SE510793C2 - Anordning för mätning av innermått hos cylinderfoder - Google Patents

Description

510 793 2 10 15 20 25 30 35 och storleken på dessa. Metoden är dock helt otillräcklig för bedömning av cylinderfodrets eventuella avvikelser från cylinderform, dvs om cylinderfodret genom värme- spänningar har deformerats till S-form eller blivit något krökt som en banan.

Genom uppfinningen har tillkommit en anordning, som gör det möjligt att efter demontering av endast ett fåtal motordetaljer snabbt och förhållandevis enkelt göra en större serie mätningar i ett godtyckligt antal radiella riktningar på en bestämd nivå från ett cylinderfoders mitt mot dess innervägg och på ett godtyckligt antal nivåer i cylinderfodret. Det som är utmärkande för denna anordning framgår av efterföljande patentkrav.

Flera tänkbara utföringsformer av uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 visar i bruten vy en cylinder utrustad med anordningen enligt uppfinningen, bestående av en upphängningsenhet, vilande ovanpå fig 2 visar perspektiviskt en sprängvy av detaljer, som ingår i cylindern och en mätanordning nedsänkt i denna, upphängningsenheten, fig 3 visar likaledes perspektiviskt en sprängvy av delar, som ingår i mätenheten, samt fig 4 och 5 visar alternativa utföranden av mätenheten.

I fig 1 visas en cylinder l med en kolv 2 och en topp 3, från vilken en avgasventil har avlägsnats för att ge plats åt mätanordningen enligt uppfinningen. Denna består av en upphängningsenhet 4, som är avsedd att vila på cylindertoppen 3, och en mätenhet 5, vilken är ned- sänkbar i cylindern l. I denna är insatt ett foder 6, på vilket mätningar skall göras.

Upphängningsenheten 4 är förbunden med mätenheten 5 via linor eller, såsom visas på ritningen, band 7. Varje band 7 är avrullbart från eller pårullbart på en rulle 8, vilken drives av en motor 9. På ritningen icke visade styrorgan är anordnade att styra varje motors 9 drift, så att man i varje läge har kontroll över utrullad bandlängd och därmed på vilken nivå mätenheten 5 befinner sig. 10 15 20 25 30 35 ß 510 7931 Upphängningsenheten 4 är försedd med ett laserrikt- organ 10, vilket riktar en ljusstråle 11 ned till en (PSD) riktorganet 10 är lämpligen anordnat på det sätt som positionskänslig detektor 12 i mätenheten 5. Laser- bättre framgår av fig 2. Ett translationsbord består av två plattor 13,14, vilka medelst var sin inställnings- mutter 15 resp 16 är förskjutbara i 90° vinkel relativt varandra. Plattorna 13,14 är försedda med var sitt ovalt hål 17 resp 18, vilka är belägna i rät vinkel relativt varandra. Laserriktorganet 10 är anbragt i en bussning 19, vilken i sin tur är anbragt i de båda ovala hålen 17,18. Laserriktorganet 10 är därjämte försett med ett välvt parti 20, som är avsett att gripa in i en utbukt- ning 21 i bussningen 19.

Med hjälp av de beskrivna, translationsbordet till- hörande delarna kan man förskjuta laserriktorganet 10 i sidled i två inbördes vinkelräta riktningar och dessutom reglera dess lutning, så att ljusstrålen ll, som är avsedd att utgöra referenslinje för inställning av mätenheten 5, träffar PSD:n 12 så nära dennas mitt som möjligt.

I det i fig 1 och 3 visade utförandet ingår i mät- enheten 5 en övre ring 22. Från denna sträcker sig radiellt utåt tre ställdon 23 och från dessa i sin tur tre stativben 24, vilka vart och ett vid sin fria ände är försedda med en trissa 25, som medelst resp ställdon 23 är ansättbar mot cylinderfodrets 6 innervägg 26. Ställ- donen 23 kan bestå av linjärdon med integrerad motor av känt utförande och utnyttjas för att centrera mätenheten 5 i cylinderfodret 6, innan mätningar påbörjas.

Den övre ringen 22 är efter nedsänkning av mäten- heten 5 till önskad nivå och ansättning av trissorna 25 mot innerväggen 26 ovridbart inspänd i cylinderfodret 6.

I mätenheten 5 ingår vidare en undre ring 27, genom vilken sträcker sig en mätstav 28. Den undre ringen 27 är fast förbunden med en drivring 29, vilken i sin tur är förbunden med den övre ringen 22 via ett lager 30. Driv- 510 793 4 10 15 20 25 30 35 ringen 29 och därmed den undre ringen 27 och mätstaven 28 är vridbara helt runt i ena eller andra riktningen medelst en stegmotor 31, vilken är kopplad till driv- ringen 29 via en kuggrem 32, såsom visas i fig 3, eller på annat sätt.

Mätstaven 28 är lagrad i den undre ringen 27, t ex i icke visade kullbussningar, och är förskjutbar radiellt till ansättning mot cylinderfodrets 6 innervägg 26 medelst en solenoid 33. PSD:n 12 är anbragt på mätstaven 28 i mätenhetens 5 centrum.

I fig 4 visas ett alternativ till utförande av mät- enheten 5. Enligt detta alternativ är mätenheten 5' i stället för mätstaven 28 försedd med ett i huvudsak horisontellt anbragt laserriktorgan 34. På dettas ovan- sida är PSD:n 12 anbragt för inriktning av denna mätenhet 5' på samma sätt som tidigare beskrivits med hjälp av ljusstrålen ll. Laserriktorganet 34 är anordnat att rikta en andra ljusstråle 35 mot cylinderfodrets 6 innervägg 26. Laserriktorganet 34 är vridbart 360° för bestämning av ett godtyckligt antal radiemått.

I fig 5 visas ytterligare ett alternativ till utförande av mätenheten. I detta fall är mätenheten 5” försedd med ett vertikalt anordnat laserriktorgan 36, vilket mot en snedställd, vridbar spegel 38 riktar en ljusstråle 37, som avböjes vinkelrätt ut mot cylinder- fodrets 6 innervägg 26. Genom vridning av spegeln 38 kan man sålunda bestämma radiemått i olika vinklar. PSD:n 12 för inriktning av mätenheten 5” i cylinderfodrets 6 mitt är i detta fall placerad på laserriktorganets 36 övre gavelsida.

I anordningen enligt uppfinningen ingår även en på ritningen icke visad fristående datorenhet, i vilken man kan lägga in ett program för uppmätning av ett cylinder- foder 6. Till denna datorenhet är anslutna, ej heller visade, en mjukvarumodul (processor) på upphängnings- enheten 4 och en på mätenheten 5. De värden som skall 10 l5 20 25 30 35 510 793 registreras är förutom radiemàtt även temperatur hos cylinderfodret 6 i varje mätpunkt samt tid och datum.

Innan en mätprocedur påbörjas, kontrolleras och eventuellt justeras laserriktorganets 10 position för att så bra som möjligt få dess såsom referenslinje tjänande ljusstråle 11 att sammanfalla med cylinderfodrets 6 längdaxellinje. Härefter sänks mätenheten 5 till ett nedersta läge och dess centrering och lutning i cylinder- fodret 6 mäts och korrigeras, varefter den övre ringen 22 fixeras.

Ett förprogrammerat mätförlopp kan nu starta, varvid mätenheten 5 utför en serie radiemätningar med den undre ringen 27 resp laserriktorganet 34 eller spegeln 38 inställd i olika vridningsvinklar. Uppmätta värden lagras i mätenhetens 5 processorminne och överföres sedan antingen till upphängningsenhetens 4 processorminne eller direkt till datorenheten. Efter lösgöring av mätenheten 5, höjning av denna ett steg och fixering på den högre nivån upprepas det beskrivna mätförloppet. Så snart en komplett mätprocedur genomförts och alla mätvärden lagrats exempelvis i upphängningsenhetens 4 processor- minne, kan värdena överföras till datorenheten för presentation och analys. att datorenheten på en skärm visar samlade radiemått i ett Presentation av mätvärdena kan ske på så sätt, diagram med höjdkurvor och inlagda sifferuppgifter i likhet med en topografisk karta. Man kan även göra presentationen i form av ett färgmönster med samtidigt angivande av vilket djup eller höjdmàtt varje färg motsvarar.

Anordningen enligt uppfinningen är mycket enkel och praktisk att arbeta med. Såsom nämnts ovan, fixeras mät- enheten 5 före start av ett mätförlopp med hjälp av ställdonen 23. Genom att i detta läge uppmäta ljus- strålens 11 position i x- och y-led på PSD:n 12, se fig 1, kan man beräkna ett normaliserat radiemàtt, som lagras i upphängningsenhetens 4 processor. Ljusstràlen ll tjänar 510 793 10 15 20 25 30 sedan som referenslinje, med hjälp av vilken man under mätförloppet utöver bestämningen av radiemått kan fastställa, huruvida cylinderfodret 6 exempelvis är krökt (bananform) eller på annat sätt avviker från exakt cylinderform.

För att ytterligare förenkla eller påskynda ut- värderingen av mätförloppet kan man välja att Visa endast sådana delar av cylinderfodrets 6 innerväg 26, där radiemåtten avviker från ett visst gränsvärde inom en begränsad yta. På detta sätt kan man få en snabb upp- fattning om oacceptabla lokala förslitningar pà cylinder- fodret 6.

En fördel är om upphängningsenhetens 4 processor är så pass kraftfull, att ett helt mätförlopp kan lagras i denna och således någon styrning utifrån icke erfordras.

Man behöver nämligen i ett sådant fall icke medföra en datorenhet ut till en mätning i ett maskinrum, utan in- samlade mätdata kan istället överföras till datorenheten och presenteras på annan plats. Härigenom ställs icke heller några krav på snabb överföring av mätdata till datorenheten i realtid.

Uppfinningen är icke begränsad till vad som visats och beskrivits utan kan varieras på ett flertal sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. Sålunda kan man exempelvis på upphängningsenheten 4 ha en laseravstånds- mätare, vilken riktar en ljusstràle mot en reflekterande yta pá mätenheten 5. Vidare kan man istället för att, såsom visas i fig 2, utforma laserriktorganet 10 med ett välvt parti 20 anordna hela translationsbordet i en vagga.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 510 793 7 PATENTKRAV

1. Anordning för mätning av innermàtt hos cylinder- foder, företrädesvis större cylinderfoder, såsom till fartygsmotorer, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att i anordningen ingår en upphängningsenhet (4), som är anordnad att anbringas ovanför ett i huvudsak vertikalt upprättstående cylinderfoder (6) och vilande på ifrågavarande cylindertøpp (3), och en från denna upphängningsenhet (4) i cylinderfodret (6) nedsänkbar mätenhet (5), vilken är försedd med organ (28,34,36) för att utföra en serie mätningar och fastställa avstånd från en mellan upphängningsenheten (4) och mätenheten (5) sig sträckande referenslinje (11) och cylinderfodrets (6) innervägg (26) på flera nivåer och i flera radiella riktningar på varje nivå.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att mätenheten (5) är upphängd i linor eller band (7), som är upplindbara på eller avlindbara från rullar (8) på upphängningsenheten (4) för reglering av mätenhetens (5) inställning i höjdled.

3. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att upphängnings- enheten (4) är försedd med ett första laserriktorgan (10), som är anordnat att rikta en ljusstråle (11) mot en vid mätenheten (5) belägen positionskänslig detektor (12), vilken ljusstràle (11) utgör nämnda referenslinje.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det första laser- riktorganet (10) (l3,l4), i vilket laserriktorganet (10) är förflyttbart i huvudsak vinkelrätt mot ljusstrålens (11) riktning i två är anbragt i ett translationsbord inbördes vinkelräta riktningar, vilket translationsbord består av en undre platta (14) med ett ovalt hål (18) och en övre platta (13) med ett likaledes ovalt hål (17), som sträcker sig vinkelrätt mot det förstnämnda hålet (18) i ett plan beläget ovanför och parallellt med det 510 793 10 15 20 25 30 35 8 plan detta hål (18) är beläget i, samt att laserrikt- organet (10) sträcker sig genom de båda hålen (17,l8).

5. Anordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k - att det första laserriktorganet (10) är (20), vilket är n a d d ä r a v, försett med ett runtom gående välvt parti (l7,18) anbragt bussning (19) (21) (19), för att möjliggöra inställning av laserriktorganet (10) i olika beläget i en i hålen i en motsvarande utbuktning i bussningen lutningslägen. k ä n n e t e c k - att mätenheten (5)

6. Anordning enligt kravet 1, n a d d ä r a v, är försedd med åtminstone tre radiellt åt var sitt håll från mätenheten (24), ställdon (23) är utskjutbara till kontakt med cylinder- fodrets (6) enheten (5) på en viss avsedd nivå i cylinderfodret (6). (5) utskjutande stativben vilka medelst var sitt innervägg (26) i syfte att förankra mät-

7. Anordning enligt kraven 1 och 6, k ä n n e - t e c k n a d att mätenheten (5) är försedd med en relativt stativbenen (24) vridbar del (27) och att (27) är försedd med organen (28,34,36) för mätning av avstånd till cylinderfodrets (6) innervägg (26).

8. Anordning enligt kraven 3 och 7, k ä n n e - d ä r a v, denna del t e c k n a d d ä r a v, (24) (34), som på sin ovansida är försett med en positions- att nämnda organ utgöres av ett relativt stativbenen vridbart, andra laserriktorgan känslig detektor (12), vilken är anordnad att uppfånga den referenslinjen utgörande ljustràlen (ll) från det (10) läge, första laserriktorganet och bestämma det andra (34) (34) ljusstråle (35) i huvudsak vinkelrätt mot den första laserriktorganets samt att det andra laserriktorganet är anordnat att utsända en andra ljusstràlen (11) i riktning mot en viss punkt på (26) avståndet mellan den referenslinjen utgörande ljusstrålen cylinderfodrets (6) innervägg för bestämning av (11) och nämnda punkt pà innerväggen (26).

9. Anordning enligt kravet 8, k ä n n e t e c k - 10 15 510 793 9 n a d d ä r a v, att det andra laserriktorganet (36) är (24) nedåtriktad ljusstràle (37) och att en vridbar spegel anbragt stationärt relativt stativbenen med (38) är anordnad att uppfànga denna ljusstråle (37) och rikta den mot cylinderfodrets (6) innervägg (26) i huvud- sak vinkelrätt mot den referenslinjen utgörande ljus- strålen (ll). k ä n n e t e c k - (27) ställbar i olika vridningslägen medelst en stegmotor (31)

10. Anordning enligt kravet 7, n a d d ä r a v, att den vridbara delen är in- och att i densamma ingår en mätstav (28), vilken är försedd med en positionskänslig detektor (12), som är anbragt i stràlgången för den referenslinjen utgörande (ll) och vilken är förskjutbar i sin längdled till (26) bestämning av avståndet mellan den referenslinjen ut- (ll) och den för tillfället gällande kontaktpunkten på innerväggen (26). ljusstràlen och anordnad att bestämma mätstavens (28) kontakt med cylinderfodrets (6) läge, innervägg för görande ljusstrålen