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Die Erfindung betrifft eine Messhilfsvorrichtung für eine Messung einer Schichtdicke an einer rotationssymmetrischen Innenwandung eines hohlen Bauteils.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 103 38 063 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Wandstärke einer in einem Kurbelgehäuse eingegossenen Zylinderlaufbuchse bekannt, wobei mittels eines Ultraschallprüfkopfs eine Wandstärkenmessung vorgenommen wird. Problematisch bei solchen Verfahren ist insbesondere die örtliche Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung, die generell verbesserungsfähig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messhilfsvorrichtung für eine Messung einer Schichtdicke an einer rotationssymmetrischen Innenwandung eines hohlen Bauteils zu schaffen, welche insbesondere eine hohe Positioniergenauigkeit und Reproduzierbarkeit einer solchen Messung ermöglich.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Messhilfsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Messhilfsvorrichtung für eine Messung einer Schichtdicke an einer rotationssymmetrischen Innenwandung eines hohlen Bauteils geschaffen wird, welche ein Aufsetzmittel aufweist, das eingerichtet ist, um stirnseitig auf ein hohles Bauteil aufgesetzt zu werden. Das Aufsetzmittel weist eine Durchtrittsöffnung auf. Weiterhin weist das Aufsetzmittel wenigstens ein Zentriermittel zur konzentrischen Anordnung der Durchtrittsöffnung relativ zu der Innenwandung des hohlen Bauteils auf. Die Messhilfsvorrichtung weist weiterhin ein Ausrichtmittel auf, das an dem Aufsetzmittel in wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen – in Umfangsrichtung der Durchtrittsöffnung gesehen – und/oder in wenigstens zwei verschiedenen Axialpositionen – senkrecht zu einer Ebene der Durchtrittsöffnung gesehen – anordenbar ist. Das Ausrichtmittel trägt einen Sensorhalter, der eingerichtet ist zur Halterung eines Sensorelements zur Schichtdickenmessung. Mit dem Aufsetzmittel ist die Messhilfsvorrichtung stirnseitig auf das hohle Bauteil aufsetzbar, wobei die Durchtrittsöffnung des Aufsetzmittels mithilfe des Zentriermittels konzentrisch zu der Innenwandung des hohlen Bauteils ausgerichtet werden kann. Das Ausrichtmittel kann relativ zu dem Aufsetzmittel verlagert werden, insbesondere in wenigstens zwei verschiedene Winkelpositionen und in wenigstens zwei verschiedene Axialpositionen, wobei es den Sensorhalter trägt, der somit zugleich mit dem Ausrichtmittel relativ zu dem Aufsetzmittel in definierter Weise verlagert und auch in wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen sowie wenigstens zwei verschiedenen Axialpositionen anordenbar ist. Entsprechend ist auch ein mit dem Sensorhalter verbundenes Sensorelement in den wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen sowie den wenigstens zwei verschiedenen Axialpositionen anordenbar. Somit ist eine reproduzierbare Anordnung der Messhilfsvorrichtung an dem zu vermessenden, hohlen Bauteil möglich, wobei zugleich mit dem Sensorelement die wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen sowie die wenigstens zwei verschiedenen Axialpositionen reproduzierbar und mit hoher Positioniergenauigkeit angefahren, oder angetastet werden können. Mithilfe der Messhilfsvorrichtung kann daher eine zuverlässige Prüfung der Schichtdicke durchgeführt werden, wobei das Sensorelement zuverlässig der zu prüfenden rotationssymmetrischen Innenwandung zugeführt und dort aufgesetzt werden kann.
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Die Messhilfsvorrichtung ist insbesondere eingerichtet für eine zerstörungsfreie Messung von Schichtdicken, wobei insbesondere der Sensorhalter eingerichtet ist, um ein Sensorelement zu halten, welches geeignet ist zur zerstörungsfreien Messung von Schichtdicken.
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Das Aufsetzmittel ist insbesondere außerhalb der Innenwandung des hohlen Bauteils, also insbesondere außerhalb eines Hohlraums des hohlen Bauteils, anordenbar, nämlich auf dessen Stirnseite aufsetzbar.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausrichtmittel hohlzylindrisch ausgebildet ist. Dabei weist es an einer äußeren Umfangsfläche wenigstens zwei axial zueinander versetzt angeordnete, in Umfangsrichtung gesehen umlaufende Ringnuten auf. Alternativ oder zusätzlich weist es bevorzugt wenigstens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Radialbohrungen auf. Mithilfe der wenigstens zwei axial zueinander versetzt angeordneten, umlaufenden Ringnuten ist es möglich, das Ausrichtmittel definiert in den wenigstens zwei Axialpositionen anzuordnen, wobei diese insbesondere mithilfe der Ringnuten fixiert werden können. Hierzu kann beispielsweise ein Fixiermittel in jeweils eine der Ringnuten pro Axialposition eingreifen. Mithilfe der wenigstens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Radialbohrungen ist es möglich, die wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen des Ausrichtmittels in definierter Weise festzulegen. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Fixiermittel – gegebenenfalls dasselbe Fixiermittel, welches auch zur Fixierung der Axialposition verwendet wird – in jeweils eine der Radialbohrungen pro Winkelposition eingreift. Das Fixiermittel ist bevorzugt lagefest, besonders bevorzugt lagefest an dem Aufsetzmittel angeordnet, wobei das Ausrichtmittel relativ zu dem Aufsetzmittel und zugleich relativ zu dem Fixiermittel in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung verlagert werden kann, damit das Fixiermittel in eine der Ringnuten und/oder in eine der Radialbohrungen eingreifen kann, um eine Axialposition und/oder eine Winkelposition des Ausrichtmittels zu fixieren.
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Unter einer Axialrichtung wird hier insbesondere eine Richtung verstanden, die senkrecht auf einer durch die Durchtrittsöffnung des Aufsetzmittels definierten Ebene steht, und die bevorzugt mit einer Längs- oder Symmetrieachse des hohlen Bauteils zusammenfällt, dessen rotationssymmetrische Innenwandung vermessen werden soll – in auf das hohle Bauteil aufgesetztem Zustand der Messhilfsvorrichtung. Eine Umfangsrichtung umgreift die Axialrichtung konzentrisch. Eine radiale Richtung steht senkrecht auf der Axialrichtung und schneidet diese.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Nutgrund von jeder der wenigstens zwei Ringnuten jeweils wenigstens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Radialbohrungen ausgebildet sind. Bevorzugt sind demnach die Radialbohrungen, welche eingerichtet sind zur Bestimmung der Winkelpositionen des Ausrichtmittels, jeweils in Nutgründen der Ringnuten ausgebildet, was den Vorteil hat, dass das Fixiermittel zugleich in eine der Ringnuten und in eine der Radialbohrungen eingreifen kann, um das Ausrichtmittel bezüglich seiner Winkelposition und bezüglich seiner Axialposition zu fixieren. Dabei sind insbesondere in jeder Ringnut jeweils wenigstens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Radialbohrungen an den entsprechenden Winkelpositionen angeordnet, sodass in jeder Axialposition alle möglichen Winkelpositionen erreicht werden können. Die Wahl der Winkelposition kann also insbesondere unabhängig von einer momentanen Axialposition getroffen werden, wobei auch umgekehrt die Wahl der Axialposition unabhängig von der Wahl der Winkelposition getroffen werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufsetzmittel einen Eingriffsstift aufweist, der eingerichtet und angeordnet ist, um in einer Verriegelungsstellung in eine Ringnut der wenigstens zwei Ringnuten und/oder in eine Radialbohrung der wenigstens zwei Radialbohrungen einzugreifen, wobei der Eingriffsstift eingerichtet ist, um in einer Freigabestellung die wenigstens zwei Ringnuten und/oder die wenigstens zwei Radialbohrungen freizugeben. Dabei ist der Eingriffsstift bevorzugt in die Verriegelungsstellung vorgespannt. Der Eingriffsstift stellt dabei eine besonders einfache und zugleich funktionale Verwirklichung des bereits zuvor beschriebenen Fixiermittels dar, wobei er zum Einstellen der Winkel- und Axialposition des Ausrichtmittels aus seiner Verriegelungsstellung gegen die Vorspannkraft in seine Freigabestellung verlagert werden kann, und wobei er zum Fixieren der Winkel- und Axialposition des Ausrichtmittels an dem Aufsetzmittel in eine Ringnut und/oder eine Radialbohrung eingreifen kann. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Radialbohrungen jeweils in einem Nutgrund jeder Ringnut ausgebildet sind, sodass der Eingriffsstift zugleich in eine Ringnut und in eine Radialbohrung eingreifen und damit zugleich – insbesondere als einziges Fixiermittel – die Winkelposition und die Axialposition des Ausrichtmittels fixieren kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufsetzmittel einen ringförmigen Kragen aufweist, in dem das Ausrichtmittel in axialer Richtung und in Umfangsrichtung verlagerbar einsetzbar ist. Dabei dient der ringförmige Kragen insbesondere einer Stützung und Führung des Ausrichtmittels in Axialrichtung und in Umfangsrichtung. Vorzugsweise durchgreift dabei der Eingriffsstift den ringförmigen Kragen in radialer Richtung. Insbesondere weist der ringförmige Kragen eine Radialbohrung auf, durch welche der Eingriffsstift greift, sodass er im Inneren des ringförmigen Kragens in der Verriegelungsstellung in eine Ringnut und/oder in eine Radialbohrung des Ausrichtmittels eingreifen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Zentriermittel einen Außenkonus aufweist, mit dem es in eine radial außerhalb der rotationssymmetrischen Innenwandung an dem hohlen Bauteil angeordnete Bohrung eingreifen kann. Dabei stellt ein Außenkonus ein besonders geeignetes Mittel dar, um eine zentrierte Führung in der Bohrung zu bewirken, in welche er eingreift. Bevorzugt weist die Messhilfsvorrichtung wenigstens zwei Zentriermittel, besonders bevorzugt vier Zentriermittel auf, wobei vorzugsweise jedes Zentriermittel einen Außenkonus aufweist.
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Die Messhilfsvorrichtung ist besonders bevorzugt eingerichtet zur Messung von Schichtdicken an Zylinderlaufflächen in Kurbelgehäusen, wobei das Aufsetzmittel auf eine zur Befestigung eines Zylinderkopfs vorgesehene Stirnwandung eines Kurbelgehäuses aufsetzbar ist. Dabei sind die Zentriermittel an dem Aufsetzmittel bevorzugt so angeordnet, dass sie zum Ausrichten des Aufsetzmittels in Bohrungen eingreifen können, die an dem Kurbelgehäuse stirnseitig zur Befestigung des Zylinderkopfs vorgesehen sind. Insbesondere sind bevorzugt jeder Zylinderbohrung des Kurbelgehäuses vier solcher Befestigungsbohrungen für den Zylinderkopf zugeordnet, wobei das Aufsetzmittel mit vier Zentriermitteln in diese Befestigungsbohrungen eingreifen und hierdurch ausgerichtet werden kann. Dabei wird bevorzugt die Durchtrittsöffnung des Aufsetzmittels konzentrisch zu der Zylinderbohrung des Kurbelgehäuses ausgerichtet.
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Es ist möglich, dass eine Mehrzahl verschiedener Aufsetzmittel vorgesehen sind, die zum Aufsetzen auf verschiedene Kurbelgehäuse eingerichtet sind, wobei sie insbesondere verschieden angeordnete Zentriermittel aufweisen können. Es ist möglich, dass jeweils das gleiche Ausrichtmittel mit den verschiedenen Aufsetzmitteln verwendbar ist.
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Insofern wird auch ein Baukastensystem für die Messhilfsvorrichtung bevorzugt, welches eine Mehrzahl an verschiedene Kurbelgehäuse angepasster Aufsetzmittel sowie vorzugsweise ein mit allen Aufsetzmitteln verwendbares Ausrichtmittel aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausrichtmittel drei Ringnuten, vorzugsweise sechs Ringnuten, und/oder acht Radialbohrungen, vorzugsweise sechzehn Radialbohrungen – insbesondere pro Ringnut – aufweist. Somit sind eine Vielzahl von Axial- und Winkelpositionen mit dem Ausrichtmittel einstellbar, insbesondere drei oder sechs Axialpositionen sowie acht oder sechzehn Radialbohrungen. Auch andere Anzahlen von Ringnuten und/oder Radialbohrungen, insbesondere mehr als zwei Ringnuten und/oder Radialbohrungen, sind selbstverständlich möglich, wobei dann entsprechend der Anzahl der Ringnuten verschiedene Axialpositionen und entsprechend der Anzahl der Radialbohrungen verschiedene Winkelpositionen eingestellt werden können. Vorzugsweise sind die Radialbohrungen jeweils in jedem Nutgrund jeder Ringnut vorgesehen, sodass das Ausrichtmittel insgesamt mindestens so viele Radialbohrungen aufweist, wie es der Anzahl der möglichen Winkelpositionen multipliziert mit der Anzahl der Ringnuten – mithin der Axialpositionen – entspricht. Es ist also beispielsweise möglich, dass das Ausrichtmittel drei Ringnuten aufweist, wobei in jeder der drei Ringnuten acht Radialbohrungen angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass das Ausrichtmittel sechs Ringnuten aufweist, wobei in jeder der sechs Ringnuten sechzehn Radialbohrungen ausgebildet sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensorhalter an einem Schwenkarm angeordnet ist, der in dem hohlzylindrischen Ausrichtmittel schwenkbar gehalten ist. Dabei überragt der Sensorhalter ein distales Ende des Ausrichtmittels. Unter einem distalen Ende wird hier ein Ende des Ausrichtmittels verstanden, welches in montiertem Zustand der Messhilfsvorrichtung in das Aufsetzmittel eingesteckt ist und in das hohle Bauteil hineinsieht. Der Sensorhalter steht dabei über das distale Ende hinaus in das hohle Bauteil vor. Insbesondere ragt er aus dem Ausrichtmittel an dem distalen Ende heraus. Er kann daher in jeder Position des Ausrichtmittels mit der zu vermessenden Innenwandung des hohlen Bauteils in Eingriff kommen.
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Der Schwenkarm ist vorzugsweise in eine Ruheposition vorgespannt, bevorzugt durch ein Federelement. In der Ruheposition ist der Schwenkarm bevorzugt entlang der Längsachse des Ausrichtmittels zentriert angeordnet, wobei der Sensorhalter in diesem Fall insbesondere mittig zu dem Ausrichtmittel und – in montiertem Zustand – auch mittig in dem hohlen Bauteil angeordnet ist. In dieser Ruheposition ist also die Innenwandung nicht messbar. Der Schwenkarm ist aber gegen die Vorspannung in eine Messposition schwenkbar, in welcher der Sensorhalter gegen die rotationssymmetrische Innenwandung des hohlen Bauteils verschwenkt ist, wobei das Sensorelement, welches der Sensorhalter trägt, vorzugsweise die Innenwandung berührt. Allerdings muss keine Berührung der Innenwandung vorgesehen sein, grundsätzlich reicht – insbesondere abhängig vom gewählten Messprinzip – auch eine Annäherung an die Innenwandung. Die Schwenkbarkeit des Schwenkarms in dem Ausrichtmittel ermöglicht insbesondere einen Ausgleich von Unrundheiten und/oder verschiedenen Schichtdicken der rotationssymmetrischen Innenwandung des hohlen Bauteils. Weiter ermöglich das Anordnen des Schwenkarms in der Ruheposition eine Verringerung des Risikos, den Sensorhalter und gegebenenfalls auch das Sensorelement zu beschädigen, während das Ausrichtmittel an dem Aufsetzmittel montiert oder verlagert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Messhilfsvorrichtung ein Sensorelement aufweist, das als magnetinduktiver Sensor ausgebildet ist. Der Sensor ist also insbesondere ausgebildet zur Anwendung der magnetinduktivem Methode, insbesondere gemäß der Norm ISO 2178 in der an dem den Zeitrang der vorliegenden Anmeldung bestimmenden Tag gültigen Fassung. Dabei stellt die magnetinduktive Methode ein elektromagnetisches Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung dar, welches nicht nur zur Messung der Dicke von magnetisch neutralen Schichten auf magnetischen Grundmaterialien, sondern insbesondere auch zur Messung der Dicke von ferromagnetischen Schichten auf para- oder diamagnetischen Grundmaterialien verwendet werden kann, beispielsweise für thermisch gespritzte Stahlschichten auf einem Aluminium-Kurbelgehäuse.
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Alternativ ist es auch möglich, dass das Sensorelement als Ultraschallsensor, als magnetischer Sensor, als wirbelstrombasierter Sensor oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet ist. Insbesondere eignen sich alle physikalischen Prüfverfahren, die eine taktile Messung oder eine Messung über Oberflächenannäherung erlauben.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass die Messhilfsvorrichtung eingerichtet ist zur Schichtdickenmessung an Zylinderlaufflächen von Kurbelgehäusen. Insbesondere ist die Messhilfsvorrichtung eingerichtet zur Schichtdickenmessung an durch thermisches Spritzen, beispielsweise durch Lichtbogendrahtspritzen oder das PTWA-Verfahren (Plasma Transferred Wire Arc), hergestellten Beschichtungen von Zylinderlaufflächen. Dabei kann die Messhilfsvorrichtung – wie zuvor bereits angesprochen – verschiedene Adapter in Form verschiedener Aufsetzmittel für verschiedene Kurbelgehäuse aufweisen.
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Die Messung ist in verschiedenen Bearbeitungsstadien möglich, insbesondere beispielsweise bei spritzrauen, grobbearbeiteten und/oder feinbearbeiteten Oberflächen. Diese benötigen zwar gegebenenfalls eine individuelle Messgeräte-Kalibrierung, am Messprinzip ändert sich dadurch jedoch nichts.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Messhilfsvorrichtung, und
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2 eine Schnittdarstellung durch das an einem Kurbelgehäuse angeordnete Montagehilfswerkzeug gemäß 1.
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1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Messhilfsvorrichtung 1, die vorgesehen ist für eine Messung einer Schichtdicke an einer rotationssymmetrischen Innenwandung eines hohlen Bauteils, insbesondere zur Messung einer Schichtdicke an einer Zylinderlauffläche eines Kurbelgehäuses. Die Messhilfsvorrichtung 1 weist ein Aufsetzmittel 3 auf, das eingerichtet ist, um stirnseitig auf das hohle Bauteil aufgesetzt zu werden, wobei das Aufsetzmittel 3 eine Durchtrittsöffnung 5 aufweist, die vorzugsweise in aufgesetztem Zustand des Aufsetzmittels 3 zu der rotationssymmetrischen Innenwandung des hohlen Bauteils konzentrisch angeordnet ist. Um dies zu gewährleisten, weist das Aufsetzmittel 3 wenigstens ein Zentriermittel 7 auf, wobei hier zwei Zentriermittel 7 dargestellt sind. Bevorzugt weist allerdings das Aufsetzmittel 3 vier Zentriermittel 7 auf. Die Zentriermittel 7 weisen bevorzugt jedes einen Außenkonus 9 auf, wobei die Zentriermittel 7 jeweils mit dem Außenkonus 9 in eine radial außerhalb der rotationssymmetrischen Innenwandung an dem hohlen Bauteil angeordneten Bohrung eingreifen können. Insbesondere greifen die Zentriermittel 7 in Befestigungsbohrungen eines Kurbelgehäuses ein, die stirnseitig zur Befestigung eines Zylinderkopfs vorgesehen sind. Hierdurch wird das Aufsetzmittel 3 mit der Durchtrittsöffnung 5 an dem Zylinderkopf relativ zu einer Zylinderbohrung und damit zugleich zu der Zylinderlauffläche zentriert.
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Die Messhilfsvorrichtung 1 weist weiterhin ein Ausrichtmittel 11 auf, welches in wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen – in Umfangsrichtung der Durchtrittsöffnung 5 gesehen – und in wenigstens zwei verschiedenen Axialpositionen – entlang einer Axialrichtung und insbesondere senkrecht zu einer durch die Durchtrittsöffnung 5 definierten Ebene gesehen – anordenbar, insbesondere fixierbar ist. Das Ausrichtmittel 11 trägt in montiertem Zustand einen Sensorhalter 13, der eingerichtet ist zur Halterung eines Sensorelements 15 zur Schichtdickenmessung.
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Das Ausrichtmittel 11 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist an einer äußeren Umfangsfläche 17 wenigstens zwei, hier sechs axial zueinander versetzt angeordnete, in Umfangsrichtung gesehen umlaufende Ringnuten 19 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen hier nur eine mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet ist. Mittels der Ringnuten 19 ist eine Axialposition des Ausrichtmittels 11 an dem Aufsetzmittel 3 festlegbar. Das Ausrichtmittel 11 weist außerdem wenigstens zwei, hier je Ringnut 19 sechzehn Radialbohrungen 21 auf, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine Radialbohrung mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet ist. Dabei sind in jeder der Ringnuten 19 sechzehn Radialbohrungen 21 in jeweils identischen Winkelpositionen ausgebildet. Mittels der Radialbohrungen 21 kann eine Winkelposition des Ausrichtmittels 11 an dem Aufsetzmittel 3 festgelegt werden. Die Radialbohrungen 21 sind dabei jeweils in einem Nutgrund der Ringnuten 19 ausgebildet.
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Das Aufsetzmittel 3 weist einen Eingriffsstift 23 auf, der eingerichtet und angeordnet ist, um in einer Verriegelungsstellung in eine der Ringnuten 19 und zugleich in eine der Radialbohrungen 21 einzugreifen, wobei er außerdem eingerichtet ist, um in einer Freigabestellung die Ringnuten 19 und die Radialbohrungen 21 freizugeben. Dabei ist der Eingriffsstift 23 in die Verriegelungsstellung vorgespannt. Das Aufsetzmittel 3 weist außerdem einen ringförmigen Kragen 25 auf, in den das Ausrichtmittel 11 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung verlagerbar einsetzbar ist, wobei es insbesondere in dem Kragen 25 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung geführt wird. Der Eingriffsstift 23 durchgreift in montiertem Zustand den ringförmigen Kragen in radialer Richtung, wobei er insbesondere eine Durchgangsbohrung 27 durchgreift. Wird der Eingriffsstift 23 entgegen seiner Vorspannung in die Freigabestellung verlagert, ist es möglich, das Ausrichtmittel 11 in dem Aufsetzmittel 3 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung zu verlagern, also insbesondere axial zu verschieben und in Umfangsrichtung zu verdrehen oder zu verschwenken. Es kann dann eine bestimmte Axialposition sowie eine bestimmte Winkelposition ausgewählt werden, die fixiert werden kann, indem der Eingriffsstift 23 in seine Verriegelungsstellung verlagert wird, wobei er in eine der Ringnuten 19 und zugleich in eine der Radialbohrungen 21 eingreift.
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Der Sensorhalter 13 ist an einem Schwenkarm 29 angeordnet, der in dem hohlzylindrischen Ausrichtmittel 11 um eine Schwenkachse 31 schwenkbar gehalten ist. Hierfür sind in dem Ausrichtmittel 11 Schwenklagerbohrungen 33 zur Lagerung der Schwenkachse 31 vorgesehen. Der Sensorhalter 13 überragt dabei ein distales Ende 35 des Ausrichtmittels 11.
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Der Schwenkarm 29 ist mittels eines Federelements 37 in eine Ruheposition vorgespannt, in welcher er axial zentriert, insbesondere also vertikal ausgerichtet, in dem Ausrichtmittel 11 angeordnet ist. Er kann gegen die Vorspannung des Federelements 37 in eine Messposition verschwenkt werden. In der Ruheposition ist das Sensorelement 15 nicht in Messeingriff mit der rotationssymmetrischen Innenwandung, wobei es durch Verschwenken des Schwenkarms 29 in die Messposition und in Messeingriff mit der Innenwandung gebracht werden kann.
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Zur Führung des Sensorhalters 13 und damit zugleich des Sensorelements 15 ist bevorzugt eine Führungsplatte 39 an dem Ausrichtmittel 11 lagefest angeordnet, wobei die Führungsplatte 39 hier einen randoffenen Führungsschlitz 41 aufweist.
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Das Sensorelement 15 ist bevorzugt als magnetinduktiver Sensor ausgebildet.
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Das Aufsetzmittel 3 weist bevorzugt eine Aufsetzplatte 43 auf, welche die Durchtrittsöffnung 5 aufweist, und die mithilfe von Handgriffen 45 auf das hohle Bauteil, insbesondere ein Kurbelgehäuse, aufgesetzt werden kann. Der ringförmige Kragen 25 ist insbesondere an der Aufsetzplatte 43 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet.
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Es zeigt sich noch, dass die Messhilfsvorrichtung 1 bevorzugt Anschlagelemente 47 aufweist, die dazu vorgesehen sind, eine Verdrehung des Ausrichtmittels 11 um mehr als 360° zu verhindern. Die Anschlagelemente 47 können dabei bevorzugt in die Ringnuten 19 derart eingesetzt werden, dass sie jeweils – insbesondere an identischen Winkelpositionen – zwischen zwei Radialbohrungen 21 angeordnet sind. Sie bilden dabei vorzugsweise einen Anschlag für den Eingriffstift 23, sodass eine Verdrehung des Ausrichtmittels 11 um mehr als 360° verhindert wird. Dies dient insbesondere dazu, ein versehentliches Aufwickeln einer Verkabelung des Sensorelements 15 zu verhindern. Vorzugsweise sind so viele Anschlagelemente 47 vorgesehen, wie das Ausrichtmittel 11 Ringnuten 19 aufweist, wobei in jeder Ringnut ein Anschlagelement 47 – vorzugsweise in der gleichen Winkelposition – angeordnet ist. Lediglich der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in 1 nur fünf Anschlagelemente 47 dargestellt.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der Messhilfsvorrichtung 1 gemäß 1 in an einem hohlen Bauteil 49 montiertem Zustand. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das hohle Bauteil 49 ist als Kurbelgehäuse ausgebildet. Dabei ist das Aufsetzmittel 3 hier auf eine Stirnfläche 51 des Kurbelgehäuses aufgesetzt und mithilfe der Zentriermittel 7 relativ zu einer Zylinderbohrung 53 zentriert. Es wird eine Zylinderlauffläche 55 mittels des Sensorelements 15 als rotationssymmetrische Innenwandung des hohlen Bauteils 49 untersucht, insbesondere wird mittels des Sensorelements 15 eine Schichtdicke einer Beschichtung der Zylinderlauffläche 55 untersucht, wobei diese Beschichtung bevorzugt durch thermisches Spritzen auf die Zylinderlauffläche 55 aufgebracht ist.
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In 2 ist noch dargestellt, dass zur Messung der Schichtdicke an der Zylinderlauffläche 55 der Schwenkarm 29 um die Schwenkachse 31 gegen die Vorspannkraft des Federelements 37 aus seiner – in 2 vertikal ausgerichteten, jedoch nicht dargestellten – Ruheposition in die in 2 dargestellte Messposition verschwenkt werden kann, sodass die Zylinderlauffläche 55 mit dem Sensorelement 15 vermessen werden kann. In der in 2 nicht dargestellten Ruheposition ist demnach der Schwenkarm 29 parallel zu einer Längsachse 57 des Ausrichtmittels 11 ausgerichtet. Dies ermöglicht nicht zuletzt ein sicheres und beschädigungsfreies Einsetzen des Ausrichtmittels 11 in das Aufsetzmittel 3, insbesondere ein entsprechendes Einführen in den ringförmigen Kragen 25.
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Mithilfe der Messhilfsvorrichtung 1 ist das Sensorelement 15 zuverlässig der zu prüfenden Zylinderlauffläche 55 zuzuführen und dort aufzusetzen. Dabei kann eine hohe Positioniergenauigkeit und eine hohe Reproduzierbarkeit mittels der Ringnuten 19 und der Radialbohrungen 21 gewährleistet werden, wobei diese definierte, vorbestimmte Axial- und Winkelpositionen für das Ausrichtmittel 11 und damit zugleich für das Sensorelement 15 bestimmen.
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Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der hier vorgeschlagenen Messhilfsvorrichtung 1 Messungen einer Schichtdicke mit extrem hoher Wiederhol- und Reproduzierbarkeit möglich sind. Dabei ergibt sich eine hohe Positioniergenauigkeit insbesondere durch Anfahren der immer gleichen Messebenen und -positionen. Weiterhin ist die Bedienung der Messhilfsvorrichtung 1 sehr einfach und bringt eine deutliche Zeitersparnis im Vergleich zu einer rein manuellen Messung mit sich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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