DE102020134990B4 - Weld and/or weld preparation measuring device - Google Patents

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Abstract

Schweißnaht- und/oder Schweißnahtvorbereitungs-Messvorrichtung (1) zum manuellen Vermessen der Geometrie einer Schweißnaht (2) oder einer Schweißnahtvorbereitung (3), umfassend:- ein Gehäuse (4) mit einer Oberseite (5) und einer Unterseite (6), wobei das Gehäuse (4) eine Längsachse (L) sowie eine hierzu senkrechte Querachse (Q) aufweist,- ein lichtemittierendes Element (11), welches im Gehäuse (4) angeordnet ist und welches ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (12) zu emittieren, der sich in Richtung der Querachse (Q) über eine vorgegebene Breite erstreckt und der zur Richtung der Längsachse (L) unter einem Winkel (α) ausgerichtet ist,- eine Optik (13, 14), die ausgebildet ist, den auf der Schweißnaht (2) und/oder auf der Schweißnahtvorbereitung (3) auftreffenden Lichtstrahl (12) auf eine Projektionsfläche (15) zu lenken, die am Gehäuse (4), vorzugsweise an dessen Oberseite (5), ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mindestens zwei an seiner Unterseite (6) angeordnete Auflageschienen (7, 8) aufweist, wobei die Auflageschienen (7, 8) zur Auflage auf zwei miteinander zu verschweißenden oder verschweißten Bauteilen (9, 10) ausgebildet sind und wobei im Bereich der Optik (13, 14) eine transparente Messskala (16) angeordnet ist.Weld and/or weld preparation measuring device (1) for manually measuring the geometry of a weld (2) or a weld preparation (3), comprising:- a housing (4) with a top (5) and a bottom (6), wherein the housing (4) has a longitudinal axis (L) and a transverse axis (Q) perpendicular thereto,- a light-emitting element (11) which is arranged in the housing (4) and which is designed to emit a light beam (12) which extends in the direction of the transverse axis (Q) over a predetermined width and which is aligned at an angle (α) to the direction of the longitudinal axis (L),- an optic (13, 14) which is formed on the weld seam (2nd ) and/or directing the light beam (12) impinging on the weld seam preparation (3) onto a projection surface (15) which is formed on the housing (4), preferably on its upper side (5), characterized in that the housing (4 ) Arranged at least two on its underside (6). designated support rails (7, 8), wherein the support rails (7, 8) are designed to rest on two components (9, 10) that are to be welded or are welded together and wherein a transparent measuring scale (16 ) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißnaht- und/oder Schweißnahtvorbereitungs-Messvorrichtung zum manuellen Vermessen der Geometrie einer Schweißnaht oder einer Schweißnahtvorbereitung, umfassend ein Gehäuse mit einer Oberseite und einer Unterseite, wobei das Gehäuse eine Längsachse sowie eine hierzu senkrechte Querachse aufweist, ein lichtemittierendes Element, welches im Gehäuse angeordnet ist und welches ausgebildet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren, der sich in Richtung der Querachse über eine vorgegebene Breite erstreckt und der zur Richtung der Längsachse unter einem Winkel ausgerichtet ist, und eine Optik, die ausgebildet ist, den auf der Schweißnaht und/oder auf der Schweißnahtvorbereitung auftreffenden Lichtstrahl auf eine Projektionsfläche zu lenken, die am Gehäuse, vorzugsweise an dessen Oberseite, ausgebildet ist.The invention relates to a weld seam and/or weld seam preparation measuring device for manually measuring the geometry of a weld seam or a weld seam preparation, comprising a housing with an upper side and a lower side, the housing having a longitudinal axis and a transverse axis perpendicular thereto, a light-emitting element which is arranged in the housing and which is designed to emit a light beam which extends in the direction of the transverse axis over a predetermined width and which is oriented at an angle to the direction of the longitudinal axis, and optics which are designed to be positioned on the weld seam and / or directing the light beam impinging on the weld seam preparation onto a projection surface which is formed on the housing, preferably on its upper side.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der DE 36 87 612 T2 beschrieben. Zum Lokalisieren einer Naht auf einem länglichen nahtgeschweißten Rohr wird das reflektierte Bild eines Laserstrahls von einer Kamera erfasst und ausgewertet. Ähnliche Lösungen zeigen die JP S59 108 903 A und die JP 2006 234 781 A .A generic device is in the DE 36 87 612 T2 described. To locate a seam on an elongated seam-welded pipe, the reflected image of a laser beam is captured by a camera and evaluated. Similar solutions are shown in JP S59 108 903 A and the JP 2006 234 781 A .

In der Schweißtechnik ist es notwendig, bei der zerstörungsfreien Sichtprüfung (nach ISO 5817 oder ISO 10024) die Abmessungen und die Querschnittsgeometrie der gefertigten Schweißnaht zu überprüfen und entsprechend der Zulässigkeiten zu kontrollieren. Sowohl in der Werkstatt als auch auf der Baustelle ist es deshalb erforderlich, hierfür ein einfaches Hilfsmittel zur Ermittlung der vorliegenden Nahtgeometrie zur Verfügung zu haben.In welding technology, it is necessary to check the dimensions and the cross-sectional geometry of the manufactured weld seam during non-destructive visual inspection (according to ISO 5817 or ISO 10024) and to check them according to the permissible values. Both in the workshop and on the construction site, it is therefore necessary to have a simple tool available to determine the existing seam geometry.

Die US 3 597 848 A offenbart hierzu eine Messlehre, mit der die Oberfläche der Schweißnaht abgetastet und die gegebene Oberflächengeometrie erfasst werden kann. Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 633 512 A , die auf demselben Prinzip arbeitet und insbesondere auch unsymmetrische Nahtformen erfassen kann. Weitere ähnliche Lösungen offenbaren die DE 10 2017 000 491 A1 und die DE 20 2011 107 184 U1 , die wiederum nach demselben Prinzip arbeiten.the U.S. 3,597,848 A discloses a gauge with which the surface of the weld seam can be scanned and the given surface geometry can be recorded. A similar solution is shown in DE 633 512 A , which works on the same principle and, in particular, can also detect asymmetrical seam shapes. Other similar solutions disclose the DE 10 2017 000 491 A1 and the DE 20 2011 107 184 U1 , which in turn work on the same principle.

Die vorbekannten Schweißnahtlehren gehen zumeist von einer einfachen symmetrischen Kehlnaht am 90°-T-Stoß als Flachnaht aus. Diese messen entweder in der Mitte oder am Rand die Nahtdicke aus, wo es aber aufgrund der möglichen verschiedenen Schweißnahtoberflächen (Kehlnaht konvex, konkav, unsymmetrisch und unförmig) zu Fehlern in der Messung kommen kann. Insbesondere ist das Vermessen einer Kehlnaht im T-Stoß mit einem nicht rechten Winkel problematisch bzw. nicht möglich.The previously known welding seam gauges usually assume a simple symmetrical fillet seam at the 90° T-joint as a flat seam. These measure the seam thickness either in the middle or at the edge, where errors in the measurement can occur due to the possible different weld seam surfaces (fillet seam convex, concave, asymmetrical and misshapen). In particular, measuring a fillet weld in a T-joint with an angle that is not right is problematic or not possible.

Zudem ergibt sich mitunter das Problem, dass das Ablesen des Messwerts kompliziert ist. Weiterhin erschwert die Messung, dass für diese teilweise zusätzliche Abnahmekriterien (gemäß ISO 5817 bzw. ISO 10042) gelten, für die zusätzliche Messmittel erforderlich sind.In addition, there is sometimes the problem that reading the measured value is complicated. The measurement is also made more difficult by the fact that additional acceptance criteria (according to ISO 5817 or ISO 10042) apply, which require additional measuring equipment.

Ein weiteres Problem vorbekannter Messmittel besteht darin, dass die Qualitätsdokumentation schwierig ist.Another problem with previously known measuring devices is that quality documentation is difficult.

Im Falle der Vermessung der Nahtvorbereitung kann mitunter nur der Winkel derselben ermittelt werden. Die Tiefe der Nahtvorbereitung kann nur am Einzelteil festgestellt werden, nicht aber in der Kombination der miteinander zu verbindenden Bauteile. Hier kann es aufgrund von Ungenauigkeiten und Verzug aus der Vorfertigung zu Abweichungen kommen.In the case of measuring the seam preparation, sometimes only the angle of the same can be determined. The depth of the seam preparation can only be determined on the individual part, but not in the combination of the components to be connected. There may be deviations here due to inaccuracies and delays from prefabrication.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung der oben genannten Art so weiterzubilden, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Dabei sollen weitgehend beliebig geformte Schweißnähte und Schweißnahtvorbereitungen in einfacher Weise und präzise vermessen werden können. Die Messung soll dabei in einfacher Weise durchgeführt werden können, ohne dass hierfür spezielle Fachkenntnisse erforderlich sind. Schließlich soll die Dokumentation des Messergebnisses einfach sein.The invention is based on the object of developing a measuring device of the type mentioned above in such a way that the disadvantages described are avoided. It should be possible to measure weld seams and weld seam preparations of any shape in a simple and precise manner. The measurement should be able to be carried out in a simple manner, without special specialist knowledge being required for this purpose. After all, the documentation of the measurement result should be easy.

Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse mindestens zwei an seiner Unterseite angeordnete Auflageschienen aufweist, wobei die Auflageschienen zur Auflage auf zwei miteinander zu verschweißenden oder verschweißten Bauteilen ausgebildet sind und wobei im Bereich der Optik eine transparente Messskala angeordnet ist.The solution to this problem provided by the invention provides that the housing has at least two support rails arranged on its underside, with the support rails being designed to rest on two components that are to be welded or welded together and with a transparent measuring scale being arranged in the area of the optics.

Der Winkel beträgt bevorzugt 45°.The angle is preferably 45°.

Das lichtemittierende Element ist vorzugsweise ein Laserelement, insbesondere ein Linienlasermodul. Dieses sendet über eine vorgegebene Breite Laserlicht entlang einer Ebene aus.The light-emitting element is preferably a laser element, in particular a line laser module. This emits laser light along a plane over a specified width.

Die Messskala ist bevorzugt austauschbar angeordnet. Die Messskala weist dabei bevorzugt eine Anzahl parallel zueinander angeordnete Linien in vorgegebenem Abstand auf.The measuring scale is preferably arranged to be exchangeable. The measuring scale preferably has a number of lines arranged parallel to one another at a predetermined distance.

Die Optik besteht bevorzugt aus zwei Umlenkprismen, wobei die beiden Umlenkprismen, in Richtung der Querachse betrachtet, vorzugsweise einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Die Messskala ist dabei bevorzugt zwischen den beiden Umlenkprismen angeordnet.The optics preferably consist of two deflection prisms, the two deflection prisms preferably having an essentially triangular cross-section, viewed in the direction of the transverse axis exhibit. The measuring scale is preferably arranged between the two deflection prisms.

Im Bereich der Oberseite des Gehäuses kann eine Kamera angeordnet oder anordenbar sein. Damit ist in einfacher Weise eine Qualitätsdokumentation der Schweißnaht bzw. Schweißnahtvorbereitung möglich.A camera can be arranged or can be arranged in the area of the upper side of the housing. In this way, quality documentation of the weld seam or weld seam preparation is possible in a simple manner.

Das Gehäuse hat bevorzugt eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt, wobei insbesondere der Quader an seinem einen Endbereich eine Abflachung aufweist.The housing preferably has an essentially cuboid shape, with the cuboid in particular having a flattening at its one end region.

Die Vorrichtung weist weiterhin bevorzugt eine Energieversorgung, insbesondere eine Batterie, für die elektrische Versorgung des lichtemittierenden Elements auf.The device also preferably has an energy supply, in particular a battery, for the electrical supply of the light-emitting element.

Die vorgeschlagene Lösung eignet sich gut zur manuellen Vermessung von Schweißnähten und Schweißnahtvorbereitungen, was in einfacher Weise erfolgen kann.The proposed solution lends itself well to manual measurement of welds and weld preparations, which can be done in a simple manner.

Wie erläutert, kommt für das Vermessen der Schweißnaht bzw. der Nahtvorbereitung ein Linien-Laserstrahl zum Einsatz, wobei durch diesen senkrecht zur Achse der Schweißnaht oder Nahtvorbereitung unter einem Neigewinkel (von vorzugsweise 45°) ein reales Querschnittsabbild durch einen Lichtschnitt erzeugt wird. Hierdurch wird es bei senkrechter Betrachtung von oben auf die Naht oder Nahtvorbereitung ermöglicht, die notwendigen Abmessungen dem Betrachter in einfacher Weise darzustellen. Hier kann dann mittels (vorzugsweise austauschbarer) Skalen die verschiedenen Nahtabmessungen ermittelt werden.As explained, a line laser beam is used to measure the weld seam or seam preparation, whereby a real cross-sectional image is generated by a light section perpendicular to the axis of the weld seam or seam preparation at an angle of inclination (preferably 45°). This makes it possible, when viewing the seam or seam preparation perpendicularly from above, to show the viewer the necessary dimensions in a simple manner. The various seam dimensions can then be determined here using (preferably interchangeable) scales.

Die genannte Darstellung zeigt zwar nicht den Querschnitt an der gemessenen Stelle, aber durch Verschieben der Vorrichtung in Richtung der Längsachse der Naht erhält man an jeder Stelle die Darstellung der entsprechenden geometrischen Unebenheit der vom Lichtstrahl getroffenen Oberfläche.The representation mentioned does not show the cross-section at the measured point, but by moving the device in the direction of the longitudinal axis of the seam, the representation of the corresponding geometric unevenness of the surface hit by the light beam is obtained at each point.

Vorteilhaft ist, dass bei der Vorrichtung der Winkel zwischen den Bauteilen nicht entscheidend ist. Dieser kann alleine mit einer entsprechenden austausch- oder einstellbaren Skala angepasst werden.It is advantageous that the angle between the components is not decisive in the device. This can be adjusted alone with a corresponding exchangeable or adjustable scale.

Weiterhin kann in einfacher Weise die Symmetrie der Nähte anhand zusätzlicher Messlinien auf der Messskala abgelesen werden.Furthermore, the symmetry of the seams can be easily read using additional measuring lines on the measuring scale.

Das Ablesen des Messwerts ist nach kurzer Einweisung sehr leicht, so dass keine Spezialkenntnisse erforderlich sind.Reading the measured value is very easy after a short briefing, so that no special knowledge is required.

Die zusätzlichen notwendigen Messwerte zur Beurteilung der Naht sind in gleicher Weise beim Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtung leicht ablesbar.The additional measured values required to assess the seam can be easily read in the same way when using the proposed device.

Durch das optionale Vorsehen einer Kamera können entsprechende Fotos über die vorliegende reale Nahtgeometrie aufgenommen werden, was die Qualitätsdokumentation sehr vereinfacht. Dabei kann auch vorgesehen werden, dass unter Einsatz einer entsprechenden Computer-Application (App) eine Auswertung der erfassten Geometrie erfolgt.With the optional provision of a camera, corresponding photos can be taken of the existing real seam geometry, which greatly simplifies the quality documentation. Provision can also be made for the recorded geometry to be evaluated using a corresponding computer application (app).

Entsprechend kann analog zur Darstellung der Nahtoberfläche auch die Nahtvorbereitung und Ausformung vor dem Schweißen erfasst und dargestellt werden. Durch eine entsprechende Skala können der Winkel und die Tiefe der Vorbereitung gemessen werden.Similarly to the display of the seam surface, the seam preparation and shaping before welding can also be recorded and displayed. The angle and depth of the preparation can be measured using a suitable scale.

Auch hier gilt, dass durch das optionale Vorsehen einer Kamera Fotos der vorliegenden realen Nahtvorbereitungsgeometrie aufgenommen werden können. Wiederum gilt, dass für das Auswerten eine App eingesetzt werden kann.It also applies here that photos of the existing real seam preparation geometry can be taken by optionally providing a camera. Again, an app can be used for the evaluation.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist beispielsweise auch zur Vermessung von Dichtstofffugen einsetzbar.The proposed device can also be used, for example, to measure sealant joints.

In vorteilhafter Weise können somit bei der Sichtprüfung die Maße der Abnahmenormen (z. B. ISO 5817 oder ISO 10042) mit einer einzigen Vorrichtung gemessen werden.The dimensions of the acceptance standards (e.g. ISO 5817 or ISO 10042) can thus advantageously be measured with a single device during the visual inspection.

Dabei können Stumpfnähte, Kehlnähte und Nahtvorbereitungen vermessen werden.Butt welds, fillet welds and weld preparations can be measured.

Bei T-Stößen der Bauteile kann in spitz-, recht- und stumpfwinkeliger Anordnung der Bauteile vermessen werden.In the case of T-joints of the components, the components can be measured in an acute, right-angled and obtuse-angled arrangement.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

  • 1 zeigt die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Vermessen einer Schweißnaht bzw. einer Schweißnahtvorbereitung, die auf zwei miteinander im T-Stoß verschweißten Bauteilen aufgesetzt ist,
  • 2 zeigt den Schnitt F-F gemäß 1, d. h. die geschnittene Vorderansicht der Anordnung,
  • 3 zeigt die zu 1 zugehörige Draufsicht,
  • 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung sowie der Bauteile gemäß den 1 bis 3,
  • 5a zeigt schematisch in der Seitenansicht den von der Vorrichtung ausgesendeten Lichtstrahl und dessen Auftreffen auf einer Schweißnahtvorbereitung (Schnitt B-B gemäß 7a),
  • 5b zeigt schematisch die Darstellung gemäß 5a bei der Vermessung einer Stumpfnaht (Schnitt B-B gemäß 7b),
  • 5c zeigt schematisch die Darstellung gemäß 5a bei der Vermessung einer Kehlnaht (Schnitt B-B gemäß 7c),
  • 6a, 6b und 6c zeigen schematisch die zu den 5a, 5b und 5c zugehörigen perspektivischen Darstellungen,
  • 7a, 7b und 7c zeigen schematisch die zu den 5a, 5b und 5c zugehörigen Draufsichten und
  • 8a, 8b und 8c zeigen schematisch die zu den 5a, 5b und 5c zugehörigen Vorderansichten (Schnitte C-C, D-D und E-E gemäß 7).
In the drawing an embodiment of the invention is shown.
  • 1 shows the side view of a device for measuring a weld seam or a weld seam preparation, which is placed on two components welded together in a T-joint,
  • 2 shows the section FF according to 1, i.e. the sectional front view of the assembly,
  • 3 shows the to 1 associated top view,
  • 4 shows a perspective view of the device and the components according to the 1 until 3 ,
  • 5a shows schematically in side view the light emitted by the device beam and its impingement on a weld seam preparation (section BB according to 7a ),
  • 5b shows schematically the representation according to FIG 5a when measuring a butt weld (section BB according to 7b ),
  • 5c shows schematically the representation according to FIG 5a when measuring a fillet weld (section BB according to 7c ),
  • 6a , 6b and 6c show schematically the to the 5a , 5b and 5c associated perspective representations,
  • 7a , 7b and 7c show schematically the to the 5a , 5b and 5c associated plan views and
  • 8a , 8b and 8c show schematically the to the 5a , 5b and 5c associated front views (sections CC, DD and EE according to 7 ).

In den 1 bis 4 ist in verschiedenen Ansichten (Seitenansicht, Vorderansicht, Draufsicht und in perspektivischer Ansicht) eine Messvorrichtung 1 zur Vermessung einer Schweißnaht bzw. einer Schweißnahtvorbereitung zu sehen. Die Messvorrichtung 1 ist an der Stelle auf zwei Bauteile 9 und 10 aufgesetzt, die miteinander über eine Schweißnaht 2 verbunden sind. Die Messvorrichtung 1 dient zur Vermessung der Geometrie der hergestellten Schweißnaht 2.In the 1 until 4 a measuring device 1 for measuring a weld seam or a weld seam preparation can be seen in various views (side view, front view, top view and perspective view). The measuring device 1 is placed on two components 9 and 10 at this point, which are connected to one another via a weld seam 2 . The measuring device 1 is used to measure the geometry of the weld seam 2 produced.

Die Messvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 4 mit einer Oberseite 5 und einer Unterseite 6 auf, welches im Wesentlichen eine quaderförmige Gestalt hat. An der Unterseite 6 sind zwei parallel zueinander verlaufende Auflageschienen 7 und 8 angeordnet, die vorgesehen sind, um im Bereich der Schweißnaht 2 auf die Bauteile 9, 10 aufgesetzt zu werden. Das Gehäuse 4 ist mit einer Abdeckung versehen.The measuring device 1 has a housing 4 with an upper side 5 and an underside 6, which is essentially cuboid in shape. Two support rails 7 and 8 running parallel to one another are arranged on the underside 6 and are intended to be placed on the components 9 , 10 in the area of the weld seam 2 . The housing 4 is provided with a cover.

Die Messvorrichtung 1 weist dabei eine Längsachse L auf sowie eine hierzu senkrecht verlaufende Querachse Q. Die Längsachse L entspricht dem Verlauf der Längserstreckung der zu vermessenden Schweißnaht 2.The measuring device 1 has a longitudinal axis L and a transverse axis Q running perpendicular thereto. The longitudinal axis L corresponds to the course of the longitudinal extent of the weld seam 2 to be measured.

Das Vermessen der Schweißnaht 2 (bzw. einer Schweißnaht Vorbereitung 3, s. hierzu 5a, 6a, 7a und 8a) erfolgt durch einen Lichtschnitt, der durch Licht erzeugt wird, welches von einem lichtemittierenden Element 11 in Form eines Linienlasermoduls erzeugt wird. Das lichtemittierende Element 11 ist dabei so in das Gehäuse 4 eingebaut, dass der Lichtstrahl sich über eine gewisse Breite in Richtung der Querachse Q erstreckt und zur Längsrichtung L des Gehäuses 4 nach unten unter einem Winkel α von 45° austritt (s. 1). Der Lichtstrahl ist in 1 mit dem Bezugszeichen 12 markiert. Das lichtemittierenden Element 11 wird durch eine Energieversorgung 17 gespeist, die im Gehäuse 4 untergebracht ist; dies gilt auch für die erforderliche Elektronik. Bezüglich der Längsachse L bzw. einer sich entlang derer erstreckenden vertikalen Ebene ist das Gehäuse 4 symmetrisch ausgebildet. In seinem vorderen Bereich ist die quaderförmige Struktur (durch das Umlenkprisma 13, s. unten) abgeflacht.The measurement of weld seam 2 (or a weld seam preparation 3, see here 5a , 6a , 7a and 8a ) takes place by a light section which is generated by light which is generated by a light-emitting element 11 in the form of a line laser module. The light-emitting element 11 is installed in the housing 4 in such a way that the light beam extends over a certain width in the direction of the transverse axis Q and emerges downwards at an angle α of 45° to the longitudinal direction L of the housing 4 (see Fig. 1 ). The light beam is in 1 marked with the reference numeral 12. The light-emitting element 11 is powered by a power supply 17 housed in the case 4; this also applies to the required electronics. The housing 4 is embodied symmetrically with respect to the longitudinal axis L or a vertical plane extending along it. In its front area, the cuboid structure is flattened (due to the deflection prism 13, see below).

Wie es am besten in der Zusammenschau der 3 und 4 zu erkennen ist, ergibt sich so eine Auftreffstelle 18 für das Licht (Lichtschnitt), welches die Vermessung der Oberfläche der Schweißnaht 2 ermöglicht.As best seen in the synopsis of 3 and 4 can be seen, this results in an impingement point 18 for the light (light section), which enables the surface of the weld seam 2 to be measured.

Hierzu wird das Licht, welches von der Auftreffstelle 18 reflektiert wird (siehe Bezugszeichen 19 in den 1, 2 und 4) von einer Optik 13, 14 erfasst, die aus zwei Umlenkprismen besteht, wie es aus 1 hervorgeht. Dort ist mit entsprechenden Linien angegeben, wie das Bild des Lichtschnitts 18 vom ersten Umlenkprisma 13 zunächst von der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt wird und von dort in das zweite Umlenkprisma 14 gelangt. Dieses lenkt das Bild von der Horizontalen nach oben in die Vertikale um und projiziert es auf eine Projektionsfläche 15, die sich an der Oberseite 5 des Gehäuses 4 befindet.For this purpose, the light that is reflected by the impact point 18 (see reference number 19 in the 1 , 2 and 4 ) detected by an optics 13, 14, which consists of two deflection prisms, as shown in 1 emerges. Corresponding lines indicate there how the image of the light section 18 is first deflected from the vertical to the horizontal by the first deflection prism 13 and from there it reaches the second deflection prism 14 . This deflects the image from the horizontal upwards to the vertical and projects it onto a projection surface 15 which is located on the upper side 5 of the housing 4 .

Das auf der Projektionsfläche 15 dargestellte Bild des Lichtschnitts 18 ist in den 3 und 4 zu erkennen.The image of the light section 18 shown on the projection surface 15 is in the 3 and 4 to recognize.

Zwischen den beiden Umlenkprismen 13, 14 ist eine Messskala 16 angeordnet, die auswechselbar ist und von oben zwischen die beiden Prismen eingeschoben werden kann. Die Messskala 16 weist eine Anzahl von parallel zueinander verlaufenden Linien (zum Beispiel im Abstand von 1,0 Millimeter) auf, so dass direkt auf der Projektionsfläche 15 eine quantitative Erfassung der Oberfläche der Schweißnaht 2 erfolgen kann.A measuring scale 16 is arranged between the two deflection prisms 13, 14, which is exchangeable and can be inserted between the two prisms from above. The measuring scale 16 has a number of lines running parallel to one another (for example at a distance of 1.0 millimeter) so that the surface of the weld seam 2 can be quantitatively recorded directly on the projection surface 15 .

In 3 ist hier zu angegeben, wie sich das Maß für die Höhe a der Schweißnaht 2 sowie für die Breite b derselben (s. hierzu 2) auf der Projektionsfläche 15 darstellt und hier anhand der Messskala 16 leicht abgelesen werden kann.In 3 is given here as to how the dimension for the height a of the weld seam 2 and for the width b of the same (see 2 ) is represented on the projection surface 15 and can be easily read here using the measuring scale 16.

Zwecks Dokumentation des Messergebnisses kann, was nicht dargestellt ist, oberhalb der Projektionsfläche 15 eine Kamera aufgesetzt und befestigt werden, um das Messergebnis fotografisch zu erfassen.For the purpose of documenting the measurement result, a camera can be placed and fixed above the projection surface 15, which is not shown, in order to capture the measurement result photographically.

Somit wird durch das Linienlasermodul 11 ein unter 45° zur Horizontalen nach unten austretender Lichtstrahl 12 erzeugt, so dass die entstehende Laserstrahlebene in Richtung Q quer zur Längsachse L des Gehäuses 4 entsteht. Diese tritt dann nach unten aus dem Gehäuse 4 aus.A light beam 12 exiting downwards at 45° to the horizontal is thus generated by the line laser module 11, so that the resulting laser beam plane is transverse to the longitudinal direction Q axis L of the housing 4 is formed. This then exits the housing 4 downwards.

Das Gehäuse 4 kann mittels der beiden Auflageschienen 7, 8 parallel und symmetrisch zur Schweißnaht 2 auf die Fügeteile 9, 10 aufgesetzt werden. Hierbei stellt sich bei einer T-Stoßanordnung der Fügeteile automatisch die parallele Ausrichtung ein.The housing 4 can be placed on the joining parts 9 , 10 parallel and symmetrically to the weld seam 2 by means of the two support rails 7 , 8 . With a T-joint arrangement of the parts to be joined, the parallel alignment is automatically established.

Der nun entstehende sichtbare Lichtschnitt 18 der Schweißnaht 2 bzw. Nahtvorbereitung 3 wird über die Optik 13, 14 auf die Projektionsfläche 15 gelenkt und kann hier betrachtet bzw. vermessen werden.The visible light section 18 of the weld seam 2 or seam preparation 3 that is now produced is directed via the optics 13, 14 onto the projection surface 15 and can be viewed or measured here.

In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung 1 portabel und lässt sich überall problemlos einsetzen.The device 1 is advantageously portable and can be used anywhere without any problems.

Im Gehäuse 4 können auch Ladebuchsen und Kommunikationsschnittstellen integriert werden.Charging sockets and communication interfaces can also be integrated in the housing 4 .

Die Anwendung der beschriebenen Vorrichtung 1 bei verschiedenen Schweißnähten bzw. Schweißnahtvorbereitungen ist aus den weiteren 5 bis 8 ersichtlich.The application of the device 1 described in various welds or weld preparation is from the further 5 until 8th evident.

In 5a, 5b und 5c sind jeweilige Seitenansichten (analog zu 1) zu sehen, wobei in den 5a und 5b allerdings nur das lichtemittierende Element 11 dargestellt ist. In 5a ist eine Schweißnahtvorbereitung zu sehen, während 5b eine Stumpfnaht und 5c eine Kehlnaht zeigt.In 5a , 5b and 5c are respective side views (analogous to 1 ) to see where in the 5a and 5b however, only the light-emitting element 11 is shown. In 5a a weld preparation can be seen during 5b a butt weld and 5c shows a fillet weld.

In den 6a, 6b und 6c sind die zugehörigen perspektivischen Ansichten zu erkennen, aus denen insbesondere die Auftreffstelle 18 (d. h. der Lichtschnitt) ersichtlich ist, wenn die Schweißnahtvorbereitung (6a) bzw. die Schweißnaht (6b und 6c) vom Lichtstrahl 12 getroffen wird und jenes Bild erzeugt wird, welches über die Optik zur Projektionsfläche übertragen wird.In the 6a , 6b and 6c the associated perspective views can be seen, from which in particular the point of impact 18 (ie the light section) can be seen when the weld seam preparation ( 6a ) or the weld seam ( 6b and 6c ) is hit by the light beam 12 and that image is generated, which is transmitted via the optics to the projection surface.

Die 7a, 7b und 7c zeigen die entsprechenden korrespondierenden Draufsichten und die 8a, 8b und 8c die entsprechenden korrespondierenden Vorderansichten.the 7a , 7b and 7c show the corresponding corresponding plan views and the 8a , 8b and 8c the corresponding corresponding front views.

BezugszeichenlisteReference List

11
Schweißnaht- und/oder Schweißnahtvorbereitungs-MessvorrichtungWeld and/or weld preparation measuring device
22
SchweißnahtWeld
33
Schweißnahtvorbereitungweld preparation
44
GehäuseHousing
55
Oberseite des Gehäusestop of the case
66
Unterseite des Gehäusesbottom of the case
77
Auflageschienesupport rail
88th
Auflageschienesupport rail
99
Bauteilcomponent
1010
Bauteilcomponent
1111
lichtemittierendes Element (Linienlasermodul)light emitting element (line laser module)
1212
Lichtstrahlbeam of light
13, 1413, 14
Optikoptics
1313
Umlenkprismadeflection prism
1414
Umlenkprismadeflection prism
1515
Proj ektionsflächeprojection surface
1616
Messskalameasuring scale
1717
Energieversorgung (incl. Elektronik)Power supply (incl. electronics)
1818
Auftreffstelle des Lichts / LichtschnittPoint of impact of the light / light section
1919
reflektiertes Licht / Bildreflected light / image
LL
Längsachselongitudinal axis
QQ
Querachsetransverse axis
αa
Winkel angle
aa
Höhe der Schweißnahtheight of the weld
bb
Breite der Schweißnahtwidth of the weld

Claims (10)

Schweißnaht- und/oder Schweißnahtvorbereitungs-Messvorrichtung (1) zum manuellen Vermessen der Geometrie einer Schweißnaht (2) oder einer Schweißnahtvorbereitung (3), umfassend: - ein Gehäuse (4) mit einer Oberseite (5) und einer Unterseite (6), wobei das Gehäuse (4) eine Längsachse (L) sowie eine hierzu senkrechte Querachse (Q) aufweist, - ein lichtemittierendes Element (11), welches im Gehäuse (4) angeordnet ist und welches ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (12) zu emittieren, der sich in Richtung der Querachse (Q) über eine vorgegebene Breite erstreckt und der zur Richtung der Längsachse (L) unter einem Winkel (α) ausgerichtet ist, - eine Optik (13, 14), die ausgebildet ist, den auf der Schweißnaht (2) und/oder auf der Schweißnahtvorbereitung (3) auftreffenden Lichtstrahl (12) auf eine Projektionsfläche (15) zu lenken, die am Gehäuse (4), vorzugsweise an dessen Oberseite (5), ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) mindestens zwei an seiner Unterseite (6) angeordnete Auflageschienen (7, 8) aufweist, wobei die Auflageschienen (7, 8) zur Auflage auf zwei miteinander zu verschweißenden oder verschweißten Bauteilen (9, 10) ausgebildet sind und wobei im Bereich der Optik (13, 14) eine transparente Messskala (16) angeordnet ist.Weld seam and/or weld seam preparation measuring device (1) for manually measuring the geometry of a weld seam (2) or a weld seam preparation (3), comprising: - a housing (4) with a top (5) and a bottom (6), wherein the housing (4) has a longitudinal axis (L) and a transverse axis (Q) perpendicular thereto, - a light-emitting element (11) which is arranged in the housing (4) and which is designed to emit a light beam (12) which extends in the direction of the transverse axis (Q) over a predetermined width and which is oriented at an angle (α) to the direction of the longitudinal axis (L), - an optical system (13, 14) which is formed on the weld seam (2nd ) and/or directing the light beam (12) impinging on the weld seam preparation (3) onto a projection surface (15) which is formed on the housing (4), preferably on its upper side (5), characterized in that the housing (4 ) at least two on its underside (6) ang has arranged support rails (7, 8), the support rails (7, 8) being designed to rest on two components (9, 10) to be welded or welded together and a transparent measuring scale (16) being arranged in the area of the optics (13, 14). Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) 45° beträgt.measuring device claim 1 , characterized in that the angle (α) is 45°. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittierende Element (11) ein Laserelement ist, insbesondere ein Linienlasermodul.measuring device claim 1 or 2 , characterized in that the light-emitting element (11) is a laser element, in particular a line laser module. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messskala (16) austauschbar angeordnet ist.Measuring device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the measuring scale (16) is arranged interchangeably. Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messskala (16) eine Anzahl parallel zueinander angeordnete Linien in vorgegebenem Abstand aufweist.measuring device claim 4 , characterized in that the measuring scale (16) has a number of lines arranged parallel to one another at a predetermined distance. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (13, 14) aus zwei Umlenkprismen besteht, wobei die beiden Umlenkprismen (13, 14), in Richtung der Querachse (Q) betrachtet, vorzugsweise einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.Measuring device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the optics (13, 14) consists of two deflection prisms, the two deflection prisms (13, 14), viewed in the direction of the transverse axis (Q), preferably having a substantially triangular cross-section. Messvorrichtung nach Anspruch 6, dass die Messskala (16) zwischen den beiden Umlenkprismen (13, 14) angeordnet ist.measuring device claim 6 that the measuring scale (16) is arranged between the two deflection prisms (13, 14). Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Oberseite (5) des Gehäuses (4) eine Kamera angeordnet ist oder anordenbar ist.Measuring device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that a camera is arranged or can be arranged in the area of the upper side (5) of the housing (4). Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt hat, wobei insbesondere der Quader an seinem einen Endbereich eine Abflachung aufweist.Measuring device according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the housing (4) has a substantially cuboid shape, in particular the cuboid having a flattening at its one end region. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Energieversorgung (17), insbesondere eine Batterie, für die elektrische Versorgung des lichtemittierenden Elements (11) aufweist.Measuring device according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that it further comprises a power supply (17), in particular a battery, for the electrical supply of the light-emitting element (11).
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