DE3246532C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen eines Spalts. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der DE-AS 14 73 861 bekannt.

Um die richtige Leistungsfähigkeit einer Turbine, wie beispielsweise einem Strahltriebwerk, sicherzustellen, ist es wichtig, einen richtigen Spalt bzw. Abstand zwischen der Schaufelspitze, die einen Teil des umlaufenden Turbinenteils bildet, und dem feststehenden Gehäuse festzulegen, das den umlaufenden Teil ergibt. Dieser Spalt wird im allgemeinen dadurch festgelegt, daß der Spalt zwischen diesen Elementen nach ihrer Montage, aber vor dem ersten Betrieb der Turbine gemessen wird (Kaltspaltmessung). Wenn sich die Kaltspaltmessung ändert oder nicht zufriedenstellend ist, wird kein richtiger Spitzenabstand bei der Rotation ausgebildet und es wird kein richtiger Betrieb der Turbine enthalten.

Um eine derartige Kaltspaltmessung 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 Kaltspaltmessung 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 Spalt zwischen den Schaufeln 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 Aus­ richtungsverfahren 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 ernst­ haft 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 Spaltmessung nicht verändert wird.

Obwohl sich dieses Verfahren als zufriedenstellend erwiesen hat, um einen richtigen Schaufelspitzenspalt zu erhalten, hat dieses Verfahren doch mehrere ernsthafte Nachteile, vorwiegend aufgrund der Tatsache, daß nach der Durchführung der Kaltspaltmessung 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 den gleichen Spalt beibehält, der zunächst erhalten worden war. Da es äußerst wichtig ist, daß die Komponenten der Einheit unverhändert sind, wenn sie erneut zusammengesetzt sind, um die ursprüngliche Kaltspaltmessung zu erhalten, besteht für das Montageverfahren eine große Fehlerge­ fahr und demzufolge eine Gefahr für eine Beschädigung. Unter Be­ rücksichtigung dieser Probleme sind verschiedene Vorrichtungen und Techniken (siehe US-PS'en 38 41 764, 42 98 312) entwickelt worden, die eine einfachere Messung derartiger Abstände bzw. Spalte versuchen, ohne daß die Komponenten wieder demontiert werden müssen, nachdem eine derartige Spalt­ messung erhalten worden ist. Keine dieser Vorrichtungen oder Techniken liefert jedoch ein Mittel, um eine vollständige und kontinuierliche Messung des Spaltes zwischen dem umlaufenden Teil und der Innenwand des feststehenden Gehäuses zu erhalten, wie es bei derartigen Anwendungsfällen für wünschenswert befunden wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um den Abstand bzw. Spalt zwischen einer Schaufelspitze und einem feststehenden Gehäuse einer montierten oder teilweise montierten Turbine kontinuierlich und genau zu messen, ohne daß die Turbinenkomponenten nach Ausbildung dieses Spalts demontiert oder verändert werden müssen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 7 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zunächst eine Halte­ klemme an wenigstens einer Schaufel befestigt werden kann, wobei diese Halteklemme die Meßvorrichtung an der Schaufel in einer Weise lösbar befestigen kann, die gestattet, daß der Spalt zwischen der Schaufelspitze und dem feststehenden Gehäuse gemessen wird. Die Meßvorrichtung kann dann während der Montage des Rotors und des Gehäuses an der Schaufel befestigt werden, und dann anschließend kann eine Kalt­ spaltmessen 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 vor­ gesehen ist. Indem die Halteklemme aus einem Material gebildet wird, daß eine Herauslösung beim ersten Betrieb einer vollständig montierten Turbine ohne nachteilige Beeinflussung der Turbine bildenden Komponente ermöglicht, wird die Beseitigung der Meßvorrichtung und der Halteklemme aus der Einheit durchgeführt, 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 eine Kabelklemme 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 anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht von einer teilweise montierten Turbine, die mit der Meßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel Erfindung versehen ist.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht von denjenigen Ab­ schnitten der in Fig. 1 gezeigten Turbine, die mit der Bezugs­ zahl II versehen sind.

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

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

Fig. 5 ist eine Ansicht von oben auf die Schaufel, die Halte­ klemme und die Meßvorrichtung, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind.

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

Fig. 7 ist eine Ansicht von oben auf die Schaufel und die Kabel­ klemme, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind.

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

In Fig. 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 3. An dem Rotor 2 sind mehrere Schaufeln 4 befestigt, die im allgemeinen zwischen dem Rotor 2 und dem Gehäuse 3 angeordnet sind.

Fig. 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 Rotor 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 Spalt d zwischen den Spitzen 9 der Schaufeln 4 und der Innenwand 10 des Gehäuses 3 entwickelt. Es ist genau dieser Spalt d, der richtig gemessen und beibehalten werden muß, um einen richtigen Betrieb der montierten Turbine zu gewährleisten.

Um den Spalt d zu messen, ist ein Meßfühler 11 an wenigstens einer Schaufel 12 des Rotors 2 befestigt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch er­ reicht, daß die Halteklemme 13 verwendet wird, die am besten in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist. Es wird im allgemeinen vorgezogen, daß die Halteklemme 13 den Meßfühler 11 in einer Orientierung hält, die im wesentlichen radial zu dem Rotor 2 angeordnet ist, so daß nur ein einziger Kontaktpunkt zwischen dem Meßfühler 11 und der Innenwand 10 aufrechterhalten wird, wie es im folgenden genauer beschrieben wird. Obwohl eine im wesentlichen radiale Ausrichtung des Meßfühlers 11 innerhalb der Halteklemme 13 vorzuziehen ist, ist eine derartige Orientierung nicht erforderlich, solange ein freier und ungestörter Betrieb des Meßfühlers 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 des Meßfühlers 11 in einer Kammer 17 sorgt, die zwischen dem Halter 16 und der Basis 15 ausgebildet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält der Halter 16 im allgemeinen einen gekrümmten Abschnitt 18 und einen im wesentlichen ebenen Abschnitt 19, der über der Basis 15 liegt. Aus später noch genauer zu beschreibenden Gründen ist die Halteklemme 13 aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet und kann während des Betriebs einer fertigen, vollständig montierten Turbine ohne nachteilige Beeinflussung der Komponenten, die 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 Methacryl­ säuremethylester (Handelsname "Plexiglas") ist für diesen Zweck als geeignet befunden worden.

Die Halteklemme 13 kann leicht an der Schaufel 12 befestigt werden, wobei ein geeignetes Klebemittel 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 12 zu erleichtern, ist die untere Fläche 25 der Basis 15 vorzugsweise 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 12 kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Abschlußkante 27 der Basis 15 mit einem herabhängenden Rand­ abschnitt 28 versehen sein, der als 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 Fig. 3 dargestellt ist, kann der Meßfühler 11 innerhalb einer Kammer 17 angeordnet werden, die zwischen dem Abschnitt 19 und der Basis 15 gebildet ist, wodurch der Meßfühler 11 sicher in seiner Lage gehalten wird. Für eine zusätzliche Sicherheit können Rippen 20, 21 vorgesehen sein, die an den Umfangsrandteilen des Meßfühlers 11 angreifen. Wie in Fig. 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 des Meßfühlers 11, was dessen Ausrichtung unterstützt, wenn er in die Kammer 17 eingesetzt ist. Die Rippe 21, die von dem ge­ krümmten Abschnitt am weitesten entfernt ist, ist vorzugsweise etwas kleiner als die Rippe 20, wie es in Fig. 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 des Meßfühlers 11 zu sorgen. Aus Gründen, die im folgenden noch näher bezeichnet werden, und wie es am besten aus Fig. 5 dar­ gestellt ist, entspricht die Lage der Rippen 21 vorzugsweise im wesentlichen der Hinterkante 24 des Abschnittes 19, und die Ab­ schlußkante 24 des Abschnittes 19 weist einen gekrümmten Abschnitt 47 auf, der neben der Basis 6 der Schaufel 12 angeordnet ist.

Um die Verlängerung des Meßfühlers 11 über die Kammer 17 der Halteklemme 13 und demzufolge über die Spitze 9 der Schaufel 12 hinaus zu regulieren, kann ein Vorsprung 30 vorgesehen sein, der das Einsetzen des Meßfühlers 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 dar­ gestellten 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 dem Meßfühler 11 und der Basis 6 der Schaufel 12 vorgesehen ist, dessen Zwecke im folgenden noch näher erläutert werden.

Es können viele verschiedene Meßfühler 11 verwendet werden, um den vorstehend beschriebenen Spalt d zu messen. Ein derartiger Meßfühler, der zur Durchführung dieser Messung als besonders brauchbar befunden wurde, ist ein Potentiometer. Derartige Potentiometer enthalten im allgemeinen (s. Fig. 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 einem entsprechenden Meßgerät 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 dem Meßfühler 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 auch mehrere Umdrehungen) während eines Meßvorganges zu drehen, ist eine wesentliche Länge des Kabels 34 erforderlich, um eine richtige Verbindung zwischen dem Meßfühler 11 und dem extern angeordneten Meß­ gerät zu gewährleisten. Selbstverständlich ist es wünschenswert, daß dieses Kabel 34 nicht in der montierten Einheit 1 lose herumbaumeln 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 Kabel­ klemmen 35 verwendet werden.

Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, verweisen 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, indem ein Klebemittel verwendet wird ähnlich demjenigen, das in Ver­ bindung 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 Fig. 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 in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Indem mehr als eine Kabel­ aufnahmekammer 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 Aus­ bildung 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 Spaltes d ist es jedoch vorteilhaft, daß die Welle 32 nicht irgendeine, die Einheit 1 bildende Struktur berühren oder stören kann, bis der Meßfühler 11 für eine Verwendung fertig ist. Es ist deshalb vorzuziehen, den Meßfühler 11 mit einem Auslösemechanismus zu versehen.

Ein derartiger Auslösemechanismus ist in Fig. 8 bei 39 darge­ stellt. Demzufolge ist die Welle 32 mit einem im wesentlichen üblichen Potentiometer mit einer im wesentlichen diametral an­ geordneten 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 dem Meßfühler 11 und dem Rest der Einheit 1 zu verhindern, und die dabei hilft, daß der Meßfühler 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 Spaltmessung erhalten werden soll. Die Öffnung 40 ist für einen Eingriff durch einen Haltestift 42 geeignet, der dazu dient, den Folger 41 in einer zurückgezogenen Position zu halten, bis eine Spalt­ messung durchgeführt werden soll.

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

Zunächst werden die Komponenten der Einheit 1 montiert. Im all­ gemeinen werden hierbei die Schaufeln 4 an dem Rotor 2 in üblicher Weise befestigt. Während dieser Arbeit wird eine Halte­ klemme 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 ein Meßfühler 11 in die Kammer 17 der Halte­ klemme 13 eingesetzt, wobei die Orientierung des Meßfühlers 11 innerhalb der Kammer 17 durch ein Zusammenwirken zwischen den Kippen 20, 21, dem Vorsprung 30, der Basis 15, dem Abschnitt 19 und dem Körper 31 des Meßfühlers 11 erleichtert wird. Dabei nimmt die Öffnung, die durch den Vorsprung 30 neben dem Körper 31 des Meßfühlers 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 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 der Spaltmessung zu unterstützen, sind vorzugsweise zwei Reißleinen an dem Meßfühler 11 wie folgt befestigt. Eine erste Reißleine 45a ist an dem Körper 31 des Meßfühlers befestigt, um ein sicheres Mittel zum Heraus­ ziehen des Meßfühlers 11 aus der Kammer 17 zu bilden, nachdem das Meßverfahren abgeschlossen ist. Um die Beseitigung des Haltestiftes 42 und eine Lösung der Welle 32 für eine nachfolgende Verwendung zu gestatten, ist eine zweite Reißleine 45b an dem Haltestift 42 befestigt.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist es üblich, eine Kaltspaltmessung durchzuführen, wenn der Rotor 2 auf wenigstens einer, wenn nicht mehrerer, Umdrehungen umläuft. Um dies zu berück­ sichtigen, sind die Reißleine 45a und das Kabel 34 im allgemeinen für mehrere Umdrehungen um den Rotor 2 herumgewickelt, wie es in Fig. 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 Kabelklemme 35 ergriffen. Schließlich werden die freien Enden der Reißleine 45a und des Kabels 34 durch eine geeignete Öffnung im Gehäuse 3, wie beispielsweise die Bohrung 46, heraus­ geführt, 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 45b 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 der Meßfühler 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 mit einem geeigneten Meßgerät verbunden und die Montage der Einheit 1 wird bis zu dem gewünschten Grad abgeschlossen.

Die Messung des Spalts d wird dann wie folgt durchgeführt. Da die Welle 32 des Meßfühlers 11 freigegeben ist, ist der Folger 41 in einen Eingriff mit der Innenwand 10 des Gehäuses 3 vorgespannt. Zu dieser Zeit wird der Rotor 2 gedreht und es werden geeignete Meßsignale von dem Meßfühler 11 erhalten, die ein Maß für den Spalt d sind. Wenn der Rotor gedreht wird, werden das Kabel 34 und die Reißleine 45a graduell aus der Einheit 1 durch die Bohrung 46 hindurch heraus­ gezogen. Die Messung des Spalts d schreitet fort, bis das Kabel 34 und die Reißleine 45a vollständig herausgezogen sind und der Meßfühler 11 neben der Öffnung in dem Gehäuse 3 angeordnet ist. Dies stellt den Abschluß des Kaltspalt­ meßverfahrens dar.

Wenn das Meßverfahren abgeschlossen ist, ist es schließlich notwendig, den Meßfühler 11 aus der montierten Einheit 1 zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird die Reißleine 45a gezogen, so daß der Meßfühler 11 aus der Kammer 17 der Halteklemme 13 gelöst wird. Die Lösung des Meßfühlers 11 aus der Kammer 17 wird durch die Elastizität des Abschnittes 19 erleichtert. Um die Herauslösung des Meßfühlers 11 weiter zu erleichtern, können die abgeschrägte Rippe 21 und die gekrümmte Kante 47 vorgesehen sein, wie es vorstehend beschrieben ist. Anschließend werden das Kabel 34, die Reißleine 45a und der daran befestigte Meßfühler 11 aus der montierten Einheit 1 durch die Bohrung 46 hindurch herausgezogen. Somit wird die gesamte Meßfühlereinrichtung aus der montierten Einheit 1 beseitigt, ohne daß eine Demontage der Einheit 1 erforderlich ist. An dieser Stufe bleiben die Halte­ klemme 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 Turbinen­ komponenten auflöst bzw. in Bestandteile zerfällt, werden diese Klemmen 13, 35 von den Schaufeln beseitigt, an denen sie befestigt waren, entfernt, wenn die fertige Turbine das erste Mal gezündet wird.

Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise kann die Form der Kabelklemme 35 wie auch die Form der Halteklemme 13 verändert werden, solange die Halteklemme 13 mit einem Mittel versehen ist, um den Meßfühler 11 an der Schaufel 12 in zuverlässiger und sicherer Weise zu halten. Die Verwendung der Rippen 20, 21 und des gekrümmten Abschnittes 47 stellten Möglichkeiten dar. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Halteklemme 13 und die Kabelklemme 35 aus vielen ver­ schiedenen Materialien herzustellen und für diese Elemente, die an den Schaufeln zu befestigen sind, viele verschiedene Kleb­ stoffe zu verwenden.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß der Rotor 2, das Gehäuse 3 und die Schaufeln 4, wie sie in Fig. 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 Niederdruck­ turbinen, usw., verwendet werden.

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

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Messen des Spalts (d) zwischen der Spitze einer an einem Läufer befestigten Schaufel (4) und einem Gehäuse (3) einer Turbine, mit einem mit dem Läufer lösbar verbundenen Meßfühler (11), der über ein durch das Gehäuse (3) hindurchgeführtes Kabel mit einem Meßgerät außerhalb des Gehäuses verbindbar ist, mit den Merkmalen, daß an der Schaufel (4) eine Halteklemme (13) angebracht ist, die den Meßfühler (11) lösbar aufnimmt und die aus einem Material hergestellt ist, das nach Durchführung der Spaltmessung und Entnahme des Meßfühlers aus der Turbine bei deren Betrieb auflösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an anderen Schaufeln (4), an denen keine Halteklemme (13) angebracht ist, Kabelklemmen (35) zur Halterung des Kabels angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (11) derart an der Halteklemme (13) angebracht ist, daß der Meßfühler (11) im wesentlichen radial entlang der Schaufel (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (11) ein Potentiometer (31) zur Lieferung von den Abstand (d) darstellenden Signalen und Vorspannmittel (44) aufweist, die Teile (32) des Potentiometers in Richtung auf eine ausgefahrene Position vorspannen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (42) zum Festhalten der Teile (32) des Potentiometers (31) in einer zurückgezogenen Position in einer ersten Betriebsart vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (11) Mittel (45b) zum Freigeben der Teile (32) des Potentiometers aus der zurückgezogenen Position in einer zweiten Betriebsart aufweist.

7. Verfahren zum Messen des Abstandes zwischen einer an einem Läufer befestigten Schaufel und einem den Läufer umgebenden Gehäuse einer Turbine mit den Merkmalen, daß

• (a) eine Halteklemme an der Schaufel befestigt wird,
• (b) ein Meßfühler in der Halteklemme lösbar gehaltert wird,
• (c) ein Kabel zwischen dem Meßfühler und einem entfernt angeordneten Meßgerät durch eine Öffnung in dem Gehäuse verbunden wird,
• (d) der Abstand gemessen wird, während gleichzeitig der Läufer gedreht und das Kabel durch die Öffnung herausgezogen wird,
• (e) der Meßfühler an dem Kabel aus der Halteklemme und durch die Öffnung hindurch herausgezogen wird, ohne daß die Turbine demontiert wird, und
• (f) die Halteklemme während des Betriebs der Turbine aufgelöst wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kabelklemmen an anderen Schaufeln befestigt werden und von den Kabelklemmen Abschnitte des Kabels ergriffen werden, die sich zwischen dem Meßfühler und der Öffnung erstrecken.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Kabelklemmen von den anderen Schaufeln während des Betriebs der Turbine beseitigt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anordnen des Meßfühlers in der Halteklemme der Meßfühler in bezug auf die Schaufel und das Gehäuse ausgerichtet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, daß der Meßfühler Vorspannmittel aufweist und während seiner Montage in einer zurückgezogenen Lage gehalten wird entgegengesetzt zu den durch die Vorspannmittel erzeugten Kräfte und nach der Montage im Gehäuse freigegeben wird.