DE3829607C2 - Hydraulisch expandierbarer Verschluß zum Abdichten von Bohrungen bzw. Kanälen - Google Patents
Hydraulisch expandierbarer Verschluß zum Abdichten von Bohrungen bzw. KanälenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch expandierbaren
Verschluß zum Abdichten von Bohrungen bzw. Kanälen, insbesondere
in einer Turbinenwelle, wobei der Verschluß eine
Hülse aufweist, deren äußere Abmessungen ein leichtes
Einführen des Verschlusses in den Kanal erlaubt, wobei die
innere Wandoberfläche der Hülse leicht konisch ausgeführt
ist, und wobei ein konischer Pfropfen so in der Hülse
angeordnet ist, daß er sich der inneren Wandoberfläche der
Hülse anpaßt.
In der Praxis werden hohle Wellen, z. B. von Dampfturbinen, an
den Enden mit Verschlüssen versehen, die entfernt werden,
wenn die Dampfturbine überholt werden soll, um das Innere der
Welle auf Risse untersuchen zu können. Bekannt sind
Verschlüsse (DE-Z.: technica, Nr. 2/3, 1964, Seite 98) bei
denen der konische Pfropfen in die Hülse gepreßt wird, bis
diese mit der Bohrung abdichtet. Zum Lösen des Verschlusses
muß jedoch der Pfropfen ausgebohrt werden. Die hohle Welle
kann nur durch einen neuen Verschluß wieder verschlossen
werden.
Zum festen Verbinden von zwei Maschinenelementen, z. B. zwei
Wellen, oder einer Welle in einer Nabe, ist es bekannt, zwei
konische, axial gegeneinander verschiebbare Hülsen zu
verwenden, wobei die Stirnseite einer Hülse an einer Druckkammer
endet und die andere Hülse radial mit einem Druckmittel
beaufschlagbar ist (DE-OS 19 32 851). Wird die Druckkammer
mit einem Druckmittel beaufschlagt, verschieben sich
die Hülsen axial gegeneinander und verformen sich radial, so
daß ein Kraftschluß mit der Welle bzw. der Nabe entsteht. Zum
Lösen der Verbindung wird eine Hülse radial mit dem Druckmittel
beaufschlagt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe lautet, einen
zuverlässigen und dichten Verschluß für das Verschließen und
Öffnen eines Kanals in einem Bauelement, insbesondere hohler
Wellen in Dampfturbinen, anzugeben, der in einfacher Weise
ohne Temperaturänderungen eingepaßt und geöffnet werden kann,
ohne dabei zerstört zu werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Ende
der Hülse einen größeren inneren Durchmesser aufweist und
abgeschlossen ist, daß der Verschluß
zur Einspritzung eines Druckmediums, vorzugsweise Öl, mit einem ersten
Druckkanal ausgerüstet ist, wobei der Druckkanal von einem Ende des
Verschlusses zum Zwischenraum verläuft, der zwischen dem Pfropfen
und dem verschlossenen Ende der Hülse ausgebildet ist, um eine Expan
sion des Verschlusses zu verursachen, und daß der Verschluß zum Ein
spritzen eines Druckmediums mit einem zweiten Druckkanal ausgerüstet
ist, wobei der Druckkanal von einem Ende des Verschlusses zur Grenz
oberfläche zwischen der äußeren Oberfläche des Pfropfens und der
inneren Wandoberfläche der Hülse verläuft, damit der Verschluß zu
öffnen ist. Beide Druckkanäle verlaufen vorzugsweise durch den
Pfropfen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh
rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen axialen
Längsschnitt durch eine Turbinenwelle, die einen erfindungsgemäßen
Verschluß enthält.
In der Turbinenwelle ist ein Loch gebohrt, um einen zentral angeordne
ten Kanal 2 auszubilden. Die Welle 1 kann durch den Kanal 2 auf Risse
untersucht werden. Zur Vermeidung von Beschädigungen der Welle 1 ist
der Kanal 2 jedoch an beiden Enden verschlossen. Zu diesem Zweck
wird erfindungsgemäß ein verschließbarer und wieder zu öffnender ex
pandierbarer Verschluß, der im allgemeinen mit 3 bezeichnet ist, ver
wendet.
Der Verschluß 3 besteht aus einer expandierbaren Hülse 4, deren
äußere Wandoberfläche 5 im wesentlichen dem Durchmesser des Kanals 2
entspricht, vorzugsweise jedoch etwas kleiner ausgeführt ist, wodurch
der Verschluß 3 auf einfache Weise einführbar ist. Das innere Ende der
Hülse 4 ist mit einem dicht verschließenden Deckel 6 ausgerüstet. Der
Deckel 6 kann z. B. mittels einer Schraubverbindung 7 mit der Hülse 4
verbunden sein. Der Deckel 6 kann zusätzlich mit einer Dichtung 6 ver
sehen sein, die gegen die innere Wandoberfläche 9 der Hülse 4 ab
dichtet. Die innere Wandoberfläche 9 ist leicht konisch ausgebildet und
verjüngt sich zum offenen Ende 10 der Hülse 4 hin. Ein Pfropfen 11 ist
in die Hülse 4 eingeführt. Der Pfropfen 11 weist eine leicht konische
äußere Oberfläche 12 auf, die der inneren Wandoberfläche 9 der Hülse 4
entspricht. Wenn der Pfropfen 11 in engem Kontakt mit der Hülse 4
steht, dann existiert zwischen dem inneren Ende des Pfropfens 11 und
dem Deckel 6 mit seiner Dichtung 8 ein Zwischenraum 14. Der Pfropfen
11 kann über die größere Öffnung der Hülse 4 vor dem Einpassen des
Deckels 6 eingeführt werden.
Das freiliegende Ende 15 des Pfropfens 11 weist zwei Anschlüsse 16 und
17 auf, an die Quellen für Druckmedium, vorzugsweise Öldruckquellen,
mittels Schraubgewinden oder ähnlichem angeschlossen werden können.
Ein Druckkanal 18 verläuft vom Anschluß 16 zum inneren Ende des
Pfropfens 11. Das über Anschluß 16 und Druckkanal 18 zum Zwischen
raum 14 geleitete Druckmedium, vorzugsweise Öl, drückt den Pfropfen 11
weg von dem Deckel, so daß die Hülse 4 expandiert und folglich sich
fest gegen die Wand des Kanals 2 preßt. Die Konizität der Wandober
fläche 9 der Hülse und die äußere Oberfläche 12 des Pfropfens 11 ist
derart ausgebildet, daß diese Befestigungsweise sogar nach dem Druck
abfall im Zwischenraum 14 stabil bleibt.
Ein Druckkanal 20 wird durch eine axiale Bohrung 21 und eine radiale
Bohrung 22 gebildet und verläuft vom Anschluß 17 zur äußeren Ober
fläche 12 des Pfropfens 11. Durch Einspritzen von Öl zwischen dem
Pfropfen 11 und der expandierbaren Hülse 4 mit Hilfe der ölhydrau
lischen Methode kann der Pfropfen 11, in der Darstellung nach rechts,
leicht bewegt und der gesamte Verschluß 3 auf einfache Weise entfernt
werden. Dabei wird das Öl mittels einer Öldruckquelle über den An
schluß 17 und den Druckkanal 20 eingespritzt.
Passende Öldruckquellen zum Anschluß an die Anschlüsse 16, 17 sind
bereits kommerziell erhältlich, z. B. diejenigen, die bereits bei der
bekannten ölhydraulischen Methode verwendet werden.
Obwohl in der Zeichnung die bevorzugte Ausführungsform des Verschlus
ses dargestellt wird, versteht es sich von selbst, daß der Verschluß im
Rahmen der beigefügten Ansprüche variierbar ist, z. B. könnte das
verschlossene Ende der Hülse 4 mittels einer anderen konventionellen
Vorrichtung, als der hier angeschraubte Deckel 6, abgedichtet werden.
Claims (3)
1. Hydraulisch expandierbarer Verschluß zum Abdichten von
Bohrungen bzw. Kanälen, insbesondere in einer Turbinenwelle,
wobei der Verschluß eine Hülse aufweist, deren äußere
Abmessungen ein leichtes Einführen des Verschlusses in den
Kanal erlaubt, wobei die innere Wandoberfläche der Hülse
leicht konisch ausgeführt ist, und wobei ein konischer
Pfropfen so in der Hülse angeordnet ist, daß er sich der
inneren Wandoberfläche der Hülse anpaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ende der Hülse (4)
einen größeren inneren Durchmesser aufweist und abgeschlossen
ist, daß der Verschluß zur Einspritzung eines Druckmediums
mit einem ersten Druckkanal (18) ausgerüstet ist, wobei der
Druckkanal (18) von einem Ende des Verschlusses zum
Zwischenraum (14) verläuft, der zwischen dem Pfropfen (11)
und dem verschlossenen Ende (6) der Hülse ausgebildet ist, um
eine Expansion des Verschlusses zu verursachen, und daß der
Verschluß zum Einspritzen eines Druckmediums mit einem
zweiten Druckkanal (20) ausgerüstet ist, wobei der Druckkanal
(20) von einem Ende des Verschlusses zur Grenzoberfläche
zwischen der äußeren Oberfläche (12) des Pfropfens und der
inneren Wandoberfläche (9) der Hülse (4) verläuft, damit der
Verschluß zu öffnen ist.
2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Druckkanal (18) zwischen den beiden Enden des
Pfropfens (11) verläuft.
3. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das verschlossene Ende (6, 7, 8) der
Hülse (4) aus einem Deckel (6) besteht, der durch ein äußeres
Schraubengewinde mit einem inneren Schraubengewinde der Hülse
(4) verbunden ist, wobei eine Dichtung (8) an der Innenseite
des Deckels (6) angebracht und so ausgeführt ist, daß sie
gegen die innere gekrümmte Wandoberfläche (9) der Hülse
abdichtet.
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