DE6608877U

DE6608877U - Lehre zum messen des innendurchmessers langer rohre von kleinem innendurchmesser.

Info

Publication number: DE6608877U
Application number: DE6608877U
Authority: DE
Original assignee: Sandvikens Jernverks AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1967-05-09
Filing date: 1968-05-09
Publication date: 1971-12-02
Also published as: US3488856A; SE302855B

Description

Unsere Zeichen: A l40 68/Pi/gb IJ.Sept.1971

Firma SANDVIKENS JERNVERKS AKTIEBOLAG, Sandviken/Schweden

/ Lehre zum Messen des Innendurchmessers langer L—

Rohre von kleinem Innendurchmesser

Die Erfindung betrifft eine Lehre zum Messendes Innendurchmessers
langer Rohre von kleinem Innendurchmesser, mit einer hülsenförmigen Kapsel, durch die einander diametral gegenüberliegende Meßköpfe hervortreten, deren Bewegungen unter Umlenkung um 90° auf einen unter Federdruck stehenden Taststift übertragen werden, der seinerseits auf eine in der Kapsel angeordnete induktive oder kapazitive elektrische Meßeinrichtung einwirkt.

Die Erfindung bezweckt, eine solche Meßlehre so auszubilden, daß mit relativ kleinem baulichen Aufwand eine höhere Meßgenauigkeit bei kleinem Durchmesser der MeßlehK gegenüber vergleichbaren bekannten Meßlehren erreichbar ist.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,

daß die Meßköpfe, der Taststift und die elektrische \

Meßeinrichtung in bzw. an einem Tragkörper angeordnet sind, der in radialer Richtung schwenkbar mit der Kapsel verbunden ist_; und mit dem der eine Meflkopf fei.der andere Meßkopf in radialer Richtung ausschwenkbar gelenkig verbunden ist, und der letztere an einem Winkelhebel angeordnet ist, dessen quer zur Achse der Kapsel liegender Arm auf den Taststift einwirkt.

Eine derart ausgebildete Meßlehre weist unter anderem noch den fertigungstechnischen Vorteil auf, daß keine Paßmaße zwischen der Kapsel und der eigentlichen Meßvorrichtung erforderlich sind. Bei etwaigen Punktionsstörungen kann die Meßvorrichtung zwecks Überprüfung bzw. Auswechselung gewisser Teile leicht und schnell aus der Kapsel ausgebaut und wieder in dieselbe eingebaut werden. Ein und dieselbe Meßvorrichtung kann, gegebenenfalls nach Vornahme geringfügiger Abänderungen, z. B* nach Auswechselung der Meßköpfe gegen Meßköpfe anderer Abmessungen, in Kapseln unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden.

In zweckmäßiger Weiterausbildung der Erfindung ist der Tragkörper der Meßvorrichtung durch eine

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- 3 Blattfeder mit der Kapsel verbunden.

Der Winkelhebel ist zweckmäßigerweise durch eine Blattfeder mit dem Tragkörper der Meßvorrichtung verbunden .

Nach einem weiteren zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist die Kapsel mit auswechselbaren, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Führungshülsen versehen.

Ferner kann die Kapsel erfindungsgemäß mit einem drehbaren und axial verschiebbaren Antriebsglied durch einen an einem Verlängerungsstück der Kapsel angeschlossenen Schlauch verbunden sein.

Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Die auf der Zeichnung dargestellte Lehre ist am vorderen Teil eines Schlauches 10 aus Kunststoff oder dergl. angebracht, während der hintere Teil durch einen Nippel 11 mit einer nicht gezeigten Einrichtung verbunden ist, durch welche die Lehre gedreht und axial bewegt werden kann. Am vorderen Ende des Schlauches ist ein Verlängerungsstück 12 mit einem Gewinde 13 angeordnet, durch welches die Letue mit dem

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Schlauch verbunden werten kann.

Die Lehre ist außen mit £iner rohrförmigen Kapsel

14 versehen, welche die Teile der Meßeinrichtung umgibt Die Kapsei i4 ist sowohl an ihrer Spitze als auch an ihrem hinteren Teil von einer Führungshülse

15 bzw. 16 aus "Teflon" oder dergl. umgeben. Diese Führungshülsen müssen einen Durchmesser haben, der nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zu messenden Rohres ist.

Der mittlere Teil der Kapsel bildet einen Hohlraum, in welchem die Meßausrüstung eingeschlossen ist. Diese ist mittels eines Zapfens 20 befestigt, der seinerseits in einer Bohrung in einem sonst vollen Teil am vorderen Ende der Kapsel befestigt ist. Der Zapfen 20 trägt an einer Blattfeder 21 den Meßmechanismus, der in seiner Gänze durch Biegen der Feder 21 seitwärts verschwenkt werden kann. Der Meßmechanismus weist einen Tragkörper 22 auf, der an der Feder 21 befestigt ist und den Rahmen der Meßausrüstung bildet. An dem Tragkörper 22 ist ein halbkugelförmiger Meßkopf 25 befestigt, der durch eine Öffnung 24 in der Wand der Kapsel übersteht. Am gegenüberliegenden Teil des Tragkörpers ist ein Arm 25 vorgesehen, der durch eine weitere Blattfeder 26 schwenkbar gelagert ist. Der Arm

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25 trägt einen weiteren halfekugelförmigen Meßkopf 27, der durch eine Öffnung 28 in der Kapsel übersteht. Die Meßköpfe 23 und 27 sind zueinander diametral angeordnet. Sie sind aus irgendeinem verschleißfesten Material hergestellt. Sinterhartmetall hat sich als besonders geeignet erwiesen.

Der Arm 25 ist mit einem Querarm 30 versehen, der sich senkrecht zum Arm 25 erstreckt. Gegen diesen Querarm wirkt ein Bolzen 31, der sich in einer Axialbohrung in der Meßvorrichtung befindet und durch eine Feder 32 belastet ist, welche das Bestreben hat, den IMeßkopf 27 nach auswärts zu verschwenken.

Gegen die entgegengesetzte Seite des Querarms 30 stützt sich der vordere Teil eines axial gleifcbaren Taststiftes 33 ab, der durch eine Feder 34 in Kontakt mit dem Querarm belastet ist. Die Feder 3¹* ist schwächer als die Feder 32, so daß der Meßkopf 27 durch den Einfluß * beider Blattfedern nach außen gedrückt wird. Der Taststift ist an seinem hinteren Teil mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung verbunden, welche die Bewegungen des Taststiftes registriert. Dieser Geber ist nur durch einen Deckel 35 dargestellt und kann von beliebiger, an sich bekannter Art sein, z. B. eine induktive Vorrichtung

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wie ein Differentialtransformator mit Spulen, die einen axial beweglichen, mit dera Taststift gekuppelten Kern umgeben. Die Verlagerung führt zu einer Veränderung in der Induktivität. Als Alternative kann eine kapazitive Registriervorrichtung verwendet werden, die aus einem Kondensator besteht., dessen Platte durch den Taststift bewegt wird, so daß eine registrierbare Veränderung in der Kapazität stattfindet. Der Taststift ist mit nicht gezeigten Leitungen längs des Schlauches 10 zu der an sich bekannten Meßausrüstung gekoppelt, um die Impulse zu registrieren.

Das Prinzip des Meßvorgangs ist derart, daß die Lehre in das zu messende Rohr eingeführt wird. Die Schraubenfeder 52 drückt den Querarm JO zurück, so daß der Arm 25 am Gelenk, welches durch die Blattfeder 2k gebildet wird, nach außen verschwenkt wird. Wenn der Meßkopf 27 die Wand in dem zu messenden Rohr berührt, wird durch die Wirkung der Feder 52 die gesamte Meßvorrichtung um die andere Blattfeder 21 so nach außen verschwenkt., daß der Meßkop 23 ebenfalls die Wand des Rohres berührt. Die Lage der Meßköpfe wird über den Taster bzw. Fühler registriert.

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Beim Messen von Rohren mit etwas abweichenden Durehmessern wird der Meßkopf 27 ungleich weit von der Kapsel verschwenkt. Hierbei kommen verschiedene Teile der Kugel 27 in Kontakt mit der Viand des Rohres, so daß die axiale Bewegung des Stiftes 33 nicht genau proportienal zur Querbewegung der Meßköpfe ist. Zum Ausgleich für diesen Fehler ist es zweckmäßig, sowohl den Kopf 33^a des Stiftes 33 kugelig zu gestalten als auch den Meßkopf 27, wobei das Verhältnis des Halbmessers der Kugeln gleich dem Verhältnis der Längen der Hebelarme, des Armes 25 und des Querarms 30 des Armes 25 im Verhältnis zum Gelenk 26 ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lehre wird die Querbewegung der Meßköpfe in eine Axialbewegung des Fühlermechaniämus umgewandelt. Dieser Umstand ermöglicht die Anordnung des Lagerungsmechanismus für die Meßköpfe und des Fühlermechanismus in der Längsrichtung, so daß die Lehre eine kleine Querabmessung haben kann. Die Lehre kann in erster Linie für Durchmesser von 25 nun und kleinere Durchmesser verwendet werden. Für größere Durchmesser sind andere Bauformen besser geeignet. Es hat sich nun als möglich erwieden, Rohre mit Durchmessern von 10 mm und weniger bis zu 4,5 mm zu messen, ein Bereich, der mit den bisher bekannten Lehren, besonders bei langen Rohren,

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schwierig zu messen war. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lehre können beliebig lange Rohre ohne Verringerung der Genauigkeit gemessn werden.

Weitere Vorteile der beschriebenen Lehre bestehen darin, daß sie einen weitern Meßbereich bei einer bestimmten Größe der Lehre hat, nämlich von - 1 min bei größeren Durchmessern bis - Oj) min bei den kleinsten Durchmessern. Dies hat zur Folge, daß nur eine vergleichsweise kleine Zahl von Lehren für alle vorstellbaren Durchmesser erforderlich ist. Die Genauigkeit der Lehre ist dt-,von unabhängig, wo innerhalb des Meßbereiches die Messung vorgenommen wird.

Außerdem hat die Lehre gleichzeitig einen kleinen Meßdruck, da sie rasch einer Veränderung des Durchmessers folgt. Dies ist wichcig, um ein Verkratzen der zu messenden Rohre zu vermeiden.

Ferner geht die Benutzung der Lehre rasch vor sich, und es ist möglich, mit einer Drehzahl von 5OO U/min bei einem axialen Vorschlub vor· 20 mm zu messen, was eine Meßgeschwindigkeit von 6m/min bedeutet, mit welcher Geschwindigkeit eine Kontrolle des Durchmessers über die

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volle Länge des Rohres erhalten wird. Es sind auch höhere Meßgeschwindigkeiten durchführbar.

Beim Messen sollen die Führungshülsen 15, 16 möglichst nahe dem Innendurchmesser des Rohres kommen und einen Außendurchmesser haben, der um etwa 0,1 mm kleiner 1st, damit die Stellung der Lehre im Rohr so mittig wie möglich ist. Bei kleinen Veränderungen innerhalb des Meßbereiches für eine bestimmte Lehre wird lediglieh ein Auswechseln der FUhrungshülsen vorgenommen, was leicht geschehen kann. Daher kann, wenn eine Reihe von Lehren für die verschiedenen Meßbereiche vorgesehen ist, die pssende Lehre rasch dadurch erhalten werden, daß entsprechende Führungshülsen von geeigneter Größe ver

wendet werden. Die Lehre ermöglicht es> einen beliebigen Durchmesser rasch innerhalb des Bereiches zu messen, der von der erwähnten Reihe von Lehren erfaßt wird. Dies stellt einen beträchtlichen Vorteil im Vergleich zu den bisher bekannten Lehren dar, welche so kleine Meßbereiche haben, daß es nicht möglich ist, eine Reihe von Lehren im Vorrat zu halten, die einen fcteiteiien Bereich kontinuierlich erfassen, so daß eine neue Lehre für jeden neuen Durchmesser hergestellt werden muß.

Die Erfindung hat besondere Bedeutung auf dem Gebiet der Atomenergie, auf dem die Entwicklung in Richtung

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zu rfkktoren mit kleineren Durchmessern der Spaltstoffelemente und der Hüllrohre geht, in denen sich diese befinden. Die Anforderungen hinsichtlich der Toleranzen von Rohren für den erwähnten Zweck sind sehr hoch, und die Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Rohre nehmen in dem Maße zu, in welchem der Durchmesser derselben kleiner wird. Die erfindungsgemäß ausgebildete Meßlehre bietet die Möglichkeit, die Maßhaltigkeit solcher Rohre über ihre Länge hinweg sehr exakt bei kleinem Zeitaufwand zu prüfen.

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Claims

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SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Lehre zum Messen des Innendurchmessers langer Rohre von kleinem Innendurchmesser, mit einer hülsenförmigen Kapsel, durch die einander diametral gegenüberliegende Meßköpfe hervortreten, deren Bewegungen unter Umlenkung um 90 auf einen unter Pederdruck stehenden Taststift übertragen werden, der seinerseits auf eine in der Kapsel angeordnete induktive ode?* kapazitive elektrische Meßeinrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßköpfe (25,27)* der Taststift (53) und die elektrische Meßeinrichtung in bzw. an einem Tragkörper (22) angeordnet sind, der in radialer Richtung schwenkbar mit der Kapsel (14) verbunden ist, u$d mit dem der eine Meßkopf (23) fest, der andere Meßkopf (27) in radialer Richtung ausschwenkbar gelenkig verbunden ist, und der letztere (27) an einem Winkelhebel (25 angeordnet ist, dessen quer zur Achse der Kapsel liegender Arm (30) auf den Taststift (33) einwirkt.

2. Lehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (22) der Meßeinrichtung durch eine Blattfeder (21) mit der Kapsel (14) verbunden ist.

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3* Lehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (25,30) durch eine Blattfeder (26) mit dem Tragkörper (22) der Meßvorrichtung verbunden ist.

K. Lehre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (l4) mit auswechselbaren, vorzugsweise aus Kunststoff besthenden Führungshülsen (I5,l6) versehen ist.

5. Lehre nach einem der voranghenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (l4) mit einem drehbaren und axial verschiebbaren Antriebsglied (il) durch einen an einem Verlängerungsstück (12) der Kapsel (l4) angeschlossenen Schlauch ( 10) verbunden ist.

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