DE3621919C2

DE3621919C2 -

Info

Publication number: DE3621919C2
Application number: DE3621919A
Authority: DE
Inventors: James G. Brightwaters N.Y. Us Costello
Original assignee: Olympus America Inc
Current assignee: Olympus America Inc
Priority date: 1985-11-18
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1989-04-06
Also published as: US4696544A; DE3621919A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem faseroptischen Sicht gerät für die Inspektion von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, wie einer Maschine, einem Behälter, Leitun gen 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 hier bei 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 Beschrei bung die Vorrichtung anhand der Inspektion von Innenräumen einer Maschine beschrieben wird, so ist die Erfindung natür lich 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 Maschi nen einschließlich Strahltriebwerken zu inspizieren, um Unter suchungen nach Mängeln, wie Verkoken, Rußbildung, Verschleiß, Brennen usw. durchführen zu können. Um die Demontage des Triebwerks zu vermeiden, die gewisse Nachteile mit sich brin gen würde, sind vielerlei Methoden vorgeschlagen worden, um das Innere eines Triebwerks bei montiertem Triebwerk zu in spizieren oder sogar dann zu inspizieren, wenn das Triebwerk am Tragflügel eines Flugzeuges angebracht ist. Bei einer üb lichen Methode wird das Triebwerk mit einem strahlungsempfind lichen Film umwickelt und eine radioaktive Quelle wird in das Triebwerk eingeführt, um den Film vom Inneren des Trieb werks aus zu belichten. Während diese Methode im allgemeinen ausreichend ist, um starke Mängel beim Triebwerk aufzufin den, 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 er scheinen 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 bei spielsweise fähig wäre, einen Riß festzustellen, so kann hierbei jedoch aufgrund der Ungenauigkeit keine Unterschei dung 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 entwe der für sich oder in Verbindung mit einer strahlenempfind lichen Filmtechnik zur Anwendung kamen. Beispiele von übli chen faseroptischen Geräten sind in den US-PS 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 auszu leuchten und ein Bild zu einem Okular zu übertragen, durch das die Bedienungsperson das Bild betrachten kann.

Eine Schwierigkeit bei den üblichen Auslegungen der faser optischen Sichtgeräte, wenn diese zur Inspektion einer Ma schine verwendet werden sollen, liegt in dem Unvermögen, die Bewegung der faseroptischen Sonde im Inneren der Maschine so zu steuern, daß eine sorgfältigere Inspektion, beispiels weise in den angrenzenden Innenteilen der Maschine, durchge führt werden kann, die von außen nicht unmittelbar zugäng lich sind. Bei der Inspektion eines speziellen Flugzeug triebwerkes, 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 durchschie ben, das entweder die # 4 Brennkammer oder die # 7 Brennkammer mit einer benachbarten Brennkammer verbindet (ein JT8D Trieb werk 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 Ver bindung mit anderen Inspektionsmöglichkeiten inspiziert wer den können, zur Basis genommen, um den Zustand der Brennkam mern abzuschätzen, die mit der faseroptischen Sonde bei einer visuellen Inspektion nicht erreicht werden können. Daher ist es äußerst erwünscht, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine sorgfältige visuelle Inspektion aller Brennkammern dieses Triebwerks oder irgendeiner anderen Maschine oder für irgend etwas anderes, andere innenliegende Teile anderer Konstruk tionen oder Maschinen ermöglicht, die von außen her nicht leicht zugänglich sind.

GB-A-20 36 363 beschreibt eine Inspektionsvorrichtung für eine Gasturbine. Mit dieser werden Turbinenschaufeln inspi ziert, in denen ein Ende eines faseroptischen Inspektions geräts an einem oder mehreren Rotorblättern befestigt wird, z. B. mittels eines Hakens oder eines aufblasbaren Ballons. Durch das Ende, das mit einem Haken oder einem aufblasbaren Ballon befestigt wird, kann über ein Okular das Innere der Turbine betrachtet werden. Durch Drehen des Rotors wird die Lage des Endes verändert und damit die Betrachtung weiterer Abschnitte möglich.

Dabei wird ein flexibles Kabel durch ein Führungsrohr, das aus einem Basisabschnitt und einem Auslegearm besteht, durch eine Öffnung in die Verbrennungskammer geführt. Der gelenkig mit dem Basisabschnitt verbundene Auslegerarm ist mittels einer Feder und einem Draht winkelmäßig gegenüber dem Basisabschnitt ver stellbar.

Aus der DE-OS 15 72 597 ist eine Haltevorrichtung für ein opti sches Gerät bekannt, mit der die Betrachtung eines Objekts von verschiedenen Standorten möglich sein soll, wobei das Scharf einstellen der optischen Vorrichtung möglichst einfach zu be werkstelligen sein soll.

Diese bekannte Vorrichtung kann lediglich eingesetzt werden, wenn eine direkte Sichtverbindung zwischen der Vergrößerungs einrichtung und dem zu betrachtenden Objekt vorhanden ist. Ein Inspizieren von innenliegenden Teilen ist mit dieser Vorrich tung nicht möglich.

Aus der US-A-37 99 151 und US-A-31 62 214 ist ein steuerbares biegsames Rohr eines Endoskops bekannt, das mit Hilfe von Drähten, die sich durch das Endoskop und das flexible Rohr bis zu dessen Ende erstrecken, verstellbar ist. Dieses bekannte Endoskop weist jedcch keine Einführungseinrichtung auf, in der die faseroptische Sonde hin und her bewegbar ist und auch ge dreht werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte faseroptische Inspektionsvorrichtung und ein Ver fahren zum Inspizieren von innenliegenden Teilen eine Konstruk tion zu schaffen, die bzw. das es ermöglicht, die Lage einer faseroptischen Sonde in Inneren einer Konstruktion von außen ge nau zu steuern und zu manipulieren, wobei insbesondere eine Be festigung der faseroptischen Sonde oder der Inspektionsvorrich tung an Teilen der Konstruktion nicht notwendig ist. Ferner sollen nach der Erfindung auch die Inspektion von benachbarten innenliegenden Teilen ermöglicht werden, einschließlich solchen, die nicht leicht von außerhalb der Konstruktion her zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Insbesondere zeichnet sich eine Inspektionsvorrichtung, die ein faseroptisches Sichtgerät mit einer Sonde in einer Bauform, die an sich bekannt ist, enthält, durch einen hoh len 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 läng lichen 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 faserop tische 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 faseropti sches 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 Führungssteuer körper kann auch zwei Teile aufweisen, die relativ zueinan der drehbar sind, wodurch dann der zur Führung dienende Ein führungsschlauch um seine Längsachse drehbar ist. Nach der vorliegenden Erfindung enthält der zur Führung dienende Ein führungsschlauch 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 inspi zierenden Konstruktion angebracht, wodurch in zweckmäßiger Weise die Hände der Bedienungsperson sowohl zum leichteren und einfacheren Manipulieren des zur Führung dienenden Ein führungsschlauches als auch zur Handhabung der faseroptischen Sonde frei sind. Eine im Handel erhältliche Anordnung aus einer Platte und einer Schraube, die beispielsweise zum An bringen einer Kamera an einem Stativ verwendet wird, kann hierfür ausreichen. Die Platte kann mit einem gelenkigen Pa ragramm verbunden werden, der seinerseits eine Klemmeinrich tung an seinem anderen Ende hat, um die Vorrichtung an der zu inspizierenden Maschine anzuklemmen (im Falle eines Strahl triebwerks sollte die Klemmeinrichtung an einem starren Teil des Triebwerks und nicht an dünnwandigen oder fein bearbei teten 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 beschrie ben 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 Halteeinrich tung verwendet werden, die an der Außenseite der zu inspi zierenden Maschine fest angebracht wird. Eine Bohrung in der Halteeinrichtung, die vorzugsweise mit einem O-Ring ausge kleidet ist, ist über der Öffnung in der Maschine ausge richtet, durch die der zur Führung dienende Einführungs schlauch und die Sonde eingeführt werden. Da die Bohrung einen Durchmesser hat, der nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des zur Führung dienenden Einführungs schlauches ist, trägt sie dazu bei, daß verhindert wird, daß der zur Führung dienende Einführungsschlauch aus der Öffnung in der Maschine fällt, die einen wesentlich grös seren 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 be schrieben wird, erfolgt auf die folgende Weise: nachdem die Reibungsplatte an dem Zündkerzenvorsprung angebracht ist, wird der Führungssteuerkörper an dem gelenkigen Tragarm an gebracht und seine Klemmeinrichtung wird an einem geeigne ten Bauteil des Triebwerks angebracht. Der faseroptische Körper wird dann im Halter für das faseroptische Sichtge rät 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 faser optischen 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 Einführungs schlauches und der faseroptischen Sonde in ihrer Neutral stellung sind (d. h. sich in einer solchen Stellung befinden, daß der gelenkige Endabschnitt sowohl des zur Führung dienen den Einführungsschlauches als auch der Sonde nicht abge lenkt sind) werden der zur Führung dienende Einführungs schlauch und die faseroptische Sonde durch die Reibungs plattenbohrung in die jeweilige Brennkammer #4 oder #7 ein geführt. Während der Betrachtung der Auskleidung der der Zündöffnung gegenüberliegenden Brennkammer wird der zur Füh rung dienende Einführungsschlauch ausgelenkt, gedreht oder in einer anderen Weise in der Brennkammer verschoben, um gegebenenfalls das Verbindungsrohr aufzufinden, das zur be nachbarten 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 Übergangs rohr zu bewegen.

Wenn man dann den Halter des faseroptischen Sichtgeräts und das faseroptische Sichtgerät in Richtung auf den Führungs steuerkörper drückt, wobei diese Teile vorzugsweise über einen Gelenkarm verbunden sind, wird die faseroptische Sonde weiter nach außen aus dem Ende des zur Führung dienenden Ein führungsschlauches 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 Steuer führungskörper trifft.

Der Gelenksteuerhebel des zur Führung dienenden Einführungs schlauches sollte dann in seine Neutralstellung zurückgeführt werden und der zur Führung dienende Einführungsschlauch wird weiter in das Triebwerk geschoben, so daß er der faseropti schen Sonde folgt, die als eine Verbindungsleitung in die be nachbarte 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 Führungs steuerkörper wegbewegt wird), bis die erste Markierung wieder um auf den Führungssteuerkörper trifft, wodurch somit ange zeigt wird, daß nur das gelenkige Ende der faseroptischen Sonde von dem Ende des zur Führung dienenden Einführungs schlauches vorsteht.

Wenn die faseroptische Sonde einmal in die letzte Brennkam mer eingeführt ist, die längs des speziellen Weges zugäng lich ist, den man zum Einführen in das Triebwerk wählt, wer den die Sonde und die zur Führung dienenden Einführungs schläuche 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 Sicht geräts 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 in spiziert sind, wird die Vorrichtung zurückgezogen. Die Vor richtung 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 Be zugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungs form des faseroptischen Sichtgeräts und der Füh rungsanordnung 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 in spizieren,

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 ausge bildet ist, die insbesondere derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie an einer Zündöffnung des Pratt & Whitney JT8D Strahltriebwerks ange bracht werden kann, durch die der zur Führung die nende Einführungsschlauch und die Sonde eingeführt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist eine Inspektions vorrichtung gezeigt, die nach dem Grundgedanken der Erfindung ausgelegt ist. Die Vorrichtung umfaßt ein faseroptisches Sicht gerät (fiberscope) 8 einer an sich bekannten Bauart. Ein sol ches faseroptisches Sichtgerät, das insbesondere für das An wendungsgebiet 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 faser optische Sichtgerät 8 ist mit einer Lichtquelle (nicht ge zeigt) 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 Sicht geräts 8 erhält. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform umfaßt die Fiberscope-Sonde 12 einen distalen Endabschnitt 16, der auf an sich bekannte Weise wenigstens in zwei Rich tungen 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 faser optischen 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 Anwendungs zweck abhängig ist. Selbstverständlich braucht das faserop tische 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 Linseneinrich tung 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 Bedienungs person 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 Ausführungs beispiel 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 not wendig ist, die Sonde 12 während des Einführungs- oder In spektionsvorganges 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 die selben mit Hilfe eines hohlen und zur Führung dienenden Ein führungsschlauches 20 geführt, der von einem Führungsschlauch körper 22 ausgeht. Nach der Erfindung enthält der zur Führung dienende Einführungsschlauch 20 wenigstens einen distalen Endabschnitt 24, der mit Hilfe eines Hebels 26 am Führungs steuerkörper 22 wenigstens in zwei Richtungen in der gemein samen 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 Einführungs schlauch 20 auch in vier Richtungen und in zwei Ebenen gelen kig 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 zuein ander möglich ist. Beispielsweise kann der Führungssteuer körperteil 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 Flä che des zylindrischen Abschnitts des Führungssteuerkörperteils 22 a vorgesehen ist. Eine Feststellschraube 23 auf dem Führungs steuerkörperteil 22 b arbeitet in ähnlicher Weise wie die Feststellschraube 13 am Halterteil 10 b für das faserop tische Sichtgerät, um die beiden Führungssteuerkörper teile 22 a und 22 b in einer gewünschten Position zu fixie ren. 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 in spizierenden Maschine angebracht. Eine im Handel erhältliche Auslegung, wie z. B. eine Platten- und Schraubenanordnung 28, kann ausreichen, die zur Montage einer Kamera auf einem Sta tiv verwendet werden kann (beispielsweise wird eine solche Einrichtung von der Firma Manfrotto S. A. in Italien herge stellt 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 so genannte "magische Arm", der auch von Manfrotto S. A. herge stellt wird), der eine Klemmeinrichtung 32 an einem Ende und einen Hebel 34 aufweist, der zur Arretierung aller drei Ver bindungen 36(a), (b) und (c) dient, wenn der Arm in die ge wünschte Position bewegt worden ist (beim Inspizieren eines Flugzeugstrahltriebwerkes beispielsweise sollte die Klemmein richtung 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 Erläuterungs charakter. Die Zündkerzen (nicht gezeigt) werden von den Zündöffnungen 38 abgenommen, die in den Brennkammern #4 und #7 des Triebwerks vorgesehen sind. Um ein zufälliges Abzie hen des zur Führung dienenden Einführungsschlauches bei spielsweise infolge der Schwerkraft zu verhindern, wenn der selbe nach oben gerichtet wird, kann eine Reibungsplatte 42 (Fig. 5) fest am äußeren Teil des Triebwerks angebracht wer den. Die Platte 42 hat eine Bohrung 44, die mit der Zündöff nung fluchtet, die mit einem O-Ring ausgekleidet ist und einen Durchmesser hat, der geringfügig größer als der Außen durchmesser des zur Führung dienenden Einführungsschlauches 20 ist. Die Platte 42 ist an dem Zündkerzenvorsprung ange bracht, in den expandierende Druckstifte eingesetzt werden, die sich in den Öffnungen in der Platte befinden, die kom plementär zu den Öffnungen im Zündöffnungsvorsprung 38 aus gebildet sind. Obgleich die Reibungsplatte 42, die hierin als Beispiel beschrieben ist, insbesondere zweckmäßig für die Zündöffnungen des JT8D Triebwerks geeignet ist, können na türlich 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 ge lenkigen Tragarm 30 angebracht und die Klemmeinrichtung 32 des Tragarms 30 wird an einem geeigneten Bauteil des Trieb werks 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 Einführungs schlauches 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 dienen den Einführungsschlauch 22 und der faseroptischen Sonde 12 in ihrer Neutralstellung sind (d. h. sich in solchen Stel lungen 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 ver schoben, um das Übergangsrohr 46 aufzufinden, das zu der be nachbarten Brennkammer führt, wie dies in Fig. 4(a) gezeigt ist. Währenddem das Übergangsrohr 46 in der Mitte des Gesichts feldes gehalten wird, werden der zur Führung dienende Einfüh rungsschlauch 20 und die Sonde 12 weiter in die Brennkammer 40 eingeführt, um diese länger zum Übergangsrohr 46 zu bewe gen, wie dies in Fig. 4(b) dargestellt ist.

Das Halterteil 10 b des faseroptischen Sichtgerätes und der Führungssteuerkörper 22 b sind zweckmäßigerweise beispiels weise über einen Gelenkarm 50 verbunden, um eine Relativbe wegung zwischen dem Führungssteuerkörper 22 einerseits und dem Halter 10 des faseroptischen Sichtgerätes und dem Fiberskop 8 andererseits zu ermöglichen. Wenn man den Hal ter 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 ange bracht 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 Führungssteuer körper 22 treffen.

Der Gelenksteuerarm 26 des zur Führung dienenden Einführungs schlauches 20 sollte dann zu seiner Neutralstellung zurück bewegt 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 Einführungs schlauch 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 Mar kierung 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 die nenden Einführungsschlauches 20 vorsteht).

Die vorstehend genannten Schritte werden dann wiederholt, um die faseroptische Sonde 12 durch die benachbarten Brenn kammern 40 schlangenähnlich zu bewegen, die durch die je weilige Zündöffnung zugänglich sind, bei der zuerst die Ein führung erfolgte. Die hierbei zurückgelegten Wege sind bei spielsweise schematisch in den Fig. 3(a) oder 3(b) ge zeigt. 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, beispiels weise 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 zurück gezogen 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 Brenn kammern #9, #8 und schließlich #7 erfolgt. Somit ist zu er kennen, daß dank der Erfindung eine Bedienungsperson alle Brennkammern des Triebwerks inspizieren kann.

Obgleich die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels erläutert worden ist, sind selbstverständ lich Abänderungen möglich, wobei sogar Änderungen der Kon struktion 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 Er findung erhält. Hierdurch kann die Effektivität für andere Inspektionsarbeiten oder für die Ausführung von Inspektions arbeiten 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 verklei nert werden oder es können Gelenkeinrichtungen verwendet wer den, die fähig sind, die Sonde oder den zur Führung dienen den Einführungsschlauch oder beide in vier Richtungen zu be wegen, um eine Anpassung an weitere Anwendungszwecke zu er zielen. Selbstverständlich werden alle solche Varianten von der Erfindung mitumfaßt.

Claims

1. Vorrichtung zur Inspektion von innen liegenden Teilen einer Konstruktion, mit:
einen Führungssteuerkörper (22), der eine ihn durchset zende Bohrung und eine hohle und zur Führung dienende Einführungseinrichtung (20) hat, die sich von dem Führungs steuerkörper (22) weg erstreckt, und mit einem faseroptischen Sichtgerät (8), das einen Körper (10), eine längliche Sonde (12) und eine Einrichtung (14, 18) zur Ausleuchtung und Übertragung von Bildern wenigstens eines Abschnittes der innen liegenden Teile aufweist, wobei die faseroptische Sonde (12) durch den Führungs steuerkörper (22) und die hohle und zur Führung dienende Einführungseinrichtung (20) führbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die hohle zur Führung dienende Einführungseinrichtung ein flexibler Schlauch (20) ist und daß die folgenden Einrichtungen vorgesehen sind:
eine Einrichtung (26), mit deren Hilfe wenigstens ein distaler Endabschnitt (24) des zur Führung dienenden Einführungs schlauches (20) entfernt von dem Führungssteuerkörper (22) gelenkig bewegbar ist, und
eine Einrichtung (50) zum wahlweisen Bewegen des faseroptischen Körpers (10) auf den Führungssteuerkörper (22) zu und von diesem weg, so daß die faseroptische Sonde (12) relativ zum Führungssteuerkörper (22) und zum hohlen zur Führung dienenden Einführungsschlauch verstellbar ist, wobei die Einrichtung (26) zum gelenkigen Bewegen des hohlen zur Führung dienenden flexiblen Einführungsschlau ches (20) und die Einrichtung (50) zum Bewegen des fa seroptischen Körpers (10) von außerhalb der Kon struktion zum Zielen und Steuern der faseroptischen Sonde (12) innerhalb der Konstruktion betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich net durch eine Befestigungseinrichtung (28, 30), mit tels der die Vorrichtung an einer gewünschten und im we sentlichen statinären Position relativ zur Konstruktion montierbar ist.

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

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

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Tragarm (30) ferner eine Klemm einrichtung (32) am anderen Ende aufweist.

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

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das faseroptische Sichtgerät (8) eine Einrichtung (16, 18) zum gelenkigen Bewegen wenig stens eines Endabschnitts der Sonde (12) aufweist.

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

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (24, 26) zum gelen kigen Bewegen des zur Führung dienenden Einführungs schlauches (20) die gesteuerte Gelenkbewegung wenigstens des distalen Endabschnitts (24) in wenigstens zwei Rich tungen in einer Ebene ermöglicht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum gelenkten Bewegen der fa seroptischen Sonde (12) eine gesteuerte Gelenkbewegung wenigstens des distalen Endabschnitts (16) in wenigstens vier Richtungen in zwei Ebenen ermöglicht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24, 26) zum gelenkigen Bewegen des zur Führung dienenden Einführungsschlauchs (20) die ge steuerte Gelenkbewegung wenigstens des distalen Endab schnitts (24) in wenigstens vier Richtungen in zwei Ebenen ermöglicht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (10) für das faserop tische Sichtgerät (8) vorgesehen ist, der dasselbe auf nimmt 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.

13. Vorrichtung nach einem der Anssprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungssteuerkörper (22) eine Einrichtung zum Drehen des zur Führung dienenden Einfüh rungsschlauches (20) um seine Längsachse aufweist, wobei diese Einrichtung zum Drehen einem ersten Führungssteuer körperteil (22 a) und einem zweiten Führungssteuerkörper teil (22 b), die gegeneinander drehbar sind, aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Verbindungseinrichtung (30) zum Ver binden des Halters (10) für das faseroptische Sichtge rät (8) und des Führungssteuerkörpers (22).

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Gelenkarm (30) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, 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.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Halteeinrichtungen eine Rei bungsplatte (42) sowie Einrichtungen aufweisen, mittels denen die Reibungsplatte (42) an der Konstruktion anbring bar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die faseroptische Sonde (12) eine erste Markierung (48 a) aufweist, die anzeigt, wenn die faseroptische Sonde (12) in den zur Führung dienenden Ein führungsschlauch (20) zu einer Stelle eingeführt ist, an der ein erster Abschnitt der faseroptischen Sonde (12) sich aus dem zur Führung dienenden Einführungsschlauch (20) er streckt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, 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) vor steht.

20. Verfahren zum Inspizieren von ihnen liegenden Teilen einer Konstruktion mit den folgenden Schritten:

i) Einführen einer hohlen und zur Führung dienenden Einführungseinrichtung in einen ersten innen liegenden Teil der zu inspizierenden Konstruktion und
(ii) Betrachten des Inneren des ersten Teils über eine faseroptische Sonde, die in diesen ersten Teil durch die hohle und zur Führung dienende Einführungseinrichtung reicht, gekennzeichnet durch
(iii) Orten einer Kanaleinrichtung, die den ersten innen liegenden Teil mit einem benachbarten innen liegenden Teil verbindet, in dem wenigstens die zur Führung die nende Einführungseinrichtung, die ein flexibler Schlauch ist, 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 Kanal einrichtung in den benachbarten innen liegenden Teil zu bewegen,
(v) Drücken des zur Führung dienenden Einführungsschlau ches längs der verlängerten Länge der faseroptischen 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.

21. Verfahren nach Anspruch 20, ferner dadurch ge kennzeichnet, daß eine Halteeinrichtung am Äußeren der zu inspizierenden Konstruktion angebracht wird, durch die der zur Führung dienende Einführungs schlauch und die Sonde in den ersten innen liegenden Teil eingeführt werden.

22. Verfahren zum Inspizieren von innen liegenden Teilen einer Konstruktion mit den Schritten:

Einführen einer faseroptischen Sonde durch einen Füh rungssteuerkörper und einer zur Führung dienenden Einfüh rungseinrichtung, die sich vom Führungssteuerkörper weg erstreckt, und

Einführen der faseroptischen Sonde und des zur Einführung dienenden Einführungsschlauches in das Innnere der Kon struktion, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Führungssteuerkörper und die zur Führung dienende Einführungseinrichtung, die ein flexibler Schlauch ist, Einrichtungen zum belenkigen Bewegen mindestens eines distalen Endabschnitts des zur Führung dienenden Einführungsschlauchs aufweist und durch Manipulieren wenigstens der faseroptischen Sonde und des zur Führung dienenden Einführungsschlauches, um die fa seroptische Sonde in eine gewünschte Richtung innerhalb der Konstruktion zu lenken, wobei wahlweise der zur Führung dienende Einführungs schlauch zum Zielen der faseroptischen Sonde von außer halb der Konstruktion gelenkig bewegt wird und die faser optische Sonde relativ zu dem zur Führung dienenden Ein führungsschlauch axial verstellbar wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich net, daß die faseroptische Sonde in den zur Führung dienenden Einführungsschlauch eingeführt wird, bis ein Endabschnitt derselben über den zur Einführung dienenden Führungsschlauch vorsteht.