DE3246532A1

DE3246532A1 - Verfahren und vorrichtung zur abstandsmessung

Info

Publication number: DE3246532A1
Application number: DE19823246532
Authority: DE
Inventors: Jerome Perry Montgomery Ohio Clark; Bruce Walker Stowe; Joseph Clefton Cincinnati Ohio Young
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1983-06-30
Also published as: FR2518669B1; JPH0230646B2; GB2112080A; IT8224805A0; CA1188887A; GB2112080B; JPS58146812A; FR2518669A1; DE3246532C2; IT1195964B; US4395827A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Abstandes oder Spiels und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Abstandes bzw« Spiels zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil einer Turbine oder ähnlichem.

Um die richtige Leistungsfähigkeit einer Turbine, wie beispielsweise einem Strahltriebwerk, sicherzustellen, ist es wichtig, einen richtigen Abstand bzw. ein richtiges Spiel zwischen den Schaufeln, die einen Teil des umlaufenden Turbinenteils bilden, und dem feststehenden Teil festzulegen, der den umlaufenden Teil umgibt, um eine montierte Einheit zu bilden. Dieser Abstand bzw. dieses Spiel wird im allgemeinen dadurch festgelegt, daß der Abstand zwischen diesen Elementen nach ihrer Montage, aber vor dem ersten Betrieb der Turbine gemessen wird (Kaltspielmessung). Wenn sich die Kaltspielmessung ändert oder nicht zufriedenstellend ist, wird kein richtiger Spitzenabstand bei der Rotation ausgebildet und es wird kein richtiger Betrieb der Turbine erhalten.

Um eine derartige Kaltspielmessung durchzuführen, sind gegenwärtig die folgenden Schritte erforderlich. Zunächst muß der Rotor montiert werden, indem die Schaufeln in üblicher Weise an dem Kern des Rotors angebracht werden. Während dieser Arbeit wird wenigstens eine der Schaufeln mit einer Messvorrichtung versehen, die für die Kaltspielmessung verwendet wird. Der Rotor (und die Schaufeln) wird dann in dem Gehäuse angeordnet, so daß die Schaufeln in ihrer Position angeordnet sind, die sie einnehmen, wenn die Turbine arbeiten soll. Zu dieser Zeit, nachdem eine derartige Einheit wenigstens teilweise montiert ist, wird der Abstand bzw. das Spiel zwischen den Schaufeln des Rotors und der Innenwand des Gehäuses gemessen, indem

die Messvorrichtung, die zuvor an einer der Schaufeln angebracht worden ist, in entsprechender Weise überwacht und der Rotor für eine oder mehrere Umdrehungen gedreht wird. Nachdem dieses Ausrichtungsverfahren abgeschlossen ist, muß die Meßvorrichtung aus der montierten Einheit herausgenommen werden, bevor die Turbine in Betrieb gesetzt wird, da der Betrieb einer Turbine, die eine derartige Messvorrichtung enthält, Komponenten der Turbine ernsthaft beschädigen könnte. Um die Meßvorrichtung aus der montierten Einheit herauszunehmen ist es notwendig, die Einheit vollständig zu demontieren und die Meßvorrichtung von der Schaufel (oder den Schaufeln), an der sie befestigt ist, zu lösen. Die Einheit wird dann wieder montiert, wobei darauf zu achten ist, daß keine Änderung in der Ausrichtung zwischen den verschiedenen, die Einheit bildenden Komponenten vorgenommen wird, so daß die zuvor durchgeführte Abstands- bzw. Spielmessung nicht verändert wird.

Obwohl sich dieses Verfahren als zufriedenstellend erwiesen hat, um ein richtiges Laufspitzenspiel zu erhalten, so hat dieses Verfahren doch mehrere ernsthafte Nachteile, vorwiegend aufgrund der Tatsache, daß nach der Durchführung der Kaltspielmessung die ausgerichtete Einheit vollständig demontiert werden muß, um die verwendete Meßvorrichtung wieder herauszunehmen. Dies ist ein äußerst zeitraubendes Verfahren und beinhaltet mehrere Stunden Arbeit, die höchste Erfahrung benötigt, um sicherzustellen, daß die erneut montierte Einheit die gleiche Spielrauinmessung beibehält, die zunächst erhalten worden war. Da es äußerst wichtig ist, daß die Komponenten der Einheit unverändert sind, wenn sie erneut zusammengesetzt sind, um die ursprüngliche Kaltspielmessung zu erhalten, besteht für das Montageverfahren eine große Fehlergefahr und demzufolge eine Gefahr für eine Beschädigung. Unter Berücksichtigung dieser Probleme sind verschiedene Vorrichtungen und Techniken entwickelt worden, die eine einfachere Messung derartiger Abstände bzw. Spiele versuchen, ohne daß die Komponenten wieder demontiert werden müssen, nachdem eine derartige Abstandsmessung erhalten worden ist. Keine dieser Vorrichtungen ; oder Techniken liefert jedoch ein Mittel, um eine vollständige ' und kontinuierliche Messung des Abstandes zwischen dem umlaufenden

Teil und der Innenwand des feststehenden Teils zu erhalten, wie es bei derartigen Änwendungsfallen für wünschenswert befunden ist,

Es ist deshalb wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um den Abstand bzw. das Spiel zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil einer montierten oder teilweise montierten Turbine kontinuierlich und genau zu messen, ohne daß die Turbinenkomponenten nach Ausbildung dieses Äbstandes demontiert oder verändert werden müssen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zu messen des Spiels bzw. Abstandes zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil einer Turbine oder ähnlichem zu schaffen. Hierbei soll insbesondere die Demontage oder Veränderung der montierten Abschnitte der Turbine vermieden werden, nachdem die Spielraummessung durchgeführt worden ist« Trotzdem soll die Messung dieses Spielraums oder Abstandes genau und kontinuierlich sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Halteklemme zur Befestigung an wenigstens einer Schaufel des umlaufenden Teils geschaffen, wobei diese Halteklemme die Messvorrichtung an der Schaufel in einer Weise lösbar befestigen kann, die -■ gestattet, daß der Abstand bzw. das Spiel zwischen der Schaufel r und dem feststehenden Teil gemessen wird. Die Messvorrichtung / kann dann während der Montage des Rotors und des Gehäuses an / der Schaufel befestigt werden, und anschließend kann eine KaIt-/ spielmessung erhalten werden, die eine richtige Ausrichtung dieser Komponenten gewährleistet. Danach wird die Meßvorrichtung von der Halteklemme gelöst und aus dem montierten Rotor und dem Gehäuse durch eine öffnung herausgezogen, die in dem Gehäuse vorgesehen ist. Indem die Halteklemme aus einem Material gebildet wird, das eine Herauslösung beim ersten Betrieb einer vollständig montierten Turbine ohne nachteilige Beeinflussung der Turbine bildenden Komponenten ermöglicht, wird die Beseitigung der Messvorrichtung und der Halteklemme aus der Einheit durchgeführt,,

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ohne daß die Turbinenkomponenten demontiert werden müssen, nachdem die Kaltspielmessung erhalten worden ist.

Im allgemeinen verläuft ein Kabel zwischen der Meßvorrichtung, die an der Schaufel des Rotors befestigt ist, und einer Meßeinrichtung, die außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Um dieses Kabel während der Montage und während des Meßverfahrens in seiner Lage richtig zu unterstützen, ist ein Kabelhalter oder -klemme vorgesehen, die an den Schaufeln des Rotors nach Wunsch befestigt werden kann und die Mittel aufweist, die an dem Kabel angreifen und das Kabel nach Erfordernis in seiner Lage sicher haltert.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figur 1 ist eine Seitenansicht von einer teilweisen montierten Turbine, die mit der Meßvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist.

Figur 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht von denjenigen Abschnitten der in Figur 1 gezeigten Turbine, die mit der Bezugszahl II versehen sind.

Figur 3 ist eine Stirnansicht einer Schaufel, die mit einem Haltering zum Befestigen einer Meßvorrichtung an der Schaufel versehen ist.

Figur 4 ist eine Seitenansicht der Schaufel, der Halteklemme und der Meßvorrichtung, wie sie in Figur 3 gezeigt sind.

Figur 5 ist eine Ansicht von oben auf die Schaufel, die Halteklemme und die Meßvorrichtung, wie sie in Figur 3 gezeigt sind.

Figur 6 ist eine Seitenansicht einer Schaufel, die mit einer Kabelklemme zur Halterung von Teilen eines Kabels, das zur Meßvorrichtung gehört, zur Schaufel versehen ist.

Figur 7 ist eine Ansicht von oben auf die Schaufel und die Kabelklemme, wie sie in Figur 6 gezeigt sind.

Figur 8 ist eine Ansicht von oben auf eine Meßvorrichtung, die für eine Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

In Figur 1 ist eine teilweise montierte Einheit 1 gezeigt, die ein Anwendungsbeispiel darstellt, bei dem das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden können. Wie dargestellt ist, enthält die Einheit 1 im allgemeinen einen in der Mitte angeordneten, umlaufenden Teil oder Rotor 2 und einen auf dem Umfang angeordneten,feststehenden Teil oder ein Gehäuse An dem Rotor 2 sind mehrere Schaufeln 4 befestigt, die im allgemeinen zwischen dem Rotor 2 und dem Gehäuse 3 angeordnet sind.

Figur 2 stellt die Relation zwischen dem Rotor 2, dem Gehäuse 3 und den Schaufeln 4 genauer dar. Wie dort gezeigt ist, ist jede Schaufel 4 eine getrennte Einheit, die an dem Roter 2 durch den Haltering 5 befestigt werden kann.

/ Jede Schaufel 4 weist im allgemeinen einen Basisabschnitt 6 und eine konturierte Oberfläche 7 auf, die sich von der Basis 6 in Richtung auf das Gehäuse 3 nach außen erstreckt. Die Basis 6 ist mit geeigneten Mitteln für eine Befestigung am Rotor 2 und zur Aufrechterhaltung einer richtigen Ausrichtung zwischen jeder Schaufel 4 und der montierten Einheit versehen. Bei der Montage wird ein Abstand bzw. ein Spielraum d zwischen den Spitzen 9 der Schaufeln 4 und der Innenwand 10 des Gehäuses 3 entwickelt. Es ist genau dieser Abstand bzw. Spielraum d, der richtig gemessen und beibehalten werden muß, um einen richtigen Betrieb der montierten Turbine zu gewährleisten.

Um den Abstand oder das Spiel d zu messen, ist eine Meßvorrichtung 11 an wenigstens einer Schaufel 12 des Rotors 2 befestigt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß die Halteklemme 13 verwendet wird, die am besten

in den Figuren 3 bis 5 dargestellt ist. Es wird im allgemeinen vorgezogen, daß die Halteklemme 13 die Meßvorrichtung 11 in einer Orientierung hält, die im wesentlichen radial zu dem Rotor 2 angeordnet ist, so daß nur ein einziger Kontaktpunkt zwischen der Meßvorrichtung 11 und der Innenwand 10 aufrechterhalten wird, wie es im folgenden genauer beschrieben wird. Obwohl eine im wesentlichen radiale Ausrichtung der Meßvorrichtung 11 innerhalb der Halteklemme 13 vorzuziehen ist, ist eine derartige Orientierung nicht erforderlich, solange ein freier und ungestörter Betrieb der Meßvorrichtung 11 gestattet ist.

Die Halteklemme 13 weist im allgemeinen eine erste Oberfläche oder eine Basis 15, die für eine Befestigung an der geformten Oberfläche 7 der Schaufel 12 vorgesehen ist, und einen Halter 16 auf, der der Basis 15 zugeordnet ist und ein Mittel für einen lösbaren Eingriff der Meßvorrichtung 11 in einerKammer 17 sorgt, die zwischen dem Halter 16 und der Basis 15 ausgebildet ist. Wie in Figur 3 gezeigt ist, enthält der Halter 16 im allgemeinen einen _; gekrümmten Abschnitt 18 und einen im wesentlichen ebenen Ab- / schnitt 19, der über der Basis 15 liegt. Aus später noch genauer j zu beschreibenden Gründen ist die Halteklemme 13 aus einem Ma- / terial mit elastischen Eigenschaften gebildet und kann während des Betriebs einer fertigen, vollständig montierten Turbine ohne

die nachteilige Beeinflussung der Komponenten,/die montierte Turbine bilden, herausgelöst werden. Eine derartige Herauslösung kann brennen, brechen, splittern, schmelzen oder jedes andere Mittel zur Beseitigung umfassen, das die Komponenten der Turbine nicht in anderer Weise beschädigen wird. Die Verwendung von Methacrylsäuremethylester (Handelsname"Plexiglas") ist für diesen Zweck als geeignet befunden worden.

Die Halteklemme 13 kann leicht an der Schaufel 12 befestigt werden, wobei ein geeignetes Klebmittel verwendet wird. Es können für diesen Zweck flüssige Cyanoacrylat-Klebstoffe verwendet werden, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen 3M Scotch Weld Nr. CA-5 oder Locktite Superbonder Nr. 416 erhältlich sind. Um eine richtige Befestigung der Halteklemme 13 an der Schaufel

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zu erleichtern, ist die untere Fläche 25 der Basis 15 verzugsweise mit einer Form versehen, die im wesentlichen derjenigen der konturierten Oberfläche 7 der Schaufel 12 entspricht. Dies unterstützt die Aufrechterhaltung einer richtigen Verbindung zwischen der Halteklemme 13 und der Schaufel 12 und unterstützt auch eine richtige Orientierung der Halteklemme 13 in bezug auf die Schaufel 12.

Die Ausrichtung der Halteklemme 13 in bezug auf die Schaufel kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Abschlußkante 27 der Basis 15 mit einem herabhängenden Randabschnitt 28 versehen sein, der als ein Anschlag dient, der für einen Eingriff an dem hinteren Rand 29 der konturierten Oberfläche 7 der Schaufel 12 verwendet werden kann, so daß die Berührung zwischen dem Randabschnitt 28 und der Hinterkante 29 zur Ausrichtung der Halteklemme 13 in bezug auf die Schaufel 12 dient. Es ist auch möglich, den berührenden Rand 26 der Halteklemme 13 so zu formen, daß die Berührung zwischen dem Rand 26 und der Basis 6 der Schaufel 12 die Halteklemme 13 richtig orientiert. Diese Techniken können auf Wunsch auch in Verbindung miteinander verwendet werden.

Wie am besten in Figur 3 dargestellt ist, kann die Meßvorrichtung 11 innerhalb einer Kammer 17 angeordnet werden, die zwischen dem Abschnitt 19 und der Basis 15 gebildet ist, wodurch die Meßvorrichtung 11 sicher in ihrer Lage gehalten wird. Für eine zusätzliche Sicherheit können Rippen 20, 21 vorgesehen sein, die an den Umfangsrandteilen der Meßvorrichtung 11 angreifen. Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist die Rippe 20, die dem gekrümmten Abschnitt 18 des Halters 16 am nähesten gelegen ist, etwas größer und hat auf seiner Länge vorzugsweise eine im wesentlichen gleichförmige Höhe. Dies sorgt für eine sichere Abstützung der Meßvorrichtung 11, was deren Ausrichtung unterstützt, wenn sie in die Kammer 17 eingesetzt ist. Die Rippe 21, die von dem gekrümmten Abschnitt am weitesten entfernt ist, ist vorzugsweise etwas kleiner als die Rippe 20, wie es in Figur 4 gezeigt ist,

und ist vorzugsweise von seiner Vorderkante 22 bis zu einem Punkt 23 nach unten abgeschrägt, wo sie im wesentlichen in die Oberfläche der Basis 15 übergeht. Auf diese Weise arbeiten die Rippen 20/ 21 mit dem Abschnitt 19 und der Basis 15 zusammen, um einen Kanal bzw. eine Vertiefung für ein sicheres Umschließen der Meßvorrichtung zu sorgen. Aus Gründen _t die im folgenden noch näher beschrieben werden, und wie es am besten aus Figur 5 dargestellt ist, entspricht die Lage der Rippe 21 vorzugsweise im wesentlichen der Hinterkante 24 des Abschnittes 19, und die Abschlußkante 24 des Abschnittes 19 weist einen gekrümmten Abschnitt 47 auf, der neben der Basis 6 der Schaufel 12 angeordnet ist.

Um die Verlängerung der Meßvorrichtung über die Kammer 17 der Halteklemme 13 und demzufolge über die Spitze 9 der Schaufel hinaus zu regulieren, kann ein Vorsprung 30 vorgesehen sein, der das Einsetzen der Meßvorrichtung 11 in den Kanal bzw. die Vertiefung begrenzt, die durch die Basis 15, den Abschnitt 19 und die Rippen 20, 21 (falls verwendet) definiert ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der Vorsprung 30 einen Teil der Basis 15, jedoch kann der Vorsprung 30 auch anderen Abschnitten des Halteringes 13 zugeordnet werden, falls dies erwünscht ist, solange eine Öffnung oder ein Raum zwischen der Meßvorrichtung 11 und der Basis 6 der Schaufel 12 vorgesehen ist, dessen Zwecke im folgenden noch näher erläutert werden.

Es können viele verschiedene Meßvorrichtungen 11 verwendet werden, um den vorstehend beschriebenen Abstand bzw. das entsprechende Spiel d zu messen. Eine derartige Messvorrichtung, die zur Durchführung dieser Messung als besonders brauchbar befunden wurde, ist ein Potentiometer (wie Beispiel das "Linipot Nr. 2051414120.44 '{oder gleichartiges), das von Bourns Instruments Inc., gefertigt wird). Derartige Potentiometer enthalten im allgemeinen (s. Figur 8) einen im wesentlichen rechtwinkligen Körper 31, eine Welle 32, die sich longitudinal durch den Körper 31 erstreckt, und mehrere Verbindungsleiter 33, die für eine Verbindung mit einer entsprechenden Meßeinrichtung von dem

Körper 31 ausgehen. Die Verbindungsleiter 33 sind vorzugsweise zusammengefaßt zur Bildung eines Kabels 34, wodurch die ansonsten erforderliche Aufnahme getrennter Drähte vermieden wird. Derartige Potentiometer sind im Handel allgemein erhältlich und brauchen deshalb an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden.

Beispielsweise erstreckt sich das Kabel 34 zwischen dem Körper 31 der Meßvorrichtung 11 und dem Meßgerät, das zur überwachung des Abstandes d verwendet wird. Da es üblich ist, den Rotor 2 über wenigstens eine volle Umdrehung (häufig mehrere Umdrehungen) während eines Meßvorganges zu drehen, ist eine wesentliche Länge des Kabels 34 erforderlich, um eine richtige Verbindung zwischen der Meßvorrichtung 11 und der extern angeordneten Meßeinrichtung zu gewährleisten. Selbstverständlich ist es wünschenswert, daß dieses Kabel 34 nicht in der montierten Einheit 1 lose herum^baumeln kann, sondern daß dieses Kabel 34 innerhalb der Einheit 1 in geeigneter Weise abgestützt wird, wie es im folgenden beschrieben wird. Zu diesem Zweck können mehrere Kabelklemmen 35 verwendet werden.

Wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, weist eine derartige Kabelklemme 35, die zu diesem Zweck verwendet werden kann, im allgemeinen eine Basis 36, die an den Schaufeln 4 befestigt werden kann, und mehrere im Abstand angeordnete Finger auf, die sich von der Basis 36 nach außen erstrecken. Die Basis 36 kann nach Wunsch an den Schaufeln 4 befestigt werden, indes· ein Klebemittel verwendet wird ähnlich demjenigen, das in Verbindung mit der Halteklemme 13 verwendet ist. Die beabstandeten Finger 37 können viele verschiedene Formen annehmen, solange geeignete, an dem Kabel angreifende Kammern oder Zwischenräume 38 gebildet sind. Eine Formgebung, die für diesen Zweck als brauchbar befunden wurde, ist in den Figuren 6 und 7 gezeigt, und enthält eine Reihe von Fingern 37, die im wesentlichen parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnet sind und die einen spitzen Winkel mit der Basis 36 bilden, wie es

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in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist. Indem mehr als eine Kabelauf nahmekammer 38 gebildet ist, können die Kabelklemmen 35 dazu verwendet werden, jedesmal dann an dem Kabel 34 anzugreifen, wenn dieses den Rotor 2 umschließt. Aus diesem Grund ist die Ausbildung von zahlreichen Fingern 38 vorzuziehen.

Eine zweite Überlegung bezüglich der Verwendung des vorstehend beschriebenen Potentiometers ist die, daß die Welle 32 im allgemeinen frei ist für eine Bewegung innerhalb des Körpers 31. Bei der Messung des Abstandes d ist es jedoch vorteilhaft, daß die Welle 32 nicht irgendeine, die Einheit 1 bildende Struktur berühren oder stören kann, bis die Meßvorrichtung 11 für eine Verwendung fertig ist. Es ist deshalb vorzuziehen, die Meßvorrichtung 11 mit einem Auslösemechanismus zu versehen.

Ein derartiger Auslösemechanismus ist in Figur 8 bei 39 dargestellt. Demzufolge ist die Welle 32 mit einem im wesentlichen üblichen Potentiometer mit einer im wesentlichen diametral angeordneten öffnung 40 neben dem einen Ende des Körpers 31 und einem Folger 41 neben dem anderen Ende des Körpers 31 versehen. Der Folger 41 weist eine gekrümmte Abschlußfläche 43 auf, die dazu beiträgt, eine unerwünschte Störung zwischen der Meßvorrichtung 11 und dem Rest der Einheit 1 zu verhindern, und die dabei hilft, daß die Meßvorrichtung 11 glatt die Innenwand 10 des Gehäuses 3 während des Meßvorganges durchfährt. Eine Feder 44 ist um die Welle 32 herum und zwischen dem Körper 31 und dem Folger 41 angeordnet, um den Folger 41 in einen Eingriff mit der Innenwand 10 vorzuspannen, wenn eine Abstandsmeßung erhalten werden soll. Die öffnung 40 ist für einen Eingriff durch einen Haltestift 42 geeignet, der dazu dient, den Folger 4 1 in einer zurückgezogenen Position zu halten, bis eine Abstandsmessung durchgeführt werden soll.

Die vorgenannten Komponenten können verwendet werden, um das Spiel bzw. den Abstand d zwischen den Schaufeln 4 des Rotors 2 und der Innenwand 10 des Gehäuses wie folgt zu messen.

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Zunächst werden die Komponenten der Einheit 1 montiert. Im allgemeinen werden hierbei die Schaufeln 4 an dem Rotor 2 in üblicher Weise befestigt» Während dieser Arbeit wird eine Halteklemme 13 an einer der Schaufeln 12 befestigt, wie es vorstehend beschrieben wurde, wobei vorzugsweise ein geeigneter Klebstoff verwendet wird. Auch wenn für diesen Zweck nur eine Halteklemme 13 verwendet zu werden braucht, ist es auch möglich, mehrere derartige Halteklemmen (und eine Reihe von Meßvorrichtungen) zu verwenden, wenn dies gewünscht ist.

Dann wird eine Meßvorrichtung 11 in die Kammer 17 der Halteklemme 13 eingesetzt, wobei die Orientierung der Meßvorrichtung 11 innerhalb der Kammer 17 durch ein Zusammenwirken zwischen den Rippen 20, 21, dem Vorsprung 30, der Basis 15, dem Abschnitt 19 und dem Körper 31 der Meßvorrichtung 11 erleichtert wird. Dabei nimmt die öffnung, die durch den Vorsprung 30 neben dem Körper 31 der Meßvorrichtung 11 entwickelt wird, das Ende der Welle 32 auf und bildet einen Raum für eine freie Bewegung der Welle 32 während des Meßvorganges. Da es, wie es vorstehend beschrieben wurde, vorzuziehen ist, daß die Welle 32 und der Folger 41 während der Montage der Einheit 1 zurückgezogen bleiben, wird der Haltestift 42 durch die öffnung 40 eingeführt, wobei die Welle 32 und der Folger 41 entgegen der Spannung der Feder 44 zurückgezogen werden.

Um die Durchführung des Abstandsmeßvorganges zu unterstützen, sind vorzugsweise zwei Reißleinen an der Meßvorrichtung 11 wie folgt befestigt. Eine erste Reißleine 45a ist an dem Körper der Meßvorrichtung befestigt, um ein sicheres Mittel zum Herausziehen der Meßvorrichtung 11 aus der Kammer 17 zu bilden, nachdem das Meßverfahren abgeschlossen ist. Um die Beseitigung des

für

Haltestiftes 42 und eine Lösung der Welle 32/eine nachfolgende Verwendung zu gestatten, ist eine zweite Reißleine 45b an dem Haltestift 42 befestigt.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist es üblich, eine Kaltspielmeßung durchzuführen, wenn der Rotor 2 auf wenigstens einer,

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wenn nicht mehrerer, Umdrehungen umläuft. Um dies zu berücksichtigen, sind die Reißleine 45a und das Kabel 34 im allgemeinen für mehrere Umdrehungen um den Rotor 2 herumgewickelt, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Um die Reißleine 45a und das Kabel 34 in ihrer Lage sicher zu halten, sind eine Reihe von Kabelklemmen 35 an den Schaufeln 4 nach Wunsch befestigt, und die Reißleine 45a und das Kabel 34 werden dann durch die Kammern 38 der Kabelklemmen 35 ergriffen. Schließlich werden die freien Enden der Reißleine 45a und des Kabels 3 4 durch eine geeignete öffnung im Gehäuse 3, wie beispielsweise die Bohrung 46, herausgeführt, die üblicherweise in dem Gehäuse 3 vorgesehen ist, um eine Inspektion der Schaufeln 4 einer montierten Einheit 1 zu gestatten. Während dieser Zeit kann die Reißleine 4 5b von dem HaLtestift 42 in der gezeigten Weise frei weg führen.

Nachdem der Rotor 2 und das Gehäuse 3 montiert sind, aber bevor die Einheit 1 geschlossen wird, wird die Reißleine 45b gezogen, wodurch der Haltestift 42 gelöst und die Meßvorrichtung 11 für eine nachfolgende Verwendung vorbereitet wird. Die Reißleine 45b und der Haltestift 42 werden dann herausgezogen und aus der montierten Einheit beseitigt. Das freie Ende des Kabels 34 wird an einer geeigneten Meßeinrichtung befestigt und die Montage der Einheit 1 wird bis zu dem gewünschten Grad abgeschlossen.

Die Messung des Abstandes bzw. Spiels d wird dann wie folgt durchgeführt. Da die Welle 32 der Meßvorrichtung 11 freigegeben ist, ist der Polger 41 in einen Eingriff mit der Innenwand 10 des Gehäuses 3 vorgespannt. Zu dieser Zeit wird der Rotor 2 gedreht und es werden geeignete Messungen aus der Meßvorrichtung 11 erhalten, die den Abstand bzw. das Spiel d anzeigen. Wenn der Rotor gedreht wird, werden das Kabel 34 und die Reißleine 45a graduell aus der Einheit 1 durch die Bohrung 46 hindurch herausgezogen. Die Messung des Abstandes bzw. Spiels d schreitet fort, bis das Kabel 34 und die Reißleine 45a vollständig herausgezogen sind und die Meßvorrichtung 11 neben der Öffnung in dem Gehäuse 3 angeordnet ist. Dies stellt den Abschluß des Kaltspielmeßverfahrens dar.

Da das Meßverfahren abgeschlossen ist, ist es schließlich notwendig, die Meßvorrichtung 11 aus der montierten Einheit 1 zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird die Reißleine 45a gezogen, so daß die Meßvorrichtung 11 aus der Kammer 17 der Halteklemme 13 gelöst wird. Die Lösung der Meßvorrichtung 11 aus der Kammer 17 wird durch die Elastizität des Abschnittes 19 erleichtert. Um die Herauslösung der Meßvorrichtung 11 weiter zu erleichtern, können die abschrägte Rippe 21 und die gekrümmte Kante 47 vorgesehen sein, wie es vorstehend beschrieben ist. Anschließend werden das Kabel 34, die Reißleine 45a und die daran befestigte Meßvorrichtung 11 aus der montierten Einheit 1 durch die Bohrung hindurch herausgezogen. Somit wird die gesamte Meßeinrichtung aus der montierten Einheit 1 beseitigt, ohne daß eine Demontage der Einheit 1 erforderlich ist. An dieser Stufe bleiben die Halteklemme 13 und irgendwelche Kabelklemmen 35, die verwendet worden sind, innerhalb der Einheit 1. Da jedoch die Klemmen 13, 35 aus einem Material gebildet sind, das sich beim Betrieb der fertigen Turbine ohne nachteilige Beeinflussung der Turbinenkomponenten auflöst bzw. in Bestandteile zerfällt, werden diese

beseitigt, Klemmen 13, 35 von den Schaufeln/ an denen sie befestigt waren, entfernt, wenn die fertige Turbine das erstemal gezündet wird.

Es ist somit ersichtlich, daß das vorstehend beschriebene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen dazu dienen, die eingangs gestellten Aufgaben gut zu lösen. Es wird ein einfaches Verfahren angegeben zur Durchführung einer Kaltspielmessung, ohne daß die Einheit nach der Durchführung der Messung zerlegt bzw. demontiert werden muß. Dies wird auf einfache Weise und ohne Beschädigung der Turbinenkomponenten erreicht. Die in soweit beschriebene Erfindung kann selbstverständlich in verschiedener Weise abgewandelt werden.

Beispielsweise kann die Form der Kabelklemme 35 wie auch die Form der Halteklemme 13 verändert werden, solange die Halteklemme mit einem Mittel versehen ist, um die Meßvorrichtung 11 an der Schaufel 12 in zuverlässiger und sicherer Weise zu halten. Die

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Verwendung der Rippen 20, 21 und des gekrümmten Abschnittes 4 7 stellen Möglichkeiten dar. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Halteklemme 13 und die Kabelklemme 35 aus vielen verschiedenen Materialien herzustellen und für diese Elemente, die an den Schaufeln zu befestigen sind, viele verschiedene Klebstoffe zu verwenden.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß der Rotor 2, das Gehäuse 3 und die Schaufeln 4, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, lediglich ein Beispiel darstellen, wie diese Elemente montiert sein können. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können selbstverständlich auch in Verbindung mit Komponenten und montierten Einheiten verwendet werden, die andere Konfigurationen haben. Beispielsweise können das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit umlaufenden Einrichtungen wie beispielsweise Bläsern, Verdichtern, Hoch- und Niederdruckturbinen, usw.,verwendet werden.

Es wird deutlich, daß das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden können, um Messungen von relativen und absoluten Spielräumen bzw. Abständen zu erhalten. Weiterhin liefert der Ausgang der Meßvorrichtung ein elektrisches Signal, das dem relativen Abstand bzw. Spiel entspricht, wenn die Schaufel umläuft. Dieser relative Abstand ist zur Messung der Konzentrizität brauchbar bzw. nützlich. In denjenigen Fällen, in denen eine absolute Abstands- bzw. Spielmessung gewünscht wird, kann die Meßvorrichtung in geeigneter Weise mit einer bekannten Bezugsgröße kalibriert bzw. geeicht werden, um so die absolute Spiel- bzw. Abstandsmessung zu liefern.

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Claims

Ansprüche

(' 1.^Vorrichtung zum Messen des Spielraumes bzw» Abstandes zwischen einem umlaufenden Teil und einem feststehenden Teil einer Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halteklemme (13) vorgesehen ist, die eine Basis (15) und ein Haltemittel (16) aufweist, das mit der Meßvorrichtung (11) lösbar in Eingriff bringbar und der Basis (16) zugeordnet ist, wobei die Halteklemmef13)während des Betriebs der Turbine ohne deren Beschädigung auflösbar bzw. in Teile zerlegbar ist»
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Haltemittel (16) Mittel aufweist zum Ausrichten der Meßvorrichtung (11) mit dem Haltemittel (16).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteklemme (13) an einer dem umlaufenden Teil (2) zugeordneten Schaufel (4) befestigbar ist. i

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächenform der Basis (15) , die an der Schaufel (4) befestigt ist, so geformt ist, daß sie der Oberflächenform der Schaufel (4) entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteklemme (13) ferner Anschlag-

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mittel/aufweist, die der Basis (15) zugeordnet sind und an gewählten Randteilen (29) der Schaufel (4) angreifen können.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der umlaufende Teil (2) und der feststehende Teil (3) eine montierte Einheit (1) bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (16) elastisch ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- / zeichnet, daß Abschnitte des Haltemittels (16) im / Abstand zu Abschnitten der Basis (15) gehalten sind zur Ausbildung eines dazwischen befindlichen Bereichs für einen lösbaren Eingriff mit der Meßvorrichtung (11).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Halteklemme (13) ferner mehrere Rippen (20, 21) aufweist, die von der Basis (15) nach außen -ragen und in den Bereich zur Bildung eines Kanals bzw. einer Vertiefung zur Aufnahme der Meßvorrichtung (11) ragen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß eine (21) der Rippen abgeschrägt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Abschnitt der abgeschrägten Rippe (21) in die Oberfläche der Basis (15) übergeht.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschlußrand (24) des Haltemittels (16) mit der abgeschrägten Rippe (21) im wesentlichen ausgerichtet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschlußrand (24) einen gekrümmten Abschnitt (47) aufweist, der entlang einem Endabschnitt der Halteklemme (13) angeordnet ist«
ί 14„ Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der gekrümmte Abschnitt (47) neben denjenigen Abschnitten der abgeschrägten Rippe (21) angeordnet ist, die in die Oberfläche der Basis (15) übergehen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine weitere dem umlaufenden Teil (2) zugeordnete Schaufel (4) mit einer Kabelklemme (35) versehen ist zum Abstützen von Zwischenverbindungen zwischen der Meßvorrichtung und einer Einrichtung, die außerhalb des feststehenden Teils (3) angeordnet ist, wobei die Kabelklemme (35) eine Basis (36) und mehrere Finger (37) aufweist, die von der Basis nach außen ragen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Basis (36) für eine Befestigung an der Schaufel (4) geformt ist.
17. Kabelklemme nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (37) einen spitzen Winkel mit der Basis (36) bilden und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
18. Verfahren zum Messen des Spielraumes bzw. Abstandes zwischen einem umlaufenden Teil mit mehreren Schaufeln und einem feststehenden Teil, das den drehbaren Teil umgibt, zur Bildung einer zusammengesetzten Einheit,

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) eine Halteklemme an einer der Schaufeln befestigt wird,

(b) eine Meßvorrichtung in der Halteklemme angeordnet wird, so daß die Meßvorrichtung lösbar von der Halteklemme ergriffen ist,

(c) ein Kabel zwischen der Meßvorrichtung und einem entfernt angeordneten Meßgerät durch eine öffnung in dem feststehenden Teil verbunden wird, während die Einheit montiert wird,

(d) der Spielraum bzw. Abstand gemessen wird, während gleichzeitig der drehbare Teil der montierten Einheit gedreht und das Kabel durch die öffnung herausgezogen wird,

(e) die Meßvorrichtung aus der Halteklemme gelöst wird, indem an dem Kabel gezogen wird,

(f) das Kabel und die befestigte Meßvorrichtung aus der montierten Einheit durch die öffnung hindurch rausgezogen werden, ohne daß die Einheit demontiert wird, und

wird

(g) die Halteklemme von der Schaufel entfernt/durch Betreiben einer Turbine mit der montierten Einheit.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Kabelklemmen an anderen Schaufeln befestigt werden und durch die Kabelklemmen Abschnitte des Kabels ergriffen werden, die sich zwischen der Meßvorrichtung und der öffnung erstrecken.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelklemmen von den anderen Schaufeln durch Betreiben der Turbine mit der montierten Einheit entfernt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anordnen der Meßvorrichtung innerhalb der Halteklemme die Meßvorrichtung in bezug

auf die Schaufel und den feststehenden Teil ausgerichtet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung Vorspannmittel aufweist und daß die Meßvorrichtung während der Montage der Einheit in einer zurückgezogenen Lage gehalten wird entgegengesetzt zu den durch die Vorspannmittel erzeugten Kräfte, und die Meßvorrichtung für einen Betrieb nach der Montage der Einheit gelöst wird.
23. Montierte Einheit mit einem feststehenden Teil, der mehrere zugehörige Schaufeln aufweist,und einem feststehenden Teil, der den drehbaren Teil umgibt,
gekennzeichnet durch:

(a) eine Halteklemme, die an einer der Schaufeln befestigt ist und eine Basis (15) und ein Haltemittel (16) aufweist, das der Basis zugeordnet ist,

(b) eine Meßvorrichtung (11), die von der Halteklemme (13) lösbar ergriffen ist, und

(c) Kabelmittel (36), die sich durch eine öffnung in dem fesi stehenden Teil und zwischen der Meßvorrichtung (11) und einem entfernt angeordneten Meßgerät erstrecken, wobei die Meßvorrichtung den Spielraum bzw. den Abstand zwischen dem umlaufenden Teil (2) und dem feststehenden Teil (3) der montierten Einheit messen kann und anschließend von der Halteklemme und aus der montierten Einheit weggenommen wird, nachdem die Messung durchgeführt ist,ohne daß die Einheit demontiert werden muß, und wobei die Halteklemme durch Betreiben einer Turbine mit der montierten Einheit und der Schaufel entfernt werden kann.
24. Einheit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Kabelklemmen (37) vorgesehen sind, die an anderen Schaufeln befestigt sind und an den Kabelmittein angreifen können.
25. Einheit nach Anspruch 23, dadurch. gekennzeichnet , daß die Meßvorrichtung derart von der Halteklemme (13) ergriffen ist, daß die Meßvorrichtung im wesentlichen radial entlang der Schaufel angeordnet ist.
26. Einheit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung ein Potentiometer (31) zur Entwicklung von den Spielraum bzw. Abstand darstellenden Signalen und Vorspannmittel (44) aufweist, die dem Potentiometer zugeordnet sind und Teile des Potentiometers in Richtung auf eine ausgefahrene Position vorspannen können.
27. Einheit nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (42) zur Halterung von Teilen des Potentiometers in einer zurückgezogenen Position in einerersten Betriebsart vorgesehen sind.
28. Einheit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung Mittel (45b) zum Lösen der Abschnitte des Potentiometers aus der zurückgezogenen Position in einer zweiten Betriebsart aufweist.

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