DE102020128498B4 - Method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse (3), wobei die Zylinderlaufbuchse (3) wenigstens einen Spülluftschlitz(4), eine Rohrwandung (6) und einen Kolben (2) sowie eine Zylinderkopfdichtung aufweist und der Kolben (2) zwischen einem unteren Wendepunkt (8) und einem oberen Wendepunkt (7) verfahrbar ist, mittels einer Vorrichtung (1) umfassend ein Gehäuse (10), einen Standfuß (13) und einen auf eine Rohrwandung (6) der Zylinderlaufbuchse (3) ausgerichteten Sensor, wobei das Gehäuse (10) drehbar um eine Rotationsachse auf dem Standfuß (13) gelagert ist, wobei der Sensor ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser (11) ist, welcher im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Gehäuses (10) ausgerichtet ist, wobei die Vorrichtung (1) zur Vermessung des Innendurchmessers der großen Zylinderlaufbuchse (3) durch einen Spülluftschlitz (4) auf dem Kolben (2) aufgesetzt wird, umfassend die Verfahrensschritte- in etwa mittiges Platzieren der Vorrichtung (1) auf dem Kolben (2),- Versetzen der Vorrichtung (1) in eine Rotationsbewegung und Beginn der Ermittlung von Messdaten durch berührungslose Messung zwischen Vorrichtung (1) und Rohrwandung (6),- Verfahren des Kolbens (2) in Richtung des oberen Wendepunktes (7) während der kontinuierlich fortgesetzten, berührungslosen Messung des Abstandes zwischen Vorrichtung (1) und Rohrwandung (6),- nach Erreichen des oberen Wendepunktes (7) Verfahren des Kolbens (2) auf die Position am unteren Wendepunkt (8),- Beendigung des Messvorgangs,- Entnahme der Vorrichtung (1) aus der Zylinderlaufbuchse (3),- mathematische Ermittlung des Flächenschwerpunktes aus dem Messdaten und- Berechnung der Durchmesser der Zylinderlaufbuchse (3) für verschiedene Messebenen (5) in der Zylinderlaufbuchse(3).Method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner (3), the cylinder liner (3) having at least one purge air slot (4), a pipe wall (6) and a piston (2) as well as a cylinder head gasket and the piston (2) between a lower turning point (8) and an upper turning point (7) can be moved by means of a device (1) comprising a housing (10), a base (13) and a sensor aligned with a tube wall (6) of the cylinder liner (3), the housing (10) is rotatably mounted about an axis of rotation on the base (13), the sensor being a non-contact rangefinder (11) which is aligned essentially perpendicular to the axis of rotation of the housing (10), the device (1) for measuring the inner diameter of the large cylinder liner (3) is placed on the piston (2) through a purge air slot (4), comprising the method steps - placing the device (1) approximately centrally on the piston (2), - moving the device (1) in a rotational movement and the beginning of the determination of measurement data through non-contact measurement between the device (1) and the pipe wall (6), - moving the piston (2) in the direction of the upper turning point (7) during the continuously continued, non-contact measurement of the distance between the device ( 1) and pipe wall (6), - after reaching the upper turning point (7), moving the piston (2) to the position at the lower turning point (8), - ending the measuring process, - removing the device (1) from the cylinder liner (3 ),- mathematical determination of the center of gravity from the measurement data and- calculation of the diameter of the cylinder liner (3) for different measuring planes (5) in the cylinder liner (3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse eines Motors, wie er z.B in Schiffen verwendet wird. Hier muss regelmäßig die Zylinderlaufbuchse vermessen werden, um Beschädigungen und Verformungen, die insbesondere durch hohe Temperaturen entstehen können, rechtzeitig zu erkennen. So kann vor Eintreten eines schweren Schadens gewarnt werden.The present invention relates to a method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner of an engine, such as that used in ships. The cylinder liner must be measured regularly in order to detect damage and deformation in good time, particularly as a result of high temperatures. In this way, you can warn before serious damage occurs.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Innendurchmesser großer Zylinderlaufbuchsen werden nach dem Stand der Technik mit Hilfe einer Innenmessschraube vermessen. Dazu ist im Vorfeld die Demontage des Zylinderkopfes notwendig. Diese ist mit Zunahme der Größe der Zylinderlaufbuchse immer zeitaufwändiger. Zusätzlich steigt die Masse, so dass aufwändige Vorrichtung zum Anheben des Zylinderkopfes von der Laufbuchse notwendig werden. Nach der Demontage steigt eine Person zusammen mit der Innenmessschraube auf den Kolben und wird über das Verfahren des Kolbens mittels Elektromotors in die Position einer ersten Messebene gebracht, an der die Innenmessschraube zum Einsatz kommt. Danach werden alle weiteren durch die Bauart der Zylinderlaufbuchse vorgegebenen Ebenen sukzessive vermessen. Mehrere Parameter können das Messergebnis dabei negativ beeinflussen. Bei der Handhabung des Messgeräts kommt es immer wieder zu Fehlern. Insbesondere benötigt die genaue Ausrichtung des Gerätes zur Laufbuchenswandung eine große Präzision, ohne die es zu Messfehlern kommt. Dabei mache die sehr heiße und sehr enge Umgebung das Arbeiten nicht einfacher. Nach Messung des letzten Innendurchmessers wird der Zylinderkopf wieder montiert. Dabei müssen viele Verschleißteile aufgrund der Demontage erneuert werden, so dass die Kosten bei dieser Art der Prüfung stark nach oben schnellen.According to the state of the art, the inside diameters of large cylinder liners are measured using an inside micrometer. To do this, the cylinder head must be dismantled in advance. This becomes more and more time-consuming as the size of the cylinder liner increases. In addition, the mass increases, so that complex devices for lifting the cylinder head from the cylinder liner are necessary. After dismantling, a person climbs onto the piston together with the internal micrometer and is brought into the position of a first measuring level by moving the piston using an electric motor, where the internal micrometer is used. All other levels specified by the design of the cylinder liner are then successively measured. Several parameters can negatively influence the measurement result. Errors often occur when handling the measuring device. In particular, the exact alignment of the device to the liner wall requires great precision, without which measurement errors occur. The very hot and very narrow environment doesn't make working any easier. After measuring the last inside diameter, the cylinder head is reassembled. Many wearing parts have to be replaced due to dismantling, so the costs of this type of testing skyrocket.
Neuere Verfahren verzichten auf die Demontage des Zylinderkopfes. Dazu gehört ein Verfahren, das in der Schrift
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne die Demontage von Bauteilen des Motors die Vermessung des Innendurchmessers der Zylinderlaufbuchse vorzunehmen, wobei die Methode der Vermessung mittels an der Wandung aufsetzender Sensoren vermieden werden soll. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, nach dem aus den ermittelten Daten ohne die punktgenaue Positionierung der Vorrichtung exakte Messwerte für den Innendurchmesser zu erzielen.The invention is therefore based on the object of measuring the inside diameter of the cylinder liner without dismantling components of the engine, whereby the method of measuring by means of sensors placed on the wall should be avoided. Furthermore, the invention is based on the object of providing a method according to which exact measured values for the inner diameter can be achieved from the determined data without the precise positioning of the device.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei die Unteransprüche 2 bis 7 weitere Ausgestaltungen beschreiben.The problem is solved with the features of
Eine Vorrichtung zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse umfasst nach dem Stand der Technik ein Gehäuse, einen Standfuß und einen Sensor, wobei das Gehäuse drehbar um eine Rotationsachse auf dem Standfuß gelagert ist. Der Sensor ist ein berührungslos arbeitender Entfernungsmesser, welcher im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Gehäuses ausgerichtet ist. So wird der Umstand vermieden, dass Messungen durch Anhaftungen an der Wandung der Zylinderlaufbuchse oder sogar am Taster die Werte verfälschen. Weiterhin kann durch eine berührungslose Messung erreicht werden, dass die Sensorik in einem vergleichsweise kleinen Gehäuse angeordnet werden kann und durch Verzicht auf in ihrer Länge wenigstens dem Durchmesser der Zylinderlaufbuchse entsprechenden Tasteinrichtungen eine einfachere Handhabung erreicht wird.According to the prior art, a device for measuring the inside diameter of a large cylinder liner comprises a housing, a base and a sensor, the housing being rotatably mounted on the base about an axis of rotation. The sensor is a non-contact range finder, which is aligned essentially perpendicular to the axis of rotation of the housing. This avoids the circumstance that measurements falsify the values due to buildup on the wall of the cylinder liner or even on the button. Furthermore, by means of a non-contact measurement, it can be achieved that the sensor system can be arranged in a comparatively small housing and easier handling is achieved by foregoing sensing devices whose length corresponds at least to the diameter of the cylinder liner.
Vorzugsweise wird ein Lasersensor verwendet. Diese Sensoren sind auch unter erschwerten Bedingungen wie Temperatur und Dunkelheit mit einer hohen Präzision einzusetzen. Die Verlässlichkeit der gemessenen Werte ist groß, zudem ist die Möglichkeit der Messung einer sehr hohen Zahl von Werten innerhalb kürzester Zeit als Steigerung der Genauigkeit zu benennen.A laser sensor is preferably used. These sensors can be used with high precision even under difficult conditions such as temperature and darkness. The reliability of the measured values is high, and the possibility of measuring a very large number of values within a very short time is an increase in accuracy.
Die Vorrichtung kann eine Kamera aufweisen, mit der fortlaufend während des Messvorganges, aber auch individuell beim Feststellen von Beschädigungen oder Verformungen der Zylinderlaufbuchse Aufnahmen angefertigt werden können. Zur verbesserten Gewichtsverteilung auf das rotierende Gerät ist die Kamera vorzugsweise entgegen der Arbeitsrichtung des Sensors ausgerichtet. Rechnerisch können Kameraaufnahmen und Sensormesswerte aber zu jeder Zeit miteinander verknüpft werden.The device can have a camera with which recordings can be made continuously during the measuring process, but also individually when damage or deformation of the cylinder liner is detected. To improve weight distribution on the rotating device, the camera is preferably aligned opposite to the working direction of the sensor. However, camera recordings and sensor readings can be mathematically linked to one another at any time.
Der Kamera kann eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der Rohrwandung zugeordnet sein. Zwar kann auch eine Kameraoptik mit entsprechender Technologie für den Einsatz an dunklen oder schwach ausgeleuchteten Orten Verwendung finden, die Nutzung einer Beleuchtungseinrichtung lässt allerdings die Verwendung einer herkömmlichen Kamera zu.The camera can be assigned a lighting device for illuminating the pipe wall. Although camera optics with appropriate technology can also be used for use in dark or poorly lit locations, the use of a lighting device allows the use of a conventional camera.
Die Vorrichtung kann Kopplungsmittel für ein Werkzeug zum Einsetzen in die Zylinderlaufbuchse aufweisen. Insbesondere bei Zylinderlaufbuchsen mit sehr großem Durchmesser ist das Einsetzen der Vorrichtung etwa in den Mittelpunkt des Kolbens durch die Verwendung eines Werkzeugs, das an das Kopplungsmittel angesetzt wird, stark vereinfacht. Bei einem Einsetzen der Vorrichtung durch einen Spülluftschlitz ist es u.U. nötig, das Gerät hochkant zu stellen, um es durch den Schlitz in die Zylinderlaufbuchse einführen zu können, weshalb eine Kopplung, die ein Abrutschen vom Werkzeug ermöglicht, vorzuziehen ist.The device can have coupling means for a tool for insertion into the cylinder liner. Particularly in the case of cylinder liners with a very large diameter, inserting the device into the center of the piston is greatly simplified by using a tool that is attached to the coupling means. When inserting the device through a purge air slot, it may be necessary to stand the device upright in order to be able to insert it through the slot into the cylinder liner, which is why a coupling that allows it to slip off the tool is preferable.
Das Kopplungsmittel kann ein Metallelement sein, welches mit einem Elektromagneten koppelbar ist. Dieses erleichtert zusätzlich die Positionierung etwa in der Mitte des Kolbens, da die Vorrichtung mittels des Elektromagneten an einem Werkzeug daran koppelbar ist und bei Erreichen des groben Standortes in der Zylinderlaufbuchse quasi per Knopfdruck abgesetzt werden kann.The coupling means can be a metal element that can be coupled to an electromagnet. This also facilitates positioning approximately in the middle of the piston, since the device can be coupled to a tool using the electromagnet and can be set down at the push of a button when the rough location in the cylinder liner is reached.
Die Vorrichtung kann einen Sensor zur Erfassung der Drehzahl der Vorrichtung aufweisen. Insbesondere bei kontinuierlicher Messung der Distanz zwischen Vorrichtung und Wandung der Zylinderlaufbuchse muss zu gegebener Zeit festgestellt werden, wann eine Drehung der Vorrichtung um die eigenen Achse abgeschlossen ist, um aus den bei diesem Umlauf gemessenen Werten den Durchmesser der Zylinderlaufbuchse ermitteln zu können. Durch den Sensor, der die Drehzahl ermittelt wird diesem Umstand Rechnung effizient und genau getragen, insbesondere wenn der Abschluss des Umlaufs auch protokolliert wird, so dass im Post-Processing jeder Durchgang durch einen solchen als Nullpunkt zu bezeichnenden Punkt eindeutig identifiziert werden kann.The device can have a sensor for detecting the speed of the device. In particular, when continuously measuring the distance between the device and the wall of the cylinder liner, it must be determined at the appropriate time when the device has completed rotation about its own axis in order to be able to determine the diameter of the cylinder liner from the values measured during this rotation. The sensor that determines the speed takes this circumstance into account efficiently and accurately, especially if the completion of the revolution is also recorded, so that in post-processing each passage through such a point, which can be referred to as the zero point, can be clearly identified.
Die Vorrichtung kann ein Speichermedium aufweisen. Um die Vorrichtung während des Messvorganges zum einen weiter unabhängig werden zu lassen und zum anderen von äußeren Beeinträchtigungen des Messvorganges z.B. durch Kabel oder zusätzliches Gewicht der Vorrichtung für Einrichtungen zur Funkdatenverbindung zu befreien, kann durch Speicherung der Messdaten als auch von Fotos eine schnellere Messung erreicht werden, auch wenn dann im Post-Processing die relevanten Daten aus den Messergebnissen herausgefiltert werden müssen.The device can have a storage medium. In order to make the device more independent during the measuring process and to free it from external interference with the measuring process, e.g. due to cables or additional weight of the device for radio data connection devices, a faster measurement can be achieved by storing the measurement data as well as photos , even if the relevant data has to be filtered out of the measurement results in post-processing.
Schließlich kann die Vorrichtung eine unabhängige Stromversorgung aufweisen. Mit einer unabhängigen Stromversorgung, die z.B. die Form eines Akkus besitzen kann, wobei auch handelsübliche Akkus nicht ausgeschlossen sind, wird eine vollständig autonome Handhabung möglich, so dass für den Messvorgang der Nutzer die Vorrichtung nur noch grob in die Zylinderbuchse einsetzen muss, um sie nach Abschluss der Messung wieder daraus zu entnehmen.Finally, the device can have an independent power supply. With an independent power supply, which can be in the form of a battery, for example, although commercially available batteries are not excluded, completely autonomous handling is possible, so that for the measuring process the user only has to roughly insert the device into the cylinder socket in order to adjust it at the end of the measurement.
Für das Verfahren zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse mittels einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, wird die Vorrichtung wie bei andern Messverfahren nach dem Stand der Technik im unteren Bereich einer Zylinderlaufbuchse durch einen Spülluftschlitz auf den Kolben aufgesetzt. Anders als nach den herkömmlichen Verfahren genügt hierbei allerdings ein in etwa mittiges Platzieren der Vorrichtung auf dem Kolben, eine genaue Positionierung im Zentrum der Zylinderlaufbuchse ist nicht nötig. Danach wird die Vorrichtung in eine Rotationsbewegung versetzt und mit der Ermittlung von Messdaten durch berührungslose Messung zwischen Vorrichtung und Rohrwandung begonnen. Sodann erfolgt ein Verfahren des Kolbens in Richtung des oberen Wendepunktes, wobei während des Verfahrens die berührungslose Messung des Abstandes zwischen Vorrichtung und Rohrwandung kontinuierlich fortgesetzt wird. Nach Erreichen des oberen Wendepunktes wird der Kolben wieder auf die Position am unteren Wendepunkt verfahren, bevor nach Beendigung des Messvorgangs die Vorrichtung aus der Zylinderlaufbuchse entnommen werden kann. Es erfolgt eine mathematische Ermittlung des Flächenschwerpunktes aus dem Messdaten, so dass aus dieser rechnerischen Verschiebung der Vorrichtung in die Längsachse der Zylinderlaufbuchse die Berechnung der Durchmesser der Zylinderlaufbuchse für verschiedene Höhen des Kolbens in der Zylinderlaufbuchse ermittelt werden kann. Die mathematische Ermittlung der für Prüfzwecke benötigten Durchmesser ist in jedem Fall als schneller und genauer zu bezeichnen als diese direkt aus mechanisch zentrierten Messgeräten oder händisch geführten Messgeräten ableitbar sind. Durch die Anfertigung einer sehr hohen Zahl von Messungen über den gesamten Durchmesser und über alle Höhe bringt zusätzlich eine gewisse Robustheit der Messung mit sich, da punktuelle Verformungen erfasst werden können, eine versehentlich ermittelte falsche oder beeinflusste Größe keine fehlerhafte Entscheidung zum Gesamtzustand der Zylinderlaufbuchse herbeiführt.For the method of measuring the inside diameter of a large cylinder liner using a previously described device, the device is placed on the piston through a purge air slot in the lower region of a cylinder liner, as is the case with other measuring methods according to the prior art. Unlike conventional methods, however, it is sufficient to place the device approximately in the middle of the piston; precise positioning in the center of the cylinder liner is not necessary. The device is then set in rotation and the determination of measurement data begins through non-contact measurement between the device and the pipe wall. The piston is then moved in the direction of the upper turning point, with the non-contact measurement of the distance between the device and the pipe wall being continued continuously during the process. After reaching the upper turning point, the piston is returned to the position at the lower turning point drive before the device can be removed from the cylinder liner after the measuring process has been completed. The center of gravity is mathematically determined from the measurement data, so that the calculation of the diameter of the cylinder liner for different heights of the piston in the cylinder liner can be determined from this mathematical displacement of the device into the longitudinal axis of the cylinder liner. The mathematical determination of the diameters required for testing purposes can in any case be described as faster and more accurate than can be derived directly from mechanically centered measuring devices or manually operated measuring devices. By making a very large number of measurements over the entire diameter and over all heights, the measurement also has a certain degree of robustness, since point deformations can be recorded and an incorrect or influenced size that is accidentally determined does not lead to an incorrect decision about the overall condition of the cylinder liner.
Gemäß einer verbesserten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse werden die ermittelten Messdaten auf einem Speichermedium abgelegt und nach Abschluss der Vermessung und Entnahme der Vorrichtung aus der Zylinderlaufbuchse ausgelesen. So können viele Daten ermittelt werden, wobei die Speicherung die Erfassung erheblich größerer Datenmengen zulässt, als es z.B. die Weitergabe der Daten nach Erfassung mittels eine Funkverbindung oder Vergleichbarem zulassen würde.According to an improved embodiment of the method according to the invention for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, the measured data determined are stored on a storage medium and read out from the cylinder liner after the measurement has been completed and the device has been removed. In this way, a lot of data can be determined, and the storage allows the collection of significantly larger amounts of data than would be possible, for example, if the data were passed on after collection via a radio connection or something similar.
Weiterhin ist nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse vorgesehen, dass die Vermessung sowohl auf dem Weg vom unteren Wendepunkt zum oberen Wendepunkt als auch zurück erfolgt. Durch die doppelte Aufnahme von Messwerten wird die Qualität erhöht und die Robustheit der Messwerte verbessert. Statistische Methoden können dabei zur Filterung von nicht plausiblen Messwerten aus den ermittelten Daten dienen.Furthermore, according to a special embodiment of the method according to the invention for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, it is provided that the measurement is carried out both on the way from the lower turning point to the upper turning point and back. Recording measured values twice increases the quality and improves the robustness of the measured values. Statistical methods can be used to filter implausible measured values from the determined data.
Nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse wird zusätzlich die Höhe des Kolbens in der Zylinderlaufbuchse gemessen. Dies kann optisch aber auch mir mechanischen Mitteln erfolgen. Durch die Ermittlung der Höhe des Kolbens innerhalb der Zylinderlaufbuchse ist eine Zuordnung der Messwerte zu vorgegebenen Sollmessebenen innerhalb der Zylinderlaufbuchse möglich.According to a special embodiment of the method according to the invention for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, the height of the piston in the cylinder liner is also measured. This can be done optically but also using mechanical means. By determining the height of the piston within the cylinder liner, it is possible to assign the measured values to specified target measurement levels within the cylinder liner.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse wird der Kolben beim Verfahren zwischen dem unteren Wendepunkt und dem oberen Wendepunkt und/oder zurück in vorgegebenen Höhen zur Vermessung auf einer Höhe angehalten. Da die Vorrichtung bei einer kontinuierlichen Bewegung des Kolbens in der Zylinderlaufbuchse theoretisch lediglich spiralförmig Messwerte erzeugen würde, kann es sinnvoll erscheinen, die seitens der Prüfszenarien für die jeweilige Zylinderlaufbuchse bestimmte Höhen gezielt anzufahren, die zu stoppen und dann einen sauberen Kreis wenigstens einmal messend abzufahren. Die Genauigkeit der Messergebnisse kann so weiter gesteigert werden.According to a special embodiment of the method according to the invention for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, the piston is stopped at a height during the movement between the lower turning point and the upper turning point and / or back at predetermined heights for measurement. Since the device would theoretically only generate measured values in a spiral shape with a continuous movement of the piston in the cylinder liner, it may seem sensible to specifically approach the heights determined by the test scenarios for the respective cylinder liner, stop them and then measure a clean circle at least once. The accuracy of the measurement results can be further increased.
Nach einer weiteren besonderen Ausgestaltung des Verfahrens zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse erfolgen neben der Vermessung des Innendurchmessers der Zylinderlaufbuchse auch Kameraaufnahmen der Rohrwandung. Insbesondere bei der Ermittlung einer nicht gewollten Verformung der Wandung einer Zylinderlaufbuchse kann es zusätzlich hilfreich sein, die in Frage stehenden Stellen der Zylinderlaufbuchse auch zu betrachten. Die Anfertigung von entsprechenden Fotografien dient der erhöhten Sicherheit bei der Aussage zur Güte der Zylinderlaufbuchse.According to a further special embodiment of the method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, camera recordings of the pipe wall are also carried out in addition to measuring the inside diameter of the cylinder liner. Particularly when determining unwanted deformation of the wall of a cylinder liner, it can also be helpful to also look at the areas of the cylinder liner in question. Taking appropriate photographs serves to increase the level of certainty when making statements about the quality of the cylinder liner.
Schließlich ist für das Verfahren zur Vermessung des Innendurchmessers einer großen Zylinderlaufbuchse in einer weiteren besonderen Ausgestaltung vorgesehen, dass die mathematische Ermittlung des Flächenschwerpunktes über ein Flächenschwerpunktverfahren oder eine Frequenz- bzw. Ordnungsanalyse erfolgt.Finally, for the method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner, a further special embodiment provides that the mathematical determination of the center of area is carried out using a center of area method or a frequency or order analysis.
Eine vollkommen mittige Platzierung des Messgerätes innerhalb der Zylinder kann durch das Einsetzen durch einen Spülschlitz nicht sichergestellt werden, wenn auf eine aufwändige Positionierung mit mechanischen Mitteln verzichtet werden soll. Dadurch erfolgen die Abstandsmessungen nicht im Schwerpunkt der Zylinderlaufbuchse. Dies hat zur Folge, dass die Addition der sich gegenüberliegenden Abstandswerte nicht den Durchmesser angeben, sondern eine Sehne. Durch das Flächenschwerpunktverfahren werden die gemessenen Abstandswerte auf den Schwerpunkt des vermessenen Objektes zurückgerechnet bzw. korrigiert, so dass dann die Addition von sich gegenüber liegenden Abstandswerten den Durchmesser ergeben.
Das mathematische Verfahren erfolgt in drei Schritten. Zunächst erfolgt die Zerlegung der gesamten Fläche in Teilflächen oder auch Kreissektoren, für welche die Teilfläschenschwerpunkte Xs(1...n) und Ys(1...n) und Flächeninhalte berechnet werden. Hieraus wird in einem zweiten Schritt der Gesamtflächenschwerpunkt berechnet, indem folgende Formeln zur Anwendung kommen:
The mathematical process takes place in three steps. First, the entire area is broken down into partial areas or circular sectors, for which the partial area centroids Xs(1...n) and Ys(1...n) and areas are calculated. From this, the total center of gravity is calculated in a second step using the following formulas:
Ausführung der ErfindungImplementation of the invention
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigen
-
1 Eine Schnittdarstellung einer Zylinderlaufbuchse mit eingesetzter Vorrichtung, -
2 eine Seitenansicht der Vorrichtung im Innern einer Zylinderlaufbuchse, -
3 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Vorrichtung in einer Draufsicht und -
4 eine schematische Darstellung des Flächenschwerpunktverfahrens.
-
1 A sectional view of a cylinder liner with the device inserted, -
2 a side view of the device inside a cylinder liner, -
3 a schematic representation of the structure of the device in a top view and -
4 a schematic representation of the center of area method.
In
Weiterhin ist in
Schließlich ist in
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- KolbenPistons
- 33
- ZylinderlaufbuchseCylinder liner
- 44
- SpülluftschlitzPurge air slot
- 55
- MessebenenMeasurement levels
- 66
- Rohrwandungpipe wall
- 77
- oberer Wendepunktupper turning point
- 88th
- unterer Wendepunktlower turning point
- 1010
- GehäuseHousing
- 1111
- EntfernungsmesserRangefinder
- 1212
- Laserstrahllaser beam
- 1313
- StandfußStand
- 1414
- Kameracamera
- 1515
- BeleuchtungseinrichtungLighting device
- 1616
- Kopplungsmittelcoupling agent
- 1717
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- 1818
- SteuereinheitControl unit
- 1919
- Motorengine
- 2020
- Speichermediumstorage medium
- 2121
- StromversorgungPower supply
- 3030
- MesswertMeasured value
- 3131
- TeilflächenschwerpunktPartial area centroid
- 3232
- GesamtflächenschwerpunktTotal area center of gravity
- 3333
- AbstandDistance
- 3434
- RohrwandungsabstandPipe wall distance
- 3535
- Teilflächepartial area
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DE102020128498.5A DE102020128498B4 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Method for measuring the inside diameter of a large cylinder liner |
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Citations (3)
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WO2009152851A1 (en) | 2008-06-18 | 2009-12-23 | Chris-Marine Ab | Cylinder diameter measurement |
US20100313642A1 (en) | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Waertsilae Schweiz Ag | Liner Inspection Tool and Method of Inspecting a Cylinder Liner |
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- 2020-10-29 DE DE102020128498.5A patent/DE102020128498B4/en active Active
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Also Published As
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