DE19527019A1 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung einer Position eines Maschinenteils entlang einer zugehörigen Hauptachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Po­ sition eines Maschinenteils entlang einer zugehörigen Haupt­ achse sowie eine entsprechende Einrichtung.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein solches Ver­ fahren und eine solche Einrichtung zur Bestimmung einer Posi­ tion eines Maschinenteils einer Großmaschinenanlage, insbe­ sondere einer Turbinenanlage, wie sie in einem Kraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie Einsatz findet.

Jedwede komplexe Turbinenanlage erfordert zumindest gelegent­ lich eine Überprüfung, ob Maschinenteile, die in ihr enthal­ ten sind, sich jeweils an ihrer vorgegebenen Position befin­ den oder ob sie sich verschoben haben, was durch betrieblich bedingte Beanspruchungen und/oder Setzungen von Fundamenten verursacht sein könnte. Die bisherige diesbezügliche Praxis sieht in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholte ambulante Messungen vor, d. h. Messungen mit Meßeinrichtungen, die zu jeder Messung besonders installiert und nach der Messung wie­ der entfernt werden. Eine hierfür vielfach eingesetzte Meß­ einrichtung ist die sogenannte Schlauchwaage, d. h. ein Schlauch oder ein System aus Schläuchen, in welchem sich eine Flüssigkeit befindet, die in jedem nach oben gehaltenen Schlauchende an einem Meniskus endet, wobei alle Menisken sich auf gleicher vertikaler Höhe befinden. Das Grundprinzip, auf dem die Funktion der Schlauchwaage beruht, ist das Prin­ zip der kommunizierenden Röhren.

Außer der Vermessung einer Großmaschinenanlage mit einer Schlauchwaage sind Messungen mit optischen Mitteln bekannt, insbesondere Messungen nach Art derjenigen, die aus der Geo­ däsie bekannt sind und die darauf beruhen, von vorgegebenen Ausgangspunkten aus gleichfalls vorgegebene Meßpunkte auf den zu untersuchenden Maschinenteilen anzupeilen und aus dabei durchgeführten Winkelmessungen, ggf. unterstützt um Entfer­ nungsmessungen, Aussagen über die Positionen der Meßpunkte zu erhalten.

Im Rahmen jedweder Überprüfung einer Großmaschinenanlage in­ teressant sind die Positionen vorgegebener Maschinenteile so­ wohl im Ruhezustand als auch in zumindest einem Betriebs zu­ stand, vorzugsweise einem Betriebszustand, der für die Groß­ maschinenanlage typisch ist.

In Turbinenanlagen sind Maschinenteile, die für Untersuchun­ gen und Messungen der geschilderten Art besonders in Frage kommen, Lager und Lagergehäuse der Turbinen, da diese die räumliche Anordnung der beweglichen Teile der Turbinenanlage bestimmen und besonders hohen Beanspruchungen unterworfen sind. Auch andere Teile von Turbinen, insbesondere die Turbi­ nengehäuse, bedürfen vielfach der Überwachung, um Aussagen über die relative Lage bewegter und ruhender Teile der Ma­ schinenanlage zu erhalten und somit den störungsfreien Be­ trieb überprüfen und sichern zu können.

Ein optisches Meßverfahren zur Bestimmung der Position eines vorgegebenen Objektes geht hervor aus der FR 2 535 451 A1, dem "Handbuch der industriellen Meßtechnik", 5. Aufl. hrsg. von T. Pfeifer und P. Profos, R. Oldenbourg-Verlag, München und Wien 1992, Kapitel C.4.1.3., Abschnitte 5 bis 7, Seite 448 ff., sowie Abschnitt 12, Seite 468 ff., sowie dem Aufsatz "3-D-Koordinatenmessung durch optische Triangulation" von G. Seitz, H. Tiziani und R. Litschel, Feinwerktechnik und Meß­ technik, Bd. 94 (1986) 7. Eine Vorrichtung zur berührungslo­ sen optischen Entfernungsmessung nach einem statischen Trian­ gulationsverfahren geht hervor aus der DE 38 18 787 A1.

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zur Be­ stimmung einer Position eines Maschinenteils entlang einer zugehörigen Hauptachse sowie einer entsprechenden Vorrich­ tung, wobei Verfahren und Vorrichtung nicht nur gemäß der be­ kannten Praxis ambulant, sondern im wesentlichen dauernd an­ gewendet werden können, und wobei mit möglichst geringem Auf­ wand und unter Vermeidung komplexer hydraulischer Apparaturen wie Schlauchwaagen eine zuverlässige Bestimmung einer Positi­ on erzielbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Maschinenteils entlang einer zugehörigen Hauptachse, umfassend Richten einer in einer zu Hauptachse senkrechten Hauptebene liegenden Strahlung auf ein mit dem Maschinenteil starr verbundenes und die Hauptebene entlang der Hauptachse durchdringendes Ziel­ teil, Nachweis eines Ortes auf dem Zielteil, wo dieses von der Strahlung getroffen wurde, und Bestimmung der Position des Maschinenteils aus dem nachgewiesenen Ort.

Die Erfindung bietet eine Kombination der Vorteile, die ver­ schiedenen bekannten Verfahren eigen sind, ohne aber die Nachteile der bekannten Verfahren in Kauf zu nehmen. So wird erfindungsgemäß ebensogut wie im Rahmen der Verwendung einer Schlauchwaage eine Hauptebene definiert, bezüglich der die Position des Maschinenteils bestimmt wird. Bei Verwendung ei­ ner Schlauchwaage ist diese Hauptebene notwendigerweise hori­ zontal, denn sie ist gegeben durch die durch alle Menisken in der Schlauchwaage definierte Ebene. Die räumliche Lage der Hauptebene unterliegt erfindungsgemäß im weitesten Sinne kei­ nen Beschränkungen; sie kann horizontal, je nach konkreter Anforderung aber auch geneigt gegen die Horizontale sein. Die Bestimmung der Position des Maschinenteils erfolgt erfin­ dungsgemäß unter Benutzung von Strahlung, wie es in der einen oder anderen Form bei optischen Meßverfahren, insbesondere den oben erwähnten optischen Meßverfahren, der Fall ist. In diesem Sinne ist die Erfindung nicht angewiesen auf irgend­ welche Leitungen, die zur Durchführung der Messung über die Großmaschinenanlage zu verteilen wären; ihre Anwendung erfor­ dert lediglich einfachste Apparaturen, die nicht notwendig in mechanischer oder hydraulischer Verbindung miteinander stehen müssen.

Der im Sinne der Erfindung nachzuweisende Ort, an dem das Zielteil von der zur Bestimmung der Position eingesetzten Strahlung getroffen wurde, kann unmittelbar auf dem Zielteil selbst oder abseits des eigentlichen Zielteils erfolgen; im ersten Fall kann der Nachweis der Strahlung mittels eines auf dem Zielteil angebrachten ortsempfindlichen Detektors gesche­ hen, im zweiten Fall wird vorzugsweise Strahlung, die an dem Ort reflektiert oder gestreut wurde, mittels eines abseits des Zielteils angeordneten ortsempfindlichen Detektors nach­ gewiesen. Dabei kommt es allenfalls untergeordnet darauf an, wie die Strahlung von dem Ort zu dem Detektor gelangt; dies kann sowohl durch Reflexion als auch durch Streuung, d. h. letzten Endes durch diffuse Reflexion, erfolgen und ist eine Frage, die entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Ein­ zelfalls zu entscheiden ist.

Als Strahlung wird vorzugsweise Licht, insbesondere Laser­ licht, eingesetzt.

Die Strahlung, die bei dem Verfahren eingesetzt wird, ist vorzugsweise ein etwa paralleler Strahl, insbesondere ein La­ serstrahl, welcher in der Hauptebene verschwenkt wird, bis er auf das Zielteil gelangt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich nicht darauf beschränkt, stets nur die Position eines einzigen Ma­ schinenteils zu bestimmen; vorzugsweise wird zusätzlich eine Position zumindest eines anderen Maschinenteils entlang einer zugehörigen anderen Hauptachse, die insbesondere parallel zur bereits genannten Hauptachse ist, bestimmt. Von besonderem Vorteil ist es naturgemäß, die Positionen aller zu überprü­ fenden Maschinenteile der Großmaschinenanlage gemeinsam zu bestimmen, nicht zuletzt deswegen, weil dabei durch Bestim­ mung aller Positionen relativ zu einer einzigen Hauptebene eine besonders genaue Aussage erhalten werden kann, die unab­ hängig ist von gesondert zu ermittelnden Beziehungen zwischen verschiedenen Haupt ebenen und den daraus hervorgehenden Unsi­ cherheiten.

Das untersuchte Maschinenteil ist vorzugsweise ein Teil einer Großmaschinenanlage, insbesondere einer Turbinenanlage, ent­ sprechend den einleitenden Ausführungen.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Einrichtung zur Bestim­ mung einer Position eines Maschinenteils entlang einer zuge­ hörigen Hauptachse angegeben, umfassend ein mit dem Maschi­ nenteil starr verbundenes und eine zu der Hauptachse senk­ rechte Hauptebene entlang der Hauptachse durchdringendes Zielteil, einen Sender zur Aussendung einer in der Hauptebene liegenden Strahlung und Richtung dieser Strahlung auf das Zielteil, einen Detektor zum Nachweis eines Ortes auf dem Zielteil, an dem dieses von der Strahlung getroffen wurde, sowie einen Auswerter zur Bestimmung der Position des Maschi­ nenteils aus dem nachgewiesenen Ort.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Zielteil dient vor allem da­ zu, in der Hauptebene, deren Auswahl möglicherweise nicht nur der Geometrie des Zielteils selbst sowie seiner unmittelbaren Umgebung, sondern auch übergeordneten Anforderungen der vor­ handenen Räumlichkeiten sowie der darin befindlichen Großma­ schinenanlage Rechnung tragen muß, ein Ziel für die zu be­ stimmende Position eingesetzten Strahlung bereitzustellen. Es spricht selbstverständlich nichts dagegen, als Zielteil das Maschinenteil selbst anzusehen und zu verwenden, wenn die Ge­ gebenheiten die Auswahl einer entsprechenden Hauptebene er­ lauben. Im Regelfall wird man es jedoch vorziehen, auf den zu überwachenden Maschinenteilen einer Großmaschinenanlage Ziel­ teile in Form von etwa vertikal nach oben ragenden Stäben vorzusehen, die eine in genügender Höhe über der Großmaschi­ nenanlage definierte Hauptebene durchdringen und die die gleichzeitige Bestimmung der Positionen aller Maschinenteile erlauben.

Als Sender kommt jedwede zur Aussendung einer in der Haupt­ ebene liegenden Strahlung und Richtung dieser Strahlung auf das Zielteil in Frage. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten, die bereits erläutert sind.

Auch die Auswahl des Detektors zum Nachweis eines Ortes auf dem Zielteil, an dem dieses von der Strahlung getroffen wurde, ist weitgehend dem Ermessen des Fachmanns anheimge­ stellt; gleiches gilt für den Auswerter, der im Regelfall ei­ nen entsprechend programmierten Computer mit einer Schnitt­ stelle zur Übernahme von Signalen des Detektors umfassen wird. Der Auswerter hat in erster Linie geometrische Berech­ nungen durchzuführen, die an sich wohlbekannt sind und an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Auch Mög­ lichkeiten zur Präsentation der von dem Auswerter erhaltenen Ergebnisse sind dem Fachmann geläufig und bedürfen an dieser Stelle keiner näheren Erläuterung.

Der Detektor ist bevorzugtermaßen auf dem Zielteil selbst an­ geordnet und gibt, wenn er von der Strahlung an einem Ort ge­ troffen wird, ein diesen Ort bezeichnendes Signal ab, welches zur weiteren Bearbeitung dem Auswerter zuzuführen ist. Bei dieser Einrichtung wird eine Aussage über die Position des Maschinenteils entlang der Hauptachse unmittelbar erhalten, so daß die Auswertung besonders einfach ist.

Alternativ dazu ist es bevorzugt, an dem Zielteil einen Re­ flektor anzubringen und den Detektor abseits des Zielteils in fester räumlicher Beziehung zu dem Sender anzuordnen, so daß Strahlung, die das Zielteil auf dem Reflektor trifft, zu dem Detektor reflektiert wird. Auf den ersten Blick erscheint diese Einrichtung aufwendiger, da sie eine Aufarbeitung eines von dem Detektor abgegebenen Signals erfordert unter Berück­ sichtigung der räumlichen Beziehung zwischen dem Sender, dem Zielteil und dem Detektor; allerdings liegt ein großer Vor­ teil der Einrichtung darin, daß sie so weitergebildet werden kann, daß eventuelle Temperaturschwankungen der Luft in dem Bereich der Hauptebene, die speziell bei der Verwendung von Licht zu Beugungseffekten führen können, ausgleichbar sind. Dieses Ziel wird z. B. erreicht, wenn der von dem Reflektor reflektierte Strahl, dessen Lage selbstverständlich von dem Ort auf dem Zielteil, wo er reflektiert wurde, abhängen muß, stets in der Nähe des von dem Sender auf das Zielteil gewor­ fenen Strahls verbleibt und somit denselben Beugungseffekten unterliegt wie dieser. Dies ist von besonderer Bedeutung in einer Turbinenanlage, da in einer Turbinenanlage stets er­ höhte Temperaturen in ungleichmäßiger räumlicher Verteilung auftreten und demgemäß mit nennenswerten Beugungseffekten für Licht in der Luft in der Nähe der Turbinenanlage zu rechnen ist.

Der Reflektor auf dem Zielteil ist vorzugsweise so ausgestat­ tet, daß er einen Strahl, der in einer zu der Hauptebene pa­ rallelen Einfallsebene einfällt, in eine ebenfalls zu der Haupt ebene parallele und entlang der Hauptachse zu der Ein­ fallsebene versetzte Ausfallsebene reflektiert. Zweidimensio­ nal betrachtet kann der Reflektor somit eine Anordnung aus zwei um etwa 45° gegen die Hauptebene geneigten Spiegeln sein. Ein Reflektor, der das geschilderte Reflexionsverhalten für einen aus jedweder Richtung einfallenden Strahl zeigt, kann ausgebildet werden mit zwei konischen Spiegeln, deren Achsen parallel zur Hauptachse verlaufen und die sich in ent­ gegengesetzten Richtungen konisch erweitern, mit einem Kegel­ winkel von jeweils 90°.

Der Detektor, unabhängig davon, ob er auf dem Zielteil oder abseits von diesem angeordnet ist, ist vorzugsweise ein orts­ empfindlicher Detektor und umfaßt insbesondere eine Vielzahl von Detektorelementen, die parallel zur Hauptachse nebenein­ ander angeordnet sind und deren jedes ein besonderes Signal abgibt, wenn es von Strahlung getroffen wird. Bei der Verwen­ dung von Licht als Strahlung kommt als Detektorelement insbe­ sondere ein CCD-Element (Charge Coupled Device) in Frage.

Wie bereits zum erfindungsgemäßen Verfahren erklärt, ist der Sender mit besonderem Vorzug eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle.

Außerdem wird ein Sender bevorzugt, der Strahlung in Form ei­ nes etwa parallelen, in der Hauptebene verschwenkbaren Strahls liefert. Auch dies spricht für einen Sender, der eine Laserlichtquelle aufweist.

Die Einrichtung jedweder Ausgestaltung ist vorzugsweise einem Maschinenteil einer Großmaschinenanlage, insbesondere einer Turbinenanlage, zugeordnet. Die Hauptebene ist dabei vorzugs­ weise oberhalb der Maschinenanlage angeordnet und etwa hori­ zontal ausgerichtet, da dies der wie geschildert wünschens­ werten gleichzeitigen Bestimmung der Position mehrerer Ma­ schinenelemente besonders entgegenkommt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung erläutert. Dort zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ein­ richtung an einer Turbinenanlage;

Fig. 2 ein Zielteil mit einem Detektor, einzusetzen in der Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einem Zielteil, einem daran angebrachten Reflektor, einem Sender und einem Detektor;

Fig. 4 eine räumliche Ansicht einer Maschinenanlage mit ei­ ner erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 5 einen Träger für einen Sender und einen Detektor, einzusetzen in der Einrichtung gemäß Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Großmaschinenanlage, und zwar eine Turbi­ nenanlage mit einer Dampfturbine 11, welche eine Welle 18 aufweist, die in den Lagergehäusen 1 und 9 drehbar gelagert ist. Die Funktionstüchtigkeit der Dampfturbine 11 hängt we­ sentlich ab von einer korrekten Positionierung der Maschinen­ welle 18, welche bestimmt ist durch die Positionen der Lager­ gehäuse 1 und 9. Dementsprechend soll die Position sowohl des Lagergehäuses 1 als auch des Lagergehäuses 9, als auch, der Vollständigkeit halber, des Außengehäuses der Dampfturbine 11 permanent bestimmt und überwacht werden. Eine wesentliche Maßnahme ist hierbei die Bestimmung einer Position des Lager­ gehäuses 1 entlang einer vorgegebenen, insbesondere vertika­ len, Hauptachse 2. Dies erfolgt erfindungsgemäß, indem eine Strahlung 4, die in einer zur Hauptachse 2 senkrechten Haupt­ ebene 3 liegt, auf ein mit dem Lagergehäuse 1 starr verbunde­ nes und die Hauptebene 3 entlang der Hauptachse 2 durchdrin­ gendes Zielteil 5 gerichtet wird, indem weiter ein Ort 6 auf dem Zielteil 5 nachgewiesen wird, an welchem das Zielteil 5 von der Strahlung 4 getroffen wurde, und indem schließlich die Position des Lagergehäuses 1 aus dem nachgewiesenen Ort 6 bestimmt wird. Letztere Bestimmung ist problemlos möglich, denn sie besteht im wesentlichen in einfachen arithmetischen Operationen, um aus der Position des Ortes 6 entlang der Hauptachse 2 auf eine Position eines weitgehend beliebig wählbaren Bezugspunktes auf dem Lagergehäuse 1 zurückzurech­ nen, was um so einfacher ist, als der Ort 6 aufgrund der weitgehenden Starrheit der Anordnung aus dem Maschinenteil 1 und dem Zielteil 5 fest korreliert ist mit jedwedem anderen Bezugspunkt des Maschinenteils 1. Die Hauptebene 3 ist zweck­ mäßigerweise im wesentlichen horizontal, und die Hauptachse 2 im wesentlichen vertikal ausgerichtet. Indem die Hauptebene 3 senkrecht zur Hauptachse 2 liegt, ist die Empfindlichkeit der erfindungsgemäß vorzunehmenden Ortsbestimmung besonders hoch, und indem die Hauptachse 2 vertikal ausgerichtet ist, ist die erfindungsgemäß vor zunehmende Ortsbestimmung besonders emp­ findlich für vertikale Bewegungen des Lagergehäuses 1, die sich insbesondere durch Setzungen des dem Lagergehäuse 1 zu­ geordneten Fundaments ergeben können. Um den Einfluß derarti­ ger Setzungen auf die gesamte Großmaschinenanlage 1, 9, 11, 18 erfassen zu können, sind beide Lagergehäuse 1, 9 sowie die Dampfturbine 11 selbst mit Zielteilen 5 versehen, so daß die Positionen dieser Maschinenteile 1, 9, 11 entlang zugehöriger Hauptachsen 2, 10 bestimmbar und, in einem weiteren Schritt, miteinander korrelierbar sind.

Das Richten der Strahlung 4 auf die Zielteile 5 erfolgt mit­ tels eines einzigen Senders 12, der auf einem Ausleger 20 an einer Wand 21 befestigt und um eine vertikale Drehachse 19 drehbar ist. Der Sender 12 ist vorzugsweise so angebracht, daß er von eventuellen Bewegungen der Maschinenteile 1, 9, 11 durch Setzungen und dergleichen unabhängig ist. Um ihn von Vibrationen und dergleichen zu entlasten, kann er gegebenen­ falls schwimmend in einer viskosen Flüssigkeit, z. B. Öl, ge­ lagert werden.

Zur Ergänzung der Fig. 1 zeigt Fig. 2 ein Beispiel, wie ein von einer Strahlung getroffener Ort 6 auf einem Zielteil 5 nachweisbar ist. Zu diesem Zweck ist auf dem Zielteil 5 ein Detektor 7 angebracht, welcher eine Vielzahl von Detektorele­ menten 14 aufweist, die entlang der Hauptachse 2 nebeneinan­ der angeordnet sind, deren jedes für die Strahlung 4 empfind­ lich ist und deren jedes ein (vorzugsweise elektronisches) Signal abgibt, wenn es von der Strahlung 4 getroffen wird. Mittel zur Ableitung eines solchen Signals sowie ein Auswer­ ter zur Auswertung der von dem Detektor 7 erhaltenen Signale sind in Fig. 2 der Übersicht halber nicht dargestellt. Die Bestimmung des Ortes 6, an dem das Zielteil 5, bzw. der dar­ auf angebrachte Detektor 7, von der Strahlung 4 getroffen wurde, entspricht der Feststellung, welches der Detektorele­ mente 14 ein von dem Detektor 7 abgegebenes Signal verursacht hat.

Die Auswahl des Detektors 7 unterliegt über das Erfordernis der Ortsempfindlichkeit hinaus keinen Einschränkungen, die über die all fällig notwendige Berücksichtigung der Anforde­ rungen des jeweiligen Einzelfalls hinausgehen. Insbesondere in dem aus Fig. 2 ersichtlichen Detektor 7 können Detektor­ elemente in vielfältigen Ausführungsformen, insbesondere Fo­ tozellen, Fotowiderstände, Fototransistoren sowie CCD (Charge Coupled Device)-Elemente Verwendung finden. Ein Detektor kann auch eine abbildende Optik nebst einer bilderkennenden und bildverarbeitenden Einrichtung aufweisen. Auf ein weiter un­ ten dargestelltes Ausführungsbeispiel sei verwiesen.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit einem Sender 12, einem Ziel­ teil 5 und einem Detektor 8, der abseits des Zielteils und in fester räumlicher Beziehung zu dem Sender 12 angeordnet ist. Das Zielteil 5 ist versehen mit einem zweiteiligen Reflektor 15, welcher einen Strahl 4, welcher in einer zur (nicht dar­ gestellten) Hauptebene 3 parallelen Einfallsebene 16 ein­ fällt, in eine zur Einfallsebene parallele Ausfallsebene 17 umlenkt mit einem gewissen Versatz entlang der Hauptachse 2 des Zielteils 5, so daß der Strahl 4 in der Ausfallsebene 17 einen Detektor 8 erreichen kann, der abseits des Zielteils 5 und in einer festen räumlichen Beziehung zu dem Sender 12 an­ geordnet ist. Bei einer Verschiebung der Einfallsebene 16 entlang der Hauptachse 2 ändert sich der Abstand zwischen der Einfallsebene 16 und der Ausfallsebene 17, was mit dem orts­ empfindlichen Detektor 8 nachweisbar ist. Da ein Versatz der Einfallsebene 16 entlang der Hauptachse 2 durch Verschiebung des Zielteils 5 und damit des Reflektors 15 entlang der Hauptachse erfolgt, ergibt sich, in einem raumfesten Bezugs­ system gesehen, eine Verschiebung der Ausfallsebene 17 um das Doppelte der Verschiebung des Zielteils 5; daher bietet die Anordnung gemäß Fig. 3 eine gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 2 verdoppelte Empfindlichkeit. Auch in Fig. 3 ist De­ tektor 8 ausgeführt als Anordnung mit einer Vielzahl von De­ tektorelementen 14, die entlang der Hauptachse 2 nebeneinan­ der angeordnet sind. Gezeigt ist auch ein Auswerter 13, dem die Signale der Detektorelemente 14 zugeführt werden und der ermittelt, welches der Detektorelemente 14 ein Signal abgege­ ben hat. Zur Darstellung eines solchen Resultates ist der Auswerter 13 beispielhaft mit Lampen 22 versehen, wobei jedem Detektorelement 14 eine Lampe 22 zugeordnet ist, welche leuchtet, wenn das entsprechende Detektorelement 14 ein Si­ gnal abgibt. Die Anordnung der Lampen 22 ist hauptsächlich als Illustration gedacht; es ist keinesfalls beabsichtigt, hiermit irgendwelche Einschränkungen hinsichtlich der Dar­ stellung und Weiterverarbeitung der Aussage, an welchem Ort 6 das Zielteil 5 von der Strahlung 4 getroffen wurde, zu ver­ binden.

Fig. 4 zeigt eine räumliche Ansicht einer (schematisiert dargestellten) Großmaschinenanlage 1, 9, 11 mit drei Maschi­ nenteilen 1, 9 und 11, deren jedes mit einem Zielteil 5, kon­ kret einer vertikal nach oben ragenden Stange 5, verbunden ist. Die Maschinenteile 1, 9 und 11 sind in einer Ebene be­ liebig angeordnet. Die Zielteile 5 können gegebenenfalls mit Seilen gegeneinander und/oder gegen feste Bezugspunkte ver­ spannt sein. Der (in Fig. 4 unmittelbar nicht sichtbare) Sender ist angeordnet in einem drehbaren Träger 23, der auf einer Säule 24 und einem Fundament 25 montiert ist, so daß er alle Zielteile 5 anvisieren kann. Einzelheiten dieses Trägers 23 gehen hervor aus Fig. 5. Demnach ist der Träger drehbar um eine vertikale Achse 19 und beinhaltet sowohl den Sender 12 als auch den (entlang der Achse 19 relativ zu diesem ver­ setzten) Detektor 8. Dargestellt sind der Sender und der De­ tektor als kreisförmige Öffnungen; diese Öffnungen mögen je­ weils verstanden werden als Austrittsöffnung einer Optik, die weiteren Bestandteilen, insbesondere einem Lasergerät für den Sender 12 oder einer Videokamera für den Detektor 8, zugeord­ net ist. Im dargestellten Beispiel ist die Hauptebene 3 senk­ recht zur Drehachse 19 und liegt daher, wie aus Fig. 4 ab­ leitbar, horizontal.

Claims (16)

1. Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Maschinen­ teils (1) entlang einer zugehörigen Hauptachse (2), umfassend Richten einer in einer zur Hauptachse (2) senkrechten Haupt­ ebene (3) liegenden Strahlung (4) auf ein mit dem Maschinen­ teil (1) starr verbundenes und die Hauptebene (3) entlang der Hauptachse (2) durchdringendes Zielteil (5), Nachweis eines Ortes (6) auf dem Zielteil (5), wo dieses von der Strahlung (4) getroffen wurde, und Bestimmung der Position des Maschi­ nenteils (1) aus dem nachgewiesenen Ort (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ort (6) nachgewie­ sen wird, indem die Strahlung (4) unmittelbar auf dem Ziel­ teil (5), insbesondere mit einem darauf angebrachten ortsemp­ findlichen Detektor (7), nachgewiesen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ort (6) nachgewie­ sen wird, indem Strahlung (4), die an dem Ort (6) reflektiert oder gestreut wurde, mittels eines abseits des Zielteils (5) angeordneten Detektors (8) nachgewiesen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strahlung (4) Licht, insbesondere Laserlicht, ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strahlung (4) ein etwa paralleler Strahl (4), insbeson­ dere ein Laserstrahl (4) ist, welcher in der Hauptebene (3) verschwenkt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich eine Position eines anderen Maschinenteils (9) entlang einer zugehörigen anderen Hauptachse (10), die insbe­ sondere parallel zur Hauptachse (2) ist, bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Maschinenteil (1) ein Teil einer Großmaschinenanlage (1, 9, 11), insbesondere einer Turbinenanlage (1, 9, 11), ist.

8. Einrichtung zur Bestimmung einer Position eines Maschinen­ teils (1) entlang einer zugehörigen Hauptachse (2), umfassend ein mit dem Maschinenteil (1) starr verbundenes und eine zu der Hauptachse (2) senkrechte Hauptebene (3) entlang der Hauptachse (2) durchdringendes Zielteil (5), einen Sender (12) zur Aussendung einer in der Hauptebene (3) liegenden Strahlung (4) und Richtung dieser Strahlung (4) auf das Ziel­ teil (5), einen Detektor (7, 8) zum Nachweis eines Ortes (6) auf dem Zielteil (5), an dem dieses von der Strahlung (4) ge­ troffen wurde, sowie einen Auswerter (13) zur Bestimmung der Position des Maschinenteils (1) aus dem nachgewiesenen Ort (6).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der der Detektor (7) auf dem Zielteil (5) angeordnet ist und, wenn er von der Strah­ lung (4) an einem Ort (6) getroffen wird, ein diesen Ort (6) bezeichnendes Signal abgibt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der das Zielteil (5) ei­ nen Reflektor (15) trägt und der Detektor (8) abseits des Zielteils (5) in fester räumlicher Beziehung zu dem Sender (12) angeordnet ist, so daß Strahlung (4), die den Reflektor (15) trifft, zu dem Detektor (8) reflektiert wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, bei der der Reflektor (15) einen Strahl (4), der in einer zu der Hauptebene (3) paralle­ len Einfallsebene (16) einfällt, in eine ebenfalls zu der Hauptebene (3) parallele und entlang der Hauptachse (2) zu der Einfallsebene (16) versetzte Ausfallsebene (17) reflek­ tiert.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der der Detektor (7, 8) ein ortsempfindlicher Detektor (7, 8) ist, insbesondere eine Vielzahl von Detektorelementen (14) umfaßt, die parallel zur Hauptachse (2) nebeneinander ange­ ordnet sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der der Sender (12) eine Lichtquelle (12), insbesondere eine La­ serlichtquelle (12), ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der der Sender (12) Strahlung (4) in Form eines etwa parallelen, in der Hauptebene (3) verschwenkbaren Strahls (4) liefert.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, welche ei­ nem Maschinenteil (1) einer Großmaschinenanlage (1, 9, 11), insbesondere einer Turbinenanlage (1, 9, 11), zugeordnet ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der die Hauptebene (3) oberhalb der Maschinenanlage (1, 9, 11) liegt und etwa hori­ zontal ausgerichtet ist.