DE3037519A1

DE3037519A1 - Messvorrichtung zum vermessen von bohrungen

Info

Publication number: DE3037519A1
Application number: DE19803037519
Authority: DE
Inventors: Knud Dr.-Ing. 7505 Ettlingen Overlach; Ludwig Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Pietzsch; Manfred 7500 Karlsruhe Wamser
Original assignee: Individual
Current assignee: Bbc Pat Messtechnik 7500 Karlsruhe De GmbH
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3037519C2

Description

Meßvorrichtung zum Vermessen von Bohrungen
Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Vermessen von Bohrungen, insbesondere in langen Zylindern und Rohren, mit einem in der Bohrung mittels zwei axial im Abstand angeordneten Klemmbackengruppen abstützbaren Gehäuse, welches einen axial und in Umfangsrichtung verstellbaren Meßaufnehmer zum Abtasten der Geometrie der Bohrungswand unterstützt.
Eine Meßvorrichtung dieser Art ist in der Firmendruckschrift der Firma IBP Pietzsch GmbH, Ettlingen, vom Juni 1979 beschrieben.
Danach läßt sich das Gehäuse durch zwei getrennte Klemmbackensysteme an beliebigen Stellen der Bohrung fixieren, um die Bohrung axial abschnittweise vermessen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und vereinfachte Lösung zum abschnittweisen Verschieben der Meßvorrichtung in der Bohrung anzugeben. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse mittels einer Verschiebestange zu einem anderen MeBabschnitt in der Bohrung axial um ein definiertes Maß verschieblich ist und daß die beiden Klemmbackengruppen über ein an der Verschiebestange verstellbar gelagertes Gestänge betätigbar sind.
Bei einer vorteil haften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gestänge eine drehbar in der hohlen Verschiebestange gelagerte erste Welle umfaßt, welche an ihrem inneren Ende ein Antriebsorgan zur Betätigung mindestens einer der beiden Klemmbackengruppen trägt und mittels eines Drehantriebes antreibbar ist. Dabei kann das Gestänge eine zweite Welle umfassen, welche die als Hohlwelle ausgebildete erste Welle durchsetzt, einen eigenen Drehantrieb aufweist und die eine Klemmbackengruppe betätigt, während die erste Welle die andere Klemmbackengruppe betätigt.
Zweckmäßig sind der Drehantrieb bzw. die Drehantriebe von handbetätigbaren Drehkappen gebildet, welche an den freien Enden der aus der Verschiebestange herausragenden Wellenangebracht sind.
Die Verschiebestange kann im Bereich des Bohrungsanfangs mittels eines fest daran abgestützten Lagers verschieblich gelagert sein, wobei die Verschiebestange eine axiale Wegmeßskala aufweist, die an einer Marke am Lager ablesbar ist. An dieser Wegmeßskala läßt sich also der Verschiebeweg der Verschiebestange und damit der gesamten Meßvorrichtung feinfühlig einstellen.
Die Verschiebestange kann mindestens eine markierte Mantellinie aufweisen, mit deren Hilfe ein Verdrehen der Verschiebestange während des axialen Verschiebens der Meßvorrichtung vermieden werden kann.
Um die Obertragung von Biegebeanspruchungen auf das Gehäuse und damit die Meßvorrichtung zu vermeiden, ist die Verschiebestange vorteilhaft mit dem Gehäuse der Meßvorrichtung mittels eines drehsteifen Universalgelenkes gekuppelt. Dieses Universalgelenk kann ein Gummigelenk, ein Kardangelenk, ein homokinetisches Gelenk oder ein anderes Universalgelenk bekannter Bauart sein.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungçbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Rohr, in welches eine Meßvorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt ist; Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt Teile der Meßvorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 in einem Teilschnitt eine Abwandlung der Meßvorrichtung.
In den Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Rohr bezeichnet, dessen Bohrungswand 2 auf Unrundheit vermessen werden soll. Eine insgesamt Mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnete Meßvorrichtung weist ein Gehäuse 4 auf, welches über zwei Klemmbackengruppen.5, 6 an der Bohrungswafld 2 festklemmbar ist. Vom Gehäuse 4 ragt axial eine Stange 7 wegs auf der axial verschieblich und verdrehbar ein Meßaufnehmer in Gestalt eines Meßarmes 8 mit Tastkugel 9 zum Abtasten der Bohrungswand angebracht ist. In Fig. 1 ist der MeBaufnehmer 8 durchgezogen in seiner rechten Grenzstellung und gestrichelt in seiner linken Grenzstellung auf der Stange 7 gezeigt. Schrittantriebe für die Erzeugung der Axialbewegung und der Drehbewegung des Meßaufnehmers 8 können im Gehäuse 4 untergebracht sein.
Mit dem rechten Ende des Gehäuses ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Verschiebestange über ein drehsteifes Universalgeienk gekuppelt, das in Fig. 1 als Kreis 11 angedeutet ist und in Fig. 3 als Gummigelenk mit einem Gummiring 12 ausgeführt gezeigt ist. Das Universalgelenk kann auch als Kardangelenk oder homokinetisches Gelenk bekannter Bauart ausgebildet sein.
Das freie, aus dem Rohr 1 herausragende Ende der Verschiebestange 10 ist in einen Lagerring 13 mit Fuhrungsnabe 14 geführt, der im Bereich des Bohrungsanfanges des Rohres 1 festgeklemmt ist. Die Führungsnabe 14 trägt eine Marke 15, und die Verschiebestange 10 trägt eine Wegmeßskala 16, so daß an der Marke 15 der Verschiebeweg der Ver- schiebestange 10 und damit der Meßvorrichtung 3 exakt abgelesen werden kann. Der Lagerring 13 weist zusätzlich noch eine Durchführung 17 für eine Zuleitung 18 zur Energieversorgung und zur Steuerung der Schrittantriebe im Gehäuse 4 auf.
Die Verschiebestange 10 weist mindestens eine markierte Mantellinie 19 auf, mit deren Hilfe ein Verdrehen der Führungsstange 10 während deren Verschiebung in dem Rohr 1 vermieden werden kann.
Die Verschiebestange 10 ist hohl und nimmt ein Gestänge mit einer Welle 20 auf, die mittels einer Drehkappe am in Fig. 1 rechten Ende der Verschiebestange 10 verdrehbar ist. Die Drehkappe 21 ist gemäß Figur 2 über einen Stift 22 mit dem Ende der Welle 22 drehfest verbunden. An ihrem inneren, in Fig. 2 linken Ende trägt die Welle 20 ein Ritzel 23 zum Antrieb der beiden Klemmbackengruppen in bekannter und deshalb hier nicht dargestellter Weise. Die Welle 20 ist mittels Kugellagern 25, 26 in der Verschiebestange 10 drehbar gelagert.
Durch Drehen an der Drehkappe 21 lassen sich also die Klemmbackengruppen 5,6 von der Bohrungswand 2 etwas freimachen. Die Verschiebestange 10 wird dann mitsamt der gesamten Meßvorrichtung 3 um einen durch den Hub des Meßarms 8 bestimmten Weg weiter in die Bohrung hineingeschoben, wobei die Klemmbackengruppen 5,6 als Führung dienen.
Der erforderliche Hub dieser Verschiebebewegung läßt sich exakt an der Wegmeßskala 16 mit Hilfe der Marke 15 ablesen. Nach Beendigung der Verschiebebewegung werden die Klemmbackengruppen 5,6 mittels der Drehkappe 21 wieder gegen die Bohrungswand 2 fest gespannt, und es kann der neue Abschnitt der Bohrungwand 2 mittels des Aufnehmers 8 vermessen werden.
Fig. 2 zeigt gestrichelt eine Variante, bei welcher die hohle Welle 20 von einer weiteren Welle 28 durchsetzt ist. Diese weitere Welle 28 trägt an ihrem freien Ende eine weitere Drehkappe 29 benachbart der Drehkappe 21. In diesem Fall wirkt die Welle 20 mit dem Ritzel 23 nur auf die eine Klemmbackengruppe 6 während die durch die Drehkappe 29 unabhängig betätigbare Welle 28 auf die andere Klemmbackengruppe 5 wirkt (nicht gezeigt).
Es ist ersichtlich, daß anstelle der Drehkappen 21,29 auch selbsttätige Drehantriebe für die Wellen 20,28 vorgesehen sein können.
Die beschriebene Meßvorrichtung läßt sich mittels der Verschiebestange einfach und exakt in die verschiedenen Meßabschnitte der Bohrung eines langen Rohres oder eines langen Zylinders einstellen, wobei sich die Länge dieser Meßabschnitte nach der Länge des axialen Hubweges des Meßaufnehmers 8 richtet.
Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Ausführungen in zweierlei Hinsioht: Zum einen ist anstatt der von Hand beätigbaren Drehkappe 21 ein Stellmotor 30 auf das freie Ende der Verschiebekappe 10 aufgesetzt, welcher die Welle 20 zur Betätigung der Klemmbackengruppe (n) antreibt.
Zum anderen ist an dem Lagering 13 ein Stellmotor 31 gehaltert, welcher über ein Abtriebsritzel 32 auf eine Geradverzahnung 33 an der Verschiebestange 10 wirken kann und somit anstatt von Hand selbsttätiges Verschieben der Meßanordnung 3 ermöglicht.

Claims

Patentansprüche l.MeI3vorrichtung zum Vermessen von Bohrungen, insbesondere in langen Zylindern und Rohren, mit einem in der Bohrung mittels zwei axial im Abstand angeordneten Klemmbackengruppen abstützbaren Gehause, welches einen axial und in Umfangsrichtung verstellbaren Meßaufnehmer zum Abtasten der Geometrie der Bohrungswand unterstützt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse mittels einer Verschiebestange (10) zu einem anderen Meßabschnitt in der Bohrung (2) axial um ein definiertes Maß verschieblich ist und daß die beiden Klemmbackengruppen (5,6) über ein an der Verschiebestange verstellbar gelagertes Gestänge (20) betätigbar sind.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h h -n e t, daß das Gestänge eine drehbar in der hohlen Verschiebestange (10) gelagerte erste Welle (20) umfaßt9 welche an ihrem inneren Ende ein Antriebsorgan (23): zur Betätigung mindestens einer der beiden Klemmbackengruppen (5,6) trägt und mittels eines Drehantriebes (21) antreibbar ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch l oder 2, dadurch-g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Gestänge eine zweite Welle (28) umfaßt, welche die als Hohlwelle (20 ) ausgebildete erste Welle durchsetzt, einen eigenen Drehantrieb (29 ) aufweist und die eine Klemmbackengruppe betätigt, während die erste Welle die andere Klemmbackengruppe betätigt.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Drehantrieb bzw. die Drehantriebe vom handbetätigbaren Drehkappen (21,29) am freien Ende der aus der Verschiebestange herausragenden Wellen (20,28) gebildet ist.
5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch 9 e -k e n n z e i c h n e t, daß die Verschiebestange (10 ) im Bereich des Bohrungsanfanges mittels eines fest daran abgestützten Lagers (13 ) verschieblich gelagert ist.
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Verschiebestange (10 ) eine axiale Wegmaßskala (16 ) aufweist, die an einer Marke (15 ) am Lager (13 ) ablesbar ist.
7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Verschiebestange (10 ) mindestens eine markierte Mantellinie (19 ) aufweist
8. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Verschiebestange (10 ) mit dem Gehäuse ( 4 ) der Meßvorrichtung mittels eines drehsteifen Universalgelenkes (11 ;12) gekuppelt ist.
9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Verschiebestange und gegebenenfalls das Gestänge geteilt ausgebildet sind.
10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n -z ei c h ne t, daß die Verschiebestange (10) mittels eines Stellmotors (31) axial verschieblich ist.