DE112017002536B4

DE112017002536B4 - Messlehre, Messvorrichtung und Spaltmessverfahren

Info

Publication number: DE112017002536B4
Application number: DE112017002536.2T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Nishioka; Takuro KAMEDA; Masahito Kataoka; Hitoshi Morimoto; Tetsu Konishi
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2037-05-10
Also published as: CN109073372B; KR102088184B1; CN109073372A; JP6492228B2; US10962344B2; US20190137251A1; JPWO2017199795A1; KR20180122442A; DE112017002536T5; WO2017199795A1

Abstract

Eine Messlehre (2) umfassend:einen Basisabschnitt (10),einen Sensorhalteabschnitt (10), der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt (12) vorsteht und ausgestaltet ist, um einen Sensor (3) zu halten, undeinen ersten Vorsprungabschnitt (14,36), der von dem Basisabschnitt (10) zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt (12) an einer ersten Position, die sich hinsichtlich einer Richtung orthogonal zu einer Sensorinstallationsfläche (12a) von einer Sensorposition unterscheidet, die eine Position der Sensorinstallationsfläche (12a) ist, auf der sich der Sensor (3) erstreckt, vorsteht,dadurch gekennzeichnet, dassdie Messlehre (2) ferner umfasst:ein bewegliches Teil, das so angeordnet ist, dass es hinsichtlich des Basisabschnitts (10) verlagert werden kann, undzumindest eine Vorbelastungseinheit, die ausgestaltet ist, um das bewegliche Teil in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche (12a) zu einer gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition vorzubelasten oder vorzuspannen.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Messlehre, eine Messvorrichtung und ein Spaltmessverfahren.
In vielen Maschinen wird, um die Größe eines Spalts oder Zwischenraums geeignet beizubehalten, die Größe des Spalts gemessen.
Beispielsweise offenbart US 2010/0 043 576 A1 eine Verlagerungssensor, auf dem der Oberbegriff des Patentanspruches 1 basiert, und ein Vorsehen des Verlagerungssensors für eine Gasturbine zwischen Laufschaufeln und einem Gehäuse und ein Messen des Spalts zwischen den Laufschaufeln und dem Gehäuse (Außenendspalt).
Aus der DE 10 2014 118 021 A1 ist ein System und Verfahren zum Messen und Justieren von Rotor-Stator-Spalten bei einer Turbomaschine bekannt. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Kaltspalt zwischen dem Rotor und dem Stator an jedem einer Anzahl von axial voneinander beabstandeten Spaltmesspunkten mittels eines vor Ort angeordneten Spaltsensorsystems ermittelt und der Kaltspalt zwischen dem Rotor und dem Stator wird auf der Grundlage der ermittelten Kaltspalte durch Verschieben der oberen Statorgehäusehälfte oder der unteren Statorgehäusehälfte in Bezug auf einen Unterbau justiert, so dass dadurch eine Gestalt der oberen Statorgehäusehälfte oder der unteren Statorgehäusehälfte verändert wird, um eine Position des Rotors im Innern des Stators unterzubringen.
Um den Spalt zwischen den Elementen genau zu messen, ist es wichtig, den Messsensor zuverlässig in dem zu messenden Spalt zu positionieren und die Lage des Messsensors in Bezug auf die den Spalt bildenden Elemente beizubehalten.
In dieser Hinsicht offenbart US 2010/0 043 576 A1 ein Befestigen einer Messvorrichtung mit einem Sensor an einem Element, das den zu messenden Spalt bildet, durch Einschrauben einer Schraube, die an der Messvorrichtung ausgebildet ist, in ein Gewindeloch, das an dem Element ausgebildet ist.
Jedoch ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, die Lage des Messsensors hinsichtlich des den Spalt bildenden Elements mit einer einfachen Ausgestaltung beizubehalten.
In Anbetracht des Obigen, ist es eine Aufgabe von zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Messlehre, eine Messvorrichtung und ein Spaltmessverfahren bereitzustellen, womit der Spalt zwischen den Elementen mit einer einfachen Ausgestaltung genau gemessen werden kann.
(1) Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Messlehre die Merkmale des Patentanspruches 1 auf, umfassend: einen Basisabschnitt, einen Sensorhalteabschnitt, der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt vorsteht und ausgestaltet ist, um einen Sensor zu halten, und einen ersten Vorsprungabschnitt, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt an einer ersten Position, die sich hinsichtlich einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche von einer Sensorposition unterscheidet, die eine Position einer Sensorinstallationsfläche ist, auf der sich der Sensor erstreckt, vorsteht.
Mit der obigen Ausgestaltung (1) umfasst die Messlehre einen Sensorhalteabschnitt und einen ersten Vorsprungabschnitt, die an unterschiedlichen Positionen des Basisabschnitts zu derselben Seite von dem Basisabschnitt vorstehen bzw. vorspringen. Somit kann, wenn der Sensorhalteabschnitt in den Spalt zwischen zwei zu messenden Elementen eingefügt ist, bewirkt werden, dass der erste Vorsprungabschnitt mit einem der beiden Elemente in Kontakt kommt, was es einfacher macht die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elementes beizubehalten. Somit kann mit der obigen Ausgestaltung (1) der Spalt zwischen den Elementen durch eine einfache Ausgestaltung des Vorsehens des ersten Vorsprungabschnitts, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt vorsteht, genau gemessen werden.
(2) Die Messlehre umfasst ferner: ein bewegliches Teil, das so angeordnet ist, dass es hinsichtlich des Basisabschnitts verlagert werden kann, und zumindest eine Vorbelastungseinheit, die ausgestaltet ist, um das bewegliche Teil in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche zu einer gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition vorzubelasten oder vorzuspannen.
Mit der obigen Ausgestaltung (2) wird, wenn das bewegliche Teil mit einem der Elemente, die den zu messenden Spalt bilden in Kontakt kommt, die Position des beweglichen Teils durch das Element begrenzt, und der Basisabschnitt wird in einer Richtung, die von dem Element weg zeigt, durch eine Vorbelastungskraft der Vorbelastungseinheit (Richtung zu dem anderen der den Spalt bildenden Elementen) gedrückt. Folglich wird der Sensorhalteabschnitt, der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt vorsteht, gegen das andere der den Spalt bildenden Elementen gedrückt. Dementsprechend kann durch Drücken des Sensorhalteabschnitts der Messlehre gegen das andere Element, die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des anderen Elements zuverlässiger beibehalten sein.
(3) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (2) die zumindest eine Vorbelastungseinheit ein Paar von Vorbelastungseinheiten, die parallel zu einer Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts von dem Basisabschnitt sind, wenn sie auf die Sensorinstallationsfläche projiziert werden, und an gegenüberliegenden Seiten einer Linie, die durch eine Mittelposition des Sensors hindurchtritt, positioniert sind.
Mit der obigen Ausgestaltung (3) sind das Paar von Vorbelastungseinheiten über die Linie, die durch die Mittelposition des Sensors hindurchtritt und parallel zu der Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts ist, angeordnet und dadurch kann ein teilweiser Kontakt des Sensorhalteabschnitts mit dem Element verhindert sein und der Sensor in einer geeigneten Lage hinsichtlich des Elements gehalten sein.
(4) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (2) oder (3) die zumindest eine Vorbelastungseinheit eine spiralförmige Torsionsfeder, die um eine Linie herum angeordnet ist, die parallel zu der Sensorinstallationsfläche ist und die orthogonal zu einer Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts von dem Basisabschnitt ist, und wobei die spiralförmige Torsionsfeder einen ersten Arm mit einem Außenendabschnitt als das bewegliche Teil umfasst.
Mit der obigen Ausgestaltung (4) kann, mit der spiralförmigen bzw. schraubenförmigen Torsionsfeder, die die Vorbelastungseinheit und das bewegliche Teil ist, eine Messlehre mit einer einfachen Ausgestaltung bereitgestellt sein.
(5) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (4) die spiralförmige Torsionsfeder einen zweiten Arm, der dem ersten Arm gegenüberliegend angeordnet ist, und einen Spiralabschnitt, der zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm angeordnet ist. Der erste Arm aufweisend: einen Fußabschnitt, der sich von dem Spiralabschnitt zu einer gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition erstreckt, und wobei der Außenendabschnitt hinsichtlich des Fußabschnitts zu der Sensorposition gebogen ist.
Mit der obigen Ausgestaltung (5) umfasst der erste Arm (bewegliches Teil), der ein freies Ende der spiralförmigen Torsionsfeder ist, einen Fußabschnitt, der sich von dem Spiralabschnitt zu der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite der ersten Position über die Sensorposition erstreckt, und einen Außenendabschnitt, der von dem Fußabschnitt zu der Sensorposition gebogen ist. Der erste Arm weist also eine gebogene Form auf, sodass der Außenendabschnitt zu der Sensorposition ausweicht. Somit ist, wenn der Sensorhalteabschnitt in den zu messenden Spalt eingefügt wird, es unwahrscheinlich, dass der erste Arm auf der Fläche des den Spalt bildenden Elements gefangen bzw. gehalten wird und der Sensorhalteabschnitt kann problemlos in den Spalt eingefügt werden.
(6) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (4) oder (5) die spiralförmige Torsionsfeder einen zweiten Arm, der dem ersten Arm gegenüberliegend angeordnet ist. Der Basisabschnitt weist eine Reaktionskraft-Aufnahmefläche auf, die ausgestaltet ist, um mit dem zweiten Arm in Kontakt zu sein und eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft der spiralförmigen Torsionsfeder aufzunehmen.
Mit der obigen Ausgestaltung (6) kann, durch Aufnehmen der Reaktionskraft bzw. der reaktiven Kraft der elastischen Kraft der spiralförmigen Torsionsfeder mit der Reaktionskraft-Aufnahmefläche, die mit dem zweiten Arm in Kontakt ist, die elastische Kraft (Vorbelastungskraft) der spiralförmigen Torsionsfeder zuverlässig auf den ersten Arm aufgebracht sein, wenn der erste Arm (bewegliches Teil) mit einem der Elemente, die den zu messenden Spalt bilden, in Kontakt kommt. Dementsprechend kann durch die elastische Kraft (Vorbelastungskraft) der spiralförmigen Torsionsfeder, der Sensorhalteabschnitt zuverlässig in einer Richtung, die von dem einen der Elemente (in Richtung zu dem anderen der den Spalt bildenden Elemente) gerichtet ist, zusammen mit dem Basisabschnitt gedrückt sein. Somit kann durch zuverlässiges Drücken des Sensorhalteabschnitts der Messlehre gegen das andere Element, die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten sein.
(7) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (6) die Messlehre ferner einen Federkraft-Einstellabschnitt zum Bewegen der Reaktionskraft-Aufnahmefläche und Einstellen einer Position des ersten Arms als das bewegliche Teil in einem natürlichen Zustand der spiralförmigen Torsionsfeder.
Mit der obigen Ausgestaltung (7) kann mit dem Federkraft-Einstellabschnitt, die Position des ersten Arms eingestellt sein, wenn die spiralförmige Torsionsfeder in einem natürlichen Zustand ist. Somit kann, durch Verwenden des Federkraft-Einstellabschnitts, um die Position des ersten Arms auf eine geeignete Position für die Größe des zu messenden Spalts einzustellen, eine geeignete Druckkraft von dem Element, das mit dem ersten Arm in Kontakt ist, wenn der Federkraft-Einstellabschnitt in den zu messenden Spalt eingefügt ist, erlangt sein. Dementsprechend kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten sein.
(8) Vorzugsweise umfasst die Messlehre bei einer der obigen Ausgestaltungen (4) bis (7) ferner einen Federposition-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen einer Position einer Mitte der spiralförmigen Torsionsfeder.
Mit der Ausgestaltung (8) kann die Position der Mitte bzw. des Mittelpunkts der spiralförmigen Torsionsfeder durch Verwenden des Federposition-Bestimmungsabschnitts begrenzt sein. Dementsprechend kann eine stabile Druckkraft von dem Element, das mit dem ersten Arm in Kontakt ist, erlangt, und die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten sein.
(9) Vorzugsweise umfasst bei einem der obigen Ausgestaltungen die Messlehre einen zweiten Vorsprungabschnitt, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt an einer zweiten Position, die sich in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche von der Sensorposition und der ersten Position unterscheidet, vorsteht.
Mit der obigen Ausgestaltung (9) ist der zweite Vorsprungabschnitt, der zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt von dem Basisabschnitt vorsteht, an der zweiten Position, die sich von der Sensorposition der ersten Position unterscheidet, angeordnet. Somit kann, durch in Kontakt bringen des ersten Vorsprungabschnitts und des zweiten Vorsprungabschnitts mit einem der zwei den Spalt bildenden Elemente die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements einfacher beibehalten sein.
(10) Vorzugsweise umfasst bei einer der obigen Ausgestaltungen der erste Vorsprungabschnitt einen Magnet.
Mit der obigen Ausgestaltung (10) umfasst der erste Vorsprungabschnitt einen Magnet und somit kann das Element, das den zu messenden Spalt bildet, mit dem Magnet angezogen sein. Dementsprechend kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten sein.
(11) Vorzugsweise umfasst bei den obigen Ausgestaltungen die Messlehre ferner einen Vorsprungwert-Einstellabschnitt zum Einstellen eines Vorsprungwerts des ersten Vorsprungabschnitts von dem Basisabschnitt.
Mit der obigen Ausgestaltung (11) kann, mit dem Vorsprung-Einstellabschnitt, der Vorsprungwert des ersten Vorsprungabschnitts von dem Basisabschnitt in Übereinstimmung mit der Form des Elements, an dem der Sensorhalteabschnitt angeordnet ist, eingestellt sein. Dementsprechend kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten sein. Ferner können auf diese Weise die Größen von Spalten, die durch Elemente gebildet sind, die unterschiedliche Formen haben, geeignet gemessen werden.
(12) Vorzugsweise befindet sich bei einer der obigen Ausgestaltungen die erste Position in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche an einer gegenüberliegenden Seite der Sensorposition über einen Schwerpunkt der Messlehre.
Mit der obigen Ausgestaltung (12) steht der erste Vorsprungabschnitt von der ersten Position, die sich an der gegenüberliegenden Seite der Sensorposition befindet, über den Schwerpunkt der Messlehre vor. Dementsprechend wird der Abstand zu dem ersten Vorsprungabschnitt von dem Kontaktpunkt zwischen dem Sensorhalteabschnitt und einem der Elemente, die den zu messenden Spalt bilden, relativ groß und somit kann um den Kontaktpunkt herum das Moment aufgrund der Gewichtskraft der Messlehre mit dem Moment aufgrund der Druckkraft des ersten Vorsprungabschnitts zurück von dem einen der Elemente ausgeglichen sein. Somit kann die Lage der Messlehre noch weiter stabilisiert sein.
(13) Vorzugsweise ist bei einer der obigen Ausgestaltungen der Sensorhalteabschnitt ausgestaltet, um, während er in einen durch den Sensor zu messenden Spalt zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element eingefügt ist, mit einem Abschnitt des ersten Elements, das dem zweiten Element zugewandt ist, in Kontakt zu kommen. Der erste Vorsprungabschnitt ist ausgestaltet, um mit dem ersten Element in Kontakt zu kommen und um eine Lage des Sensorhalteabschnitts hinsichtlich des Abschnitts des ersten Elements einzustellen.
Mit der obigen Ausgestaltung (13) ist ein Abschnitt des ersten Elements, das dem zweiten Element zugewandt ist, mit dem Sensorhalteabschnitt in Kontakt und der erste Vorsprungabschnitt ist mit dem ersten Element in Kontakt, wodurch die Lage des Sensorhalteabschnitts hinsichtlich des Abschnitts des ersten Elements, das dem zweiten Element zugewandt ist, eingestellt ist. Dementsprechend kann der zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element gebildete Spalt akkurat gemessen sein.
(14) Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Messvorrichtung die Merkmale des Patentanspruches 13 umfassend: eine Messlehre gemäß der Erfindung, und einen Sensor, der an dem Sensorhalteabschnitt der Messlehre gehalten ist.
Mit der obigen Ausgestaltung (14) umfasst die Messvorrichtung einen Sensorhalteabschnitt und einen ersten Vorsprungabschnitt, die an unterschiedlichen Positionen des Basisabschnitts zu derselben Seite von dem Basisabschnitt vorstehen bzw. vorspringen. Somit kann, wenn der Sensorhalteabschnitt in den zu messenden Spalt zwischen zwei Elementen eingefügt ist, der erste Vorsprungabschnitt, der mit einem der zwei Elemente in Kontakt zu bringen ist, in Kontakt gebracht werden, wodurch es einfacher ist, die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Elements beizubehalten. Somit kann mit der obigen Ausgestaltung (14) der Spalt zwischen den Elementen durch eine einfache Ausgestaltung des Vorsehens des ersten Vorsprungabschnitts, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt vorsteht, akkurat gemessen sein.
(15) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (14) die Messlehre zumindest einen Vorsprungabschnitt, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt an einer hinsichtlich einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche unterschiedlichen Position von der Sensorposition vorsteht. Der Sensorhalteabschnitt ist ausgestaltet, um, während er in einen durch den Sensor zu messenden Spalt zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element eingefügt ist, mit einem Abschnitt des ersten Elements, das dem zweiten Element zugewandt ist, in Kontakt zu kommen. Die Messvorrichtung weist ferner einen Kontakterfassungsabschnitt zum Erfassen eines Kontakts zwischen dem ersten Element und zumindest einem Vorsprungabschnitt des zumindest einen Vorsprungabschnitt auf.
Gemäß der obigen Ausgestaltung (15) kann mit dem Kontakterfassungsabschnitt ein Kontakt zwischen dem Vorsprungabschnitt der Messlehre und dem ersten Element, das den zu messenden Spalt bildet, erfasst sein und somit kann der Spalt gemessen werden, während bestätigt ist, dass der Vorsprungabschnitt der Messlehre mit dem ersten Element in Kontakt ist. Somit kann mit der obigen Ausgestaltung (15) der Spalt akkurat und zuverlässiger gemessen sein.
(16) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (15) der Kontakterfassungsabschnitt einen Bildgebungsabschnitt, der ausgestaltet ist, um ein Bild eines Außenendabschnitts von dem zumindest einen Vorsprungabschnitt und einem Abschnitt des ersten Elements, das dem Außenendabschnitt des zumindest einen Vorsprungabschnitts zugewandt ist, aufzunehmen.
Mit der obigen Ausgestaltung (16) kann, durch Aufnehmen bzw. Erfassen eines Bildes des Kontaktabschnitts zwischen dem Außenendabschnitt des Vorsprungabschnitts und dem ersten Element unter Verwendung des Bildgebungsabschnitts, der Spalt gemessen sein, während bestätigt ist, dass der Vorsprungabschnitt mit dem ersten Element in Kontakt ist. Somit kann der Spalt akkurat und zuverlässiger gemessen sein.
(17) Vorzugsweise umfasst bei der obigen Ausgestaltung (15) oder (16) der Kontakterfassungsabschnitt einen Kontaktsensor, der ausgestaltet ist, um einen Kontakt zwischen einem Außenendabschnitt von dem zumindest einen Vorsprungabschnitt und einem Abschnitt des ersten Elements, das dem Außenendabschnitt des zumindest einen Vorsprungabschnitts zugewandt ist, zu erfassen.
Mit der obigen Ausgestaltung (17) kann, durch Erfassen des Kontaktabschnitts zwischen dem Außenendabschnitt des Vorsprungabschnitts und dem ersten Element mit dem Kontaktsensor, der Spalt gemessen sein, während bestätigt ist, dass der Vorsprungabschnitt mit dem ersten Element in Kontakt ist. Somit kann der Spalt akkurat und zuverlässiger gemessen sein.
(18) Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spaltmessverfahren die Merkmale des Patentanspruches 17, umfassend: einen Schritt des Bewirkens, dass ein Sensor, der an einer erfindungsgemäßen Messlehre montiert ist, in einen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element eintritt, und des Messens einer Größe des Spalts mit dem Sensor. Der Schritt des Messens der Größe des Spalts weist ein Bewirken, dass der Sensorhalteabschnitt mit einem Abschnitt des ersten Elements, das dem zweiten Element zugewandt ist, in Kontakt kommt, und Ausführen einer Messung durch den Sensor in einem Zustand, in dem der erste Vorsprungabschnitt in Kontakt mit dem ersten Element ist, auf.
Die bei dem obigen Verfahren (18) verwendete Messlehre umfasst einen Sensorhalteabschnitt und einen ersten Vorsprungabschnitt, die an unterschiedlichen Positionen des Basisabschnitts zu derselben Seite von dem Basisabschnitt vorstehen bzw. vorspringen. Somit kann, wenn der Sensorhalteabschnitt in den zu messenden Spalt zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element eingefügt ist, der erste Vorsprungabschnitt mit dem ersten Element in Kontakt gebracht werden, was es einfacher macht die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des ersten Elements beizubehalten. Somit kann gemäß dem obigen Verfahren (18) der Spalt zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element durch eine einfache Ausgestaltung des Vorsehens des ersten Vorsprungabschnitts, der von dem Basisabschnitt zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt vorsteht, gemessen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Messlehre, eine Messvorrichtung und ein Spaltmessverfahren bereitgestellt sein, wodurch der Spalt zwischen den Elementen mit einer einfachen Ausgestaltung akkurat gemessen werden kann.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Ausgestaltungsdiagramm einer Messlehre gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Ausgestaltungsdraufsicht der in 3 dargestellten Messlehre.
5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der in 3 dargestellten Messlehre.
6 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
9 ist ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
10 ist ein Ausgestaltungsdiagramm einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
11 ist eine Draufsicht der in 10 dargestellten Messvorrichtung.
12 ist ein Ausgestaltungsdiagramm einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
13 ist ein Ausgestaltungsdiagramm einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
14 ist eine Ansicht einer in 13 dargestellten Messvorrichtung von der Richtung A aus betrachtet.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch angedacht, dass, solange nicht besonders angezeigt, Dimensionen, Materialien, Formen, relative Positionen und ähnliches von in den Ausführungsformen beschriebenen Komponenten nur als illustrativ interpretiert werden sollten und nicht dazu gedacht sind den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
1 und 2 sind jeweils ein schematisches Diagramm eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. In 1 und 2 ist eine Messvorrichtung 1 dargestellt, die bei einer Messung der Größe Dg des Spalts bzw. Zwischenraums (Außenendspalt) G zwischen einer Laufschaufel 6A einer Gasturbine, die das erste Element 6 ist, und einem Gehäuse 8A der Gasturbine, das das zweite Element 8 ist, anzuwenden ist.
Ferner ist 1 eine Ansicht der Messvorrichtung 1 entlang der Laufschaufelflächenrichtung der Rotorlaufschaufel 6A betrachtet und 2 ist eine Ansicht der Messvorrichtung 1 von der Außenendseite zu der Fussseite der Rotorlaufschaufel 6A betrachtet.
Wie in 1 dargestellt umfasst die Messvorrichtung 1 einen Sensor 3 und eine Messlehre 2 zum Halten des Sensors 3.
Wie in 2 dargestellt umfasst der Sensor 3 einen Armabschnitt 4 und einen Sensorabschnitt 5, der an dem Außenendabschnitt des Armabschnitts 4 montiert ist. Der Sensorabschnitt 5 ist ausgestaltet, um die Distanz bzw. den Abstand zu einem Gegenstand, der dem Sensorabschnitt 5 zugewandt ist, zu messen. Der Sensor 3 kann ein Kapazitätssensor oder ein optischer Sensor sein.
Wie in 1 und 2 dargestellt umfasst die Messlehre 2 einen Basisabschnitt 10 und einen Sensorhalteabschnitt 12 und einen ersten Vorsprungabschnitt 14, der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt 10 vorsteht bzw. vorspringt. Der Sensor 3 ist an einer Sensorinstallationsfläche 12a des Sensorhalteabschnitts 12 angeordnet und ist an dem Sensorhalteabschnitt 12 gehalten.
Der erste Vorsprungabschnitt 14 steht von dem Basisabschnitt 10 zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt 12 an der ersten Position (siehe 3), die sich in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a von der Position der Sensorinstallationsfläche 12a (Sensorposition, siehe 3) unterscheidet, (d.h. zu der Richtung der Erstreckung der Sensorinstallationsfläche) vor.
Der erste Vorsprungabschnitt 14 der Messlehre 2, die in 1 und 2 dargestellt ist, umfasst ein Teil des Schaftabschnitts und des Kopfabschnitts eines Bolzens bzw. einer Schraube 15, der bzw. die in ein Gewindeloch, das an dem Basisabschnitt 10 ausgebildet ist, eingeschraubt ist.
Bei einer Ausführungsform kann eine Installationseinheit (z.B. ein flexibler Arm) zum Installieren der Messvorrichtung 1 an einer vorbestimmten Position an dem Basisabschnitt 10 montiert sein.
Um den Spalt zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Gehäuse 8A unter Verwendung der oben beschriebenen Messvorrichtung 1 zu messen, werden zuerst der Sensorhalteabschnitt 12 der Messlehre 2 und der Sensor 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, in den Spalt G zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Gehäuse 8B hinein eingefügt.
Als nächstes werden, während der Sensor 3 und der Sensorhalteabschnitt 12 in dem Spalt G eingefügt sind, der Sensorhalteabschnitt 12 mit einem Abschnitt der Rotorlaufschaufel 6A, der dem Gehäuse 8A (Außenendfläche der Rotorlaufschaufel 6A) zugewandt ist, in Kontakt gebracht, und der erste Vorsprungabschnitt 14 wird mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt gebracht. Zu dieser Zeit kann der erste Vorsprungabschnitt 14 mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt sein, um die Lage des Sensorhalteabschnitts 12 hinsichtlich eines Abschnitts der Rotorlaufschaufel 6A, der dem Gehäuse 8A zugewandt ist, einzustellen.
Ferner wird, während jeder von dem Sensorhalteabschnitt 12 und dem ersten Vorsprungabschnitt 14 mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt ist, eine Messung der Größe Dg des Spalts G durch den Sensor 3 ausgeführt.
Bei einer Ausführungsform ist der Sensorabschnitt 5 des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12, der in 1 dargestellt ist, gehalten ist, und in den Spalt G hinein eingefügt ist, ausgestaltet, um den Abstand d₂ zwischen dem Sensorabschnitt 5 und der Innenwandfläche des Gehäuses 8A, die dem Sensorabschnitt 5 zugewandt ist, zu erfassen. In diesem Fall kann, durch vorhergehendes Erlangen der Dicke d₁ des Sensorhalteabschnitts 12, der den Sensor 3 hält, die Größe Dg des Spalts G zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Gehäuse 8A durch den folgenden Ausdruck erlangt sein: Dg = d₁ + d₂.
Dementsprechend umfasst die Messlehre 2 den Sensorhalteabschnitt 12 und den ersten Vorsprungabschnitt 14, der zu derselben Seite von dem Basisabschnitt 10 an unterschiedlichen Positionen des Basisabschnitts 10 (Sensorposition und die erste Position) vorsteht, und somit kann, wenn der Sensorhalteabschnitt 12 in den zu messenden Spalt G zwischen dem ersten Element 6 und dem zweiten Element 8 (in dem in 1 dargestellten Beispiel die Rotorlaufschaufel 6A und das Gehäuse 8A) hinein eingefügt ist, der erste Vorsprungabschnitt 14 mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt sein, was es einfacher macht, die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt gehalten ist, hinsichtlich des Gehäuses 8A beizubehalten.
Somit kann durch Verwenden der oben beschriebenen Messlehre 2 der Spalt G zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Gehäuse 8A durch eine einfache Ausgestaltung des Vorsehens des ersten Vorsprungabschnitts 14, der von dem Basisabschnitt 10 zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt 12 vorsteht, akkurat gemessen werden.
Als nächstes wird die Messlehre 2 gemäß einigen Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
3 ist ein Ausgestaltungsdiagramm einer Messlehre gemäß einer Ausführungsform (Messlehre 2, die die in 1 dargestellte Messvorrichtung bildet). 4 ist eine Ausgestaltungsdraufsicht der Messlehre 2, die 3 dargestellt ist. In 3 und 4 sind Installationseinheiten 42 nicht dargestellt.
Ferner ist 5 eine teilweise vergrößerte Ansicht der Messlehre 2, die in 3 dargestellt ist.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Messlehre 2 ein bewegliches Teil, das hinsichtlich des Basisabschnitts 10 verlagert sein kann, und eine Vorbelastungseinheit zum Vorbelasten bzw. Vorspannen des beweglichen Teils.
Die in 2 und 3 dargestellte Messlehre 2 umfasst eine spiralförmige bzw. schraubenförmige Torsionsfeder 18 als die Vorbelastungseinheit. Die spiralförmige Torsionsfeder 18 ist parallel zu der Sensorinstallationsfläche 12a und ist um die Linie L₁, die orthogonal zu der Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts 12 von dem Basisabschnitt 10 ist, herum angeordnet.
Wie in 4 und 5 dargestellt ist eine Hülse 34 in der radialen Innenseite der spiralförmigen Torsionsfeder 18 eingefügt und ein Bolzen bzw. eine Schraube 35 ist in der radialen Innenseite der Hülse 34 entlang der Linie L₁ eingefügt. Der Bolzen 35 ist teilweise in ein Gewindeloch, das an dem Basisabschnitt 10 ausgebildet ist, eingeschraubt. Die Mittelposition der spiralförmigen Torsionsfeder 18 ist also durch die Buchse 34 oder den Bolzen 35 begrenzt.
Ferner ist eine Platte bzw. ein Teller 33 zwischen dem Kopfabschnitt des Bolzens 35 und der spiralförmigen Torsionsfeder 18 angeordnet und die Position der spiralförmigen Torsionsfeder 18 hinsichtlich der Linie L₁ ist begrenzt.
Die spiralförmige Torsionsfeder 18 umfasst einen ersten Arm 20, der ein freies Ende der spiralförmigen Torsionsfeder 18 ist, einen zweiten Arm 24, der dem ersten Arm 20 gegenüberliegt, und einen Spiralabschnitt bzw. Spulenabschnitt 26, der zwischen dem ersten Arm 20 und dem zweiten Arm 24 positioniert ist.
Der erste Arm 20 umfasst einen Außenendabschnitt 21 und einen Fußabschnitt 22, der näher an dem Spiralabschnitt 26 positioniert ist als der Außenendabschnitt 21. Der Fußabschnitt 22 erstreckt sich von dem Spiralabschnitt 26 zu der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite der ersten Position (siehe 3) über die Sensorposition (siehe 3). Ferner ist der Außenendabschnitt 21 zu der Sensorposition hinsichtlich des Fußabschnitts 22 gebogen.
Der Außenendabschnitt 21 ist ein bewegliches Teil, das hinsichtlich des Basisabschnitts 10 verlagert sein kann. Der Außenendabschnitt 21, der ein bewegliches Teil ist, ist ausgestaltet, um durch die elastische Kraft der spiralförmigen Torsionsfeder 18 zu der gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition (in der Vorbelastungsrichtung, die durch einen Pfeil in 3 angezeigt ist) in einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a vorgespannt zu sein.
Wie oben beschrieben kommt in einem Fall, in dem die Messlehre 2 den Außenendabschnitt 21 des ersten Arms 20, der ein bewegliches Teil ist, und die spiralförmige Torsionsfeder 18, die eine Vorbelastungseinheit ist, umfasst, wenn der Sensorhalteabschnitt 12 in den zu messenden Spalt G eingefügt ist, der Außenendabschnitt 21 des ersten Arms 20, der ein bewegliches Teil ist, mit dem Gehäuse 8A (siehe 1), das den zu messenden Spalt G bildet, in Kontakt. Ferner ist an dem Kontaktpunkt P₁ , wo der erste Arm 20 mit dem Gehäuse 8A in Kontakt kommt, die Position des Außenendabschnitts 21 (bewegliches Teil) durch das Gehäuse 8A begrenzt und somit wird der Basisabschnitt 10 in einer Richtung weg von dem Gehäuse 8A (Richtung zu der Rotorlaufschaufel 6A (siehe 1), die den Spalt G bildet) durch die Vorbelastungskraft, die durch die spiralförmige Torsionsfeder 18 aufgebracht wird, gedrückt. Folglich wird der Sensorhalteabschnitt 12, der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt 10 vorsteht, gegen die Rotorlaufschaufel 6A, die den Zwischenraum G bildet, gedrückt. Dementsprechend kann, durch Drücken des Sensorhalteabschnitts 12 der Messlehre 2 gegen die Rotorlaufschaufel 6A, die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich der Rotorlaufschaufel 6A zuverlässiger beibehalten sein.
Darüber hinaus umfasst bei der oben beschriebenen Ausführungsform der erste Arm 20 (bewegliches Teil) der spiralförmigen Torsionsfeder 18 einen Fußabschnitt 22, der sich von dem Spiralabschnitt 26 zu der gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition erstreckt, und einen Außenendabschnitt 21, der zu der Sensorposition von dem Fußabschnitt 22 gebogen ist, und wobei der erste Arm 20 eine gebogene Form aufweist, sodass der Außenendabschnitt 21 zu der Sensorposition ausweicht. Somit ist es unwahrscheinlich, dass, wenn der Sensorhalteabschnitt 12 in den zu messenden Spalt G eingefügt ist, der erste Arm 20 an der Innenwandfläche des Gehäuses 8A, das den Spalt G bildet, festhängt bzw. gefangen wird und der Sensorhalteabschnitt 12 kann problemlos in den Spalt G hinein eingefügt werden.
Wie in 4 dargestellt ist die Messlehre 2, wenn auf die Sensorinstallationsfläche 12a projiziert, parallel zu der Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts 12 von dem Basisabschnitt 10 und umfasst ein Paar von spiralförmigen Torsionsfedern (Vorbelastungseinheiten 18A, 18B), die an beiden Seiten über die Linie L₂, die durch die Mittelposition des Sensors 3 hindurchtritt, angeordnet sind.
Ferner ist wie in 1 und 3 in einer Seitenansicht der Messlehre 2 jeweils die eine des Paars von spiralförmigen Torsionsfedern (18A, 18B), die von der Seite sichtbar ist, als die spiralförmige Torsionsfeder 18 dargestellt.
In diesem Fall sind das Paar von spiralförmigen Torsionsfedern (18A, 18B) über die Linie L₂, die durch die Mittelposition des Sensors 3 hindurchtritt und parallel zu der Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts 12 ist, angeordnet, wodurch ein teilweiser Kontakt des Sensorhalteabschnitts 12 mit der Rotorlaufschaufel 6A (siehe 1) verhindert werden kann und der Sensor 3 in einer geeigneten Lage hinsichtlich der Rotorlaufschaufel 6A gehalten werden kann.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Basisabschnitt 10 der Messlehre 2 eine Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28, die ausgestaltet ist, um eine Reaktionskraft bzw. reaktive Kraft der elastischen Kraft der spiralförmigen Torsionsfeder 18 durch Kontakt mit dem zweiten Arm 24 aufzunehmen. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform kann die Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28 durch eine Außenendfläche des Schaftabschnitts des Bolzens 31 ausgebildet sein.
Durch Aufnehmen der Reaktionskraft der elastischen Kraft der spiralförmigen Spiralfeder 18 mit der Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28, die mit dem zweiten Arm 24 in Kontakt ist, kann die elastische Kraft (Vorbelastungskraft) der spiralförmigen Torsionsfeder 18 zuverlässig auf den ersten Arm 20 aufgebracht werden, wenn der erste Arm 20 (bewegliches Teil) mit der Rotorlaufschaufel 6A, die den zu messenden Spalt G bildet, in Kontakt ist. Dementsprechend kann durch die elastische Kraft (Vorbelastungskraft) der spiralförmigen Torsionsfeder 18, der Sensorhalteabschnitt 12 zuverlässig in eine Richtung weg von der Rotorlaufschaufel 6A (in eine Richtung zu der Rotorlaufschaufel 6A, die den Spalt G bildet) zusammen mit dem Basisabschnitt 10 gedrückt sein. Dementsprechend kann durch zuverlässiges Drücken des Sensorhalteabschnitts 12 der Messlehre 2 gegen die Rotorlaufschaufel 6A, die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich der Rotorlaufschaufel 6A zuverlässiger beibehalten sein.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Messlehre 2 ferner einen Federkraft-Einstellabschnitt 30 zum Bewegen der Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28 und Einstellen der Position des ersten Arms 20, der in einem natürlichen Zustand der spiralförmigen Torsionsfeder 18 ein bewegliches Teil ist.
Bei einer Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, umfasst der Federkraft-Einstellabschnitt 30 einen Bolzen bzw. eine Schraube 31, der bzw. die in ein auf dem Basisabschnitt 10 ausgebildetes Gewindeloch eingeschraubt ist, und eine Mutter 32, die mit dem Bolzen 31 in Eingriff bzw. verschraubt ist.
Mit dem Federkraft-Einstellabschnitt 30 kann die Position des ersten Arms 20, wenn die spiralförmige Torsionsfeder 18 in einem natürlichen Zustand ist, eingestellt werden. Somit kann, durch Verwenden des Federkraft-Einstellabschnitts 30, um die Position des ersten Arms 20 auf eine Position, die für die Größe des zu messenden Spalts G geeignet ist, einzustellen, eine geeignete Druckkraft von dem Element, das mit dem ersten Arm 20 in Kontakt ist (z.B. das Gehäuse 8A in 1), wenn der Sensorhalteabschnitt 12 in dem zu messenden Spalt G eingefügt ist, erlangt werden. Dementsprechend kann die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich des Elements (z.B. der Rotorlaufschaufel 6A ein 1) zuverlässiger beibehalten werden.
Nun wird mit Bezug auf 5 ein Einstellen der Position des ersten Arms 20 durch den Federkraft-Einstellabschnitt 30 beschrieben.
Um die Position des ersten Arms 20 in dem neutralen Zustand der spiralförmigen Torsionsfeder 18 einzustellen, wird der Einschraubwert des Bolzens 31 in den Basisabschnitt 10 eingestellt und die Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28, die mit dem zweiten Arm 24 der spiralförmigen Torsionsfeder 18 in Kontakt ist (Außenendfläche des Schaftabschnitts des Bolzens 31), wird bewegt.
Beispielsweise bewegt sich, wenn der Bolzen 31 weiter um Δx, wie durch die durchgezogene Linie und die zweifach gepunktete Strichlinie in 3 dargestellt, eingeschraubt wird, die Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28 ebenfalls in der Axialrichtung um Δx. Darüber hinaus bewegt sich der zweite Arm 24 der spiralförmigen Torsionsfeder 18, die mit der Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28 in Kontakt ist, drehend um den Mittelpunkt der spiralförmigen Torsionsfeder 18 in Übereinstimmung mit der Bewegung der Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28. Darüber hinaus bewegt sich in Übereinstimmung mit der drehenden Bewegung des zweiten Arms 24, der erste Arm 20 der spiralförmigen Torsionsfeder 18 ebenfalls drehend um den Mittelpunkt der spiralförmigen Torsionsfeder 18 wie der zweite Arm 24 und die Höhenposition des ersten Arms 20, der ein bewegliches Teil ist, ändert sich um Δy.
Somit kann durch Einstellen des Einschraubwerts Δx des Bolzens 31, die Höhenrichtungsposition des ersten Arms 20, der ein bewegliches Teil ist, eingestellt werden.
Dementsprechend kann sich durch Bewegen der Reaktionskraft-Aufnahmefläche 28 der erste Arm 20 in einer Position befinden, die für die Größe des zu messenden Spalts geeignet ist. Beispielsweise kann, um einen relativ großen Spalt zu messen, die Höhenrichtungsposition des ersten Arms 20 eingestellt sein, um relativ hoch zu sein. Alternativ kann, um einen relativ kleinen Spalt zu messen, die Höhenrichtungsposition des ersten Arms 20 eingestellt sein, um relativ niedrig zu sein. Dementsprechend kann eine Vorbelastungskraft der spiralförmigen Torsionsfeder 18 erlangt werden, die für die Messung des zu messenden Spalts geeignet ist und dadurch kann der Sensorhalteabschnitt 12 geeignet gegen das Element, das den zu messenden Spalt bildet, gedrückt werden.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Messlehre 2 ferner einen Federposition-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen der Position des Mittelpunkts der spiralförmigen Torsionsfeder 18.
Bei der in 4 und 5 dargestellten Messlehre 2 ist der Federposition-Bestimmungsabschnitt die Hülse 34 oder der Bolzen 35, die an der radialen Innenseite der spiralförmigen Torsionsfeder 18 angeordnet sind.
Bei einer Ausführungsform kann der Federposition-Bestimmungsabschnitt beispielsweise eine Buchse sein, die so angeordnet ist, dass sie die radiale Außenseite der spiralförmigen Torsionsfeder 18 umgibt oder ein Führungsloch, das an dem Basisabschnitt 10 so angeordnet ist, dass es die radiale Außenseite der spiralförmigen Torsionsfeder 18 umgibt.
Da es möglich ist, die Mittelposition der spiralförmigen Torsionsfeder 18 mit dem Federposition-Bestimmungsabschnitt zu begrenzen, kann eine Druckkraft von dem Element, das mit dem ersten Arm 20 in Kontakt ist (z.B. das in 1 dargestellte Gehäuse 8A), erlangt werden, und somit kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich des Elements (z.B. die in 1 dargestellte Rotorlaufschaufel 6A) zuverlässiger beibehalten werden.
Die in 1 und 3 dargestellte Messlehre 2 umfasst ferner einen zweiten Vorsprungabschnitt 36, der von dem Basisabschnitt 10 zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt 12 an der zweiten Position (siehe 3), die sich von der Sensorposition und der ersten Position unterscheidet, in die Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a vorsteht.
Der in 1 und 3 dargestellte zweite Vorsprungabschnitt 36 umfasst den Kopfabschnitt des Bolzens 37, dessen Schaftabschnitt in das Gewindeloch, das auf dem Basisabschnitt 10 ausgebildet ist, eingeschraubt ist.
Dementsprechend kann, in einem Fall, in dem der zweite Vorsprungabschnitt 36 zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt 12 von dem Basisabschnitt 10 vorsteht, an der zweiten Position angeordnet ist, die sich von der Sensorposition und der ersten Position unterscheidet, der erste Vorsprungabschnitt 14 und der zweite Vorsprungabschnitt 36 mit einem der zwei Elemente, die den Spalt G (Rotorlaufschaufel 6A in 1) bilden, in Kontakt gebracht werden. Dementsprechend kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich des Elements (Rotorlaufschaufel 6A in 1) zuverlässiger beibehalten werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann zumindest einer des ersten Vorsprungabschnitts 14 oder des zweiten Vorsprungabschnitts 36 einen Magnet umfassen.
Beispielsweise kann wie in 3 dargestellt der erste Vorsprungabschnitt 14 einen Magnet 38 umfassen, der an einem Vertiefungsabschnitt 46, der an dem Kopfabschnitt des Bolzens 15 ausgebildet ist, angeordnet ist. Darüber hinaus kann der zweite Vorsprungabschnitt 36 einen Magnet 39 umfassen, der an einem Vertiefungsabschnitt 48, der an dem Kopfabschnitt des Bolzens 37 ausgebildet ist, angeordnet ist.
Wie oben beschrieben umfassen der erste Vorsprungabschnitt 14 oder der zweite Vorsprungabschnitt 36 den Magnet 38 oder den Magnet 39 und somit kann das Element, das den zu messenden Spalt G bildet, mit dem Magnet 38 oder dem Magnet 39 angezogen werden. Dementsprechend kann die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich des Elements (z.B. Rotorlaufschaufel 6A in 1) zuverlässiger beibehalten werden.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Messlehre 2 ferner einen Vorsprungwert-Einstellabschnitt 40 zum Einstellen des Vorsprungwerts des ersten Vorsprungabschnitts 14 von dem Basisabschnitt 10.
Beispielsweise umfasst bei dem in 3 dargestellten Beispiel der Vorsprungwert-Einstellabschnitt 40 einen Bolzen 15, der in ein Gewindeloch eingeschraubt ist, das an dem Basisabschnitt 10 ausgebildet ist, und eine Mutter 16, die mit dem Bolzen 15 verschraubt ist. Mit dem Vorsprungwert-Einstellabschnitt 40 kann, durch Einstellen des Einschraubwerts des Bolzens 15 hinsichtlich des Gewindelochs, der Vorsprungwert des ersten Vorsprungabschnitts 14 eingestellt werden.
Mit dem Vorsprungwert-Einstellabschnitt 40 kann der Vorsprungwert des ersten Vorsprungabschnitts 14 von dem Basisabschnitt 10 in Übereinstimmung mit der Form des Elements, an dem der Sensorhalteabschnitt 12 angeordnet ist (z.B. Rotorlaufschaufel 6A in 1) eingestellt werden. Dementsprechend kann die Lage des Sensors, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich des Elements zuverlässiger beibehalten werden. Ferner kann auf diese Weise die Größen von Spalten, die durch Elemente gebildet sind, die unterschiedliche Formen aufweisen, geeignet gemessen werden.
Der Vorsprungwert des ersten Vorsprungabschnitts 14 kann durch Einstellen des Vorsprungwerts des Magneten 38 von dem Kopfabschnitt des Bolzens 15 an dem ersten Vorsprungabschnitt 14 eingestellt werden.
Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 2 ferner einen Vorsprungwert-Einstellabschnitt zum Einstellen des Vorsprungwerts des zweiten Vorsprungabschnitts 36 von dem Basisabschnitt 10 umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen sind der erste Vorsprungabschnitt 14 und der zweite Vorsprungabschnitt 36 an unterschiedlichen Positionen in der Erstreckungsrichtung der Sensorinstallationsfläche 12a positioniert.
Beispielsweise weist, wie die in 1 dargestellte Rotorlaufschaufel 6A, eine Rotorlaufschaufel einer typischen Gasturbine eine Laufschaufeldicke auf, die sich allmählich in der Höhenrichtung der Rotorlaufschaufel ändert (in 1 eine Richtung entlang der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a) und die Laufschaufeldicke verringert sich typischerweise zu dem Außenende hin.
In dieser Hinsicht kann, mit dem ersten Vorsprungabschnitt 14 und dem zweiten Vorsprungabschnitt 36, die an unterschiedlichen Positionen in der Erstreckungsrichtung der Sensorinstallationsfläche 12a positioniert sind, die Lage des Sensors 3, der durch den Sensorhalteabschnitt 12 gehalten ist, hinsichtlich eines Elements mit einer variierenden Dicke in einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a wie die Rotorlaufschaufel zuverlässiger beibehalten werden.
Durch Einstellen des Vorsprungwerts des ersten Vorsprungabschnitts 14 mit dem Vorsprungwert-Einstellabschnitt 40, können die Positionen des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 in der Erstreckungsrichtung der Sensorinstallationsfläche 12a differenziert werden bzw. unterschiedlich sein.
6 und 9 sind jeweils schematische Diagramme eines Anwendungsbeispiels einer Messvorrichtung, die eine Messlehre gemäß einer Ausführungsform verwendet.
Von den obigen Zeichnungen ist in 6 und 7 eine Messvorrichtung 1 dargestellt, die anzuwenden ist, um den Spalt zwischen der Rotorlaufschaufel 6B oder 6C der Gasturbine, die eine von dem in 1 dargestellten Beispiel unterschiedliche Form aufweisen, und dem Gehäuse 8B oder 8C der Gasturbine zu messen.
Die in 6 dargestellte Rotorlaufschaufel 6B weist einen Querschnitt in der Laufschaufeldickenrichtung auf, der eine konvexe gebogene bzw. gekrümmte Form zu dem Basisabschnitt 10 der Messlehre 2 aufweist. Demgegenüber weist die in 7 dargestellte Rotorlaufschaufel 6C einen Querschnitt in der Laufschaufeldickenrichtung auf, der eine konvexe, gebogene bzw. gekrümmte Form entgegengesetzt dem Basisabschnitt 10 der Messlehre 2 auf.
In einem Fall, in dem das erste Element 6, das zu messen ist, eine gekrümmte bzw. gebogene Form wie oben beschrieben aufweist, kann durch Einstellen des Vorsprungwerts des ersten Vorsprungabschnitts 14 und/oder des zweiten Vorsprungabschnitts 36, um an die Form des ersten Elements 6 zu passen, die Lage des Sensorhalteabschnitts 12 und des Sensors 3 hinsichtlich des ersten Elements 6 zuverlässiger beibehalten werden.
Ferner ist in 8 und 9 eine Messvorrichtung 1 dargestellt, die anzuwenden ist, um den Spalt zwischen einer Dichtrippe 44D oder 44E, die an dem Außenende der Rotorlaufschaufel 6D oder 6E der Dampfturbine angeordnet ist, und dem Gehäuse 8D oder 8E der Dampfturbine zu messen.
Dementsprechend sind die Messlehre 2 und die Messvorrichtung 1 gemäß einiger Ausführungsformen in der Lage, den Spalt zwischen anderen Elementen als der Rotorlaufschaufel und dem Gehäuse der Gasturbine zu messen.
Ferner ist in 9 der Außenendabschnitt der Dichtrippe 44E so angeordnet, dass er hinsichtlich der Laufschaufeldickenrichtung geneigt bzw. schräg ist (d.h. die Dichtrippe 44 ist eine schräge Dichtrippe). In diesem Fall kann, wie in 9 dargestellt, der Sensorhalteabschnitt 12, der dem Außenende der Dichtrippe 44E zugewandt ist, eine Form aufweisen, die der Neigung der Dichtrippe 44E entspricht. Dementsprechend kann von dem ersten Element 6, das den zu messenden Spalt bildet (hier die Rotorlaufschaufel , die die Dichtrippe 44E umfasst) unter Verwendung des Sensorhalteabschnitts, der der Form eines Abschnitts, der dem Sensorhalteabschnitt 12 zugewandt ist, entspricht, die Lage des Sensorhalteabschnitts 12 und des Sensors 3 hinsichtlich des ersten Elements 6 zuverlässiger beibehalten werden.
Bei einigen Ausführungsformen befindet sich bei der Messlehre 2 wie in 3 dargestellt die erste Position, wo der erste Vorsprungabschnitt 14 von dem Basisabschnitt 10 vorsteht, an der gegenüberliegenden Seite der Sensorposition über den Schwerpunkt C_G der Messlehre 2 in einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a.
Wie oben beschrieben wird, mit dem ersten Vorsprungabschnitt 14, der von der ersten Position vorsteht und sich an der gegenüberliegenden Seite zu der Sensorposition über den Schwerpunkt C_G der Messlehre 2 befindet, der Abstand zu dem ersten Vorsprungabschnitt 14 von dem Kontaktpunkt zwischen dem Sensorhalteabschnitt 12 und dem ersten Element, das den zu messenden Spalt G bildet (Rotorlaufschaufel 6 in 1), relativ groß und somit kann um den Kontaktpunkt herum das Moment aufgrund des Gewichts der Messlehre 2 mit dem Moment aufgrund der Kraft des Drückens des ersten Vorsprungabschnitts 14 zurück von dem ersten Element ausgeglichen bzw. aufgehoben sein. Somit kann die Lage der Messlehre 2 noch weiter stabilisiert werden.
10 und 14 sind jeweils ein Ausgestaltungsdiagram einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. 11 ist eine Draufsicht auf die in 10 dargestellte Messvorrichtung. Darüber hinaus ist 14 eine Ansicht der in 13 dargestellten Messvorrichtung von einer Richtung A aus betrachtet (siehe den Pfeil in 13).
Bei einigen Ausführungsformen umfasst, wie in 10 bis 14 dargestellt, die Messvorrichtung 1 ferner einen Kontakterfassungsabschnitt 50. Der Kontakterfassungsabschnitt 50 ist ausgestaltet, um einen Kontakt zwischen zumindest einem Vorsprungabschnitt von zumindest einem Vorsprungabschnitt der Messlehre 2 (in dem dargestellten Beispiel dem ersten Vorsprungabschnitt 14 und dem zweiten Vorsprungabschnitt 36) und dem Element, das mit dem Sensorhalteabschnitt 12 in Kontakt zu bringen ist, des ersten Elements 6 oder des zweiten Elements 8, die den zu messenden Spalt G bilden (in dem dargestellten Beispiel die Rotorlaufschaufel 6A, die das erste Element 6 ist), zu erfassen.
Bei der in 10 und 12 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst der Kontakterfassungsabschnitt 50 eine Kamera 52 (Bildgebungsabschnitt), die ausgestaltet ist, um ein Bild des Außenendabschnitts des zweiten vorstehenden Abschnitts 36 und einem Abschnitt der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element 6), das dem Außenendabschnitt 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 zugewandt ist, aufzunehmen. Darüber hinaus umfasst bei der in 13 und 14 dargestellten Ausführungsform der Kontakterfassungsabschnitt 50 Kontaktsensoren 62a, 62b, die ausgestaltet sind, um einen Kontakt zwischen den Außenendabschnitten 14a, 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 und Abschnitten der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element 6), die den Außenendabschnitten 14a, 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 zugewandt sind, zu erfassen.
Mit dem Kontakterfassungsabschnitt 50 kann der Spalt G mit der Messvorrichtung 1 gemessen werden, während sichergestellt ist, dass der Vorsprungabschnitt (der erste Vorsprungabschnitt 14 oder zweite Vorsprungabschnitt 36) der Messlehre 2 mit dem ersten Element 6 (Rotorlaufschaufel 6A) in Kontakt ist. Somit kann der Spalt G akkurat und zuverlässiger gemessen werden.
Beispielsweise kann in einem Fall, wo die Messlehre 2 eine Vielzahl von Vorsprungabschnitten (z.B. den ersten Vorsprungabschnitt 14 und den zweiten Vorsprungabschnitt 36 in der dargestellten Ausführungsform) in einem Zustand, indem der Sensorhalteabschnitt 12 nicht mit dem Außenendabschnitt der Rotorlaufschaufel 6A (Abschnitt, der dem Gehäuse 8A zugewandt ist) in Kontakt ist, aufweist, ein Operator der Messvorrichtung 1 mit den Sinnen bestimmen, ob die Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt mit einem der Vielzahl von Vorsprungabschnitten (z.B. dem ersten Vorsprungabschnitt 14) ist. Jedoch ist es, wenn ein Vorsprungabschnitt (z.B. der erste Vorsprungabschnitt 14) in Kontakt mit der Rotorlaufschaufel 6A ist, für den Operator der Messvorrichtung 1 mit den Sinnen schwierig zu bestimmen, ob die Rotorlaufschaufel 6A mit einem anderen Vorsprungabschnitt (z.B. dem zweiten Vorsprungabschnitt 36), der sich von dem Vorsprungabschnitt, der mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt ist, unterscheidet, in Kontakt ist.
Selbst in diesem Fall kann mit dem Kontakterfassungsabschnitt 50 der Spalt G mit der Messvorrichtung 1 gemessen werden, während bestätigt ist, dass der Vorsprungabschnitt (der erste Vorsprungabschnitt 14 zweite Vorsprungabschnitt 36) der Messlehre 2 mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt ist. Somit kann der Spalt G akkurat und zuverlässiger gemessen werden.
Bei der in 10 bis 12 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst der Kontakterfassungsabschnitt 50 eine Kamera 52 (Bildgebungsabschnitt), die ausgestaltet ist, um ein Bild des Außenendabschnitts 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 und eines Abschnitts der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element 6), das dem Außenendabschnitt 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 zugewandt ist, aufzunehmen. Das durch die Kamera 52 aufgenommene Bild wird zu einer nicht dargestellten Bildaufnahme/Darstellungsvorrichtung ausgegeben. Durch visuelles Wahrnehmen des Bildes, das auf der Bildaufnahmen/Darstellungsvorrichtung dargestellt ist, kann der Kontaktzustand zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Außenendabschnitt 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 der Messlehre 2 bestätigt werden.
Die in 10 und 11 dargestellte Kamera 52 ist an dem Basisabschnitt 10 der Messlehre 2 über den Arm 54 montiert und kann die Position und die Richtung der Kamera 52 durch Bewegen des Arms 54 einstellen. Mit der Kamera 52 kann, durch Aufnehmen des Bilds des Außenendabschnitts 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 und des Abschnitts der Rotorlaufschaufel 6A, die dem Außenendabschnitt 36a zugewandt ist, erfasst werden, ob die Rotorlaufschaufel 6A mit dem Außenendabschnitt 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 in Kontakt ist.
Bei der in 12 dargestellten Ausführungsform sind eine Vielzahl von Rotorlaufschaufeln 6A in der Umfangsrichtung des Rotors angeordnet, um eine Laufschaufelreihe 60 zu bilden und eine Vielzahl von Leitschaufeln 72 sind in der Umfangsrichtung des Rotors angeordnet, um eine Leitschaufelreihe 70 zu bilden. Die Laufschaufelreihe 60 und die Leitschaufelreihe 70 sind so angeordnet, dass sie in der Rotoraxialrichtung aneinander angrenzen.
Die in 12 dargestellte Kamera 52 ist an einer Laufschaufel oder Leitschaufel, die sich von der Rotorlaufschaufel 6A, die den zu messenden Spalt bildet (erstes Element 6), d.h. die Rotorlaufschaufel 6A, an der die Messlehre angeordnet ist, unterscheidet. Genauer gesagt ist die in 12 dargestellte Kamera 52 an einer Leitschaufel 72, die die Leitschaufelreihe 70 bildet, die an die Laufschaufelreihe 60 angrenzt, die durch die Rotorlaufschaufel 6A gebildet ist, über einen Clip 56 mit der Messlehre 2 montiert.
Bei dieser Ausführungsform sind die Messlehre 2 und die Kamera 52 jeweils mit Handgriffen 43, 59 über flexible Arme (Installationseinheiten 42, 58) verbunden. Der Operator kann die Position und die Richtung der Messlehre 2 und der Kamera 52 durch direktes Halten der Handgriffe 43, 59 mit den Händen oder durch Betätigen der flexiblen Arme (Installationseinheiten 42, 58) mit einem Roboter oder ähnlichem betätigen.
Mit der Kamera 52 kann, durch Aufnehmen eines Bildes des Außenendabschnitts 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 und des Abschnitts der Rotorlaufschaufel 6A, der dem Außenendabschnitt 36a zugewandt ist, erfasst werden, ob die Rotorlaufschaufel 6A mit dem Außenendabschnitt 36a des zweiten Vorsprungabschnitts 36 in Kontakt ist.
Darüber hinaus umfasst bei der in 13 und 14 dargestellten Ausführungsform der Kontakterfassungsabschnitt 50 Kontaktsensoren 62a bis 62c, die an den Außenendabschnitten 14a, 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 angeordnet sind. Die Kontaktsensoren 62a bis 62c können jeweils an den Flächen der Magneten 38, 39 (siehe 3), die die Außenendabschnitte 14a, 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 bilden, angeordnet sein.
Die Kontaktsensoren 62a bis 62c können Tasterkontaktsensoren sein, die einen Kontakt zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und den Außenendabschnitten 14a, 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 und des zweiten Vorsprungabschnitts 36 durch den Druck, der von der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element 6) aufgenommen wird, erfassen.
In diesem Fall sind die Kontaktsensoren 62a bis 62c mit unterschiedlichen Lampen verbunden und eine entsprechende der Lampen kann aufleuchten, wenn einer der Kontaktsensoren 62a bis 62c einen Kontakt zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Außenendabschnitt 14a oder 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 oder des zweiten Vorsprungabschnitts 36 erfasst.
Alternativ können die Kontaktsensoren 62a bis 62c mit einer Lampe verbunden sein und die Lampe kann aufleuchten, wenn einer der Kontaktsensoren 62a bis 62c einen Kontakt zwischen der Rotorlaufschaufel 6A und dem Außenendabschnitt 14a oder 36a des ersten Vorsprungabschnitts 14 oder des zweiten Vorsprungabschnitts 36 erfasst.
Dementsprechend kann mit dem Aufleuchten und dem Ausgehen der Lampe bestätigt werden, ob die Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt ist.
In einem Fall, in dem der erste Vorsprungabschnitt 14, der zweite Vorsprungabschnitt 36 und der Basisabschnitt 10 der Messlehre 2 aus einem leitenden Material (z.B. Aluminium) ausgebildet sind, können die Kontaktsensoren 62a bis 62c jeweils eine Elektrode umfassen und der Kontakterfassungsabschnitt 50 kann ausgestaltet sein, um eine Leitung bzw. einen Fluss von Elektrizität zwischen zwei der Elektroden zu erfassen. Beispielsweise kann der Kontakterfassungsabschnitt 50 ausgestaltet sein, um eine Leitung von Elektrizität zwischen dem Kontaktsensor 62a und dem Kontaktsensor 62b oder zwischen dem Kontaktsensor 62a und dem unteren Kontaktsensor 62c zu erfassen.
Beispielsweise kann also, wenn Spannung zwischen der Elektrode des Kontaktsensors 62a und der Elektrode des Kontaktsensors 62c aufgebracht wird, wenn eine Leitung von Elektrizität zwischen den Elektroden erfasst wird, bestätigt werden, dass der erste Vorsprungabschnitt 14, der den Kontaktsensoren 62a umfasst, mit der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element 6) in Kontakt ist und der zweite Vorsprungabschnitt 36, der den Kontaktsensor 62b umfasst, mit der Rotorlaufschaufel 6A ein Kontakt ist.
Darüber hinaus kann beispielsweise, wenn Spannung zwischen der Elektrode des Kontaktsensors 62a und der Elektrode des Kontaktsensors 62c aufgebracht wird, wenn eine Leitung von Elektrizität zwischen den Elektroden erfasst wird, bestätigt werden, dass der erste Vorsprungabschnitt 14, der den Kontaktsensoren 62a umfasst, mit der Rotorlaufschaufel 6A (erstes Element) in Kontakt ist, und der zweite Vorsprungabschnitt 36, der den Kontaktsensoren 62c umfasst, mit der Rotorlaufschaufel 6A in Kontakt ist.
Wie oben beschrieben kann mit dem Kontakterfassungsabschnitt 50 der Spalt G mit der Messvorrichtung 1 gemessen werden, während bestätigt wird, dass der Vorsprungabschnitt (der erste Vorsprungabschnitt 14 oder der zweite Vorsprungabschnitt 36) der Messlehre mit dem ersten Element 6 (Rotorlaufschaufel 6A) in Kontakt ist.
Beispielsweise sind bei dem Beispiel gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen die Messlehre 2 und die Messvorrichtung 1 angewendet, um den Außenendspalt der Rotorlaufschaufel einer Gasturbine oder einer Dampfturbine zu messen. Nichtsdestotrotz ist ein Messzielobjekt der Messlehre 2 und der Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt und die Messlehre 2 und die Messvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung können verwendet sein, um den Spalt zwischen Elementen von verschiedenen Maschinen zu messen.
Ferner umfasst bei den oben beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise die Messlehre 2 den Außenendabschnitt 21 der spiralförmigen Torsionsfeder 18 als ein bewegliches Teil, das hinsichtlich des Basisabschnitts 10 verlagert sein kann, und umfasst die spiralförmigen Torsionsfeder 18 als eine Vorbelastungseinheit zum Vorbelasten bzw. Vorspannen des beweglichen Teils (Außenendabschnitt 21) zu der gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition. Nichtsdestotrotz ist die Messlehre 2 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt.
Obwohl nicht dargestellt kann beispielsweise bei einer anderen Ausführungsform die Messlehre 2 ein Druckstück bzw. einen Plunger, der ausgestaltet ist, um in einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a als ein bewegliches Teil, das hinsichtlich des Basisabschnitts 10 verlagert werden kann, verlagert zu werden, und eine Vorbelastungseinheit, die das Druckstück zu der gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition vorbelasten kann, umfassen.
In diesem Fall kann die Messlehre 2 als eine Vorbelastungseinheit zum Vorbelasten des Druckstücks eine Spiralfeder umfassen, die eine elastische Kraft in eine Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche 12a (siehe 1) erzeugen kann. Darüber hinaus kann die Messlehre 2 eine Federkraft-Einstellabschnitt (z.B. Federkraft-Einstellschraube) zum Einstellen der Position des Druckstücks umfassen, wenn die Spiralfeder in einem natürlichen Zustand ist. Durch Verwenden des Federkraft-Einstellabschnitts, um die Position des Druckstücks auf eine für die Größe des zu messenden Spalts G geeignete Position einzustellen, kann eine geeignete Druckkraft von dem Element, das mit dem Druckstück in Kontakt ist, erlangt werden, wenn der Sensorhalteabschnitt 12 in den zu messenden Spalt G eingefügt ist.
Alternativ kann die Messlehre 2, die das oben beschriebenen Druckstück als ein bewegliches Teil aufweist, als eine Vorbelastungseinheit zum Vorbelasten des Druckstücks einen Fluiddruck-Erzeugungsmechanismus zum Vorbelasten des Druckstücks mit einem Fluiddruck umfassen. In diesem Fall kann das Druckstück durch Wasserdruck, Öldruck oder Luftdruck unter Verwendung eines Fluiddruck-Erzeugungsmechanismus, dessen Arbeitsfluid beispielsweise Wasser, Öl oder Luft ist, vorgespannt sein.
Ferner sollte bei der vorliegenden Beschreibung ein Ausdruck einer relativen oder absoluten Anordnung wie beispielsweise „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „mittig“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so ausgelegt werden, als ob er nur die Anordnung in einem strikt wörtlichen Sinne beschreibt, sondern auch einen Zustand umfasst, indem die Anordnung durch eine Toleranz oder durch einen Winkel oder einen Abstand relativ verschoben ist, wodurch dieselbe Funktion erreicht werden kann.
Beispielsweise sollte ein Ausdruck eines gleichen Zustandes wie „gleich“, „gleich“ und „einheitlich“ nicht so ausgelegt werden, dass er nur den Zustand beschreibt, in dem das Merkmal strikt gleich ist, sondern auch einen Zustand umfasst, indem es eine Toleranz oder einen Unterschied gibt, der immer noch dieselbe Funktion erreichen kann.
Ferner sollte beispielsweise ein Ausdruck einer Form wie beispielsweise eine rechteckige Form oder eine zylindrische Form nicht als strikt geometrische Form ausgelegt werden, sondern auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeflachten Ecken umfassen, innerhalb derer derselbe Effekt erreicht werden kann.
Demgegenüber sind Ausdrücke wie beispielsweise „umfassen“, „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“ und „gebildet sein“ nicht dazu gedacht andere Komponenten auszuschließen.
Bezugszeichenliste

1: Messlehre
2: Messvorrichtung
2: Sensor
4: Armabschnitt
5: Sensorabschnitt
6: erstes Element
6A bis 6E: Rotorlaufschaufel
8: zweites Element
8A bis 8E: Gehäuse
10: Basisteil
12: Sensorhalteabschnitt
12a: Sensorinstallationsfläche
14: erster Vorsprungabschnitt
14a: Außenendabschnitt
15: Bolzen bzw. Schraube
16: Mutter
18: spiralförmige bzw. schraubenförmige Torsionsfeder
20: erster Arm
21: Außenendabschnitt
22: Fussabschnitt
24: zweiter Arm
26: Spiralabschnitt
28: Reaktionskraft-Aufnahmefläche
30: Federkraft-Einstellabschnitt
31: Bolzen bzw. Schraube
32: Mutter
33: Platte bzw. Teller
34: Buchse
35: Bolzen bzw. Schraube
36: zweiter Vorsprungabschnitt
36a: Außenendabschnitt
37: Bolzen bzw. Schraube
38: Magnet
39: Magnet
40: ersten Vorsprungabschnitt
42: Installationseinheit
43: Handgriff
44D, 44E: Dichtrippe
46: Vertiefungsabschnitt
48: Vertiefungsabschnitt
50: Kontakterfassungsabschnitt
52: Kamera
54: Arm
56: Clip
58: Installationseinheit
59: Handgriff
60: Laufschaufelreihe
62a bis 62c: Kontaktsensor
70: Leitschaufelreihe
72: Leitschaufel
CG: Schwerpunkt
G: Spalt bzw. Zwischenraum
P1: Kontaktpunkt

Claims

Eine Messlehre (2) umfassend: einen Basisabschnitt (10), einen Sensorhalteabschnitt (10), der so angeordnet ist, dass er von dem Basisabschnitt (12) vorsteht und ausgestaltet ist, um einen Sensor (3) zu halten, und einen ersten Vorsprungabschnitt (14,36), der von dem Basisabschnitt (10) zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt (12) an einer ersten Position, die sich hinsichtlich einer Richtung orthogonal zu einer Sensorinstallationsfläche (12a) von einer Sensorposition unterscheidet, die eine Position der Sensorinstallationsfläche (12a) ist, auf der sich der Sensor (3) erstreckt, vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Messlehre (2) ferner umfasst: ein bewegliches Teil, das so angeordnet ist, dass es hinsichtlich des Basisabschnitts (10) verlagert werden kann, und zumindest eine Vorbelastungseinheit, die ausgestaltet ist, um das bewegliche Teil in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche (12a) zu einer gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition vorzubelasten oder vorzuspannen.
Die Messlehre (2) gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine Vorbelastungseinheit ein Paar von Vorbelastungseinheiten umfasst, die parallel zu einer Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts (12) von dem Basisabschnitt (10) sind, wenn sie auf die Sensorinstallationsfläche (12a) projiziert werden, und an gegenüberliegenden Seiten einer Linie (L₂), die durch eine Mittelposition des Sensors (3) hindurchtritt, positioniert sind.
Die Messlehre (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Vorbelastungseinheit eine spiralförmige Torsionsfeder (18) umfasst, die um eine Linie (L₁) herum angeordnet ist, die parallel zur Sensorinstallationsfläche (12a) ist und die orthogonal zu einer Vorsprungrichtung des Sensorhalteabschnitts (12) von dem Basisabschnitt (10) ist, und wobei die spiralförmige Torsionsfeder (18) einen ersten Arm (20) mit einem Außenendabschnitt (21) als das bewegliche Teil umfasst.
Die Messlehre (2) gemäß Anspruch 3, wobei die spiralförmige Torsionsfeder (18) ferner aufweist: einen zweiten Arm (24), der dem ersten Arm (20) gegenüberliegend angeordnet ist, und einen Spiralabschnitt (26), der zwischen dem ersten Arm (20) und dem zweiten Arm (24) angeordnet ist, und wobei der erste Arm (20) einen Fußabschnitt (22), der sich von dem Spiralabschnitt (26) zu einer gegenüberliegenden Seite der ersten Position über die Sensorposition erstreckt, aufweist, und der Außenendabschnitt (21) hinsichtlich des Fußabschnitts (22) zu der Sensorposition gebogen ist.
Die Messlehre (2) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die spiralförmige Torsionsfeder (18) einen/den zweiten Arm (24) umfasst, der dem ersten Arm (20) gegenüberliegend angeordnet ist, und wobei der Basisabschnitt (10) eine Reaktionskraft-Aufnahmefläche (28) aufweist, die ausgestaltet ist, um mit dem zweiten Arm (24) in Kontakt zu sein und eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft der spiralförmigen Torsionsfeder (18) aufzunehmen.
Die Messlehre (2) gemäß Anspruch 5 ferner umfassend: einen Federkraft-Einstellabschnitt (30) zum Bewegen der Reaktionskraft-Aufnahmefläche (28) und Einstellen einer Position des ersten Arms (20) als das bewegliche Teil in einem natürlichen Zustand der spiralförmigen Torsionsfeder (18) .
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, ferner umfassend: einen Federposition-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen einer Position einer Mitte der spiralförmigen Torsionsfeder (18) .
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ferner umfassend: einen zweiten Vorsprungabschnitt (36), der von dem Basisabschnitt (10) zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt (12) an einer zweiten Position, die sich in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche (12a) von der Sensorposition und der ersten Position unterscheidet, vorsteht.
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Vorsprungabschnitt (14,36) einen Magnet (38,39) aufweist.
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ferner umfassend: einen Vorsprungwert-Einstellabschnitt (40) zum Einstellen eines Vorsprungwerts des ersten Vorsprungabschnitts (14) von dem Basisabschnitt (10).
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich die erste Position an einer gegenüberliegenden Seite der Sensorposition in der Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche (12a) über einem Schwerpunkt (C_G) der Messlehre (2) befindet.
Die Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Sensorhalteabschnitt (12) ausgestaltet ist, um, während er in einen durch den Sensor (3) zu messenden Spalt oder Zwischenraum (G) zwischen einem ersten Element (6) und einem zweiten Element (8) eingefügt ist, mit einem Abschnitt des ersten Elements (6), der dem zweiten Element (8) zugewandt ist, in Kontakt zu kommen, und wobei der erste Vorsprungabschnitt (14,36) ausgestaltet ist, um mit dem ersten Element (6) in Kontakt zu kommen und um eine Lage des Sensorhalteabschnitts (12) hinsichtlich des Abschnitts des ersten Elements (6) einzustellen.
Eine Messvorrichtung (1) umfassend: eine Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, und einen Sensor (3), der an dem Sensorhalteabschnitt (12) der Messlehre (2) gehalten ist.
Die Messvorrichtung (1) gemäß Anspruch 13, wobei die Messlehre (2) zumindest einen Vorsprungabschnitt (14,36) aufweist, der von dem Basisabschnitt (10) zu derselben Seite wie der Sensorhalteabschnitt (12) an einer hinsichtlich einer Richtung orthogonal zu der Sensorinstallationsfläche (12a) unterschiedlichen Position von der Sensorposition vorsteht, wobei der Sensorhalteabschnitt (12) ausgestaltet ist, um, während er in einen durch den Sensor (3) zu messenden Spalt oder Zwischenraum (G) zwischen einem ersten Element (6) und einem zweiten Element (8) eingefügt ist, mit einem Abschnitt des ersten Elements (6), der dem zweiten Element (8) zugewandt ist, in Kontakt zu kommen, und wobei die Messvorrichtung (1) ferner einen Kontakterfassungsabschnitt (50) zum Erfassen eines Kontakts zwischen dem ersten Element (6) und dem Vorsprungabschnitt (14,36) umfasst.
Die Messvorrichtung (1) gemäß Anspruch 14, wobei der Kontakterfassungsabschnitt (50) einen Bildgebungsabschnitt (52) umfasst, der ausgestaltet ist, um ein Bild eines Außenendabschnitts (14a,36a) von dem zumindest einen Vorsprungabschnitt (14,36) und einem Abschnitt des ersten Elements (6), das dem Außenendabschnitt (14a,36a) des zumindest einen Vorsprungabschnitts (14,36) zugewandt ist, aufzunehmen.
Die Messvorrichtung (1) gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei der Kontakterfassungsabschnitt (50) einen Kontaktsensor (62a-62c) aufweist, der ausgestaltet ist, um einen Kontakt zwischen einem/dem Außenendabschnitt (14a,36a) von dem zumindest einen Vorsprungabschnitt (14,36) und einem Abschnitt des ersten Elements (6), das dem Außenendabschnitt (14a,36a) des zumindest einen Vorsprungabschnitts (14,36) zugewandt ist, zu erfassen.
Ein Spaltmessverfahren, umfassend: einen Schritt des Bewirkens, dass ein Sensor (3), der an einer Messlehre (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 montiert ist, in einen Spalt oder Zwischenraum (G) zwischen einem ersten Element (6) und einem zweiten Element (8) eintritt, und des Messens einer Größe des Spalts oder Zwischenraums (G) mit dem Sensor (3), und wobei der Schritt des Messens der Größe des Spalts oder Zwischenraums (G) ein Bewirken, dass der Sensorhalteabschnitt (12) mit einem Abschnitt des ersten Elements (6), der dem zweiten Element (8) zugewandt ist, in Kontakt kommt, und Ausführen einer Messung durch den Sensor (3) in einem Zustand, in dem der erste Vorsprungabschnitt (14,36) in Kontakt mit dem ersten Element (6) ist, aufweist.