DE3829607C2 - Hydraulisch expandierbarer Verschluß zum Abdichten von Bohrungen bzw. Kanälen - Google Patents

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.