Einrichtung an einer umlaufenden Maschine zur Abstandskontrolle zwischen Läufer und Gehäuse bei Zusammenbau der Maschine
Bei vielen Maschinen, wie Verdichtern, Turbinen und dgl., bei denen ein vorzugsweise mit Schaufeln versehener Läufer innerhalb eines abgeschlossenen Maschinengehäuses umläuft, ist es erwünscht, bei dem Zusammenbau aber auch bei Revision den Abstand zwischen Läufer und Gehäuse nach dem Zusammenbau der Maschine prüfen zu können, um Beschädigungen in der Maschine durch Streifen der umlaufenden Teile zu vermeiden.
Die Erfindung behandelt daher die Aufgabe, eine einfache Einrichtung zur Abstandskontrolle zwischen Läufer und den Gehäusewandungen zusammengebauter Maschinen, wie Turbinen, Verdichter und dgl., zu ermöglichen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Welle der Maschine eine bei normalem Betrieb verschliessbare Öffnung zum Befestigen und Lösen des Gebers von aussen vorgesehen ist, und dass der induktive Geber einen Tastkopf aufweist, der bei Drehung der Welle an der Wand des Gehäuses gleitet und dessen gelieferter Messwert des Abstandes der Welle von der Läuferbohrung als elektrische Spannung mittels durch die Gehäusebohrung geführter Leitungen einem elektrischen Mess- oder Anzeigegerät ausserhalb der Maschine zugeführt wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung lässt sich der an seinem einen Ende zur Befestigung in einer Bohrung der Welle geeignete induktive Messgeber an seinem anderen, mit dem Tastkopf versehenen Ende in mit der Gehäusebohrung und der Messgeberachse erstreckenden Stell- und Führungsteil über eine lösbare Kupplungseinrichtung verbinden, der zum Einführen des Messgebers einschliesslich dessen Leitungen durch die Gehäusebohrung in das Maschineninnere und zum Festsetzen des Gebers an der Welle dient.
Hierbei kann der Stell- und Führungsteil, um das Verschrauben des Messgebers mit einem Gewindefuss in der Maschine zu ermöglichen, als rohrförmiger Schraubenschlüssel ausgebildet sein, der auf einen entsprechend ausgebildeten Teil des Messgebers aufgesetzt werden kann und mit dem Messgeber in axialer Richtung über einen innerhalb angeordneten Schraubteil lösbar verspannt werden kann.
Es empfiehlt sich weiter, zur Schonung der Zuleitungen des induktiven Messgebers sowohl den induktiven Messgeber wie den rohrförmig ausgebildeten Stellund Führungsteil mit die Führung der Leitungen des Messgebers ermöglichenden Schlitzen zu versehen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert werden.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Turbinengehäuse, in dem eine Einrichtung zur Abstandskontrolle zwischen Läufer und Ständer vorgesehen ist.
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt in der Ebene A-B der Fig. 1 durch das lurbinengehäuse und lässt näher den Einbau der Messeinrichtung erkennen.
In Fig. 1 ist ein Schnitt in der Radialebene durch eine Turbine wiedergegeben. 1 bedeutet das zweischaltige zusammengeflanschte Gehäuse, das den eingebauten Läufer 2 umschliesst. Das Turbinengehäuse ist mit einer Radialbohrung 3 versehen, die im normalen Betrieb durch einen Schraubstöpsel mit Dichtung abgeschlossen werden kann. Der Durchmesser der Gehäusebohrung 3 ist nun so gross ausgeführt, dass durch die Bohrung 3 ein induktiver Messgeber 4 eingebracht werden kann. Letzterer wird - wie in der Schnittebene A-B gestrichelt angedeutet ist - in der später erläuterten Weise an einer vorbereiteten Befestigungsfläche des Läufers, beispielsweise in einer Läuferbohrung, die mit 5 bezeichnet ist, befestigt.
Zur Messung der Anzeige des Gebers 4 dient ein Messgerät 6, dessen Leitungen 7 ebenfalls durch die Bohrung 3 geführt und an den induktiven Geber 4 angeschlossen ist. Der Geber 4 weist einen magnetischen Kreis auf, der mit Wechselstrom erregt wird. Der Wechselstrom wird dabei durch einen innerhalb des Gebers 4 vorgesehenen Zerhacker gewonnen, dem primärseitig über eine Speiseleitung 7 Gleichstrom zugeführt werden kann. Der Messgeber, an sich bekannter Art, weist sodann zwei einander entgegengeschaltete Spulen auf, deren magnetische Verkettung mit dem zugeordneten Feld durch Verschieben des Ankers mittels eines Tastkopfes 4a des Gebers 4 verschoben werden kann.
Wird nun die Welle 2 mit dem in der Bohrung 5 befestigten induktiven Messgeber verdreht, so bewegt sich der Tastkopf 4a an der Innenfläche la der Gehäusebohrung entlang, wobei entsprechend den Änderungen des Abstandes zwischen der Gehäusewand la und dem Läufer durch Verstellen des Tastkopfes 4a die Ausgangsspannung des induktiven Gebers verändert wird. Beim Durchdrehen der Welle muss - wie dies mit ausgezogenen Linien in der Figur dargestellt ist - die Leitung 7 zwischen dem Messgerät bzw. der Gleichstromerregerquelle durch die öffnung 3 entsprechend der Verdrehung der Welle nachgelassen werden. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, ermöglicht es die erläuterte Anordnung, den Abstand zwischen Läufer und Gehäusewandung zu kontrollieren.
Dabei kann die Ausgangsgrösse des induktiven Messgebers in der Anzeigevorrichtung 6 sichtbar gemacht oder aufgeschrieben werden. Im letzteren Falle kann vorteilhafterweise die Vorrichtung zum Drucken oder Aufzeichnen der Messwerte von dem Drehwinkel der Welle abhängig gemacht werden.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt im Querschnitt durch die Turbine die Lage des induktiven Messgebers 4 innerhalb eines zwischen zwei Schaufelreihen 8 liegenden Spaltes 10. In dieser Figur ist gleichzeitig näher das Einbringen des induktiven Messgebers 4 veranschaulicht. Wie schon vorher erwähnt war, muss der Fussteil 4b des Gebers 4 in einer Gewindebohrung 5 des Läufers eingeschraubt werden. Um dies zu ermöglichen, wird nun der induktive Messgeber 4 vor der Vereinigung mit dem Läufer 2 mit einem sich in Richtung der Längsachse des Messgebers erstreckenden Rohrschlüssel 11 verbunden. An seinem unteren Ende ist der Rohrschlüssel 11 bei 12 sechskantförmig aufgeweitet, sodass er auf den sechskantförmigen Kopfteil 13 des Gebers 4 aufgeschoben werden kann.
Innerhalb des Rohrschlüssels 11 und letzterem, an seinem oberen Deckelverschluss 11a durchdringend, ist zur Verriegelung des Rohrschlüssels 11 mit dem Messgeber 4 ein Schraubteil 14 vorgesehen, der in das Gewinde einer Ringnut 15 des Kopfteiles 13 eingeschraubt werden kann. Zur Übertragung der axialgerichteten Kräfte ist dabei ein Anschlagbund 16 vorgesehen, der sich gegen Einbauteile 17 des rohrförmigen Schlüssels 11 anlegt.
1 1b bedeutet noch einen Hebelarm, der ermöglicht, ein Drehmoment auf den Schlüsselteil 11 auszuüben.
Der Einbau der Messeinrichtung erfolgt nun in folgender Weise: Der Messgeber 4 wird nach vorheriger Funktionsprüfung mit dem Messgerät 6 mit dem Schlüsselkörper 11 vereinigt, d. h. der untere Teil des Schlüssels 12 wird über den Sechskantkopf 13 des Messgebers 4 geschoben. Danach wird der Schraubteil 14 durch Verdrehen mittels eines an dem Schraubkopf 14a angreifenden Schlüssels in die mit Gewinde versehene Bohrung 15 des Kopfteiles 13 eingespannt. Zuvor können zur Vermeidung von Schäden die Mess- und Erregerleitungen 7 durch den rohrförmigen Schlüsselkörper 14 hindurchgezogen sein. Nunmehr kann der mit dem Schlüssel 11 lösbar vereinigte Messgeber 4 mit dem Gewindefuss 4a in der Gewindebohrung 5 der Welle eingeschraubt werden, wobei auf den rohrförmigen Schlüssel 11 über den Hebel 11b das zum Einschrauben erforderliche Drehmoment ausgeübt wird.
Um die Welle ohne weiteres in eine das Einführen des Messgebers ermöglichende Stellung zu führen, kann im Bereiche des Läuferlagers am Lagerbock eine entsprechende Markierung vorgesehen sein, die in Verbindung mit einer Markierung der Welle die Möglichkeit gibt, die Bohrung 5 des Läufers und die Bohrung 3 des Ständers gegeneinander auszurichten. Nach Verschraubung des Gebers 4 mit der Wellenbohrung 5 wird der Schraubteil 14 aus der Gewindenut 15 des Sechskantkopfes. 13 herausgeschraubt, so dass der Schlüssel 11 mit seinem Sechskantteil 12 von dem Kopfteil 13 abgezogen und aus der Bohrung 3 entfernt werden kann.
Hierbei werden die Leitungen wieder aus dem Rohrkörper herausgezogen. Nunmehr können die letzteren an die Messeinrichtung 6 sowie Erregerstromquelle angeschlossen werden. Die Einrichtung ist nunmehr betriebsbereit und durch Verdrehen der Welle kann in der in Fig. 1 angedeuteten Weise der induktive Messgeber aus der gestrichelt angedeuteten Stellung in jede beliebige Winkelstellung der Läuferwelle verstellt werden, wobei in dem Messgerät die Änderungen des Abstandes zwischen Läufer und Innengehäuse abgelesen oder aufgezeichnet werden können.
In Einzelheiten kann selbstverständlich die beschriebene Anordnung abgeändert werden. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Geberausbildung selbst, wie auch der lösbaren Verbindung zwischen dem als Stellund Führungsteil dienenden Schlüssel 11. Anstelle einer Verschraubung zwischen dem Teil 14 und dem Kopfteil 13 des induktiven Gebers 4 kann auch eine Bajonettverriegelung zur axialen Kupplung des Stellteiles 11 und des Gebers 4 vorgesehen werden.
Vorteilhafter Weise kann der Messgeber so ausgebildet werden, dass sich seine Baulänge, z. B. durch angesetzte Verlängerungsringe, ggf. stufenlos ändern lässt.