CN105223966B - 对旋转对称主体进行定位且对准的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对旋转对称主体进行定位且对准的装置，特别地相对于测量装置（19）来进行定位且对准，所述测量装置（19）用于实施在旋转对称主体（28）上的测量，所述装置具有基本元件（24），所述基本元件具有在销（23）上的接触表面（22）或者配置至接触表面（22），所述旋转对称主体（28）被支撑在所述接触表面上以实施所述测量，其中，能够相对于所述接触表面（22）运动的定位元件（41）设置在所述基本元件（24）上，所述定位元件（41）包括棱柱接纳器（64），其中，所述接触表面（22）定位在所述棱柱接纳器（64）内或者靠接至所述棱柱接纳器上，并且所述定位元件（41）朝着所述基本元件（24）的运动路径至少对应于棱柱接纳器（64）的高度。

Description

对旋转对称主体进行定位且对准的装置

技术领域

本发明涉及一种相对于用于在主体上实施测量的测量探针来对旋转对称主体进行定位且对准的装置。

背景技术

为了接纳旋转对称主体（例如，轴），使用测量棱柱是已知的，使用所述测量棱柱，支撑在所述测量棱柱上的旋转对称主体的位置是固定的。这样的测量棱柱具有两个表面，所述两个表面成一特定角度而彼此对准，并且所述两个表面以V形相互附接，由此旋转对称主体（例如轴）正切地靠接在两个表面的每者上。这样的测量棱柱实际上使得旋转对称主体的位置能够关于测量棱柱而固定，然而以这种方式相对于测量装置准确的定位旋转对称主体是不可能的。特别地，在旋转对称主体上的测量点的变化取决于旋转对称主体的直径。

在对旋转对称主体上的表面（例如，漆层、电镀层、硬质材料、聚合物或未经涂覆的板材料表面或相似物）进行硬度测量期间，使用硬度测量装置，例如“FISCHERSCOPE HM2000S”。这样的硬度测量装置包括台架，所述台架具有测量壳体，其中压头作为测量装置的一部分来布置。此压头布置在销的接触表面内。所述平面材料应用至接触表面并且借助于台架的按压件按压至接触表面上以便执行所述测量。因此所述压头负荷有预定的力并且穿透所述主体。在旋转对称主体的情况下，所述旋转对称主体可被支撑在接触表面上，然而不能相对于压头以高等级的重复准度准确地对准，使得压头在壳表面的最高或最低点处垂直于旋转主体的轴线进行穿透，由此，测量具有误差。

发明内容

本发明的目的是创造一种相对于测量装置来对旋转对称主体进行定位且对准的装置，所述装置使得这样的旋转对称主体能够相对于测量装置可靠地且准确地定位且对准，而与不同的直径无关。

该目的是由对旋转对称主体进行定位且对准的装置来解决的，该装置包括基本元件，所述基本元件具有接触表面，在基本元件上设置了能够相对于接触表面运动的定位元件，所述定位元件包括棱柱接纳器，其中，具有接触表面的销定位在棱柱接纳器内或者靠接至该棱柱接纳器上，并且定位元件相对于在基本元件上的销的接触表面的运动路径至少对应于棱柱接纳器的高度。由于该接纳器，可行的是，旋转对称主体通过棱柱接纳器相对于定位元件固定就位，其中，定位元件能够以限定的行进运动相对于接触表面运动，使得旋转对称主体停止在接触表面上，而与定位元件和基本元件之间的运动路径无关并且与旋转对称主体的直径无关，并且同时由棱柱接纳器固定就位。因此，为测量装置提供固定的测量点或固定的测量平面，而与旋转对称主体的尺寸或直径无关，其中，同时，旋转对称主体相对于测量平面或接触表面的对准由棱柱接纳器来提供。因此，可行的是，待执行的测量出现在旋转对称主体上在最低或最高点处，并且因此由于重复的准度，提供了高等级的测量质量。

在该装置中，优选提供的是，定位元件的棱柱接纳器包括通孔，所述销在该通孔内延伸，并且基本元件上的销的纵向轴线处于棱柱接纳器的表面或表面部分之间的相交处中，所述表面或表面部分配置至彼此。因此，不仅是旋转对称主体的轴线与销的轴线相交，而且此外，固定的测量点相对于接触表面而形成，而与旋转对称主体的直径无关。

所述装置的另一有利的实施例提供的是，在相对于基本元件或在基本元件上运动期间，定位元件沿着基本元件上的销被引导通过通孔。这使得简单且紧凑的构型成为可能。优选地，无间隙地设置基本元件的销和定位元件的通孔之间的引导。可替代地或另外地，单独的销可在定位元件和基本元件之间引入，其起到引导的作用，使得定位元件经由销而相对固定地插入在基本元件中。该布置还可被交换。

所述定位元件优选由装有弹簧的安装件相对于基本元件保持在起始位置，其中，销的接触表面位于棱柱接纳器的外侧或靠接至所述棱柱接纳器上。因此，所述装置总是可以为使用做好准备，并且在实施测量之后回复至起始位置，其中定位元件借助于旋转对称主体被带到基本元件上。如果测量装置设置在销内，则这同时用作布置在其中的测量装置的测量探针或探针尖的保护。

装有弹簧的位置特别地包括凸缘衬套以及紧固元件，所述凸缘衬套靠接定位元件的肩部上并且在基本元件的方向上延伸，所述紧固元件靠接在基本元件的肩部上并且连接至所述凸缘衬套，其中压缩弹簧元件设置在定位元件和基本元件之间。因此，可创造构造简单的构型，所述构型在定位元件和基本元件之间具有预定且优选可调的冲程路径。同时，由于凸缘衬套，定位元件相对于基本元件的引导或另外的引导可发生。优选地，压缩弹簧元件相对于凸缘衬套同轴地布置，使得其同时被引导。

在定位元件上的棱柱接纳器可由彼此布置成一角度的两个平坦的表面、由若干配置至彼此的条形的表面部分或者由相对于彼此布置的两个凸形弯曲的表面形成。与实施例无关地，旋转对称主体正切地靠接至表面或表面部分上并且相对于棱柱接纳器在中心地定位。

另一有利的实施例提供的是，各自的通孔设置在基本元件和定位元件上，基本元件和定位元件彼此一致地对准并且设置成接纳固定机构，用于优选可解除地固定在测量装置上。因此可行的是，所述装置能够布置在测量装置上是可交换的。升级也是可能的。因此还可能的是，取决于待检查的所述主体的几何形状或测量任务，相应的接纳装置可用于对在测量装置上待检查的所述主体进行定位且对准。

此外，基本元件可具有至少一个固定孔，用于优选可解除地固定在测量装置中。取决于可接近性，所述装置的固定可从下方接合，这样直接地在基本元件上，或可从上方出现，这样在定位元件上方。

当在硬度测量装置中使用所述装置时，优选提供的是，测量装置的测量探针能够布置在基本元件中的销的通孔中。例如，这可为压头。因此，所述测量探针被布置使得其纵向轴线在销的的纵向轴线中，以便相对于接触表面且相对于棱柱接纳器的表面部分或两个V形表面的相交处保持固定的测量点。

附图说明

借助于附图中示出的示例，下文更具体地描述和说明本发明以及本发明的另外的有利的实施例和发展。从描述和附图得知的特征可根据本发明单独地或以任何组合一起应用。在附图中示出：

图1是根据现有技术的硬度测量装置的立体图，

图2是根据图1的硬度测量装置的立体图，该图具有根据本发明的装置，

图3是根据本发明的装置的分解图，

图4是从上方到根据图3的装置上看去的示意图，

图5是沿图4中线V-V的示意性剖视图，

图6是沿图4中线VI-VI的示意性剖视图，

图7是根据图3的具有直径不同的旋转对称主体的装置的示意性侧视图，

图8是棱柱接纳器的可替代的实施例的示意性剖视图，

图9a是根据本发明的装置的图2的可替代的实施例的示意性剖视图，

图9b是具有根据图9a中的实施例的局部截面的另一示意性侧视图，

图9c是图9b中局部截面的示意性放大图，并且

图10a至10d是根据本发明的装置的图2的另一可替代的用途的不同的视图。

具体实施方式

在图1中，立体地示出硬度测量装置11，其在参考“FISCHERSCOPE HM2000 S”下分布。该硬度测量装置11包括测量台架12，所述测量台架12具有座14和能够降下的按压件15，所述测量台架12能够借助于操作杆16降下。具有测量装置19的壳体18布置在座14上，测量探针21或其尖部从该处是可见的。此测量探针21由可释放地固定至壳体18的基本元件24的销23上的接触表面22所围绕。测量探针21是压头，其在平坦的测量物体放置于接触面上22后压入，并且所述测量物体借助于按压件15以至待检查物体的表面中预定的力向下保持至接触表面上。这会发生是由于壳体18中的测量装置19的力产生装置，其没有更详细地示出。穿透深度经由测量装置19的位移测量系统（其也未示出）来确定，相关硬度值从其并使用数据处理装置（其未更详细地示出）并结合压头的穿透主体的几何形状来确定。由此，进一步的材料尺寸可被确定和发出。

根据图1的硬度检测装置11在图2中示出，在该图中，提供了根据本发明的关于测量装置19的测量探针21来对旋转对称主体28进行定位且对准的装置30，用于旋转对称主体28的测量（参见图4）。在图3至6中在下文更详细地描述根据本发明的这一装置30。

在图3中，示出装置30的分解图。由此，呈现了根据本发明的所述装置30的各单独部件。图4示出俯视图5，并且图5和6各自示出根据图4的装置30的剖视图。

所述装置30包括基本元件24，其可例如形成为旋转对称零件，特别是铣削或旋转零件。其包括盘形基体33，所述销23以突出的方式布置在所述盘形基体33上，接触表面22形成在其前侧上。销23以固定的方式设置并且优选地沿着基本元件24的纵向中心轴线34。通孔35沿着销23中的纵向中心轴线34延伸，所述通孔35能够被形成为例如是台阶式的。测量探针21可被布置和/或固定在所述通孔35内。此外，基本元件24具有通孔37，59，固定螺钉38能够被插入到所述通孔37，59中，使得装置30能够经由这些固定螺钉38被固定，例如在测量装置19的壳体18上。有利地，O形环39设置在每个固定螺钉38上使得这些固定螺钉38不会掉出孔37。

定位元件41被配置至基本元件24。该定位元件41有利地具有盘形基体42。优选地，中心通孔43设置用于相对于基本元件24来对定位元件41进行定位，所述通孔围绕销23，其中，在通孔43和销23之间有利地设置配合，使得定位元件41在中心地安装，并且特别地，相对于基本元件24没有间隙。可替代地或另外地，可以设置另一引导元件。以简单的形式，销钉（dowel）可设置在基本元件24或定位元件41中，所述销钉安装在相应的孔中并且引导至其中。通孔43优选相对于定位元件41的纵向中心轴线44在中心地布置。

定位元件41具有环形套管46，所述环形套管46指向基本元件24，其围绕基本元件24的外周向部。因此，使得可相对于基本元件24运动的定位元件41的附加的无倾斜引导是可行的。定位元件41通过装有弹簧的安装件48来相对于基本元件24定位。凸缘衬套52与定位元件41的孔50接合在肩部51上，所述凸缘衬套52沿着基本元件24的方向延伸。另一个孔54设置在基本元件24中，与孔50对准，其中，固定机构（特别地是固定螺钉55）能够插入，并且与凸缘衬套52接合。压缩弹簧56设置在基本元件24和定位元件41之间，所述压缩弹簧56将定位元件41相对于基本元件24定位在起始位置58中。压缩弹簧56优选相对于凸缘衬套52同轴地布置。帽部61优选布置在凸缘衬套52的头部60上，以便防止凸缘衬套52解除与固定螺钉55的螺钉连接的操作。

此外，定位元件41包括棱柱接纳器64，其由根据第一示例性实施例被配置至彼此的两个表面66形成。这些表面66例如是凸形弯曲的。可替代地，这些表面66还可形成为平坦的。两个表面66的相交线穿过通孔35的纵向中心轴线34或通孔43的纵向中心轴线34，其中，纵向中心轴线44和纵向中心轴线43位于彼此之内并且优选形成基本元件24和定位元件41的纵向中心轴线。

具有其接纳器64的定位元件41以这样的方式相对于基本元件24上的接触表面22定位在起始位置58中，即使得其位于棱柱接纳器64的表面66的相交点中或接纳器64外侧。因此，接触表面22作为固定的测量表面来保护。这还适用于测量装置的测量探针21，如有必要，该测量探针插入在基本元件24的通孔35中。

在图7中，示出了具有两个旋转对称主体28的装置30的示意性侧视图，所述两个旋转对称主体28被形成为具有不同的截面尺寸，以便示出测量探针21的固定测量点设置在销24中，一方面由于接触表面22，与旋转对称主体28的截面或直径无关，并且另一方面借助于定位元件41，与棱柱接纳器64的配置无关。由于旋转对称主体28的不同尺寸或直径，仅仅定位元件41从起始位置58沿着基本元件24的方向的运动路径被改变。然而，在两种情形中，一方面旋转对称主体28停止在接触表面22上并且另一方面同时在棱柱接纳器64中保持固定就位。因此，所述测量可在旋转对称主体28的顶点处执行。

在图8中，示出了棱柱接纳器64的可替代实施例。配置至彼此的表面66例如由条形表面部分67形成，所述条形表面部分彼此相邻地布置成排，每个条形表面部分均成角度，所述角度使彼此偏离。因此，旋转对称主体28的准确对准也是可行的。

图9a示出根据本发明的装置30的可替代的实施例的示意性侧视图。图9b示出具有装置30的局部截面的另一侧视图，并且图9c示出图9b中的局部截面的放大图示。在图9a和9b中示意性示出的测量装置19包括测量探针21，其设置在具有柄部71的壳体18上以引导所述测量探针21。所述测量探针21具有探针头部72，所述探针头部72具有与柄部71相比更大的直径。至少一个线圈设置在例如探针头部72中以便根据磁感应、磁方法或涡流方法执行层厚度测量。还可以设置霍尔传感器。装置30的基本元件24固定在探针头部72上。在此实施例中探针头部72形成为盘形的。基本元件24固定在环形夹紧元件73上，所述环形夹紧元件73围绕探针头部72的外周向部并且能够夹紧在所述外周向部上。基本元件24还包括至少一个引导元件76，替代销23，所述销具有与根据上文所描述的实施例的销23相同的功能。定位元件41接纳成能够沿着引导元件76运动。因此，在基本元件24和定位元件41之间布置的引导元件76可设置成长方形、燕尾形或相似的形状，使得定位元件41能够相对于测量探针21的接触表面22上下运动并且能够运动。定位元件41相对于基本元件24的可动布置类似于上文所描述的实施例。定位元件41形成为平面的，其在下前侧上具有棱柱接纳器64。

固定螺钉55设置在接纳器64的V形凹部内，以便接纳定位元件41而能够以弹簧安装的方式相对于基本元件24运动。两个相对的定位元件41优选借助于紧固元件74（例如夹紧螺钉）相对于彼此定位且固定，使得这些定位元件均能够相互平行地并且还与接触表面22垂直地运动。当将测量探针21接触在旋转对称主体28（例如管道管、管道（经涂覆的、未经涂覆的）、水管线或类似物等等）上时，测量探针21的定位经由这样的旋转对称主体28的外周向部上的接纳器64而发生，其中通过沿着旋转对称主体28的方向向下按压测量探针21，接触表面22进而遵循与旋转对称主体28的外周向部的连接，由此进而设置固定的测量点。所述定位元件41必须与探针头部72平行地引导，或者定位元件41必须与测量探针21的接触表面22垂直地对准。

在图10a至10d中，示出了根据本发明的装置30的另外的可替代的使用。图10a和10b各自示出X射线荧光测量装置75的示意性侧视图，例如形成为移动装置或手持装置。用于发射初级光束的辐射源以及用于检测由测量表面发出的次级光束的检测器被提供（其未被更详细地示出）在X射线荧光测量装置75的壳体18中。此外，X射线荧光测量装置75包括关于所检测的次级光束的评估装置。

在图10c中，示出了X荧光测量装置75的下侧，其示出输出开口77，初级光束从该输出开口处离开，并且在测量表面处发射的次级光束可再次进入壳体18。这一输出开口77由接触表面22围绕。为了正确地定位这一X射线荧光测量装置75，根据本发明的至少一个装置30与输出开口77相邻地设置，其中，根据图10c中的示例性的实施例，装置30相对于每个接触表面24布置在两侧上。

该装置30可例如安装在接触框架81上，如在图10d中所呈现的，或者所述接触框架81可以可解除地设置在X射线荧光测量装置75的壳体18上。

在该实施例中，提供的是，所述接触表面22布置成靠接在定位元件41的棱柱接纳器64上或定位元件41的外侧，其中，接触表面22的位置或高度对应于根据图3至6中的示例性实施例的棱柱支撑件64的比例。可替代地或另外地，装置30还可在销23上设置有接触表面22，其中，随后将在销23上的接触表面22的位置和X射线荧光测量装置75的测量平面进行对准并且相互调整。

此外，另一装置30可提供在从输出开口77处移除的壳体上，作为辅助极（auxiliary pole），使得X射线荧光测量装置75的壳体18相对于旋转对称主体28关于其全部长度进行对准。

Claims (14)

1.一种相对于测量装置（19）来对旋转对称主体（28）进行定位且对准的定位且对准装置，所述测量装置（19）用于实施在所述旋转对称主体（28）上的测量，所述定位且对准装置具有基本元件（24），所述基本元件具有在销（23）上的接触表面（22）或者配置至接触表面（22），所述旋转对称主体（28）被支撑在所述接触表面（22）上以实施所述测量，

其特征在于，能够相对于所述接触表面（22）运动的定位元件（41）设置在所述基本元件（24）上，所述定位元件包括棱柱接纳器（64），其中，所述接触表面（22）定位在所述棱柱接纳器（64）内或者靠接至所述棱柱接纳器（64）上，并且所述定位元件（41）朝着所述基本元件（24）的运动路径至少对应于所述棱柱接纳器（64）的高度。

2.如权利要求1所述的定位且对准装置，其特征在于，所述定位元件（41）的所述棱柱接纳器（64）具有通孔（43），所述销（23）在所述通孔（43）内延伸，并且所述销（23）的纵向轴线位于所述基本元件（24）上在所述棱柱接纳器（64）的表面（66）或表面部分的相交处中，所述表面或表面部分被配置至彼此。

3.如权利要求2所述的定位且对准装置，其特征在于，在朝着所述基本元件（24）运动期间，所述定位元件（41）经由所述通孔（43）被引导至所述销（23）。

4.如权利要求3所述的定位且对准装置，其特征在于，在朝着所述基本元件（24）运动期间，所述定位元件（41 ）经由所述通孔（43）无间隙地被引导至所述销（23）。

5.如权利要求1所述的定位且对准装置，其特征在于，所述定位元件（41）由装有弹簧的安装件（48）相对于所述基本元件（24）定位在起始位置（58）中，其中，所述销（23）的所述接触表面（22）位于所述棱柱接纳器（64）的外侧或靠接至所述棱柱接纳器（64）上。

6.如权利要求5所述的定位且对准装置，其特征在于，所述装有弹簧的安装件（48）包括凸缘衬套（52），所述凸缘衬套（52）靠接所述定位元件（41）的孔（50）中的肩部（51）上并且在所述基本元件（24）的方向上延伸，并且所述装有弹簧的安装件（48）包括紧固元件，所述紧固元件靠接在所述基本元件（24）上的孔（54）的肩部上并且连接至所述凸缘衬套（52），并且至少一个压缩弹簧（56）布置在所述定位元件（41）和所述基本元件（24）之间。

7.如权利要求6所述的定位且对准装置，其特征在于，所述压缩弹簧（56）相对于所述凸缘衬套（52）同轴地布置。

8.如权利要求1所述的定位且对准装置，其特征在于，所述棱柱接纳器（64）由配置至彼此的两个平坦的表面（66）或者两个凸形弯曲的表面（66）形成，或者由配置至彼此的若干条形的表面部分（67）形成。

9.如权利要求1所述的定位且对准装置，其特征在于，各自的通孔（35、59）设置在所述基本元件（24）和所述定位元件（41）上，所述基本元件（24）和所述定位元件（41）相对彼此一致地布置并且设置成接纳用于可解除地固定在所述测量装置（19）上的固定机构（38）。

10.如权利要求1所述的定位且对准装置，其特征在于，所述基本元件（24）具有至少一个通孔（37）以接纳用于固定在所述测量装置（19）上的固定机构（38）。

11.如权利要求10所述的定位且对准装置，其特征在于，所述基本元件（24）具有至少一个通孔（37）以接纳用于可解除地固定在所述测量装置（19）上的所述固定机构（38）。

12.如权利要求1所述的定位且对准装置的用途，其特征在于，所述定位且对准装置（30）布置在硬度测量装置（11）的壳体（18）上，以对所述旋转对称主体（28）进行定位。

13.如权利要求1所述的定位且对准装置的用途，其特征在于，所述定位且对准装置（30）设置在移动式X射线荧光装置（75）的壳体（18）上，以将所述旋转对称主体（28）定位在X射线荧光光束的测量平面中。

14.如权利要求1所述的定位且对准装置的用途，其特征在于，所述定位且对准装置（30）布置在测量探针（21）的壳体（18）上，用于所述旋转对称主体（28）上的薄层的厚度的触知测量。

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