DE3037519C2

DE3037519C2 - Meßvorrichtung zum Vermessen von Bohrungen

Info

Publication number: DE3037519C2
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: 1982-11-11
Also published as: DE3037519A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Vermessen von Bohrungen, insbesondere in langen Zylindern und Rohren, mit einem in der Bohrung mittels zwei getrennten, axial im Abstand angeordneten, axial verschiebbaren und festklemmbaren Klemmbackengruppen abstützbaren, axial meßbar verschiebbaren Gehäuse, welches einen axial und in Umfangsrichtung verstellbaren Meßaufnehmer zum Abtasten der Geometrie der Bohrungswand unterstützt.

Eine Meiivorrichtung dieser Art ist in der Firmendruckschrift der Firma IOP Pietzsch GmbH, Ettlinge, vom April 1977 beschrieben. Danach läßt sich das Gehäuse durch zwei getrennte Klemmbackensysteme an beliebigen Stellen der Bohrung fixieren, um die Bohrung axial abschnittweise vermessen zu können.

Bei einer bekannten Meßvorrichtung zum Bestimmen ν·_>η Deformationen im Massivgestein ist es bekannt, die Meßvorrichtung mittels Spreizhülsen und einer dazwischen aufgespannten Hülle im Meßloch festzulegen, wobei diese Hülle durch Aufbringen eines Innendruckes im Meßloch festspannbar ist (DE-OS 15 73 731).

Es ist auch bekannt, eine in einer langen Bohrung verfahrbarc, aber nicht festspannbarc Meßvorrichtung mittels einer Verschiebestange mit einer axialen Wegmeßskala zu verschieben, welche über ein Kugelgelenk mit der Meßvorrichtung verbunden ist (DE-PS 7 27 262).

Zur Vermessung der Achsneigung gegenüber der Vertikalen und der Bieite von Schlitzen im Untergrund ist schließlcih eine Meßvorrichtung mit einem Rhombengestänge, das sich beim Herablassen in den zu vermessenden ScWi'z selbsttätig auf die Schlitzbreite einstellt (DE-AS 12 37 341),bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß das abschnittweise Verschieben der Meßvorrichtung in der Bohrung verbessert und vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse mittels einer Verschiebestange verschiebbar ist, an der ein Ge:tänge ,"Cr die Betätigung der beiden Klemmbackengruppen verstellbar gelagert ist.

Bei einer vorteilhaften 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 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 Klemmbakkengruppe betätigt, während die erste Welle die andere KlLmmbackengruppe betätigt.

Zweckmäßig sind der Drehantrieb bzw. die Drehantriebe von handbetätigbaren Drehkappen gebildet, welche an den freien Enden der aus der Verschiebestange herausragenden Wellen angebracht sind.

Die Verschiebestange kann im Bereich des Bohrungs anfangs mittels eines fest daran abgestützten Lagers verschiebiich 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 einsteilen-

Die Verschiebestange kann mindestens eine markierte; Mantellinie aufweisen, mit deren Hilfe ein Verdrehen der Verschiebestange während des axialen Verschie-

bens der Meßvorrichtung vermieden werden kann.

Um die Übertragung 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 eir anderes Universalgelenk bekannter Bauart sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Rohr, in welches eine Meßvorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt ist;

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt Teile der Meßvorrichtung nach Fig. 1 und

Fig.3 in einem Teilschniu 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 Klemmbacke !gruppen 5,6 an der Bohrungswand 2 festklemmbar ist. Vom Gehäuse 4 ragt axial eine Stange 7 weg, auf der axial verschieblich und verdrehbar ein Meßaufnehrner in Gestalt eines Meßarmes 8 mit Tastkuge! 9 zum Abtasten der Bohrungswand angebracht ist In F i g. 1 ist der Meßaufnehmer 8 durchgezogen in seiner rechten Grenzstellung und gestrichelt in seiner linken Grenzstellung auf der Stange 7 gezeigt. Schrittantriebe tür 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 Universalgelenk 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 einem Lagerring 13 mit Führungsnabe 14 geführt, der im Bereich des Bohrungsanfanges des Rohres 1 festgeklemmt ist. Die Führungsnabe 14 trägt ?ine Marke 15. und die V. rschiebestange 10 trägt eine Wegmeßskala 16, so daß an der Marke 15 der Verschiebeweg der Verschiebestange 10 und damit der Meßvorrichtung 3 exakt abgelesen werden kann. Der Lagerring 13 weist zus^'.zlich noch eine Durchführung 17 für eine Zuleitung 18 zur Energieversorgung und zur Steuerung der Schrittcntriebe 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 F i g. 1 rechten Ende der Verschiebestange 10 verJrehbar ist. Die Drehkappe 21 ist gemäß Fig.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 Borhung hineingeschoben, wobei die Klemmbakkengruppen 5, 6 als Führung dienen. Der erforderliche Hub dieser Verschiebebewegung läßt sich exakt an der Wegmeßskala 16 mit Hüte der Marke 15 ablesen. Nach Beendigung der Verschiebebewegun? werden die Klemmbackengruppen 5, 6 mittels de_t Drehkappe 21 wieder gegen die Bohrungswand 2 fest gespannt, und es kann der neue Abschnitt der Bohrungswand 2 mittels des Aufnehmers 8 vermessen werden.

F i g. 2 zeigt gestrichelt eine Variante, bei welcher die hohle WeKe 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 Borhung 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 Ausührung nach Fig. 3 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Ausführungen in zweierlei Hinsicht.

Zum einen ist anstatt der von Hand betätigbaren 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 Lagerring 13 ein Stellmotor 31 gehaltert, welcher über ein Abtfiebsntzel 32 auf eine Geradver/ahnung 33 an der Verschiebestange 10 wirken kann und somit anstatt von Hand selbsttätiges Vertchitben der Meßanordnung 3 ermöglicht.

Hiei7u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: rCieinrnbackengmppen (5, 6) trägt und mittels eines

1. Meßvorrichtung zum Vermessen von Bohrungen, insbesondere in langen Zylindern und Rohren, mit einem in der Bohrung mittels zwei getrennten, axial im Abstand angeordneten, axial verschiebbaren und festkiemmbaren Klemmbackengruppen abstützbaren, axial meßbar verschiebbaren Gehäuse, welches einen axial und in Umfangsrichtung verstellbaren Meßaufnehmer zum Abtasten der Geometrie der Bohrungswand unterstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mittels einer Verschiebestange (10) verschiebbar ist, an der ein Gestänge (20 bzw. 20, 28) für die Betätigung der beiden Klemmbackengruppen (5, 6) verstellbar gelagert ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge eine drehbar in der hohlen Verschiebestange (10) gelagerte erste Welle (20) umfaßt, welche an ihrem inneren Ende ein Antriebsorgaa (23) zur Betätigung der beiden dCKCfigf

Drehantriebes (21) antreibbar ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge eine zweite Welle (28) umfaßt, welche die als Hohlwelle (20) ausgebildete erste Wellr durchsetzt, einen eigenen Drehantrieb (29) aufweist und die eine Klemmbackengruppe (5) betätigt, während die erste Welle (20) die andere Klemmbackengruppe (6) betätigt.

4. Meßvor'xhtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß rW Drehantrieb bzw. die Drehantriebe von handbetätigbaren Drehkappen (21, 29) am freien Ende der aus der Verschiebestange herausragenden Wellen (20, 28) gebildet sind.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestange (10) im Bereich des Bohrungsanfanges mittels «o eines fest daran abgestützten Lagers (13) verschieblich gelagert ist.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestange (10) eine axiale Wegmeßskala (16) aufweist, die an einer Marke (15) am Lager (13) ablesbar ist.

7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestange (10) mindestens eine markierte Mantellinie (19) aufweist.

8. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestange (10) mit dem Gehäuse (4) der Meßvorrichtung mittels eines drehsteifen Universalgelenkes (11; 12) gekuppelt ist.

9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestange (10) und gegebenenfalls das Gestänge (20 bzw. 20,28) geteilt ausgebildet sind.

10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Yerschiebestange (10) mittels eines Stellmotors (31) axial Verschiebiich ist.