Die zuverlässige Bestimmung von Eigenfrequenzen und Schwingungsverhalten ist eine zentrale Aufgabe bei der Entwicklung und Qualitätssicherung von Turbinen-, Kompressor- und Triebwerksschaufeln. Gerade in der Luft- und Raumfahrt entscheiden genaue Kenntnis und reproduzierbare Messung dynamischer Eigenschaften über Bauteilsicherheit, Lebensdauer und Freigabeprozesse. Für Anwender bedeutet das: belastbare Prüfergebnisse, nachvollziehbare Bewertungen und eine verlässliche Grundlage, um Entwicklungs-, Freigabe- und Qualitätsentscheidungen sicher zu treffen.
Mit dem Turbinen- und Kompressorschaufelprüfstand | TBT bietet MAUL-THEET eine Lösung, die genau auf diese Anforderungen ausgelegt ist: eine strukturierte und flexible Plattform zur experimentellen Bestimmung von Resonanzfrequenzen unter realen Einspannbedingungen bei gleichzeitig hoher Reproduzierbarkeit der Prüfbedingungen. Anwender schaffen damit die Voraussetzung für vergleichbare Messergebnisse, belastbare Bewertungen und effizient strukturierte Prüfabläufe.
Von der Einzelmessung zur systematischen Prüfstrategie
Der TBT ist darauf ausgelegt, unterschiedliche Schaufeltypen effizient zu charakterisieren. Je nach Anwendung stehen verschiedene Anregungsarten sowie Sensoren zur Druck- und Temperaturmessung zur Verfügung, sodass Messaufbau und Datenerfassung gezielt an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst werden können. Das erhöht die Flexibilität im Prüfalltag und unterstützt eine wirtschaftliche Durchführung unterschiedlicher Messaufgaben auf einer gemeinsamen Plattform.
Die Schwingungsanregung erfolgt typischerweise über eine Stoßanregung mittels Modalhammer, wodurch ein breitbandiges Frequenzspektrum angeregt wird. In Kombination mit geeigneter Sensorik – wie Laser-Doppler-Vibrometern, Mikrofonen oder Beschleunigungssensoren – lassen sich die dynamischen Eigenschaften der Schaufeln gezielt und zerstörungsfrei (ZfP) erfassen.
Dabei ermöglicht das System Messungen in Frequenzbereichen bis 40kHz bei einer Frequenzauflösung von <1Hz bei 20kHz, wodurch auch feine strukturdynamische Effekte zuverlässig detektiert werden können. Für Anwender bedeutet das eine präzise Identifikation relevanter Resonanzen und damit eine belastbare Grundlage für Bewertung, Optimierung und Freigabe.
Reproduzierbarkeit beginnt bei der Einspannung
Ein entscheidender Faktor bei der Schaufelprüfung ist die Klemmung. Sie beeinflusst das Schwingungsverhalten unmittelbar und muss daher kontrolliert und reproduzierbar eingestellt werden.
Der TBT adressiert genau diesen Punkt durch die integrierte Hydrauliklösung. Die Klemmkräfte werden erfasst, visualisiert und überwacht – Messungen außerhalb zulässiger Bereiche werden systemseitig gesperrt. Das reduziert das Risiko fehlerhafter Prüfergebnisse, erhöht die Vergleichbarkeit zwischen Messungen und unterstützt eine stabile Prozessqualität.
Je nach Anforderung stehen unterschiedliche Konfigurationen zur Verfügung:
- Integration in kundeneigene Einspannsysteme,
- manuelle Hydrauliklösungen für flexible Anwendungen,
- sowie SPS-gesteuerte Hydrauliksysteme für automatisierte und stabile Prüfprozesse.
Insbesondere die SPS-gesteuerte Variante ermöglicht eine präzise Regelung der Klemmkräfte sowie deren stabile Aufrechterhaltung auch über Messzeiten von bis zu 30min hinweg, was insbesondere für Modalanalysen relevant ist. Klemmkräfte von bis zu 650kN sind im geregelten Betrieb vorgesehen. Anwender profitieren dadurch von höherer Reproduzierbarkeit, geringerem Bedienereinfluss und robusten Prüfbedingungen auch bei anspruchsvollen Messaufgaben.
Messdaten werden zu belastbaren Ergebnissen
Die Auswertung erfolgt über die TBT-Software, die speziell für die Anforderungen der Schaufelprüfung entwickelt wurde. Sie unterstützt Anwender dabei, Messdaten effizient auszuwerten, Ergebnisse konsistent zu interpretieren und Prüfentscheidungen nachvollziehbar zu dokumentieren. Sie bietet unter anderem:
- Darstellung von Zeit- und Frequenzsignalen,
- Analyse von FFT- und Spektraldaten,
- sowie Funktionen zur Bestimmung von Übertragungsfunktionen und Kohärenz.
Zur Identifikation der Resonanzen kommen optimierte Peak-Picking-Algorithmen zum Einsatz, die auch bei verrauschten Messsignalen zuverlässige Ergebnisse liefern. Das erhöht die Auswertungssicherheit und reduziert den Aufwand für manuelle Nachbearbeitung.
Zusätzlich ermöglicht die integrierte Temperaturkompensation eine Korrektur temperaturbedingter Frequenzverschiebungen. Dadurch werden Messergebnisse besser vergleichbar und temperaturbedingte Einflüsse können bei der Bewertung gezielt berücksichtigt werden.
Die Software unterstützt darüber hinaus eine strukturierte Datenverwaltung, Auftragsorganisation und automatisierte Berichtserstellung. Das reduziert administrativen Aufwand, verbessert die Rückverfolgbarkeit und erleichtert die Integration des Prüfprozesses in bestehende Entwicklungs- und Qualitätssicherungsabläufe.
Referenzierung über Meisterschaufeln
Ein wesentlicher Bestandteil strukturierter Schaufelprüfprozesse ist die Arbeit mit Meisterschaufeln. Sie dienen als Referenz für die Bewertung von Serienbauteilen und ermöglichen eine konsistente Einordnung von Messergebnissen über verschiedene Chargen und Zeiträume hinweg.
Die TBT-Software unterstützt diesen Ansatz durch eine integrierte Verwaltung von Meisterschaufeln und den Referenzdaten in einer Schaufeldatenbank. Damit lassen sich Abweichungen im Schwingungsverhalten systematisch erfassen und bewerten – etwa im Hinblick auf Fertigungstoleranzen, Materialstreuungen oder Prozessänderungen. Anwender erhalten so eine belastbare Grundlage, um Abweichungen frühzeitig zu erkennen und fundiert zu bewerten.
Gerade in sicherheits- und qualitätskritischen Anwendungen, etwa in der Luft- und Raumfahrt sowie im Gas- und Dampfturbinenumfeld, in denen Rückverfolgbarkeit und klar definierte Akzeptanzkriterien eine zentrale Rolle spielen, ermöglicht die Referenzierung über Meisterschaufeln eine belastbare und auditierbare Bewertungsgrundlage. Messergebnisse werden nicht isoliert betrachtet, sondern in Bezug zu einer definierten Referenz gesetzt und damit nachvollziehbar vergleichbar.
Insbesondere in industriellen Umgebungen mit steigenden Stückzahlen schafft dieser Ansatz die Voraussetzung für konsistente Prüfentscheidungen, eine stabile Qualitätssicherung und eine klare Ableitung von Freigabe- oder Abweichungsbewertungen.
Flexibilität für unterschiedliche Prüfanforderungen
Ein wesentliches Merkmal des TBT ist seine Anpassungsfähigkeit. Aufbau und Konfiguration können gezielt an kundenspezifische Anforderungen angepasst werden – von einfachen Messaufgaben bis hin zu automatisierten Prüfabläufen in Serienumgebungen. Dadurch lässt sich der Prüfstand sowohl an bestehende Prozesse als auch an wachsende Anforderungen anpassen, ohne für jede Prüfaufgabe eine eigenständige Lösung schaffen zu müssen.
Damit eignet sich der Prüfstand sowohl für:
- Forschungs- und Entwicklungsumgebungen,
- Validierungs- und Verifikationsprozesse,
- als auch für seriennahe Prüfungen in der Qualitätssicherung.
Technik für aktuelle Industrieanforderungen
Der TBT ist ein bewährtes Produkt, das den aktuellen Anforderungen einer sich wandelnden Industrie gerecht wird: steigende Stückzahlen, höhere Ansprüche an die Nachvollziehbarkeit und der Bedarf an robusten, reproduzierbaren Messprozessen. Für Anwender bedeutet das: mehr Prozesssicherheit, bessere Vergleichbarkeit von Messergebnissen und eine belastbare Grundlage für Entscheidungen in Entwicklung, Qualitätssicherung und Produktion.
Der Prüfstand verbindet dabei bewährte Messprinzipien mit einer klaren Systemarchitektur und modularen Erweiterungsmöglichkeiten. So entsteht eine Lösung, die sich in bestehende Prozesse integrieren lässt, mit neuen Anforderungen mitwachsen kann und eine verlässliche Basis für strukturierte Prüf- und Freigabeentscheidungen schafft.
Mit dem Turbinen- und Kompressorschaufelprüfstand | TBT schaffen Sie die Grundlage für reproduzierbare Messergebnisse, stabile und zerstörungsfrei Prüfprozesse und nachvollziehbare Freigabeentscheidungen. Sprechen Sie mit uns darüber, wie sich der Prüfstand an Ihre Anforderungen und Prozesse anpassen lässt.
