DE102017124726A1

DE102017124726A1 - Inspektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017124726A1
Application number: DE102017124726.2A
Authority: DE
Inventors: Detlev Boenigk; Axel Eggers
Original assignee: ALBIS PLASTIC GmbH
Current assignee: Mocom Compounds & Co Kg De GmbH
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2037-10-24
Also published as: DE202017006834U1; DE102017124726B4

Abstract

Um eine Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen (28) mindestens eines Hohlraums mit Messmitteln (2, 20, 21, 24) zur Messung einer Oberflächentopographie der Innenkonturflächen (28), wobei die Messmittel (2, 20, 21, 24) m ≥ 1 Abtastvorrichtungen (2) zum Abtasten der Innenkonturflächen umfassen, sowie eine Inspektionsvorrichtung (29) zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts, insbesondere einer Extruderschnecke und/oder eines oder mehrerer gruppenweise miteinander verbundener Segmente einer Extruderschnecke, mit Messmitteln (32) zur Messung einer Oberflächentopographie der Außenkonturflächen, wobei die Messmittel (32) mindestens m Abtastvorrichtungen (32) zum Abtasten der Oberflächentopographie umfassen, anzugeben, mit welchen eine verbesserte Messung der Ist-Geometrie der Innenkonturflächen bzw. Außenkonturflächen gegeben ist, wird vorgeschlagen, dass sie drehbar mit den m Abtastvorrichtungen (2) verbundene n ≥ 1 Halterungsvorrichtungen (3) bzw. dass sie eine Halterungsvorrichtung (30, 31, 34, 35) mit einem Gehäuse (30) und einem Träger (31) umfassen, wobei der Träger (31) drehbar in oder an dem Gehäuse (30) gelagert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums mit Messmitteln zur Messung einer Oberflächentopographie der Innenkonturflächen, wobei die Messmittel m ≥ 1 Abtastvorrichtungen zum Abtasten der Innenkonturflächen umfassen, sowie eine Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts, insbesondere einer Extruderschnecke und/oder eines oder mehrerer gruppenweise miteinander verbundener Segmente einer Extruderschnecke, mit Messmitteln zur Messung einer Oberflächentopographie der Außenkonturflächen, wobei die Messmittel mindestens m Abtastvorrichtungen zum Abtasten der Oberflächentopographie umfassen.
Inspektionsvorrichtungen der eingangs genannten Art werden typischerweise zur Erfassung des Verschleißzustandes von Bauteilen eines Extruders eingesetzt. Die sich in den Gehäusebohrungen eines Extrudergehäuses drehende Extruderschnecke erzeugt zusammen mit dem dort verarbeiteten bzw. behandelten Material Verschleiß an den Bohrungsflächen des Gehäuses sowie an den Außenflächen der Extruderschnecke. Daraus resultieren Durchmesser-Veränderungen an den Gehäuse-Bohrungen und an den Schnecken.
Zur Messung des Durchmessers von Bohrungsinnenwänden eines Extrudergehäuses wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ein fahrbarer Messmolch mit einem zylindrischen Grundkörper und an dem Grundkörper in radialer Umfangsrichtung angeordneten kapazitiven Abstandssensoren verwendet. Zu Beginn einer Durchmessermessung wird der Messmolch an einem Ende eines Extrudergehäuses in einer Gehäusebohrung positioniert. Danach wir der Messmolch in Richtung des anderen Endes des Extrudergehäuses verfahren und zugleich seine Position in der Gehäusebohrung bei gleichzeitiger Messung des Durchmessers erfasst.
Zur Messung des Außendurchmessers einer Extruderschnecke wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, eine Mikrometerschraube oder ein Messschieber verwendet.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Messvorrichtungen sind jedoch wegen ihres relativ kleinen Messbereichs nachteilhaft. Daher ist für eine Gehäusebohrung bzw. eine Extruderschnecke eine größere Zahl von Messdurchgängen erforderlich, um die vollständige Ist-Geometrie der entsprechenden Innenkonturflächen bzw. Außenkonturflächen und damit den Verschleißzustand zu erfassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Inspektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums sowie eine Inspektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts anzugeben, mit welchen eine verbesserte Messung der Ist-Geometrie der Innenkonturflächen bzw. Außenkonturflächen gegeben ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums gelöst, indem sie drehbar mit den m Abtastvorrichtungen verbundene n ≥ 1 Halterungsvorrichtungen umfasst. Überraschenderweise kann mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung bereits bei einem Messdurchgang das gesamte Oberflächenprofil einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders bei einer Bewegung der Inspektionsvorrichtung entlang der entsprechenden Bohrungslängsachse erfasst werden, indem die Abtastvorrichtungen der Geometrie der Gehäusebohrung entsprechend gedreht werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums weist mindestens eine der n Halterungsvorrichtungen mindestens einen Außenquerschnitt der Halterungsvorrichtung vergrößernde Querschnittsmittel auf. Durch solche Querschnittmittel lässt sich die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung überraschenderweise in radialer Richtung bezüglich der Längsachse einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders an den Bohrungsinnenwänden mit Vorteil für eine stabile und damit störungsarme Messung des Durchmessers fixieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums sind die Querschnittsmittel als Roll- und/oder Gleitelemente ausgestaltet. Die Roll- und/oder Gleitelemente ermöglichen es mit Vorteil für eine Messung des Innendurchmessers einer Extrudergehäusebohrung, dass die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zum Beispiel entlang der Bohrungslängsachse in der Extrudergehäusebohrung positioniert werden kann, sofern der entsprechende Roll- bzw. Gleitwiderstand überwunden wird.
Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums wird noch weiter verbessert, wenn die Querschnittsmittel durch mindestens ein Federelement in oder an den n Halterungsvorrichtungen gelagert sind. Dies ist vorteilhaft für eine form- und/oder kraftschlüssige Fixierung der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung in einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders. Zudem ermöglicht es das Federelement bei entsprechender Dimensionierung, dass die Querschnittsmittel selbsttätig an eine Bohrungsinnenwand einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders gepresst werden, so dass die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung auf diese Weise mit Vorteil für die Messung eines Durchmessers in der Gehäusebohrung zentriert wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums ist m ≥ 2 und n ≥ 2 ist, wobei p ≥ 2 der m Abtastvorrichtungen in einer Messebene angeordnet sind. Danach umfasst die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zum Beispiel zwei Abtastvorrichtungen, die jeweils paarweise mit einer Halterungsvorrichtung drehbar verbunden sind. Indem die beiden Abtastvorrichtungen dabei in einer Messebene angeordnet sind, sind die Abtastvorrichtungen in einem Abstand zueinander beanstandet, welcher bei geeigneter Dimensionierung der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung dem Abstand zwischen zwei Bohrungslängsachsen sich gegenseitig durchdringender Bohrungen eines Doppelschneckenextruders entspricht. Danach lässt sich mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung in besonders vorteilhafterweise der Bohrungsinnendurchmesser der beiden Bohrungen messen.
Wenn die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums mindestens einen Drehantrieb zum Drehantreiben der m Abtastvorrichtungen umfasst, lassen sich die Abtastvorrichtungen in besonders einfacher Weise relativ zu den Halterungsvorrichtungen motorisch drehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums umfasst der Drehantrieb einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, eine Antriebswelle und ein erstes Getriebe, wobei der Motor mit der Antriebswelle verbunden ist, um diese in eine erste Drehbewegung zu versetzen, und das erste Getriebe zur Umsetzung der ersten Drehbewegung in eine zweite oder mehr Drehbewegungen ausgestaltet ist und zur Übertragung der zweiten oder mehr Drehbewegungen an mindestens eine der m Abtastvorrichtungen mit dieser und der Antriebswelle verbunden ist. Von Vorteil ist, dass nach dieser Ausführungsform mehrere der Abtastvorrichtungen durch lediglich einen Motor angetrieben werden, sodass sich der konstruktive Aufwand reduziert und die Abtastvorrichtungen bezüglich ihrer Drehung synchronisiert werden.
Diese Ausführungsform wird verbessert, wenn bei der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung das erste Getriebe q Abtriebsriemenscheiben, mindestens eine Antriebsriemenscheibe und mindestens einen ersten Riemen umfasst, wobei mindestens eine der q Abtriebsriemenscheiben mit einer der m Abtastvorrichtungen verbunden ist, um diese zu drehen, die Antriebsriemenscheibe an der Antriebswelle befestigt ist, um von dieser gedreht zu werden, und mindestens eine der q Abtriebsriemenscheiben mit der Antriebsriemenscheibe durch den ersten Riemen triebmäßig verbunden ist. Denn auf die Weise wird zum Beispiel ein Zahnriemenradgetriebe realisiert, das je nach Wahl der Durchmesser der Ab- und Antriebsriemenscheiben sowie der Länge des ersten Riemens, also beispielsweise eines Zahnriemens an die Abmessungen und die gewünschten Drehzahlen der Abtastvorrichtungen angepasst werden kann. So werden insbesondere große Abstände zwischen den Abtastvorrichtungen überwunden, hohe Drehzahlen und damit schnelle Scans bezüglich der Abtastvorrichtung ermöglicht und ein geringes Getriebegewicht realisiert.
Diese Ausführungsform wird noch weiter verbessert, wenn bei der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung der Drehantrieb ein zweites Getriebe umfasst, wobei das zweite Getriebe zur Umsetzung einer von dem Motor erzeugten Motordrehbewegung in die erste Drehbewegung ausgestaltet ist, zur Aufnahme der Motordrehbewegung mit dem Motor verbunden ist und zur Übertragung der ersten Drehbewegung an die Antriebswelle mit der Antriebswelle verbunden ist. Denn durch das zweite Getriebe kann der Motor an einer von den Abtastvorrichtungen entfernten Position befestigt werden, so dass zum Beispiel ein großer und damit typischerweise leistungsstarker Motor an einem Ende der Halterungsvorrichtungen befestigt wird, wo ausreichend Montageraum vorhanden ist. Die Motordrehbewegung wird sodann unter Berücksichtigung bestimmter Übersetzungsverhältnisse von dem zweiten Getriebe über die Antriebswelle an das erste Getriebe übertragen, also dort wo konstruktionsbedingt weniger Platz zur Montage des Elektromotors zur Verfügung steht. Dies ist besonders vor dem Hintergrund wichtig, dass die äußeren Abmessungen der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung nicht frei gewählt werden können, da sie andernfalls mit einer Gehäusebohrung eines Doppelschneckenextruders kollidieren würde. Das zweite und erste Getriebe bilden zugleich ein mehrstufiges Getriebe. Dies bietet den Vorteil, dass gewünschte Übersetzungsverhältnisse auf mehrere kleinere Riemenscheiben oder Zahnräder aufgeteilt werden und so die Abmessungen eines solchen Getriebes insgesamt klein gehalten werden. Das erste und zweite Getriebe sind ferner durch die Antriebswelle direkt miteinander verbunden, wobei die Länge der Antriebswelle nahezu beliebig gewählt werden kann, je nach der entsprechenden Länge der Halterungsvorrichtungen. So ist auf der einen Seite der Halterungsvorrichtungen das erste Getriebe zum Antrieb der Abtastvorrichtungen angeordnet. Beabstandet dazu ist dann der Elektromotor und das zweite Getriebe angeordnet, so dass deren Dimensionierung unabhängig von den Gegebenheiten bezüglich des ersten Getriebes gewählt werden. Dies geht mit einem hohen Grad an konstruktiver Freiheit einher, wonach die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung an eine Vielzahl von Gehäusebohrungen von vornherein angepasst ist.
Nach einer demgegenüber verbesserten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung umfasst das zweite Getriebe eine Motortriebscheibe, eine Wellenantriebsscheibe und einen zweiten Riemen, wobei die Motortriebscheibe an dem Motor befestigt ist, um von ihm gedreht zu werden, die Wellenantriebsscheibe an der Antriebswelle befestigt ist, um die Antriebswelle zu drehen, und die Motortriebscheibe und die Wellenantriebsscheibe durch den zweiten Riemen triebmäßig verbunden sind. Denn auf die Weise wird zum Beispiel ein weiteres Zahnriemenradgetriebe realisiert, das je nach Wahl der Durchmesser der Motortriebscheibe und der Wellenantriebsscheibe sowie der Länge des zweiten Riemens, also beispielsweise eines Zahnriemens an die Abmessungen und die gewünschte Drehzahl der Antriebswelle angepasst werden kann. So werden insbesondere große Abstände zwischen dem Elektromotor und der Antriebswelle überwunden, hohe Drehzahlen der Antriebswelle und damit letztendlich schnelle Scans bezüglich der Abtastvorrichtungen ermöglicht und ein geringes Getriebegewicht realisiert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums umfasst sie mindestens einen Lagerzapfen und mindestens ein Lagergehäuse, wobei das Lagergehäuse auf dem Lagerzapfen zur Ausführung der zweiten oder mehr Drehbewegungen gelagert ist, der Lagerzapfen an einer der n Halterungsvorrichtungen drehfest befestigt ist, das Lagergehäuse an einer der m Abtastvorrichtungen drehfest befestigt ist, und eine der q Abtriebsriemenscheiben an dem Lagergehäuse drehfest befestigt ist, um das Lagergehäuse zu drehen. Dies ist vorteilhaft, denn der Lagerzapfen bildet zusammen mit dem Lagergehäuse ein Drehlager für die Abtastvorrichtungen, so dass sie in besonders einfacher Weise gedreht werden können. Insbesondere können an den Lagergehäusen dadurch überraschenderweise Getriebeelemente wie Zahnräder oder dergleichen befestigt werden, um das Lagergehäuse und damit die Abtastvorrichtungen mithilfe eines Getriebes in Kombination mit einem Elektromotor zu drehen. Auf diese Weise können die Abtastvorrichtungen von außen angetrieben werden, so dass auf einen mechanisch anspruchsvollen Innenantrieb verzichtet werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums ist vorgesehen, dass die Messmittel mindestens einen Winkelmesser zum Messen mindestens eines relativen Drehwinkels zwischen mindestens einer der m Abtastvorrichtungen und mindestens einer der n Halterungsvorrichtungen umfassen. Der Winkelmesser ermöglicht es, den gemessenen Durchmesser als Funktion des relativen Drehwinkels zu erfassen, sodass der Verschleißzustand einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders in vorteilhafterweise entsprechend ausgewertet werden kann.
In einer demgegenüber verbesserten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums ist vorgesehen, dass mindestens eine der m Abtastvorrichtungen mindestens einen berührungslos arbeitenden Abstandssensor aufweist. Dies ist vorteilhaft für eine relativ schnelle und schonende Messung des Innendurchmessers einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums ist der Abstandssensor ein optischer Abstandssensor. Dies bietet den Vorteil einer gegenüber ferromagnetischen Stoffen sowie elektrischen Feldern oder magnetischen Feldern relativ störungsfreien Messung des Innendurchmessers einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders.
Es ist im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt, wenn der optische Abstandssensor ein nach dem chromatisch, konfokalen Abbildungsprinzip arbeitender Abstandssensor ist. Bei einem solchen Abstandssensor wird breitbandiges Licht (weißes Licht) mittels optischer Elemente, die eine große chromatische Aberration aufweisen, auf die zu messende Bohrungsinnenwand einer Gehäusebohrung eines Schneckenextruders gerichtet. Der Lichtpunkt, der auf der entsprechenden Innenkonturfläche entsteht, wird von derselben Optik über einen Strahlteiler auf ein Spektrometer abgebildet, wobei das Spektrometer zum Beispiel außerhalb oder innerhalb der Gehäusebohrung angeordnet sein kann. Vor dem Spektrometer sitzt eine Blende, sodass nur Licht auf das Spektrometer abgebildet wird, das auf der Innenkonturfläche relativ eng fokussiert ist. Durch die chromatische Aberration wird das Licht abhängig von der Wellenlänge bei unterschiedlichen Abständen von dem Abstandssensor fokussiert. Im Spektrometer wird die Wellenlänge des fokussierten Lichts bestimmt, woraus der Abstand zu der Innenkonturfläche und damit der Innendurchmesser in vorteilhafterweise sehr genau bestimmt werden kann.
Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen mindestens eines Hohlraums wird noch weiter verbessert, wenn die Messmittel mindestens einen Lichtwellenleiter zum Verbinden mit dem optischen Abstandssensor umfassen, wobei der Lichtwellenleiter einen ersten Leiterabschnitt und einen zweiten Leiterabschnitt aufweist, wobei der erste Leiterabschnitt und der zweite Leiterabschnitt drehbar miteinander verbunden sind. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass zum Beispiel die für den Betrieb des nach dem chromatisch, konfokalen Abbildungsprinzip arbeitenden Abstandssensors benötigte Lichtquelle und/oder ein zum Auswerten der mit dem Abstandssensor erfassten Abstandsdaten benötigtes Spektrometer bei einer Messung mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung außerhalb einer Gehäusebohrung angeordnet werden können.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine der n Halterungsvorrichtungen mindestens eine optische Drehkupplung aufweist, wobei die Drehkupplung ein erstes Kupplungsteil zur Aufnahme des ersten Leiterabschnitts und ein zweites Kupplungsteil zur Aufnahme des zweiten Leiterabschnitts aufweist und das erste Kupplungsteil relativ zu dem zweiten Kupplungsteil drehbar ist. Danach wird mit Vorteil für einen relativ wartungsfreien Betrieb der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung ein Verdrillen der Leiterabschnitte vermieden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird schließlich hinsichtlich der Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts, insbesondere einer Extruderschnecke und/oder eines oder mehrerer gruppenweise miteinander verbundener Segmente einer Extruderschnecke, gelöst, indem sie eine Halterungsvorrichtung mit einem Gehäuse und einem Träger umfasst, wobei der Träger drehbar in oder an dem Gehäuse gelagert ist. Überraschenderweise kann mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung bereits durch einen Messdurchgang zum Beispiel das gesamte Oberflächenprofil entlang eines schraubenlinienförmigen Abschnitts einer von dem Träger aufgenommen Extruderschnecke erfasst werden, indem der Träger gedreht wird.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts umfasst der Träger kraftschlüssige Trägerspannmittel, insbesondere ein Spannfutter, und/oder das Gehäuse kraftschlüssige Gehäusespannmittel, insbesondere einen Reitstock, zum Zusammenwirken mit dem Träger. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass zum Beispiel eine Extruderschnecke in besonders einfacher und stabiler Weise durch die Trägerspannmittel an einem Schneckenabschnitt in dem Träger gelagert werden kann und dass die Extruderschnecke durch die Gehäusespannmittel gegen Biegung quer zu der Schneckenlängsachse stabilisiert ist.
Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts wird noch weiter verbessert, wenn m ≥ 2 ist, wobei q ≥2 der m Abtastvorrichtungen mit Blickrichtung auf die Halterungsvorrichtung konvergent zueinander angeordnet sind. Danach umfasst die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zum Beispiel zwei Abstandssensoren, die derart zueinander angeordnet sind, dass zum Beispiel ein Messbereich auf einer Extruderschnecke aus zwei unterschiedlichen Richtungen gemessen wird. Dies bringt den Vorteil einer genaueren Messung mit sich.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

1: eine Inspektionsvorrichtung zur Inspektion von Innenkonturflächen nach der Erfindung in einer Draufsicht;
2: eine Seiten-Längs-Ansicht der Inspektionsvorrichtung in Blickrichtung des Pfeils II in 1;
3: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in 2 durch die Inspektionsvorrichtung
4: eine perspektivische Ansicht des in 3 gezeigten Querschnitts der Inspektionsvorrichtung von schräg oben rechts;
5: eine Stirnansicht der Inspektionsvorrichtung in Blickrichtung des Pfeils V in 1 mit skizziertem Bohrungsquerschnitt eines Doppelschneckenextruders;
6: eine perspektivische Ansicht einer Inspektionsvorrichtung zur Inspektion von Außenkonturflächen nach der Erfindung von schräg oben links gemäß einer weiteren Ausführungsform;
7: eine perspektivische Ansicht einer Inspektionsvorrichtung zur Inspektion von Innenkonturflächen nach der Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform von schräg oben links;
8: eine Seiten-Längs-Ansicht der Inspektionsvorrichtung aus 7 in Blickrichtung des Pfeils VIII in 7;
9: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IX-IX in 8 durch die Inspektionsvorrichtung;
10: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie X-X in 9 durch die Inspektionsvorrichtung;
11: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XI-XI in 10 durch die Inspektionsvorrichtung;
12: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XII-XII in 10 durch die Inspektionsvorrichtung;
13: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIII-XIII in 10 durch die Inspektionsvorrichtung;
14: einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIV-XIV in 10 durch die Inspektionsvorrichtung;
15: eine perspektivische Ansicht einer Inspektionsvorrichtung zur Inspektion von Innenkonturflächen nach der Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform von schräg oben rechts;
16: eine perspektivische Ansicht der Inspektionsvorrichtung aus 15 von schräg oben links;
17: eine Draufsicht auf die Inspektionsvorrichtung aus 15;
18: eine perspektivische Detailansicht der Inspektionsvorrichtung aus 15 von schräg oben links;
19: eine Stirnansicht der Inspektionsvorrichtung aus 15; und
20: eine perspektivische Detailansicht der Inspektionsvorrichtung aus 15 von schräg oben links.

1 und 2 zeigen eine Inspektionsvorrichtung 1 zur Inspektion von Innenkonturflächen nach der Erfindung in einer Draufsicht bzw. in einer Seiten-Längs-Ansicht. Die Inspektionsvorrichtung 1 besteht aus zwei Sensormodulen 2, zwei hinteren Führungsmodulen 3 und zwei vorderen Führungsmodulen 4. Die hinteren Führungsmodule 3 und die vorderen Führungsmodule 4 sind durch ein Gestell 5 miteinander verbunden. Die hinteren Führungsmodule 3 weisen einen zylindrischen Grundkörper 6 mit in dem Grundkörper 6 gelagerten, sternförmig angeordneten Gleitschuhen 7 auf. Die vorderen Führungsmodule 4 weisen einen zylindrischen mit in dem Grundkörper 8 gelagerten, sternförmig angeordneten Gleitschuhen 9 auf. Mithilfe der Gleitschuhe 7 und 9 kann die Inspektionsvorrichtung 1 entlang einer Bohrungsinnenwand eines Extrudergehäuses verschoben werden, sodass mithilfe der Sensormodule 2 der entsprechende Bohrungsdurchmesser gemessen werden kann. An einem vorderen Ende des Grundkörpers 8 ist jeweils eine Videokamera 10 mit einem sogenannten Froschobjektiv und optional einer Beleuchtung, hier in einer Explosionsdarstellung angedeutet, befestigt. Die Sensormodule 2 weisen jeweils ein zylindrisches Gehäuse 11, eine zylindrische Lagerbuchse 12 und einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 13 auf. Die Sensormodule 2 sind durch die Lagerbuchse 12 drehbar auf einem Lagerzapfen des Grundkörpers 6 mit den hinteren Führungsmodulen 3 verbunden. Die Lagerbuchse 12 und damit die Sensormodule 2 werden durch Riemenscheiben 14 über mindestens einen Elektromotor angetrieben, sodass sich die Sensormodule 2 relativ zu den hinteren Führungsmodulen 3 und den vorderen Führungsmodulen 4 um parallel zueinander liegende Rotationsachsen drehen. Danach kann bei einer Drehung der Sensormodule 2 um einen Drehwinkel von 360° das gesamte Profil einer Gehäusebohrung in einer Messposition der Inspektionsvorrichtung 1 gemessen werden. Die Gehäuse 11 der Sensormodule 2 weisen jeweils eine Sensoröffnung 15 auf. Durch die Sensoröffnung 15 kann ein Lichtstrahl eines optischen Sensors auf eine Bohrungsinnenwand eines Extrudergehäuses gelangen und vor dort durch die Sensoröffnung 15 nach einer Reflektion an der Bohrungsinnenwand zu dem Sensor zur Detektion eines Abstands zwischen dem Sensor und der Bohrungsinnenwand zurückgelangen. Das Gestell 5 ist mit einem hier abschnittsweise in einer Explosionsdarstellung angedeuteten Schubkettenantrieb mit Elektromotor 16 verbunden, sodass die Inspektionsvorrichtung 1 entlang der Längsachse einer Extrudergehäusebohrung axial zur Messung des entsprechenden Durchmessers an einer Vielzahl von Positionen verschoben werden kann. Optional kann auch eine kontinuierliche Verschiebbarkeit gegeben sein.
3 und 4 zeigen einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in 2 durch die Inspektionsvorrichtung 1 bzw. gemäß einer perspektivischen Ansicht. Den 3 und 4 ist zu entnehmen, dass die Gleitschuhe 7 und 9 auf keilförmigen Anschlägen 17 bzw. 18 gelagert sind. Die Anschläge 17 bzw. 18 sind wiederum in den Grundkörpern 6 bzw. 8 durch jeweils eine Feder 19 gelagert, sodass die Gleitschuhe 7 und 9 in radialer Richtung bezüglich der Grundkörper 6 und 8 elastisch vorgespannt sind. In den Gehäusen 11 der Sensormodule 2 befindet sich jeweils ein konfokal-chromatischer Abstandssensor 20 mit einer hier nicht näher dargestellten Gradientenindexlinse mit einem Messbereich von etwa 10 mm, einem Lichtfleckdurchmesser von etwa 56 µm und einer Auflösung von etwa 0,25 µm. Der Abstandssensor 20 ist mit einem Glasfaserkabel 21 verbunden. Das Glasfaserkabel 21 ist in einem Kupplungsteil einer optischen Drehkupplung 22 gelagert. Die optische Drehkupplung 22 ist mit Schrauben 23 mit der Lagerbuchse 12 verbunden, sodass das Glasfaserkabel 21 auf diese Weise relativ zu dem hinteren Führungsmodul 3 drehbar in der Lagerbuchse 12 gelagert ist. Ein durch die Drehkupplung 22 mit dem Glasfaserkabel 21 und damit mit dem Abstandssensor 20 verbundenes Glasfaserkabel 24 befindet sich in einer durch das hintere Führungsmodul 3 geführten Hohlwelle 25. Die Hohlwelle 25 wird über die Riemenscheiben 14 durch den Elektromotor angetrieben. Da die Hohlwelle 25 mit der Lagerbuchse 12 kraftschlüssig verbunden ist, werden die Sensormodule 2 durch die Riemenscheiben 14 mittels der Elektromotoren über die Hohlwelle 25 derart angetrieben, dass die Sensormodule 2 um die Längsachse der Hohlwelle 25 gedreht werden. Die Lagerbuchse 12 ist durch Wälzkugellager 26 auf einem mit den Grundkörpern 6 der hinteren Führungsmodule 3 verbundenen Lagerzapfen 27 um die Längsachse der Hohlwelle 25 drehbar gelagert.
5 zeigt eine Stirnansicht der Inspektionsvorrichtung 1 in Blickrichtung des Pfeils V in 1 mit skizziertem Bohrungsquerschnitt eines Doppelschneckenextruders. Der 5 ist zu entnehmen, dass die Inspektionsvorrichtung 1 in sich zwei gegenseitig durchdringenden Bohrungen eines Gehäuses eines Doppelschneckenextruders zur Messung des Profils von Bohrungsinnenwänden 28 befindet. Die Inspektionsvorrichtung 1 wird dabei durch die Gleitelemente 7 und die in dieser Ansicht nicht erkennbaren Gleitelemente 9 an die Bohrungsinnenwänden 28 gepresst, sodass die Sensormodule 2 bezüglich der durch die Form der Bohrungsinnenwände 28 definierten beiden Bohrungslängsachsen zentriert sind.
Eine Messung des Verschleißzustands der Bohrungsinnenwände 28 kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden.

1. Extruder stillsetzen und Extruderschnecke ausbauen
2. Extrudergehäuse innen reinigen
3. Andocken und Ausrichten eines in den 1 bis 5 nicht dargestellten Gestelles mit einer Zentriervorrichtung an den Extruder: Dabei kann das Gestell optional auch als geschlossenes Gehäuse für die Inspektionsvorrichtung 1, also als eine Art Garage ausgebildet sein.
4. Inspektionsvorrichtung 1 an die Zentriervorrichtung fahren und bezüglich der Bohrungsinnenwände 28 zentrieren
5. Inspektionsvorrichtung 1 bezüglich eines Sollprofils der Bohrungsinnenwände 28 referenzieren
6. Filmaufnahme mithilfe der Videokameras 10 starten
7. Startimpuls für die Inspektionsvorrichtung 1 geben
8. Messung starten
9. Inspektionsvorrichtung 1 wird parallel zu den Bohrungslängsachsen vorgeschoben
10. Messung des Durchmessers der Bohrungsinnenwände 28 in axialen Schritten von 1 mm mithilfe eines Seilzuggebers, der mit einem Ende der Inspektionsvorrichtung 1 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine kontinuierliche Verschiebbarkeit gegeben sein.
11. Nach jedem Schritt drehen sich die Sensormodule 2 jeweils um 360° bezüglich der Bohrungslängsachsen, sodass das gesamte Innenprofil der Bohrungsinnenwände 28 erfasst wird
12. Messung endet
13. Filmaufnahme endet mit Messung
14. Inspektionsvorrichtung 1 wird aus dem Extrudergehäuse herausgefahren
16. Auswertung: Ein zuvor gemessenes Referenzprofil eines neuen oder gebrauchten Bauteils wird auf den mithilfe der Inspektionsvorrichtung 1 gemessenen Maximaldurchmesser der Bohrungsinnenwände 28 mithilfe einer Software verschoben. Der gemessene Profilbereich, dessen Durchmesserwerte in dem Bereich zwischen dem Maximaldurchmesser und dem verschobenen Referenzprofil liegen, definiert einen Gütebereich hinsichtlich einer Bewertung des Verschleißes. Bei der Auswertung wird zum Beispiel der Winkelbereich des im Bereich des in 5 angedeuteten Zwickels 29 herausgefiltert. Der Versatz zwischen den mit den Videokameras 10 aufgenommenen Bildern und gemessenen Profilen wird mithilfe einer Software korrigiert, sodass jedem Profil ein entsprechendes Bild zur qualitativen Bewertung des Verschleißes zugeordnet wird.

Alternativ kann die Messung auch bei einem Herausfahren der Inspektionsvorrichtung 1 aus dem Extrudergehäuse durchgeführt werden. Dazu wird die Inspektionsvorrichtung 1 vor dem Beginn der Messung bis an ein Ende des Extrudergehäuses bewegt.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Inspektionsvorrichtung 29 zur Inspektion von Außenkonturflächen nach der Erfindung von schräg oben links. Die Inspektionsvorrichtung 29 umfasst ein modular aufgebautes Gehäuse 30 mit einer Schutzklappe 35. In dem Gehäuse 30 befindet sich ein Spannfutter 31. Indem hier nicht näher dargestellte Spannbacken des Spannfutters 31 gegen ein hier nicht dargestelltes Ende einer Extruderschnecke oder eines oder mehrerer gruppenweise verbundener Segmente einer Extruderschnecke gepresst werden, ist die Extruderschnecke bzw. sind die Segmente drehbar in dem Spannfutter 31 relativ zu einer Laser-Messeinheit 32 mit zwei Lasern zum Messen eines relativen Abstands bezüglich der Oberfläche der Extruderschnecke gelagert. Das Spannfutter wird durch einen Schrittmotor angetrieben. Die Laser-Messeinheit 32 lässt sich mithilfe eines Linearantriebs entlang der Schiene 33 parallel zu der Längsachse der Extruderschnecke verschieben, sodass der Abstand in verschiedenen Positionen gemessen wird. Die Laser sind V-förmige zueinander ausgerichtet, um mögliche Laserabschattung auf der Extruderschnecke zu vermeiden und gegebenenfalls bestimmte Merkmale genauer erkennen zu können. Die Position der Laser wird bestimmt durch die Triangolität, die Brennweite und die Schattenbildung. Die Schattenbildung wird nach einer Messung herausgerechnet. Die Inspektionsvorrichtung 29 umfasst schließlich einen Reitstock 34 mit einer Zentrierspitze, die bei einer Messung gegen die Extruderschnecke gepresst wird, um ein Durchbiegen der Extruderschnecke während ihrer Drehung relativ zu der Laser-Messeinheit 32 zu vermeiden. Der Reitstock 34 wird dabei manuell an die Extruderschnecke angelegt und mit Schrauben befestigt. Die spielfreie Einspannung erfolgt durch das Andrehen einer Spannschraube.
Eine Messung des Verschleißzustands kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden.

1. Stillsetzen der Inspektionsvorrichtung 29
2. Öffnen der Schutzklappe 35
3. Extruderschnecke bzw. eines oder mehrere gruppenweise verbundene Segmente einer Extruderschnecke einlegen
5. Reitstock 34 anlegen
6. Extruderschnecke in dem Spannfutter 31 spannen
7. Reitstock 34 an die Extruderschnecke anpressen
8. Laser-Messeinheit 32 referenzieren und positionieren
9. Schließen der Schutzklappe 35
10. Starten der Messung
11. Laser-Messeinheit 32 wird linear vorgeschoben
12. Messung in vorgegebenen Schritten
13. In jedem Schritt dreht sich die Extruderschnecke um 360° bezüglich ihrer Längsachse und es wird von den beiden Lasern der Laser-Messeinheit 32 das entsprechende Außenprofil der Extruderschnecke aufgenommen.
14. Messung endet
15. Auswertung: Ein zuvor gemessenes Referenzprofil einer neuen oder gebrauchten Extruderschnecke wird auf den mithilfe der Inspektionsvorrichtung 1 gemessenen minimalen Durchmesser der Extruderschnecke mithilfe einer Software verschoben. Der gemessene Profilbereich, dessen Durchmesserwerte im Bereich zwischen dem minimalen Durchmesser und dem verschobenen Referenzprofil liegen, definiert einen Gütebereich hinsichtlich einer Bewertung des Verschleißes.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen eines Extrudergehäuses beschrieben. Eine in diesen Figuren offenbarte Inspektionsvorrichtung 36 entspricht bis auf konstruktive Unterschiede der Inspektionsvorrichtung 1. Konstruktiv identische Teile erhalten daher dieselben Bezugszeichen wie bei der Inspektionsvorrichtung 1, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten „a“.
Wie bereits aus der in 7 dargestellten perspektivischen Ansicht von schräg oben links auf die Inspektionsvorrichtung 36 sowie der in 8 dargestellten Seitenansicht in Blickrichtung des Pfeils VIII aus 7 ersichtlich ist, besteht der wesentliche Unterschied gegenüber der Inspektionsvorrichtung 1 darin, dass die Inspektionsvorrichtung 36 Riemenscheiben 14a aufweist, die direkt an Lagerbuchsen 12a befestigt sind. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass ein Elektromotor 51 bei der Inspektionsvorrichtung 36 näher an den Lagerbuchsen 12a angeordnet ist. Durch diese beiden konstruktiven Maßnahmen ist die Inspektionsvorrichtung 36 gegenüber der Inspektionsvorrichtung 1 kompakter aufgebaut. Ein Zahnriemen, der die Riemenschieben 14a und damit die Lagerbuchsen 12a antreibt, ist mit dem Bezugszeichen 37 versehen. Da die Gehäuse 11, die die Abstandssensoren 20 umfassen, an den Lagerbuchsen 12a stirnseitig befestigt sind, werden auch die Gehäuse 11 durch den Zahnriemen 37 angetrieben. Auf diese Weise kann ein 360°-Scan der Innenkonturflächen eines Doppelschneckenextrudergehäuses durchgeführt werden, indem ein Lasermessstrahl durch die Öffnung 15 hinaustritt, auf die Innenkonturflächen auftrifft, von dort reflektiert wird und sodann als entsprechender Reflexionsstrahl in die Öffnung 15 eintritt. Bei der Inspektionsvorrichtung 36 sind ferner die hinteren und vorderen Führungsmodule 3a und 4a gegenüber den entsprechenden Führungsmodulen 3 und 4 der Inspektionsvorrichtung 1 jeweils mit einem Stegbereich 38 ausgestaltet, der die Grundkörper 6a bzw. 8a miteinander verbindet.
Die Realisierung des durch die beiden Riemenscheiben 14a, den Zahnriemen 37 und den Elektromotor 51 gebildeten Riemenantriebs der Inspektionsvorrichtung 36 wird insbesondere anhand des in 9 dargestellten Querschnitts durch die Inspektionsvorrichtung 36 deutlich, wobei der Querschnitt gemäß der in 8 dargestellten Schnittlinie IX-IX orientiert ist. Der Zahnriemen 37 wird durch ein Zahnrad 39 des Elektromotors 51 direkt angetrieben, wobei Zähne des Zahnrads 39 in Zähne des Zahnriemens 37 eingreifen. Der Zahnriemen 37 wird durch zwei Andruckrollen 40 um die beiden Riemenscheiben 14a herumgeführt. Eine den Zahnriemen 37 berührende Vorspannrolle 41 ist gegenüberliegend von den beiden Andruckrollen 40 und damit auf der Seite des Leertrums des Zahnriemens 37 angeordnet. Die auf diese Weise angeordnete Vorspannrolle 41 spannt den Zahnriemen 37, so dass sich dessen Umschlingungswinkel um die Riemenscheiben 14a vergrößert. Die beiden Riemenscheiben 14a sind an den Lagerbuchsen 12a über Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln wie Schrauben befestigt. Zwischen den beiden Riemenscheiben 14a und den Lagerzapfen 27a ist jeweils ein ringförmiger Spalt 44 gebildet, so dass eine Reibung zwischen den sich drehenden Riemenscheiben 14a und den sich nicht drehenden Lagerzapfen 27a vermieden wird.
Ferner sind in 9 zwei Bohrungen 42 zu erkennen, die in dem Gestell 5 angeordnet sind. Durch die Bohrungen 42 werden in eine Richtung senkrecht zu der Zeichnungsebene der 9 zwei Kabelkanäle gebildet. In den beiden Kabelkanälen der Bohrungen 42 verlaufen nicht dargestellte Daten- und Stromversorgungskabel, die jeweils an einem Ende an die Videokameras 10 elektrisch angeschlossen sind, um auf diese Weise die Videokameras 10 zur visuellen Inspektion der Innenkonturflächen eines Doppelschneckenextrudergehäuses zu betreiben.
Außerdem wird in 9 ein auf die Innenkonturflächen fokussierter, schematisch dargestellter Lasermessstrahl einer der beiden Abstandssensoren 20 mit dem Bezugszeichen 45 versehen.
Schließlich sind in 9 die beiden Glasfaserkabel 24 im Querschnitt zu erkennen, die in entsprechenden Bohrungen 46 und daraus gebildeten Glasfaserkanälen angeordnet sind.
Eine Übersicht über den Aufbau der Inspektionsvorrichtung 36 ergibt sich aus der in 10 dargestellten Schnittdarstellung, wobei der Querschnitt gemäß der Schnittlinie X-X aus 8 orientiert ist. In 10 ist zu erkennen, dass die Inspektionsvorrichtung 36 anders als die Inspektionsvorrichtung 1 keine Hohlwelle zum Antrieb der Lagerbuchsen 12a umfasst. D. h., die Lagerbuchsen 12a werden über die Riemenscheiben 14a direkt von dem Zahnriemen 37 angetrieben. Darüber hinaus sind die Lagerzapfen 27a im Vergleich zu den Lagerzapfen 27 der Inspektionsvorrichtung 1 länger ausgestaltet, so dass die Riemenscheiben 14a zwischen den Grundkörpern 6a und den Lagerbuchsen 12a angeordnet werden können. Insbesondere soll erwähnt werden, dass auch die Inspektionsvorrichtung 36 zwei optische Drehkupplungen 22 umfasst. Die Drehkupplungen 22 sind jeweils auf der Seite der Glasfaserkabel 24 an einem der beiden Lagerzapfen 27a befestigt. Ein dementsprechendes Kupplungsteil der Drehkupplungen 22 weist einen Anschluss für die Glasfaserkabel 24 auf und dreht sich mit den Lagerbuchsen 12a, den Gehäusen 11 und den Abstandssensoren 20 nicht mit. Auf der Seite der Glaserfaserkabel 21 und damit auf der Seite der Abstandssensoren 20 sind die Drehkupplungen 22 jeweils an einem der beiden Lagerbuchsen 12a an dessen jeweiliger Stirnseite befestigt. Ein dementsprechendes Kupplungsteil der Drehkupplungen 22 weist einen Anschluss für die Glasfaserkabel 21 auf und dreht sich mit den Lagerbuchsen 12a, den Gehäusen 11 und damit mit den Abstandssensoren 20 synchron mit, weil die Lagerbuchsen 12a durch die Wälzkugellager 26 auf den Lagerzapfen 27a drehbar lagert sind.
Ferner ist in 10 zu erkennen, dass die durch die Bohrungen 42 gebildeten Kabelkanäle, die bezüglich der 9 beschrieben wurden, in einem Bereich nicht parallel zu der Längsachse des Gestells 5 verlaufen, sondern unter einem entsprechenden Neigungswinkel aus dem Gestell 5 heraustreten. Auf diese Weise wird ein Zugang für die Daten- und Versorgungskabel geschaffen.
In 10 ist außerdem zu erkennen, dass die Gleitschuhe 7 und 9 wie bei der Inspektionsvorrichtung 1 auf konischen Anschlägen 17 bzw. 18 von Rohrstücken 47 gelagert sind, wobei die Anschläge 17 und 18 spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind. Die Rohrstücke 47 sind jeweils entlang eines ihrer Abschnitte in Lagerbuchsen 48 angeordnet, um eine axiale Verschiebung der Rohrstücke 47, also in Bezug auf die Zeichnungsebene der 10 eine Verschiebung parallel zu dieser Ebene zu erleichtern. Da die Anschläge 17 und 18 auf Federn 19 gelagert sind, die an den Grundkörpern 6a bzw. 8a befestigt sind, sind die Gleitschuhe 7 und 9 elastisch vorgespannt, wenn die Inspektionsvorrichtung 36 in einer Gehäusebohrung eines Doppelschneckenextruders angeordnet ist. Durch eine solche Vorspannung wird die Inspektionsvorrichtung 36 wie auch die Inspektionsvorrichtung 1 in der Gehäusebohrung selbsttätig fixiert, so dass die Führungsmodule 3a und 4a zusammen mit dem Gestell 5 eine Art Messplattform bilden, gegenüber der sich die Lagerbuchsen 12a und damit die Abstandssensoren 12 drehen können. Lenken sich die Federn 19 aus, bewegen sich die Anschläge 17 und 18 aufeinander zu, wobei die Anschläge 17 und 18 entlang ihrer konischen Flanken an entsprechenden keilförmigen Flanken der Gleitschuhe 7 und 9 abgleiten. Auf diese Weise werden die Gleitschuhe 7 und 9 nach außen gedrückt, so dass sich ein effektiver Durchmesser der Inspektionsvorrichtung vergrößert. Die durch die Gleitschuhe 7 und 9 an den Gehäuseinnenwänden der Gehäusebohrung erzeugte Reibkraft kann jedoch beispielsweise mithilfe eines Förderkettenantriebs überwunden werden, so dass die Inspektionsvorrichtung 36 wie auch die Inspektionsvorrichtung 1 kontinuierlich entlang der Gehäusebohrung von einem Ende eines Doppelschneckenextruders zu dessen anderem Ende verschoben werden kann. Dadurch wird ein vollständiger Oberflächenscan der Innenflächen der Gehäusebohrung realisiert.
Die radiale Anordnung der Gleitschuhe 7 in Winkelabständen von 120° zueinander um die Glasfaserkabel 24 bzw. die Bohrungen 46 herum wird insbesondere anhand der in den 11 und 12 dargestellten Querschnitte durch die Inspektionsvorrichtung 36 deutlich, wobei die Querschnitte gemäß der in 10 dargestellten Schnittlinie XI-XI bzw. XII-XII orientiert sind. Zudem ist in diesen Figuren der Stegbereich 38 zu erkennen, der die beiden Grundkörper 6a miteinander verbindet, so dass sich die Torsionssteifigkeit der Inspektionsvorrichtung 36 in diesem Bereich verbessert. Der zwischen den beiden Grundkörpern 6a angeordnete Elektromotor 51 ist von einer Rückseite zu erkennen, an die seine hier nicht dargestellte Stromversorgung angeschlossen ist.
In 13 ist der innere Aufbau der Gehäuse 11 der Inspektionsvorrichtung 36 zu erkennen, wobei der in 13 dargestellte Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIII-XIII aus 10 orientiert ist. Das in Bezug auf den Abstandssensor 20 sensorseitige Glasfaserkabel 21 ist in dem Gehäuse 11 durch zwei Klemmplatten 49 in einem entsprechenden Bereich fixiert, wie es aus der rechten Seite der 13 ersichtlich ist. Ferner ist in der rechten Seite der 13 zu erkennen, dass das sensorseitige Glasfaserkabel 21 an dem Abstandssensor 20 angeschlossen ist. Danach werden die Abstandssensoren 20 jeweils mit einer Laserlichtquelle versorgt, so dass der entsprechende Laserstrahl 45 aus der Inspektionsvorrichtung 36 heraustreten kann. In der linken Seite der 13 ist zu erkennen, dass der Abstandssensor 20 in einer halbkreisförmigen Nut 50 in dem Gehäuse 11 gelagert ist.
Zudem ist in 13 die radiale Anordnung der Gleitschuhe 9 um einen jeweils durch die Klemmplatten 49 fixierten Abschnitt der Glasfaserkabel 21 herum zu erkennen. Ferner sind in 13 die Bohrungen 42 an einer weiteren Position in dem Gestell 5 zu erkennen und zwar näher an den Grundkörpern 8a. Schließlich ist in 13 der Stegbereich 38 an den Grundkörpern 8a zu erkennen, der auch dort die Torsionssteifigkeit der Inspektionsvorrichtung 36 verbessert.
Der Verlauf der durch die Bohrungen 42 gebildeten Kabelkanäle in dem Gestell 5 der Inspektionsvorrichtung 36 wird insbesondere anhand des in 14 dargestellten Querschnitts durch die Inspektionsvorrichtung 36 deutlich, wobei der Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIV-XIV aus 10 orientiert ist. Danach erstrecken sich die Kabelkanäle von den Grundkörpern 8a bis hin zu den Grundkörpern 6a. Im Bereich der Grundkörper 6a treten die Kabelkanäle aus dem Gestell 5 heraus, so dass in den Kabelkanälen angeordnete Daten- und Stromversorgungskabel an entsprechende externe Geräte angeschlossen werden können.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 15 bis 20 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen beschrieben. Eine in diesen Figuren offenbarte Inspektionsvorrichtung 52 entspricht bis auf konstruktive Unterschiede der Inspektionsvorrichtung 36. Konstruktiv identische Teile erhalten daher dieselben Bezugszeichen wie bei der Inspektionsvorrichtung 36, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten „b“.
Wie bereits aus den in den 15 und 16 dargestellten perspektivischen Ansichten auf die Inspektionsvorrichtung 52 sowie der in 17 dargestellten Draufsicht auf die Inspektionsvorrichtung 52 ersichtlich ist, besteht der wesentliche Unterschied gegenüber der Inspektionsvorrichtung 36 darin, dass die Inspektionsvorrichtung 52 eine Welle 53 aufweist. Die Welle 53 wird über einen Zahnriemen 54 von einem Elektromotor 51b angetrieben, so dass sich die Welle 53 in zwei Drehlagern 55 um ihre Rotationssymmetrieachse dreht. Die beiden Drehlager 55 sind an dem Stegbereich 38 zwischen den beiden Grundkörpern 6a befestigt. An dem von dem Zahnriemen 54 abgewandten, anderen Ende der Welle 53 treibt sie die beiden Riemenscheiben 14a über den Zahnriemen 37 an, so dass sich die Lagerbuchsen 12a und damit die an ihnen stirnseitig befestigten Gehäuse 11 analog zu der Inspektionsvorrichtung 36 drehen. Auf diese Weise werden auch bei der Inspektionsvorrichtung 52 360°-Scans bezüglich der Gehäusebohrungen eines Doppelschneckenextruders realisiert. Bei der Inspektionsvorrichtung 52 lässt sich daher ein von seinen Abmessungen her größerer Elektromotor zum letztendlichen Antrieb der Gehäuse 11 und der dortigen Abstandssensoren 20 realisieren, da dieser hier nicht auf dem Führungsmodul 3a montiert ist. Zugleich ist ein direkter Riemenantrieb der Riemenscheiben 14a weiterhin gewährleistet. Dies geht mit konstruktiven Vorteilen wie einer einfachen Bauweise einher.
In der in 18 dargestellten, perspektivischen Detaildarstellung von schräg oben rechts auf die Inspektionsvorrichtung 52 ist zu erkennen, dass an der Welle 53 ein Zahnrad 56 befestigt ist, das von dem Zahnriemen 54 teilweise umschlungen ist. In einem anderen Abschnitt des Zahnriemens 54 umschlingt dieser ein Zahnrad 57, das an einer Antriebswelle des Elektromotors 51b befestigt ist. Durch einen auf diese Weise realisierten Riemenantrieb wird die Welle 53 durch den Elektromotor 51b angetrieben.
In 18 ist in Verbindung mit der in 19 gezeigten Ansicht in Blickrichtung des Pfeils XIX aus 18 ferner ein exzenterförmiges Vorspannelement 58 mit einer Vorspannrolle 59 und zwei Schlitzen 61 zu erkennen. Wird das Vorspannelement 58 im Uhrzeigersinn gedreht, wird die exzentrisch gelagerte Vorspannrolle 59 in zunehmendem Maße gegen den Zahnriemen 54 gedrückt, so dass sich die Spannung in dem Zahnriemen 54 und dessen Umschlingungswinkel um das Zahnrad 56 erhöht. Das Vorspannelement 58 wird anschließend mithilfe der Stellschrauben 60, die durch die Schlitze 61 durchgesteckt werden, an dem Führungsmodul 3a fixiert. Daher kann eine vorgegebene Vorspannung bezüglich des Zahnriemens 54 eingestellt werden, so dass ein sicherer Antrieb der Welle 53 und damit der Gehäuse 11 gewährleistet ist.
Der perspektivischen Detaildarstellung in 20 ist schließlich zu entnehmen, dass die Riemenscheiben 14a über den Zahnriemen 37 von der Welle 53 über das hier nicht dargestellte Zahnrad 39 analog zu dem Riemenantrieb der Inspektionsvorrichtung 36 angetrieben werden. Das Zahnrad 39 ist aber bei der Inspektionsvorrichtung 52 an der Welle 53 befestigt und zwar an dem aus dem Drehlager 55 heraustretenden Ende der Welle 53. Wie bei der Inspektionsvorrichtung 36 wird auch bei der Inspektionsvorrichtung 52 der Zahnriemen 37 durch die beiden Andruckrollen 40 um die Riemenscheiben 14a geführt. Die Andruckrollen 40 sind dabei in einem Halterungselement 62 gelagert, das an dem Gestell 5 befestigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Inspektionsvorrichtung
2: Sensormodul
3: hinteres Führungsmodul
3a: hinteres Führungsmodul
4: vorderes Führungsmodul
4a: vorderes Führungsmodul
5: Gestell
6: Grundkörper
6a: Grundkörper
7: Gleitschuh
8: Grundkörper
8a: Grundkörper
9: Gleitschuh
10: Videokamera
11: Gehäuse
12: Lagerbuchse
12a: Lagerbuchse
13: Verbindungsabschnitt
14: über einen Elektromotor angetriebene Riemenscheibe
14a: über einen Elektromotor angetriebene Riemenscheibe
15: Sensoröffnung
16: Schubkettenantrieb mit Elektromotor
17: Anschlag
18: Anschlag
19: Feder
20: Abstandssensor
21: Glasfaserkabel
22: Drehkupplung
23: Schrauben
24: Glasfaserkabel
25: Hohlwelle
26: Wälzkugellager
27: Lagerzapfen
27a: Lagerzapfen
28: Bohrungsinnenwände
29: Inspektionsvorrichtung
30: Gehäuse
31: Spannfutter
32: Lasermesseinheit
33: Schiene
34: Reitstock
35: Schutzklappe
36: Inspektionsvorrichtung
37: Zahnriemen
38: Stegbereich
39: Zahnrad
40: Andruckrolle
41: Vorspannrolle
42: Bohrung
43: Bohrung
44: Spalt
45: Laserstrahl
46: Bohrung
47: Rohrstück
48: Lagerbuchse
49: Klemmplatte
50: Nut
51: Elektromotor
51b: Elektromotor
52: Inspektionsvorrichtung
53: Welle
54: Zahnriemen
55: Drehlager
56: Zahnrad
57: Zahnrad
58: Vorspannelement
59: Vorspannrolle
60: Stellschraube
61: Schlitz
62: Halterungselement

Claims

Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Innenkonturflächen (28) mindestens eines Hohlraums mit Messmitteln (2, 20, 21, 24) zur Messung einer Oberflächentopographie der Innenkonturflächen (28), wobei die Messmittel (2, 20, 21, 24) m ≥ 1 Abtastvorrichtungen (2) zum Abtasten der Innenkonturflächen umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie drehbar mit den m Abtastvorrichtungen (2) verbundene n ≥ 1 Halterungsvorrichtungen (3, 3a) umfasst.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der n Halterungsvorrichtungen (3, 3a) mindestens einen Außenquerschnitt der Halterungsvorrichtung (1) vergrößernde Querschnittsmittel (7) aufweist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsmittel (7) als Roll- und/oder Gleitelemente (7) ausgestaltet sind.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsmittel (7) durch mindestens ein Federelement (19) in oder an den n Halterungsvorrichtungen (3, 3a) gelagert sind.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass m ≥ 2 und n ≥ 2 ist, wobei p ≥ 2 der m Abtastvorrichtungen (2) in einer Messebene angeordnet sind.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Drehantrieb (14, 14a, 37, 40, 41, 51, 51b, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) zum Drehantreiben der m Abtastvorrichtungen (2) umfasst.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (14, 14a, 37, 40, 41, 51, 51b, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) einen Motor (51, 51b), insbesondere einen Elektromotor (51, 51b), eine Antriebswelle (53) und ein erstes Getriebe (14a, 37, 39, 40, 41) umfasst, wobei der Motor (51, 51b) mit der Antriebswelle (53) verbunden ist, um diese in eine erste Drehbewegung zu versetzen, und das erste Getriebe (14a, 37, 39, 40, 41) zur Umsetzung der ersten Drehbewegung in eine zweite oder mehr Drehbewegungen ausgestaltet ist und zur Übertragung der zweiten oder mehr Drehbewegungen an mindestens eine der m Abtastvorrichtungen (2) mit dieser und der Antriebswelle (53) verbunden ist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebe (14a, 37, 39, 40, 41) q Abtriebsriemenscheiben (14a), mindestens eine Antriebsriemenscheibe (39) und mindestens einen ersten Riemen (37) umfasst, wobei mindestens eine der q Abtriebsriemenscheiben (14a) mit einer der m Abtastvorrichtungen (2) verbunden ist, um diese zu drehen, und die Antriebsriemenscheibe (14a) an der Antriebswelle (53) befestigt ist, um von dieser gedreht zu werden, und mindestens eine der q Abtriebsriemenscheiben (14a) mit der Antriebsriemenscheibe (39) durch den ersten Riemen (37) triebmäßig verbunden ist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (14, 14a, 37, 40, 41, 51, 51b, 53, 54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) ein zweites Getriebe (54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) umfasst, wobei das zweite Getriebe (54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) zur Umsetzung einer von dem Motor (51b) erzeugten Motordrehbewegung in die erste Drehbewegung ausgestaltet ist, zur Aufnahme der Motordrehbewegung mit dem Motor (51b) verbunden ist und zur Übertragung der ersten Drehbewegung an die Antriebswelle (53) mit der Antriebswelle (53) verbunden ist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Getriebe (54, 56, 57, 58, 59, 60, 61) eine Motortriebscheibe (57), eine Wellenantriebsscheibe (56) und einen zweiten Riemen (54) umfasst, wobei die Motortriebscheibe (57) an dem Motor (51b) befestigt ist, um von ihm gedreht zu werden, die Wellenantriebsscheibe (56) an der Antriebswelle (53) befestigt ist, um die Antriebswelle (53) zu drehen, und die Motortriebscheibe (57) und die Wellenantriebsscheibe (59) durch den zweiten Riemen (54) triebmäßig verbunden sind.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Lagerzapfen (27, 27a) und mindestens ein Lagergehäuse (12, 12a) umfasst, wobei das Lagergehäuse (12, 12a) auf dem Lagerzapfen (27, 27a) zur Ausführung der zweiten oder mehr Drehbewegungen gelagert ist, der Lagerzapfen (27, 27a) an einer der n Halterungsvorrichtungen (3, 3a) drehfest befestigt ist, das Lagergehäuse (12, 12a) an einer der m Abtastvorrichtungen (2) drehfest befestigt ist, und eine der q Abtriebsriemenscheiben (14a) an dem Lagergehäuse (12, 12a) drehfest befestigt ist, um das Lagergehäuse (12, 12a) zu drehen.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (2, 20, 21, 24) mindestens einen Winkelmesser zum Messen mindestens eines relativen Drehwinkels zwischen mindestens einer der m Abtastvorrichtungen (2) und mindestens einer der n Halterungsvorrichtungen (3) umfassen.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der m Abtastvorrichtungen (2) mindestens einen berührungslos arbeitenden Abstandssensor (20) aufweist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (20) ein optischer Abstandssensor (20) ist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Abstandssensor (20) ein nach dem chromatisch, konfokalen Abbildungsprinzip arbeitender Abstandssensor (20) ist.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (2, 20, 21, 24) mindestens einen Lichtwellenleiter (21, 24) zum Verbinden mit dem optischen Abstandssensor umfassen, wobei der Lichtwellenleiter einen ersten Leiterabschnitt (21) und einen zweiten Leiterabschnitt (24) aufweist, wobei der erste Leiterabschnitt (21) und der zweite Leiterabschnitt (24) drehbar miteinander verbunden sind.
Inspektionsvorrichtung (1, 36, 52) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der n Halterungsvorrichtungen (3) mindestens eine optische Drehkupplung (22) aufweist, wobei die Drehkupplung (22) ein erstes Kupplungsteil zur Aufnahme des ersten Leiterabschnitts (21) und ein zweites Kupplungsteil zur Aufnahme des zweiten Leiterabschnitts (24) aufweist und das erste Kupplungsteil relativ zu dem zweiten Kupplungsteil drehbar ist.
Inspektionsvorrichtung (29) zur Inspektion eines Verschleißzustandes von Außenkonturflächen eines Messobjekts, insbesondere einer Extruderschnecke und/oder eines oder mehrerer gruppenweise miteinander verbundener Segmente einer Extruderschnecke, mit Messmitteln (32) zur Messung einer Oberflächentopographie der Außenkonturflächen, wobei die Messmittel (32) mindestens m Abtastvorrichtungen (32) zum Abtasten der Oberflächentopographie umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Halterungsvorrichtung (30, 31, 34, 35) mit einem Gehäuse (30) und einem Träger (31) umfasst, wobei der Träger (31) drehbar in oder an dem Gehäuse (30) gelagert sind.
Inspektionsvorrichtung (29) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (31) kraftschlüssige Trägerspannmittel (31), insbesondere ein Spannfutter (31), und/oder das Gehäuse (30) kraftschlüssige Gehäusespannmittel, insbesondere einen Reitstock (34), zum Zusammenwirken mit dem Träger (31) umfasst.
Inspektionsvorrichtung (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass m ≥ 2 ist, wobei q ≥2 der m Abtastvorrichtungen mit Blickrichtung auf die Halterungsvorrichtung (30, 31, 34, 35) konvergent zueinander angeordnet sind.