DE20023557U1

DE20023557U1 - Device for measuring bores in workpieces has slip contact arrangement that enables essentially free rotation of parts of electric cable relative to each other

Info

Publication number: DE20023557U1
Application number: DE20023557U
Authority: DE
Original assignee: HOMMEL INCOTEC GmbH
Current assignee: Hommel Etamic GmbH
Priority date: 2000-10-21
Filing date: 2000-10-21
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2010-10-22

Abstract

The bore measurement device has an electric cable with a first part (57) associated with a measurement sensor and a second part (59) associated with a supporting part (24) electrically coupled to the first part via a contact mechanism forming a slip contact arrangement (50) that enables essentially free rotation of the parts of the cable relative to each other.

Description

ErfindungsgebietTHE iNVENTION field

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen von Bohrungen eines Werkstücks, insbesondere zur Bestimmung der Rauheit, Form, Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenrauigkeit, insbesondere von Zylinderbohrungen eines Motorblocks, die einen während des Vermessens der Bohrung mit dem Werkstück fest verbundenen Stützteil und wenigstens eine, mit einem motorischen Drehantrieb einer Antriebseinheit in Wirkverbindung bringbare, um eine Drehachse in Drehung versetzbare und in die Bohrung einführbare Meßsonde umfaßt, die zumindest einen Meßfühler zur Vermessung der Bohrung aufweist, der mit wenigstens einer elektrischen Leitung versehen ist.The The invention relates to a device for measuring bores a workpiece, in particular for determining the roughness, shape, surface structure and / or surface roughness, in particular of cylinder bores of an engine block, the one while the measurement of the hole with the support part firmly connected to the workpiece and at least one with a motorized rotary drive of a drive unit can be brought into operative connection, can be set in rotation about an axis of rotation and insertable into the bore probe comprises the at least one sensor for Has measurement of the bore with at least one electrical Line is provided.

Stand der TechnikState of technology

Eine derartige Vorrichtung ist aus der Firmendruckschrift „P-Incometer" der Anmelderin bekannt und wird vorzugsweise zur Vermessung von Zylinderbohrungen von Motorblöcken ver wendet. Zylinderbohrungen dieser Art müssen extrem genau sein mit Herstellungstoleranzen im Mikrometer-Bereich. Demgemäß sind die Anforderungen an die Genauigkeit und Wiederholbarkeit beim Vermessen derartiger Zylinderbohrungen sehr hoch. Bei dieser Meßvorrichtung handelt es sich um einen mobilen Meßkopf, der aus einem zu Meßzwecken fest an den Motorblock anflanschbaren Stütz- und Gehäuseteil mit darin enthaltener Antriebseinheit und aus einer mit dem Stützteil fest verbindbaren austauschbaren Meßsonde besteht. Die Austauschbarkeit der Meßsonde ermöglicht eine Vermessung verschiedener Motoren mit unterschiedlichen Zylinderdurchmessern ohne daß besondere Einstellarbeiten erforderlich wären. Die Meßsonde ist zum Zwecke einer einfachen und schnellen Anpassung an unterschiedliche Bohrungen modular aufgebaut. Sie ist ferner vorzugsweise mit mehreren axial beabstandeten Meßfühlern mit mechanischen Tastelementen ausgerüstet und ist in die zu vermessende Zylinderbohrung des Motorblockes einführbar. Zu Meßzwecken wird der Stützteil der Vorrichtung über eine Aufnahmevorrichtung fest mit dem Werkstück verbunden, wobei die Aufnahmevorrichtung eine ausreichende Justierung der Meßsonde zur Bohrung sicherstellt. Nach dem Starten der Messung führt die Meßsonde eine Rotation um 360 Grad aus und nimmt dabei die Meßwerte aller vorpositionierten Sensoren gleichzeitig auf. Die Messung der gesamten Zylinderbohrung ist somit in vergleichsweise kurzer Zeit abgeschlossen und die Meßwerte stehen sofort zur Verfügung. Zu diesem Zwecke sind die Sensoren mit elektrischen Anschlußleitungen versehen, die zu einem einzigen Leitungsstrang vereinigt sind. Dieser ist im Inneren der Meßsonde über einen Anschlußstecker in einer zentralen Bohrung eines rohrförmigen Antriebsarmes bis innerhalb des die Antriebseinheit mit einem Motor und einem Getriebe auf nehmenden Gehäuse der Meßvorrichtung geführt. Der Leitungsstrang tritt an dem gehäuseinnenseitigen Ende des Antriebsarmes in den Innenraum des Gehäuses aus und ist in der Form einer Leitungsspirale bis zu einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Anschlußstecker geführt. An diesem kann ein Gegenstecker eines zu einer Anzeige- und/oder Auswerteeinheit weitergeführten Leitungsstranges angeschlossen werden.A Such a device is known from the applicant's company publication "P-Incometer" and is preferably used ver for measuring cylinder bores of engine blocks. Cylinder bores of this type are required be extremely precise with manufacturing tolerances in the micrometer range. Accordingly, they are Requirements for accuracy and repeatability when measuring such cylinder bores very high. With this measuring device it is a mobile measuring head that consists of one for measuring purposes Support and housing part with flange included that can be flange-mounted on the engine block Drive unit and consists of an interchangeable measuring probe which can be firmly connected to the supporting part. The interchangeability of the measuring probe allows a measurement of different engines with different cylinder diameters without anything special Adjustment work would be necessary. The measuring probe is for easy and quick adjustment to different Modular holes. It is also preferably with several axially spaced sensors with mechanical probes and is in the to be measured Cylinder bore of the engine block insertable. For measurement purposes becomes the support part the device over a receiving device is fixedly connected to the workpiece, the receiving device ensure adequate adjustment of the probe to the hole. After starting the measurement leads the measuring probe a rotation of 360 degrees and takes the readings of all prepositioned sensors simultaneously. The measurement of the total The cylinder bore is thus completed in a comparatively short time the measured values are immediately available. For this purpose the sensors are with electrical connection lines provided, which are combined into a single wiring harness. This is inside the probe over a connector in a central bore of a tubular drive arm up to inside of the drive unit with a motor and a gearbox casing the measuring device guided. The wiring harness enters the end of the drive arm inside the housing the interior of the housing and is in the form of a spiral pipe up to one with the housing connected connector guided. On this, a mating connector can be used for a display and / or Evaluation unit continued Line are connected.

Obwohl sich diese Vorrichtung in der Praxis bei der hochpräzisen Vermessung von Zylinderbohrungen insbesondere von Motorblöcken, seit vielen Jahren bewährt hat, erscheint diese weiter verbesserbar. Denn bedingt durch die endliche Länge der Leitungsspirale ist der mit der Meßsonde erzielbare maximale Drehwinkel auf ca. 380 Grad begrenzt. Weil für eine vollständige Vermessung der Zylinderbohrungen diese über einen Drehwinkel von wenigstens 360 Grad vermessen werden müssen, steht nur ein Drehwinkelbereich von etwa 10 Grad für die Beschleunigung der Meßsonde auf ihre Meßgeschwindigkeit und ein weiterer Drehwinkelbereich von ebenfalls nur etwa 10 Grad für ein Abbremsen der Meßsonde zur Verfügung. Für die Messungen ist notwendigerweise eine möglichst gleichmäßige Drehgeschwindigkeit erforderlich, damit in gleichen Zeiten gleiche Drehwinkel erreichbar sind. Um jedoch eine konstante Drehgeschwindigkeit und einen bestimmten Drehgeschwindigkeitswert zu erreichen, ist eine ausreichend lange Vorbeschleunigsphase erforderlich. Weil bei der aus dem Stand der Technik bekannten Meßvorrichtung jedoch nur ein Drehwinkelbereich von etwa 10 Grad zur Beschleunigung der Meßsonde zur Verfügung steht, sind mit dieser Vorrichtung auch nur begrenzte Drehgeschwindigkeiten erzielbar.Even though this device in practice for high-precision measurement of cylinder bores, especially engine blocks, has proven itself for many years, it seems that this can be further improved. Because due to the finite Length of the spiral pipe is the one with the probe achievable maximum rotation angle limited to about 380 degrees. Because for a complete survey the cylinder bores this over an angle of rotation of at least 360 degrees must be measured only a rotation angle range of about 10 degrees for the acceleration of the measuring probe their measuring speed and a further range of rotation angles of likewise only about 10 degrees for a Decelerate the probe to disposal. For the Measurements are necessarily a rotation speed that is as uniform as possible required so that the same angle of rotation can be reached at the same times are. However, around a constant speed of rotation and a certain one Reaching the rotational speed value is a sufficiently long time Pre-acceleration phase required. Because of the state of the art Technology known measuring device however only a rotation angle range of about 10 degrees for acceleration the measuring probe to disposal stands, are only limited speeds of rotation with this device achievable.

Üblicherweise sind in der Leitungsspirale eine große Anzahl einzelner Leitungen zu einem Leitungsstrang zusammengefaßt, der eine entsprechend große Eigensteifigkeit aufweist.Usually are a large number of individual cables in the spiral combined into a cable harness that has a correspondingly high inherent rigidity having.

Durch diese Eigensteifigkeit kommt es bei einer Drehung der Meßsonde um Ihre Drehachse zur Ausbildung von entsprechend großen, der Drehung entgegenwirkenden Drehmomenten und zu ruckartigen Entlastungsvorgängen. Dadurch können die hochsensiblen Messungen gestört werden, so daß diesbezüglich bedingte Meßfehler bzw. Meßartefakte auftreten können.By this inherent stiffness occurs when the measuring probe rotates Your axis of rotation for training appropriately large, the Rotation counteracting torques and jerky relief processes. Thereby can the highly sensitive measurements disturbed be, so that conditional measurement error or measurement artifacts occur can.

Außerdem können auch alterungsbedingt wegen des nur 10 Grad betragenden Beschleunigungsbereichs unterschiedliche Beschleunigungswerte auftreten, so daß wegen des bei einem Drehwinkel von 10 Grad vorgegebenen Beginns der Meßphase Unsicherheiten beim Schließwinkel nach einer Drehung um 360 Grad auftreten können. Auch müssen wegen des nur begrenzten Drehwinkelbereichs Endschalter verwendet werden. Ferner muß nach jeder Messung die Meßsonde zurückgedreht werden, bevor eine neue Messung möglich ist. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig und getriebespielbedingte Probleme, wie Wiederholungsfehler, sind unvermeidbar. Schließlich ist der interne Kabelaufbau für die Leitungsspirale vergleichsweise aufwendig und die Lebensdauer der Leitungsspirale ist begrenzt.In addition, different acceleration values can also occur due to aging due to the acceleration range of only 10 degrees, so that due to the start of the measurement phase given a rotation angle of 10 degrees, uncertainties in the closing angle after a 360 degree rotation can occur. Limit switches must also be used due to the limited range of rotation angles. After each measurement, the probe must also be turned back before a new measurement is possible. This process is time consuming and gearbox related problems such as repetition errors are inevitable. Finally, the internal cable structure for the spiral cable is comparatively complex and the service life of the spiral cable is limited.

Eine im konstruktiven Aufbau ähnliche, jedoch stationäre Meßvorrichtung ist aus der Firmendruckschrift „SAM Semi-Automatische Meßmaschine" der Anmelderin bekannt geworden. Diese Meßmaschine wird zum Überprüfen der Rundheit und Form, der Oberflächenstruktur und der Rauigkeit von Zylinderbohrungen bei Motorblöcken aus der Serienproduktion eingesetzt. Bei dieser Maschine erstreckt sich durch eine Meßstation innerhalb eines Portals ein Fördersystem zum Zu und Abführen der Motorblöcke hindurch und an einem Querträger des Portals befestigte Meßköpfe mit achsparallel zueinander angeordneten, austauschbaren Meßsonden, sind so auf einen in der Meßstation auf einer Werkstückaufnahme lagerichtig aufgenommenen Motorblock zustellbar, daß die Meßsonden in die Zylinderbohrungen des Motorblocks eintauchen können. Nach dem Starten des Meßablaufs wird der Motorblock unter der Sonde bzw. den Sonden positioniert und die einzelnen Bohrungen werden sequentiell gemessen. Nach Abschluß der Messung wird der Motorblock automatisch zur Ladeposition zurückgeführt. Die vorstehend erwähnten Nachteile treten auch bei dieser Konstruktion auf.A similar in construction, however stationary measuring device has become known from the applicant's company publication "SAM Semi-Automatic Measuring Machine" measuring machine is used to check the Roundness and shape, the surface structure and the roughness of cylinder bores in engine blocks series production. This machine stretches through a measuring station a conveyor system within a portal for feeding and discharging the engine blocks through and on a cross member of the portal attached measuring heads Exchangeable measuring probes arranged parallel to each other, are so on one in the measuring station on a workpiece holder The engine block can be delivered in the correct position, that the measuring probes can dip into the cylinder bores of the engine block. After the start of the measuring process the engine block is positioned under the probe or probes and the individual holes are measured sequentially. After completing the measurement the engine block is automatically returned to the loading position. The mentioned above Disadvantages also occur with this construction.

Eine weitere, im konstruktiven Aufbau ebenfalls ähnliche stationäre Vorrichtung ist aus der EP 0 377 187 A2 bekannt. Bei dieser Meßmaschine kann ein Meßkopf mit mehrere achsparallel zueinander angeordneten Meßsonden ausgerüstet sein, so daß eine gleichzeitige Vermessung mehrerer bzw. aller Zylinderbohrungen des Motorblockes möglich ist. Diese Meßmaschine erlaubt eine vollautomatische Messung mit Durchlaufförderung der Motorblöcke. Auch bei dieser Vorrichtung treten die vorgenannten Nachteile auf.Another stationary device, which is also similar in construction, is shown in US Pat EP 0 377 187 A2 known. In this measuring machine, a measuring head can be equipped with a plurality of measuring probes arranged axially parallel to one another, so that a simultaneous measurement of several or all cylinder bores of the engine block is possible. This measuring machine allows a fully automatic measurement with continuous conveying of the engine blocks. The aforementioned disadvantages also occur with this device.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.It is therefore an object of the invention, the aforementioned disadvantages to avoid.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, insbesondere dadurch gelöst, daß ein dem Meßfühler zugeordneter erster Teil der Anschlußleitung und ein dem Stützteil zugeordneter zweiter Teil der Anschlußleitung über erste und zweite Kontaktmittel elektrisch gekoppelt sind, die ei ne eine im wesentlichen freie Drehbarkeit des ersten Teils der Anschlußleitung relativ zu dem zweiten Teil der Anschlußleitung ermöglichende Schleifkontaktanordnung ausbilden.This Object is achieved by the features of claim 1, in particular solved, that a the Sensor assigned first part of the connecting line and the support part assigned second part of the connecting line via first and second contact means are electrically coupled, the egg ne a substantially free rotatability of the first part of the connecting line relative to the second part of the connecting line Form the sliding contact arrangement.

Auf diese Weise sind beliebig große Drehwinkel der Meßsonde bzw. der Meßfühler möglich. Dadurch steht auch eine beliebig lange Beschleunigungsphase zur Verfügung, so daß höhere Meßgeschwindigkeiten bei hochkonstanten Drehgeschwindigkeiten sowie kürzere Meßzykluszeiten möglich sind. Durch ein Zurückdrehen der Meßsonde bzw. durch ein Getriebespiel bedingte Wiederholungsfehler sind wegen der stets gleichen Drehrichtung ausgeschlossen, so daß eine hervorragende Meßund Wiederholungsgenauigkeit erzielt wird. Ferner kann dadurch auf den Einsatz von Endschaltern verzichtet werden. Beispielsweise kann der Meßbeginn und das Meßende mittels eines berührungsfreien, vorzugsweise induktiven Nullpunktgebers gesteuert werden. Sofern aus Kompatibilitätsgründen weiterhin Endschalter verwendet werden sollen, kann nunmehr ein größerer Gesamtdrehwinkel, beispielsweise 400 Grad, realisiert werden. Durch die Schleifkontaktanordnung sind ein einfacher Aufbau bei reduziertem Platzbedarf und folglich kleinere Baugrößen sowie eine höhere Lebensdauer ermöglicht.On this way are arbitrarily large Angle of rotation of the measuring probe or the sensor possible. Thereby there is also an arbitrarily long acceleration phase available, so that higher measuring speeds at high constant speeds and shorter measuring cycle times are possible. By turning back the measuring probe or repetition errors caused by a gear backlash are due the same direction of rotation excluded, so that an excellent Accuracy of measurement and repetition is achieved. It can also be used to limit switches to be dispensed with. For example, the start of measurement and the end of measurement can be done using a non-contact, preferably controlled inductive zero point. Provided Limit switches continue for compatibility reasons A larger total angle of rotation can now be used, for example 400 degrees. Due to the sliding contact arrangement a simple construction with reduced space requirements and consequently smaller Sizes as well as a higher Lifetime enables.

Zweckmäßigerweise weist die Schleifkontaktanordnung einen vorzugsweise das erste Kontaktelement bildenden Schleifring auf, an den der dem Meßfühler zugeordnete erste Teil der Anschlußleitung angeschlossen ist und weist eine den Schleifring federnd kontaktierende, vorzugsweise das zweite Kontaktelement bildende Schleifzunge auf, an die der dem Stützteil zugeordnete zweite Teil der Anschlußleitung ange schlossen ist. Dadurch ist ein einfacher und kostengünstiger Aufbau bei über lange Zeit sicherem Betrieb der Meßvorrichtung möglich.Conveniently, the sliding contact arrangement preferably has a first contact element forming slip ring to which the first part assigned to the sensor the connecting line is connected and has a spring contacting the slip ring, preferably the grinding tongue forming the second contact element, to that of the support part assigned second part of the connecting line is connected. This is a simple and inexpensive construction for a long time safe operation of the measuring device possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schleifkontaktanordnung derart ausgebildet, daß eine Drehung des ersten Teils der Leitung relativ zu dem zweiten Teil der Leitung um einen vorzugsweise beliebig großen Drehwinkel, zumindest jedoch um einen Drehwinkel möglich ist, der eine Drehung der Meßsonde um wenigstens 360 Grad mit einer im wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit auch bei erhöhten Drehgeschwindigkeiten erlaubt. Auf diese Weise kann über zumindest eine volle Umdrehung der Meßsonde eine hochkonstante Drehgeschwindigkeit, selbst bei unterschiedlich vorgegebenen bzw. erhöhten Meß- bzw. Drehgeschwindigkeiten erreicht werden, weil die zur Beschleunigung und zum Abbremsen der Meßsonde auf diese Drehgewschwindigkeiten erforderlichen Anlauf- und Ablaufwinkel in jedem Fall ausreichend groß bemessen werden können.According to one The sliding contact arrangement is an advantageous embodiment of the invention trained such that a Rotation of the first part of the line relative to the second part the line by a preferably arbitrarily large angle of rotation, at least however possible by an angle of rotation which is a rotation of the probe by at least 360 degrees with a substantially constant rotational speed even with increased Rotation speeds allowed. In this way, at least one full rotation of the measuring probe a high constant rotation speed, even with different predetermined or increased Measuring or Rotational speeds can be achieved because of the acceleration and to brake the measuring probe these speeds of rotation required start and end angles in any case sufficiently large can be.

Zweckmäßigerweise beträgt der Drehwinkel wenigstens 720 Grad. Dadurch ist zumindest ein voller Umlauf der Meßsonde um 360 Grad bei hochkonstanter Drehgeschwindigkeit innerhalb von wirtschaftlich sinnvollen Bereichen der Höhe der Drehgeschwindigkeit bei einem hierfür ausreichenden Drehwinkelbereich für den Beschleuignungs- und Abbremsvorgang der Meßsonde möglich.The angle of rotation is expediently at least 720 degrees. This is at least a vol ler rotation of the measuring probe by 360 degrees at a highly constant rotational speed within economically sensible ranges of the height of the rotational speed with a sufficient angular range for the accelerating and braking operation of the measuring probe.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the figures

Weitere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung sind dem nach dem nachfolgenden, anhand der Figuren abgehandelten Beschreibungsteil entnehmbar, in dem ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. Es versteht sich jedoch, daß die Figuren und die Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels nur zu Illustrations- und Beschreibungszwecken dienen und die Erfindung nicht beschränken.Further Features, aspects and advantages of the invention are accordingly the following description part dealt with by means of the figures removable in which a preferred embodiment of the invention before is described. However, it is understood that the figures and description of the following embodiment only serve for illustration and description purposes and the invention not restrict.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf eine als Meßkopf gestaltete Vorrichtung mit schematischer Querschnittsdarstellung der Aufnahmevorrichtung, wobei eine mit Meßfühlern versehene Meßsonde in eine im Querschnitt dargestellte Zylinderbohrung eines zu vermessenden Werkstückes gezeigt ist; 1 a plan view of a device designed as a measuring head with a schematic cross-sectional view of the receiving device, a measuring probe provided with sensors being shown in a cross-sectional cylindrical bore of a workpiece to be measured;

2 einen vergrößerten Querschnitt durch die eine Schleifkontaktanordnung enthaltende Vorrichtung gemäß 1; 2 an enlarged cross section through the device containing a sliding contact arrangement according to 1 ;

3 einen stark vergrößerten Querschnitt durch die Schleifkontaktanordnung gemäß 2. 3 a greatly enlarged cross section through the sliding contact arrangement according to 2 ,

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten AusführungsbeispielsDetailed description of the preferred embodiment

Die in 1 gezeigte mobile Vorrichtung 20 umfaßt das Gehäuse 25, den fest mit diesem verbundenen Stützteil 24 und die wahlweise ankoppelbare Meßsonde 30. Diese ist im Ausführungsbeispiel mit ihrem freien Ende voran in die als Zylinderbohrung 21 gestaltete Bohrung des als Motorblock 23 ausgebildeten Werkstücks 22 eingeführt. Die Meßsonde 30 ist mit mehreren in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordneten Meßfühlern 31 zum Vermessen der Zylinderbohrung 21 ausgestattet. Es versteht sich, daß die Meßfühler in Abhängigkeit von der gestellten Meßaufgabe, also insbesondere zur Messung der Rundheit, Form, Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenrauigkeit der Bohrungswände angepaßt gestaltet sein können. Dabei können sowohl jeweils gleichartige Meßfühler als auch unterschiedliche Meßfühlertypen eingesetzt werden und die Meßfühler können auch in unterschiedlicher Weise räumlich über die Meßsonde 30 verteilt angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel sind die Meßfühler 31 mit mechanischen Tastkörpern zur Vermessung der Zylinderbohrung 21 versehen. Jeder Meßfühler 31 ist an wenigstens eine elektrische Anschlußleitung 33 angeschlossen, die im Innenraum der Meßsonde 30 bis zu Kontaktelementen eines am Anschlußende 44 der Meßsonde 30 angeordneten zentralen Anschlußsteckers 41 geführt ist. Die Meßsonde 30 ist über den um ihre Längsachse bzw. Drehachse 32 drehbar angeordneten Gewindeadapter mit dem diesen zugeordneten, flanschartig ausgebildeten Ende eines rohrförmig ausgebildeten Antriebsarmes 45 verbunden. Der Antriebsarm 45 weist an seinem Anschlußende einen zentralen Gegenstecker 42 auf, dessen Kontaktelemente passend zu den Kontaktelementen des Anschlußsteckers 41 der Meßsonde 30 gestaltet sind. Auf diese Weise läßt sich die Meßsonde 30 in einfacher Weise mit den übrigen Teilen der Vorrichtung 20 koppeln bzw. davon entkoppeln, so daß die Vorrichtung 20 mit mehreren unterschiedlichen Meßsonden bestückbar ist. Der rohrförmige Antriebsarm 45 ist über die Lager 48 und 49 in dem als Führungsrohr ausgebildeten Stützteil 24 gelagert, das fest mit dem Gehäuse 25 der Vorrichtung 20 verbunden ist. Der Antriebsarm 45 kann über die Antriebseinheit 27 um die Drehachse 77 in Drehung versetzt werden. Hierzu ist die Antriebseinheit 27 mit einem als Schrittmotor gestalteten E lektromotor 28 ausgestattet, der über das Zahnriemengetriebe 29 mit dem Antriebsarm 45 in Wirkverbindung steht. Der Elektromotor 28 ist fest an der Trägerplatte 46 befestigt, die wiederum fest mit dem Gehäuse 25 der Vorrichtung 20 verbunden ist. Folglich steht die an die Vorrichtung 20 angekoppelte Meßsonde 30 in Wirkverbindung mit dem als motorisches Drehelement fungierenden Elektromotor 28.In the 1 shown mobile device 20 includes the housing 25 , the support part firmly connected to this 24 and the optionally connectable measuring probe 30 , In the exemplary embodiment, this is with its free end first in the cylinder bore 21 designed bore of the as an engine block 23 trained workpiece 22 introduced. The measuring probe 30 is with several sensors arranged at a distance from each other in the axial direction 31 for measuring the cylinder bore 21 fitted. It goes without saying that the sensors can be designed in a manner dependent on the measurement task, in particular for measuring the roundness, shape, surface structure and / or surface roughness of the bore walls. Both the same type of sensor and different types of sensors can be used, and the sensors can also be spatially used in different ways via the measuring probe 30 be distributed. In the exemplary embodiment, the sensors are 31 with mechanical probes for measuring the cylinder bore 21 Provided. Any probe 31 is at least one electrical connection line 33 connected in the interior of the probe 30 up to contact elements one at the connection end 44 the measuring probe 30 arranged central connector 41 is led. The measuring probe 30 is about that about its longitudinal axis or axis of rotation 32 rotatably arranged thread adapter with the associated flange-shaped end of a tubular drive arm 45 connected. The drive arm 45 has a central mating connector at its connection end 42 on whose contact elements match the contact elements of the connector 41 the measuring probe 30 are designed. In this way, the measuring probe 30 in a simple manner with the remaining parts of the device 20 couple or decouple from it, so that the device 20 can be equipped with several different measuring probes. The tubular drive arm 45 is about the camp 48 and 49 in the support part designed as a guide tube 24 stored that firmly with the housing 25 the device 20 connected is. The drive arm 45 can via the drive unit 27 around the axis of rotation 77 be rotated. This is the drive unit 27 with an electric motor designed as a stepper motor 28 equipped with the toothed belt transmission 29 with the drive arm 45 is in operative connection. The electric motor 28 is firmly attached to the carrier plate 46 attached, which in turn is firmly attached to the housing 25 the device 20 connected is. As a result, the device stands 20 coupled measuring probe 30 in operative connection with the electric motor acting as a motor rotating element 28 ,

Zum Vermessen der Zylinderbohrung 21 wird der über seinen Flansch 26 fest mit einem Ringflansch 36 einer Aufnahmevorrichtung 35 verbundenen Stützteil 24 fest mit dem Werkstück 22 verbunden. Die Aufnahmevorrichtung 35 umfaßt den fest mit dem Stützteil 24 verbundenen und eine radial umlaufende Ringnut aufweisenden Ringflansch 36 und umfaßt ferner die mit einer passend zu dem Außenumfang des Ringflansches 36 gestaltete Aufnahmeöffnung aufweisende Anschlußplatte 37. Zum Zwecke der Vermessung der Zylinderbohrung 21 wird zunächst die Anschlußplatte 37 im Bereich der Öffnungsränder der Zylinderbohrung 21 auf dem Motorblock 23, beispielsweise mittels nicht näher dargestellter Schrauben befestigt. Anschließend wird die mit der Meßsonde 30 versehene Vorrichtung 20 mit ihrem freien Ende 43 voran in die Zylinderbohrung 21 eingeführt und dort mit Hilfe geeigneter, nicht näher beschriebener Justiervorrichtungen der Aufnahmevorrichtung 35 justiert. Schließlich wird die Vorrichtung 20 über den in die Ringnut des Ringflansches 36 eingreifenden Spannhebel 39 fest mit dem Werkstück 22 verbunden. Anschließend kann die Zylinderbohrung 21 vermessen werden. Hierzu wird der Antriebsarm 45 und die daran angeflanschte Meßsonde 30 mit Hilfe des Elektromotors 28 um die Drehachse 32 in Drehung versetzt und die dabei über die Meßfühler 31 erfaßten Meßwerte werden über die Leitung 33 und eine Schleifkontaktanordnung 50 letztlich an eine nicht näher dargestellte Anzeige- und/oder Auswertevorrichtung weitergeleitet.For measuring the cylinder bore 21 will over its flange 26 fixed with a ring flange 36 a cradle 35 connected support part 24 firmly with the workpiece 22 connected. The cradle 35 includes the fixed with the support part 24 connected and a radially circumferential annular groove ring flange 36 and further includes one having a fit to the outer periphery of the ring flange 36 designed connection plate having a receiving opening 37 , For the purpose of measuring the cylinder bore 21 will be the connector plate first 37 in the area of the opening edges of the cylinder bore 21 on the engine block 23 , for example by means of screws, not shown. Then the one with the measuring probe 30 provided device 20 with its free end 43 ahead into the cylinder bore 21 introduced and there with the help of suitable, not described adjusting devices of the receiving device 35 adjusted. Finally the device 20 over the in the ring groove of the ring flange 36 engaging tension lever 39 firmly with the workpiece 22 connected. Then the cylinder bore 21 be measured. For this, the drive arm 45 and the measuring probe flanged to it 30 with the help of the electric motor 28 around the axis of rotation 32 rotated and the thereby over the sensor 31 Measured values are recorded via the line 33 and a sliding contact arrangement 50 ultimately forwarded to a display and / or evaluation device, not shown.

Die mit den jeweiligen Meßfühlern 31 verbundenen Leitungen 33 werden über die Kontaktelemente des Anschlußsteckers 41 und die damit in elektrischem Kontakt stehenden Anschlußelemente des Gegensteckers 42 in den, in einem Leitungsstrang 56 zusammengefaßten Leitungen 58 an die Schleifkontaktanordnung 50 weitergeführt. Dabei bilden die Leitungen 58 einen ersten Teil 57 der der Meßsonde 30 zugeordneten Leitungen 33 aus. Der Leitungsstrang 56 der Leitungen 58 ist in einer Hülse 53 im Inneren eines zylinderförmig gestalteten Schleifringkörpers 73 der Schleifkontaktanordnung 50 weitergeführt. Der Schleifringkörper 73 ist über die Lager 52 und 54 in einem Gehäuse 51 der Schleifkontaktanordnung 50 um die Drehachse 77 drehbeweglich gelagert. Das Gehäuse 51 ist über die Buchse 47 und einen weiteren Gehäuseteil fest mit dem Stützteil 24 und folglich fest mit dem Werkstück 22 verbunden. Jede Leitung 58 des Leitungsstranges 56 und folglich jede Leitung 33 ist mit einem der Schleifringe 71 des Schleifringkörpers 73 verbunden, wobei im Ausführungsbeispiel insgesamt 21 Schleifringe 71 in Axialrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Jeder Schleifring 71 von den benachbarten Schleifringen durch ein ringförmiges, flaches, sich über die Oberfläche der Schleifringe 71 radial nach außen erstreckendes Führungselement 74 getrennt. Dabei sind die in axialer Richtung jeweils benachbarten Führungselemente 74 in einem Abstand zueinander angeordnet, der geringfügig größer ist als die Breite der Schleifzungen 72.1, 72.2, so daß diese durch die Führungselemente 74 geführt auf den Schleifringoberflächen der Schleifringe 71 angeordnet sind. An den parallel zur Drehachse 77 ausgebildeten Schleifringoberflächen der voll-umfänglich gestalteten Schleifringe 71 liegen senkrecht zur Drehachse 77 angeordnete Schleifzunge 72.1, 72.2 federnd unter geringer elastischer Vorspannung jeweils unter Ausbildung eines elektrischen Kontaktes an. Hierzu sind die Schleifzungen 72.1 und 72.2 an den parallel zur Drehachse 77 des Schleifringkörpers 73 angeordneten Zungenträgern 76.1 bzw. 76.2 befestigt, wobei die Schleifzungen 72.1 jeweils an dem Zungenträger 76.1 und die Schleifzungen 72.2 jeweils an dem Zungenträger 76.2 befestigt sind. Ferner sind die Schleifzungen 72.1 und die Schleifzungen 72.2 jeweils abwechselnd derart an den Zungenträgern 76.1 und 76.2 befestigt, daß deren freie Enden jeweils in entgegengesetzte Richtungen weisen. Auf diese Weise läßt sich eine besonders kompakte Schleifkontaktanordnung 50 und günstige Kontaktverhältnisse schaffen. Jede Schleifzunge 72.1, 72.2 ist mit einer Leitung 60 versehen, die an der Eintrittsöffnung für den Leitungsstrang 56 gegenüberliegenden Öffnungen aus dem Gehäuse 51 herausgeführt sind, und die unter Ausbildung eines zweiten Teils 59 der Leitungen 33 zu Kontaktelementen des Anschlußsteckers 81 weitergeführt sind. An diesen kann der Gegenstecker 82 (1) angeschlossen werden, so daß die Meßsignale der Meßfühler 31 über eine mit dem Gegenstecker 82 versehene Leitung 83 mit einer in den Figuren nicht näher gezeigten Anzeige- und/oder Auswerteeinheit verbunden werden kann.The one with the respective sensors 31 connected lines 33 are on the contact elements of the connector 41 and the connection elements of the mating connector that are in electrical contact with it 42 in the, in a wiring harness 56 summarized lines 58 to the sliding contact arrangement 50 continued. The lines form 58 a first part 57 that of the measuring probe 30 assigned lines 33 out. The wiring harness 56 of the lines 58 is in a sleeve 53 inside a cylindrical slip ring body 73 the sliding contact arrangement 50 continued. The slip ring body 73 is about the camp 52 and 54 in one housing 51 the sliding contact arrangement 50 around the axis of rotation 77 rotatably mounted. The housing 51 is over the jack 47 and another housing part fixed to the support part 24 and consequently firmly with the workpiece 22 connected. Any line 58 of the wiring harness 56 and consequently every line 33 is with one of the slip rings 71 of the slip ring body 73 connected, in the exemplary embodiment overall 21 slip rings 71 are spaced from each other in the axial direction. Every slip ring 71 from the neighboring slip rings through an annular, flat, spread over the surface of the slip rings 71 radially outwardly extending guide element 74 separated. In this case, the guide elements which are adjacent in the axial direction are respectively 74 arranged at a distance from each other that is slightly larger than the width of the grinding tongues 72.1 . 72.2 so that this through the guide elements 74 guided on the slip ring surfaces of the slip rings 71 are arranged. On the parallel to the axis of rotation 77 trained slip ring surfaces of the fully circumferential slip rings 71 are perpendicular to the axis of rotation 77 arranged grinding tongue 72.1 . 72.2 resiliently under low elastic bias, each with the formation of an electrical contact. For this are the grinding tongues 72.1 and 72.2 on the parallel to the axis of rotation 77 of the slip ring body 73 arranged tongue straps 76.1 respectively. 76.2 attached, the grinding tongues 72.1 each on the tongue holder 76.1 and the sharpening tongues 72.2 each on the tongue holder 76.2 are attached. Furthermore, the grinding tongues 72.1 and the sharpening tongues 72.2 alternately in this way on the tongue straps 76.1 and 76.2 attached that the free ends each point in opposite directions. In this way, a particularly compact sliding contact arrangement can be made 50 and create favorable contact relationships. Every sharpening tongue 72.1 . 72.2 is with a line 60 provided at the inlet opening for the wiring harness 56 opposite openings from the housing 51 are brought out, and the formation of a second part 59 of the lines 33 to contact elements of the connector 81 are continued. The mating connector can be connected to this 82 ( 1 ) are connected so that the measuring signals of the sensors 31 via one with the mating connector 82 provided line 83 can be connected to a display and / or evaluation unit not shown in the figures.

Zur Vermessung der Zylinderbohrung 21 wird die die Meßfühler 31 aufweisende Meßsonde 30 mit Hilfe des Elektromotors 28 um Ihre Drehachse 32 gedreht. Dabei wird der Schleifringkörper 73 der Schleifkontaktanordnung 50 bedingt durch die Eigensteifigkeit des den ersten Teils 57 der Leitung 33 bildenden Leitungsstrangs 56 mitgedreht, wobei die Konstruktion der Schleifkontaktanordnung 50 eine im wesentlichen unbehinderte Drehung ermöglicht. Dies ist auch dadurch erreicht, daß die mit geringer Vorspannung auf den Schleifringoberflächen der Schleifringe 71 anliegenden Schleifzungen 72.1 und 72.2 auf den Schleifringoberflächen mit geringem Kraftaufwand entlang gleiten können. Im Gegensatz zu dem sich mit der Meßsonde 30 frei mitdrehenden Leitungsstrang 56 des ersten Teils 57 der Leitungen 33 dreht sich der zweite Teil 59 der Leitung 33, der mit den Schleifzungen 72.1 und 72.2 verbunden ist, bei einer Drehung der Meßsonde 30 nicht mit. Auf diese Weise kann die aus dem Stand der Technik bekannte Leitungsspirale entfallen.For measuring the cylinder bore 21 becomes the the probe 31 having measuring probe 30 with the help of the electric motor 28 around your axis of rotation 32 turned. The slip ring body 73 the sliding contact arrangement 50 due to the inherent rigidity of the first part 57 the line 33 forming wiring harness 56 rotated, the construction of the sliding contact arrangement 50 enables essentially unobstructed rotation. This is also achieved by the fact that the slip rings have a low preload on the slip ring surfaces 71 adjacent grinding tongues 72.1 and 72.2 can slide along the slip ring surfaces with little effort. In contrast to that with the measuring probe 30 freely rotating wiring harness 56 of the first part 57 of the lines 33 the second part turns 59 the line 33 with the grinding tongues 72.1 and 72.2 is connected when the measuring probe rotates 30 not with. In this way, the line spiral known from the prior art can be dispensed with.

Wie aus 2 ersichtlich, ist der Antriebsarm 45 nicht drehfest mit dem die Schleifringe 71 aufweisenden Schleifringkörper 73 verbunden, sondern die Drehkopplung zwischen der Meßsonde 30 und dem Schleifringkörper 73 erfolgt, wie vorstehend beschrieben, alleine über die Leitungen 58 des den ersten Teil der Leitungen 33 bildenden Leitungsstranges 56. Auf diese Weise wird eine günstige mechanische Entkoppelung der Meßsonde 30 von dem Schleifringkörper 73 erreicht. Die im Ausführungsbeispiel innerhalb des Gehäuses 25 der Vorrichtung 20 gewählte Anordnung der Schleifkontaktanordnung 50 ermöglicht besonders günstige Montage- und Demontageverhältnisse. Es versteht sich jedoch, daß die Schleifkontaktanordnung auch an anderen Positionen, insbesondere auch im Inneren der Meßsonde 30 selbst angeordnet sein kann.How out 2 the drive arm can be seen 45 not rotatably with which the slip rings 71 having slip ring body 73 connected, but the rotary coupling between the measuring probe 30 and the slip ring body 73 As described above, this is done solely via the lines 58 of the first part of the lines 33 forming line 56 , In this way there is a favorable mechanical decoupling of the measuring probe 30 from the slip ring body 73 reached. The in the embodiment within the housing 25 the device 20 selected arrangement of the sliding contact arrangement 50 enables particularly favorable assembly and disassembly conditions. It goes without saying, however, that the sliding contact arrangement also at other positions, in particular also inside the measuring probe 30 itself can be arranged.

2020: Vorrichtungdevice
2121: Zylinderbohrung 50bore 50

2222: Werkstückworkpiece
2323: Motorblockblock
2424: Stützteilsupporting part
7171: Schleifringslip ring
2525: Gehäusecasing
2626: Flanschflange
2727: Antriebseinheitdrive unit
2828: Elektromotorelectric motor
2929: Zahnriemengetriebetoothed belt drive
3030: Meßsondeprobe
3131: Meßfühlerprobe
3232: Drehachseaxis of rotation
3333: Leitungmanagement
3535: Aufnahmevorrichtungcradle
3636: Ringflanschannular flange
3737: Anschlußplatteconnecting plate
3838: Gewindeadapterthreaded adapter
3939: Spannhebelclamping lever
4141: Anschlußsteckerconnector
4242: GegensteckerMating connector
4343: Freies Ende von 30 Free end of 30
4444: Anschlußende von 30 Connecting end of 30
4545: Antriebsarmdrive arm
4646: Trägerplattesupport plate
4747: BuchseRifle
4848: Lagercamp
4949: Lagercamp
5050: SchleifkontaktanordnungSliding contact arrangement
5151: Gehäuse von R Housing of R
5252: Lagercamp
5353: Hülseshell
5454: Lagercamp
5656: Leitungsstrangwiring harness
5757: erster Teil von 33 first part of 33
5858: Leitungmanagement
5959: zweiter Teil von 33 second part of 33
6060: Leitungmanagement
72.172.1: Schleifzungesanding tongue
72.272.2: Schleifzungesanding tongue
7373: SchleifringkörperRing collectors
7474: Führungselementguide element
76.176.1: Zungenträgertongue carrier

76.276.2: Zungenträgertongue carrier

7777: Drehachseaxis of rotation
8181: Anschlußsteckerconnector
8282: GegensteckerMating connector
8383: Leitungmanagement

Claims

Device for measuring bores of a workpiece, in particular for determining the roundness, shape, surface structure and / or surface roughness, in particular cylinder bores of an engine block, which has a support part which is fixedly connected to the workpiece during the measurement of the bore and at least one with a motorized rotary drive of a drive unit that can be brought into operative connection, rotatable about an axis of rotation and insertable into the bore, which has at least one probe for measuring the bore, which is provided with at least one electrical line, characterized in that a probe ( 31 ) assigned first part ( 57 ) the management ( 33 ) and the support part ( 24 ) assigned second part ( 59 ) the management ( 33 ) are electrically coupled via first and second contact means, which have a substantially free rotatability of the first part ( 57 ) the management ( 33 ) relative to the second part ( 59 ) the management ( 33 ) enabling sliding contact arrangement ( 50 ) train.

Device according to claim 1, characterized in that the sliding contact arrangement ( 50 ) a slip ring ( 71 ) and a resiliently contacting grinding tongue ( 72.1 . 72.2 ) having.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sliding contact arrangement ( 50 ) is designed such that rotation of the first part ( 57 ) the management ( 33 ) relative to the second part ( 59 ) the management ( 33 ) by a preferably arbitrarily large angle of rotation, but at least by an angle of rotation is possible that rotates the measuring probe ( 30 ) allowed at least 360 degrees with an essentially constant rotational speed even at differently predetermined rotational speeds.

Device according to claim 3, characterized in that the Angle of rotation is at least 720 degrees.