Schritt 4(d)) eingeschoben wird, wird die Sonde 12 allmählich zurückgezogen, indem der Halter 20 des faseroptischen Sichtgeräts von dem Führungssteuerkörper 22 weggezogen wird, bis die erste Markierung 48(a) wiederum auf den Führungssteuerkörper 22 trifft (wodurch angezeigt wird, daß nur der gelenkige Endabschnitt 16 der faseroptischen Sonde 12 vom Ende des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 vorsteht).

Die vorstehend genannten Schritte werden dann wiederholt, um die faseroptische Sonde 12 durch die benachbarten Brennkammern 40 schlangenähnlich zu bewegen, die durch die jeweilige Zündöffnung zugänglich sind, bei der zuerst die Einführung erfolgte. Die hierbei zurückgelegten Wege sind beispielsweise schematisch in den Fig. 3(a) oder 3(b) gezeigt. Wenn beispielsweise unter Bezugnahme auf Fig. 3(a) der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 und die faseroptische Sonde 12 zuerst in die rechte Zündöffnung 38 (s. hierzu die Zeichnung) eingeführt werden, erfolgt dann anschließend die Führung der Sonde 12 in die Brennkammer ¢4 sowie längs einem der Wege zu der Brennkammer ¢6 oder ¢1. Durch die Ausführung des Einführungsschrittes zu Beginn kann die Bedienungsperson in vorteilhafter Weise eine relative Ausrichtung zu den Übergangsrohren 46 erzielen. Wenn der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde zuerst vollständig eingeführt werden, bevor die Inspektionsarbeiten beginnen und dann die Inspektion ausgehend von den entfernten Brennkammern zurück zu der Zündöffnung erfolgen, kann die Bedienungsperson sich voll auf die Inspektion konzentrieren. Die am weitesten entfernt liegende Brennkammer, beispielsweise die Brennkammer ¢1, wird inspiziert, die Sonde wird zu der Brennkammer ¢2 zurückgezogen, die dann inspiziert wird und der Ablauf erfolgt dann so weiter bis zur Brennkammer ¢4. Die Sonde wird dann wiederum durch die Brennkammer ¢5 und in die Brennkammer ¢6 eingeführt, die dann inspiziert wird. Die Sonde wird dann aus der Brennkammer ¢5 zur Inspektion zurückgezogen und dann aus der Brennkammer ¢4 herausgenommen. Der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 und die Sonde 12 werden dann durch die andere Zündöffnung (linke Öffnung 38 in der Zeichnung) eingeführt und der Arbeitsablauf erfolgt wie zuvor beschrieben, wobei dann die Inspektion der Brennkammern ¢9, ¢8 und schließlich ¢7 erfolgt. Somit ist zu erkennen, daß dank der Erfindung eine Bedienungsperson alle Brennkammern des Triebwerks inspizieren kann.

Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert worden ist, sind selbstverständlich Abänderungen möglich, wobei sogar Änderungen der Konstruktion der Einrichtung in Betracht kommen, die darauf abzielen, die Steuerung der Bewegung des faseroptischen Sichtgeräts in einer Konstruktion oder einer Maschine zu erweitern, die man mit Hilfe des Führungssteuerkörpers und des zur Führung dienenden Einführungsschlauches nach der Erfindung erhält. Hierdurch kann die Effektivität für andere Inspektionsarbeiten oder für die Ausführung von Inspektionsarbeiten an anderen Arten von Konstruktionen, wie Speicher oder Herstellungsbehälter, Rohrleitungen usw. gesteigert werden. Hierbei braucht es nicht erforderlich sein, daß die Sonde in das Innere von benachbarten Abschnitten manövriert werden kann. Auch kann die Länge des zur Führung dienenden Einführungsschlauches und der Sonde vergrößert oder verkleinert werden oder es können Gelenkeinrichtungen verwendet werden, die fähig sind, die Sonde oder den zur Führung dienenden Einführungsschlauch oder beide in vier Richtungen zu bewegen, um eine Anpassung an weitere Anwendungszwecke zu erzielen. Selbstverständlich werden alle solche Varianten von der Erfindung mitumfaßt.

Claims

1. Vorrichtung zur Inspektion von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, gekennzeichnet durch:
ein faseroptisches Sichtgerät (8), das einen Körper, eine längliche Sonde (12) und eine Einrichtung zur Ausleuchtung und Übertragung von Bildern wenigstens eines Abschnittes der innen liegenden Teile aufweist, und
einen Führungssteuerkörper (22), der eine ihn durchsetzende Bohrung, einen hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20), der sich von dem Führungssteuerkörper (22) weg erstreckt, Einrichtungen (22 a, 22 b) zum Drehen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches (20) um seine Längsachse und Einrichtungen (26) hat, mittels denen wenigstens ein distaler Endabschnitt (24) des zur Führung dienenden Einführungsschlauches (20) entfernt von dem Führungssteuerkörper (22) gelenkig bewegbar ist,
wobei die faseroptische Sonde (12) durch den Führungssteuerkörper (22) und den hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20) durchführbar und relativ zu demselben verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (28, 30), mittels der die Vorrichtung an einer gewünschten und im wesentlichen stationären Position relativ zur Konstruktion montierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung einen Tragarm (30) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm Verbindungseinrichtungen (28) an einem Ende zum lösbaren Festlegen des Tragarms (30) an dem Führungssteuerkörper (22) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (30) ferner eine Klemmeinrichtung (32) am anderen Ende aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (30) eine Einrichtung zur gelenkigen Lagerung des Tragarms (30) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faseroptische Sichtgerät (8) eine Einrichtung (16, 18) zum gelenkigen Bewegen wenigstens eines Endabschnitts der Sonde (12) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum gelenkigen Bewegen der faseroptischen Sonde (12) eine gesteuerte Gelenkbewegung wenigstens des distalen Endabschnitts (16) in wenigstens zwei Richtungen in einer Ebene ermöglicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24, 26) zum gelenkigen Bewegen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches (20) die gesteuerte Gelenkbewegung wenigstens des distalen Endabschnitts (24) in wenigstens zwei Richtungen in einer Ebene ermöglicht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (10) für das faseroptische Sichtgerät (89) vorgesehen ist, der dasselbe aufnimmt und einen ersten Teil (10 a) und einen zweiten Teil (10 b) aufweist, wobei die Sonde (12) in dem ersten Teil (10 a) festgehalten ist, das relativ zum zweiten Teil (10 b) drehbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungssteuerkörper (22) einen ersten Teil (22 a) und einen zweiten Teil (22 b) aufweist, wobei die Einrichtung zum Drehen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches (20) derart beschaffen und ausgelegt ist, daß der erste Teil (22 a) relativ zum zweiten Teil (22 b) drehbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Verbindungseinrichtung (30) zum Verbinden des Halters (10) für das faseroptische Sichtgerät (8) und des Führungssteuerkörpers (22).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Gelenkarm (30) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halteeinrichtungen (42) in einer sie durchsetzenden Bohrung (44) zur Befestigung an der Konstruktion vorgesehen sind, wobei die Bohrung (44) über eine Öffnung der Konstruktion ausgerichtet ist, durch die der Einführungsschlauch (20) und die Sonde (12) in die Konstruktion eingeführt werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen eine Reibungsplatte (42) sowie Einrichtungen aufweisen, mittels denen die Reibungsplatte (42) an der Konstruktion anbringbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die faseroptische Sonde (12) eine erste Markierung (48 a) daran hat, die anzeigt, wenn die faseroptische Sonde (12) in den zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20) zu einer Stelle eingeführt ist, an der ein erster Abschnitt der faseroptischen Sonde (12) sich aus dem zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20) erstreckt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die faseroptische Sonde (12) eine zweite Markierung (48 b) daran hat, die anzeigt, wenn ein vorbestimmter Abschnitt an der faseroptischen Sonde (12), der länger als der erste Abschnitt ist, aus dem zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20) vorsteht.

18. Verfahren zum Inspizieren von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, das sich durch folgende Schritte auszeichnet:
(i) Einführen eines hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauches in einen ersten innen liegenden Teil der zu inspizierenden Konstruktion,
(ii) Betrachten des Inneren des ersten Teils über eine faseroptische Sonde, die in diesen ersten Teil durch den hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauch reicht,
(iii) Orten einer Kanaleinrichtung, die den ersten innen liegenden Teil mit einem benachbarten innen liegenden Teil verbindet, in dem wenigstens der zur Führung dienende Einführungsschlauch und/oder die faseroptische Sonde manipuliert werden,
(iv) Verschieben der faseroptischen Sonde relativ zu dem hohlen und zur Führung dienenden Einführungsschlauch, um die faseroptische Sonde aus diesem und durch die Kanaleinrichtung in den benachbarten innen liegenden Teil zu bewegen,
(v) Drücken des zur Führung dienenden Einführungsschlauches längs der verlängerten Länge der faserotpischen Sonde, so daß der zur Führung dienende Einführungsschlauch sich auch durch die Kanaleinrichtung in den benachbarten innen liegenden Teil erstreckt, und
(vi) Wiederholen der vorangehenden Schritte (ii) bis (v) für eine gewünschte Anzahl von benachbarten innen liegenden Teilen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine Halteeinrichtung am Äußeren der zu inspizierenden Konstruktion angebracht wird, durch die der zur Führung dienende Einführungsschlauch und die Sonde in den ersten innen liegenden Teil eingeführt werden.

20. Verfahren zum Inspizieren von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, gekennzeichnet durch die Schritte:
Einführen einer faseroptischen Sonde durch einen Führungssteuerkörper und einem zur Führung dienenden Einführungsschlauch, der sich vom Führungssteuerkörper weg erstreckt,
Einführen der faseroptischen Sonde und des zur Einführung dienenden Einführungsschlauches in das Innere der Konstruktion, und
Manipulieren wenigstens der faseroptischen Sonde und des zur Führung dienenden Einführungsschlauches, um die faserotpische Sonde in eine gewünschte Richtung zu lenken.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die faseroptische Sonde in den zur Führung dienenden Einführungsschlauch eingeführt wird, bis ein Endabschnitt derselben über den zur Einführung dienenden Führungsschlauch vorsteht.