CH363491A - Messeinrichtung mit Verschiebungsteil und Verschiebungswertgeber, insbesondere für die Messung von Axialverschiebungen einer Kreiselmaschinenwelle - Google Patents

Description

      Messeinrichtung    mit Verschiebungsteil und     Verschiebungswertgeber,     insbesondere für die Messung von     Axialverschiebungen    einer     Kreiselmaschinenwelle       Der     Gegenstand    der vorliegenden Erfindung be  zieht sich auf eine     Messeinrichtung    mit Verschiebungs  teil und     Verschiebungswertgeber,    die relativ zuein  ander verschiebbar ,sind, wobei in Richtung der Ver  schiebung des     Verschiebungsteiles    gesehen beiderseits  dieses Teiles je eine     Abgriffeinrichtung    :

  des     Verschie-          bungswertgebers    für den Abgriff des Verschiebungs  weges vorgesehen ist. Diese     Messeinrichtung    ist -ins  besondere für die     .Messung    von     Axialverschiebungen     einer     Kreisehmaschinenwelle    vorgesehen.  



       Versahiebungswertgeber    sind Einrichtungen,     in     denen bei     Auftreten    einer Verschiebung, also     bei    Ab  standsänderungen zwischen     diesem    Geber     rund        einem     Verschiebungsteil,     I:nduktionsänderungen    oder     Kapa-          zitäts'änderungen        elektrischer    Art - wodurch z. B.

    eine Spannung     entsteht        -oder        Druckänderungen     eines hydraulischen Mittels,     S.trahlungsin,tensitäts-          änderungen    usw.

       auftreten.    Es kann auch durch die  Abstandsänderung     irgendeine        physikalische    Grösse in  dem Geber erst     entstehen.    Der Geber gibt     @dann    den  Verschiebungswerten entsprechende Spannungswerte,       D        ruckwerteoder    dergleichen     weiter.    Diese Werte kön  nen     gemessen        undloder    als Regel- bzw.     Steuersignal     verwendet werden.  



  Der Verschiebungsteil ist der Teil, der die     zu     messende Verschiebung ausführt. Er ist also verschieb  bar.     Hierfür    können     Wärmedehnungen    die Ursache  sein.  



  Es ist eine oben     genannte        Messeinrichtung    mit  einem     elektrischen        .Abgriffsystem    bekannt, bei dem       beiderseits    des     Verschiebungsteiles    je eine     mit    der  anderen elektrisch gekoppelte Induktionseinrichtung       ,als        Abgriffenrichtung    vorgesehen ist,

   wobei in der       Induktionsgesamteinrichtung    bei Verschiebung des  Verschiebungsteiles     Induktionsänderungen        auftreten.     Diese Anordnung wird     zur        Messung    der Axialver-         schlebungen    einer     Turbinenwelle    verwendet. Durch  die -Induktionsänderungen     entsteht    eine     .Spannung    in  folge oder Tatsache,     dasseine    mit dem genannten Sy  stem verbundene     Brückenschaltung    nicht mehr .im       Gleichgewicht    steht.  



  Der     Nachteil        .dieser        Messamordnung    ist der,     dass     jede der beiden     Induktionseinrichtungen        zwar    starr,  aber getrennt     mit        idem        Turbinengehäuse        verbunden          werden    muss.

   Da dies nie so genau     .geschehen        kann,     die beiden     Induktionseinrichtungen    :also in irgend  welchen Richtungen zueinander     unvorschriftsmässig     verschoben     undloder        verdreht    sind, ist     die    Anzeige  der     Verschiebungen    nicht genau.

   Es kommt aber,       insbesondere    bei     Kreiselmaschinen,    wegen der in der  Praxis meist kleinen     Verschiebungswege    (0 bis 10     mm)     auf genauesten     Einbau    der     Verschiebungswertgeber     an.

   Bei     zwei    getrennten Geberteilen     mu'ss    ausserdem       beim    Anbau an     .ein        Gehäuse    erst     dmmer    der ge  wünschte gegenseitige Abstand der beiden     ,kleinen     Geberteile, zwischen denen sich später der Verschie  bungsteil     befindet,        eingestellt    werden,     wonach        die     Geberteile am Gehäuse befestigt werden.

       Dies    ist       eine    schwierige     Feinstmontage,    nach deren Erledi  gung doch nicht das     gewünschte    Ziel     erreicht        wird.     



  Um die oben     genannten        Nachteile    zu beseitigen,  wird bei einer     Messeinrichtung        mit    Verschiebungsteil  und     Verschiebungswertgeber,    die relativ     zueiinander     verschiebbar     sind,

      wobei in     Richtung    der Verschie  bung des     Verschiebungsteiles    gesehen beiderseits die  ses     Teiles    je     eine        Abgrif        feinrichtung    des     Verschie-          bungswertgebers    für den     Abgriff    des     Verschiebungs-          weges    vorgesehen ist, erfindungsgemäss vorgeschlagen,  dem     Verschiebungswertgeber    in einem     Querschmtt;

       der in einer Ebene liegt, in der die Verschiebung     statt-          findet,        U;Form        zu.    geben und     mit        :seinen    beiden     U-          Sahenkeln    um den     Verschiebungsteil.        greifen    zu lassen,      wobei jeder der :beiden     U-Schenkel    eine     Abgriffein-          riahtung        :enthält.     



  Diese     Anordnung    ist     insbesondere    für die Mes  sung von     Axialverscilüebungen    einer     Kreiselmaschinen-          welle    verwendbar, und     @es    ist in der Zeichnung als       Ausführungsbeispiel        eine        für    eine solche Messung       geeignete        Messeinrichtung    gemäss der     Erfindung    dar  gestellt.  



  An     einem        Turbinengehäuse    10 ist ein     U-förmiger          Versahiebungswertgeber    11 befestigt. Dieser Gelber  11 ist ein einem .Schnitt     dargestellt,    :

  dessen     Schnittebene     identisch ist mit der die Turbinenlängsachse 26 enthal  tenden     Zeichenebene    32.     In    jedem der beiden     U-          Schen        e1    12 und 13 befindet sich eine,     Induktions-          einrichtung.    Die beiden     Induktionseinrichtungen    sind       mit    14 und 15     bezeichnet.    Jede     Induktionseinrichtung     weist einen     :Kern        und        :eine    Spule auf.

   Die Turbinen  welle 16 weist     ,als        Veischieblungstqil    einen Bund 17  auf, der in den Raum 29 hineinragt. Bei     Auftreten    der  Verschiebung des Bundes 17 z. B.     durch    Wärmedeh  nungen der Welle 16 in Richtung der Turbinenlängs  achse, 26 treten in den     Induktionseinrichtungen    14 und  15     Selbstinduktionsänderungen    auf, das heisst, die       Selbstinduktion        einer    Spule nimmt zu, die der anderen  Spule nimmt     ,ab.    Eine nichtdargestellte     Brüeken@schal-          tung    befindet :

  sich dann     nicht        mehr    im     Gleichgewicht.     Somit     entsteht    eine Spannung, die z. B. gemessen     wer-          ,den    kann     und[oder        als        Regelungs-        undioder    Steuer  signal verwendet werden     kann.     



  Die     Induktionseinrichtungen    14 und 15 sind zu  der Turbinenwelle 16 hin durch magnetisch abschir  mende Bleche 30 .und 31 und zudem Bund 17 .hin  durch     Messingbleche    18 und 19 abgedeckt. Die  Bleche 30     und    31     bilden    die :der     Turbinenwelle    16       unmittelbar    gegenüberliegenden     U-!Schenkel-Stirn:sei-          ten    27 und 28.

   Der     Verbindungsteil    20 ist ein aus  Stahl     bestehender,        quaderförmiger        Vollkörper.    Ein  Hohlraum 21 für     elektrische    Einrichtungen, z. B.       Drähte,    ist durch einen     Deckel    22 verschlossen. Mit  23 ist eine zur     Verschiebungsrichtung    24 senkrechte  Ebene und mit 25 die     U-Schenkel-Längserstreckung          bezeichnet.     



       Im    Falle der Verwendung von     .kapazitiven    Ein  richtungen als     Abgriffeinrichtungen    sind     die    dem  Verschiebungsteil     gegenüberliegenden    Wände     der        Ab-          griffenrichtungen    vorzugsweise elektrisch     nicht    ab  .schirmend und die     U-Schenkel-Stirnseiten    vorzugs  weise elektrisch oder     ,elektrisch    und magnetisch .ab  schirmend.     Zweckmässigerweise    :sind genannte Wände  Teile     Ader        :

  zugehörigen        U-Schenkel.    Die magnetisch       nicht        @abschirm@enden        Wände    :bestehen     insbesondere     aus nichtmagnetischem Metall, insbesondere Messing,       Austenit,        Aluminium    oder     dergleichen.     



  Soll die     Messeinrichtung    ,an einer ein     Gehäuse    auf  weisenden Maschine angewendet werden, dann befin  det sich der     Verschiebungswertge#ber    vorzugsweise  fest ,am Gehäuse     dieser        Maschine,    ist also mit :dem       Gehäuse    der     Maschine    fest     verbunden    oder ein Teil  dieses Gehäuses.

      Der Verschiebungsteil befindet sich     zweckmässi-          gerweise    .an einem verschiebbaren     Maschinenteil    und  :ragt dann in den zwischen den     U-Schenkeln        befind-          lichen    Raum hinein. Ein Maschinenteil     kann    auch  selbst :der     Verschiebungsteil    :sein, wenn er zwischen  die     :Schenkel    passt und dort noch .seine zu übertragen  den Verschiebungen ausführen kann. Insbesondere ist  der     Verschiebungsteil,    wie an sich bekannt, ein Bund  einer Maschinenwelle.  



  Soll auch eine Verschiebung gemessen werden, die       zur    erstgenannten Verschiebung senkrecht steht,     :dann          kann    .der     Verschie'biungswertgeber        .auch    in einem zum  genannten     Querschnitt    und zur Richtung der erst  genannten Verschiebung     senkrechten    Querschnitt     U-          förmig    gestaltet sein,

   wobei dann auch in jedem     die-          s'erbeiden        U-Schenkel    eine     Ahgriffeinrichtung    vor  gesehen ist und der Verschiebungsteil zwischen den  vier     U-Schenkeln    des     Verschiebungswertgebe.rs        liegt.     Dieser Geber     ist,also        topfförmig.    In die Topfhöhlung  ragt fingerartig der Verschiebungsteil hinein.  



       Insbesondere    ist der die beiden     U-Schenkel        ver-          ,bindende        Teil    des     Verschiebungswertgebers        quader-          förmig,    ein Vollkörper und ein aus .Stahl bestehender  Körper, wobei sein Rauminhalt mindestens so gross  ist wie der der beiden     U-Schenkel    zusammen.  



  ,Mindestens einer der beiden     U-Schenkel    kann       isenkrecht    zur     U-Schenkel-Längserstreckung    in     Ver-          schiebungsrichtung    des Verschiebungsteiles gegenüber  dem Verbindungsteil verschiebbar und     festlegbar    sein.       Hierdurch    kann man den in Verschiebungsrichtung  des     Verschiebungsteiles    gemessenen gegenseitigen Ab  stand der ,beiden     U-Schenkel    verändern. Hierfür kann  eine     Schwalbenschwanznut    im Verbindungsteil oder  ,in den     U-'Schenkeln        vorgesehen    sein.

   Durch die ge  nannte     Verschiebb:arkeit    der     U-Schenkel    kann der  Geber z. B. für verschieden grosse Verschiebungswege,       verschieden    grosse elektrische Spannungen und so wei  ter     verwendet    werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Messeinrichtung :mit Verschiebungsteil und Ver- schiebungswertg:eber, die relativ zueinander verschieb bar sind, wobei in Richtung :der Verschiebung des Verschieibungsteiles gesehen beiderseits dieses Teiles je eine Abgriffeinrichtung des Verschiebungswert- gab:

   ers fair den Abgriff des Verschiebungsweges vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ver- schiebungswertgeber .(11) .in einem Querschnitt, der in einer Ebene (32) liegt, in der die Verschiebung stattfindet, U;Form :

   aufweist und mit seinen beiden U-Schenkeln,(12, 13) um den Verschiebungsteil greift, wobei jeder der beiden U-Schenkel (12, 13) eine Ab- griffeinrichtung (14, 15) enthält.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Messeinrichtung nach Patentanspruch. mit einem elektrischen A:bgriffsystem, bei dem beiderseits des Verschiebungsteiles je eine mit der anderen elektrisch gekoppelte Induktionszinrichtung als Abgriffeinrich- tung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktionseinrichtung (14) in einem (12) der beiden U-Schenkel (12,

   13) und die,andere Induktionseinrich- tung (15) indem @anderen U-iSchenkel (13) vorgesehen äst. 2. Messeinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, @dass zwischen den Induktionseinrich- tungen (14, 15) und dem Verschiebungsteil (17) ma gnetisch nicht abschirmende Wände (18, 19) vorgese hen sind.

   3. Messanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer genannten In duktionseinrichtung (14, 15) und einem der zugehöri gen U-Schenkel-Stimseite,(27, 28) gegenüberliegenden Maschinenteil (16) eine magnetisch abschirmende Wand (30, 31) vorgesehen äst. 4.

   Messeinrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass zwischen einer genannten Induktionseinrichtung (14, 15) und einem der zu gehörigen U-Schenkel-Stirnseite (27, 28) gegenüber liegenden Maschinenteil (16) eine ,magnetisch und elektrisch abschirmende Wand (30, 31) vorgesehen ist.

   5. Messeänriahtung nach Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass genannte Wände (18, 19; 30, 31) Teile er zugehörigen U-Schenkül (12, 13) sind. 6. Messeinrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch nicht abschir- menden Wände (18, 19) aus nichtmagnetischem Me tallbestehen.

   7. Messeinrichtung nach Patentanspruch, d adurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungswertgeber (11) sich fest am Gehäuse (10) einer Maschine befindet.

   B. Messeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .der Verschiebungsteil sich an einem verschiebbaren Maschinenteil befindet. 9. Messeinrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass der Verschiebungsteil ein Bund (17) einer Maschinenwelle (16) äst. 10.

   Messeinrichtung nach .Patentanspruch, zur Messung .auch einer Verschiebung, die zur erst genannten Verschiebung senkrecht steht, dadurch ge- kennzeichnet, -dass der Verschiebungswertgeber :

   auch in .einem zum genannten Querschnitt und zur Rich tung (24) der @erstgenannten Verschiebung senkrechten Querschnitt (Ebene 23) U-Fonm aufweist,

   wolhei.auch in jedem dieser beiden U-Schenkel eine Abgriffein- richtung vorgesehen ist und der Verschiebungsteil zwischen den vier U-;

   SchenkeIn des Verschvebungs- wertg6bers liegt. 11. Messeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der die beiden U=Schenkel (12, 13) verbindende Teil (20) des Verschiebungsw ert gebers (11) quaderförmig,

   ein Vollkörper und ein aus Stahl beetehender Körper ist und ferner sein Raum- inhalt mindestens so ,gross ist wie der der beiden U- Sche,nkel (12, 13) zusammen. 12.

   Messeinric'htung nach Patentanspruch, dadurch .gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden U- Schenkel ,(12, 13) ,senkrecht zur U-,Schenkel-Lä;

   ngs- erstreckung 1(25) in Verschiebungsrichtung (24) .des Verschiebungsteiles,(17) gegenüber dem Verbindimgs- teil @(20) verschiebbar und festlogbar ist.