Messtechnik beflügelt Triebwerkswartung
Bei der Wartung der Triebwerke der Lufthansa-Flotte spielt höchste Messgenauigkeit eine zentrale Rolle. Deshalb gehört zum unverzichtbaren Instumentarium der Spezialisten u. a. die weltweit präziseste Serien-Universal-Längenmessmaschine.Flugzeug-Triebwerke der weltweiten Lufthansa-Flotte werden bei der Lufthansa Technik-Werft in Hamburg durchgecheckt. Als elementares Bauteil eines Flugzeugs unterliegen sie bei Lufthansa höchsten Sicherheitsanforderungen. Denn diese Aggregate sind extrem hohen Belastungen ausgesetzt: So drehen sich die Schaufelräder einer Turbine bis zu 16.000 Mal pro Minute und werden dabei Temperaturen bis 1600 °C ausgesetzt. Durch eine ständige sensorische Überwachung während des Fluges werden z. B. Abgastemperatur und Vibrationen überprüft. Wenn die Messwerte ein definiertes Limit überschreiten, werden Wartungsmaßnahmen eingeleitet. Bei Verschleiß werden die Triebwerke in der Hamburger Werft der Lufthansa Technik komplett zerlegt, gereinigt, inspiziert und defekte Teile ggf. ausgetauscht. Dabei werden alle Bauteile nachgemessen.
Bei der Kooperation zwischen der Lufthansa Technik und dem Göttinger Messgerätehersteller Mahr haben sich zwei Partner zusammengetan, die beide höchste Qualitätsansprüche haben und Wert auf hochgenaue Messungen legen. Lufthansa Technik setzt z. B. für die Überprüfungen von Bohrungen eine Kette von drei Messgeräten ein: Ein 3-Linien-Innenmessgerät zur direkten Messung der Bohrung. Dieses Handmessgerät wird mittels eines Einstellrings regelmäßig kalibriert. Der Einstellring wird wiederum regelmäßig auf der hochpräzisen Längenmessmaschine eingemessen – und deren Messwerte sind auf die Normale der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig rückgeführt. Die PTB ist das nationale Metrologieinstitut und die technische Oberbehörde der Bundesrepublik Deutschland für das Messwesen.
Beispiel: Der Triebwerkstator. Die Mitarbeiter der Hamburger Flugzeug-Werft überprüfen an diesem gewichtigen Turbinenbauteil die vielen Borungen in denen die nicht rotierenden Turbinenschaufeln befestigt sind. Dabei arbeiten sie mit 3-Linien-Innenmessschrauben, z. B. mit der „Micromar 44 A” von Mahr. Mit dieser handlichen Messschraube werden die Bohrungen schnell und sicher auf ihre Dimension gemessen und so Verschleiß schnell und zuverlässig erkannt. Die zu prüfenden Teile weisen Fehlergrenzen von z.B. 12 µm auf. Für eine zuverlässige Messung darf die maximale Abweichung einer 3-Linien-Innenmessschraube bei einem Durchmesser von 37 mm nur 4 µm betragen (DIN 863-4). Die Mahr 3-Linien-Innenmessschraube mit ihrer spezifizierten Fehlergrenze von 4 µm ist somit dafür geeignet.
Zur fortwährenden Sicherstellung dieser spezifizierten maximalen Fehlergrenze wird die 3-Linien-Innenmessschraube in Intervallen von einem Jahr in einem klimatisierten Kalibrierlabor selbst wieder auf ihre einwandfreie Funktion überprüft und kalibriert.
Vor Benutzung der 3-Linien-Innenmessschraube ist diese vor Ort auf den Aufschriftwert eines Einstellringes einzustellen. Dieser Ring aus solidem Lehrenstahl verfügt über einen sehr genau spezifizierten Durchmesser. Dabei entsprechen die Baumaße der DIN 2250 C und Fehlergrenzen nach DIN 2250. Nach Vorgabe der Lufthansa Technik muß die Fehlergrenze mindestens um den Faktor 3 genauer sein als die der 3-Linien-Innenmessschraube.
Um die 3-Linien-Innenmessschraube sicher zu überprüfen hat die Lufthansa Technik sehr hohe Ansprüche: Die Fehlergrenze des Durchmessers der für diese Aufgabe verwendeten Einstellringe beträgt bei Lufthansa Technik nur 1 µm (nach Norm wären 2 µm erlaubt). Ein neuer Einstellring verfügt über einen Kalibrierschein, in dem der Durchmesser und die Messunsicherheit bescheinigt wird. Doch unterliegen auch Einstellringe einem gewissen Verschleiß und einem Alterungsprozess, der die Materialeigenschaften und somit auch ihren Durchmesser beeinflusst. Deshalb müssen auch diese Einstellringe periodisch vermessen werden. Zur Wahrung des hohen Qualitätsstandards führt Lufthansa Technik diese Überwachungsprüfungen selbst durch und zwar auf einer Präzisions-Serien-Universal-Längenmessmaschine, der „Precimar 828 CiM 500″ von Mahr.
Die Längenmessmaschine ist motorisiert, ruht auf einem Granitbett und steht in Hamburg in einem klimatisierten Messraum. Um die für den Einstellring erforderliche Fehlergrenze von 1 µm sicher messen zu können, ist die Messmaschine mit ihrer Messunsicherheit von 0,1 + L/1000 sehr gut geeignet – die neueste Generation von „Precimar 828 CiM” weist sogar eine Messunsicherheit von nur 0,075 + L/1500 auf! Mahr erreicht diese extrem hohe Messgenauigkeit durch luftgelagerte Komponenten, eine praktisch reibungslose Messkrafterzeugung, die exakte Einhaltung des Abbe`schen Komparatorprinzips, ein hochwertiges inkrementales Wegmesssystem sowie einen CNC-steuerbaren Messschlitten und Objekttisch.
Die Mitarbeiter der Lufthansa Technik messen den Einstellring in 3 Ebenen und 2 Schnitten. Dank ihrer automatischen Messweise gewährleistet das Längenmessgerät eine nahezu bedienerunabhängige und zügige Messung der insgesamt 6 Durchmessermessungen eines Einstellrings. Zur Kalibrierung des Einstellringes ist die Längenmessmaschine mit einem Drehrasttisch ergänzt worden – einem Bauteil, das nur Mahr bietet. Die Vorteile: Der Einstellring braucht zum Drehen nicht berührt und neu eingespannt werden, sondern kann schnell und exakt um 90 Grad gedreht werden. Das hat auch den Vorteil, dass der Einstellring sich nicht durch eine Berührung erwärmt und dadurch leicht verformt bzw. ausgedehnt würde.
Zur Sicherstellung der gesamten Qualitätskette lässt Lufthansa Technik seine „828 CiM 500″ jährlich von Mahr-Spezialisten warten und kalibrieren. Dabei werden DKD-kalibrierte Endmaße verwendet, die bei Mahr auf die Normale der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) rückführbar sind.
Das sehr hohe Niveau der Qualitätssicherung in der Werft der Lufthansa Technik in Hamburg überzeugt nicht nur das Qualitätsmanagement der Lufthansa. Auch andere internationale Fluggesellschaften lassen mittlerweile hier ihre Triebwerke überprüfen. Die Fluggäste in den Flugzeugen merken von der detailreichen Arbeit der Mitarbeiter in der Flugzeugwerft in der Regel nichts – sie genießen einen reibungslosen und sicheren Flug. Genau dafür haben sich die Anstrengungen der Lufthansa Technik und Mahr gelohnt!
Andreas Gossing, Kurt Koch (Lufthansa Technik AG, Hamburg)
Dr. Jürgen Schweizer, Produktmanager (Mahr GmbH, Göttingen)
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