DE202011109984U1

DE202011109984U1 - Device for acquiring measurement information from an inner surface of a hollow body, in particular a bore of a single- or twin-screw extruder cylinder

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Publication number: DE202011109984U1
Application number: DE202011109984U
Authority: DE
Original assignee: Leistritz Extrusionstechnik GmbH
Current assignee: Leistritz Extrusionstechnik GmbH
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-08-17

Abstract

Vorrichtung zum Erfassen von Messinformationen von einer inneren Oberfläche eines Hohlkörpers, insbesondere einer Bohrung eines ein- oder zweiwelligen Extruderzylinders, umfassend einen durch den Hohlkörper zu bewegenden Schlitten (3) mit Roll- und/oder Gleitführungsmitteln (4, 5) zur Bewegungslagerung auf der Oberfläche (8), sowie eine am Schlitten (3) vorgesehenen Laser-Messeinrichtung (16) umfassend einen positionsfest angeordneten Laser (19), der einen Laserstrahl (28) im Wesentlichen parallel zur Schlittenlängsachse emittiert, einen drehbaren Spiegel (20) zum Ablenken des Laserstrahls (28) auf die Oberfläche (8) und zum Ablenken eines von der Oberfläche (8) reflektierten Reflexionslichts (30) auf einen positionsfest angeordneten Detektor (24), der ein mittels einer Verarbeitungseinrichtung (17) auswertbares Messsignal erzeugt, wobei die Verarbeitungseinrichtung (17) zur trigonometrischen Auswertung der Messsignale zur Ermittlung des Abstands des Lasers (19) oder des Orts, an dem das Reflexionslicht auf den Detektor (24) trifft, von der Oberfläche (8) ausgebildet ist, und wobei die Verarbeitungseinrichtung (17) durch Auswertung der ermittelten Abstandswerte zur Ermittlung zweier...Device for acquiring measurement information from an inner surface of a hollow body, in particular a bore of a single- or twin-screw extruder cylinder, comprising a carriage (3) to be moved through the hollow body with rolling and / or sliding guide means (4, 5) for bearing movement on the surface (8) and a laser measuring device (16) provided on the slide (3) comprising a laser (19) arranged in a fixed position, which emits a laser beam (28) essentially parallel to the longitudinal axis of the slide, a rotatable mirror (20) for deflecting the laser beam (28) onto the surface (8) and for deflecting a reflection light (30) reflected from the surface (8) onto a detector (24) which is arranged in a fixed position and generates a measurement signal that can be evaluated by means of a processing device (17), the processing device (17 ) for the trigonometric evaluation of the measurement signals to determine the distance of the laser (19) or the location where d The reflected light hits the detector (24), is formed by the surface (8), and the processing device (17) by evaluating the determined distance values to determine two ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Messinformationen von einer inneren Oberfläche eines Hohlkörpers, insbesondere einer Bohrung eines ein- oder zweiwelligen Extruderzylinders.The invention relates to a device for acquiring measurement information from an inner surface of a hollow body, in particular a bore of a single-screw or twin-screw extruder cylinder.

Oberflächen von Arbeitsmaschinen sind häufig mechanischen Belastungen ausgesetzt, die zu einem Verschleiß der Oberfläche führen, die Oberflächengüte verändert sich nachteilig. Ab einem gewissen Verschleißgrad ist ein dem gewünschten Arbeitsergebnis gerecht werdendes Arbeiten mit der Maschine unter Umständen nicht mehr möglich. Entweder ist ein Aufbereiten der Oberfläche erforderlich, um die gewünschte Oberflächengüte wieder herzustellen, oder es ist ein Austausch des jeweiligen, dann verschlissenen Bauteils erforderlich.Surfaces of machines are often exposed to mechanical stresses that lead to wear of the surface, the surface quality changes adversely. From a certain degree of wear, it may no longer be possible to work with the machine in line with the desired work result. Either the preparation of the surface is required in order to restore the desired surface quality, or it is an exchange of the respective, then worn component required.

Ein Beispiel für eine solche Arbeitsmaschine ist ein Extruder, mit dem unterschiedlichste Materialien verarbeitet werden können. Ein solcher Extruder umfasst einen Extruderzylinder, der üblicherweise aus mehreren hintereinander angeordneten Zylindersegmenten besteht. Durch den Extruderzylinder verläuft in Längsrichtung eine Bohrung, die als zylindrische Bohrung zur Aufnahme einer Schneckenwelle ausgeführt ist, oder die als sogenannte Brillenbohrung bestehend aus zwei ineinander greifenden Bohrungen zur Aufnahme zweier gleichsinnig oder gegensinnig drehender Schneckenwellen ausgeführt ist. Im Betrieb wird die Bohrungsoberfläche beansprucht, so dass es zu Verschleißerscheinungen kommen kann.An example of such a working machine is an extruder with which a wide variety of materials can be processed. Such an extruder comprises an extruder cylinder, which usually consists of a plurality of cylinder segments arranged one behind the other. Through the extruder cylinder extends in the longitudinal direction of a bore which is designed as a cylindrical bore for receiving a worm shaft, or which is designed as a so-called eyeglass bore consisting of two interlocking holes for receiving two co-rotating or counter-rotating screw shafts. In operation, the bore surface is stressed, so that it can lead to signs of wear.

Um den Verschleiß einer solchen Hohlkörperoberfläche wie beispielsweise einer Bohrung eines Extruderzylinders erfassen zu können, ist aus EP 2 101 145 A1 ein Messgerät bekannt, das einen auf vier Einzelrollen verschiebbar gelagerten Schlitten aufweist, an dem seitlich von der Schlittenlängsachse versetzt zwei Laser-Entfernungsmesser angeordnet sind, die jeweils um eine parallel zur Schlittenlängsachse liegende Schwenkachse verschwenkt werden können. Mit Hilfe dieser Laser-Entfernungsmesser kann ein Abstandswert zur Bohrungswand erfasst und hierüber der Verschleißgrad bestimmt werden.In order to detect the wear of such a hollow body surface such as a bore of an extruder cylinder is off EP 2 101 145 A1 a measuring device is known, which has a slidably mounted on four individual roles slide on the side of the carriage longitudinal axis offset two laser rangefinder are arranged, which can each be pivoted about a parallel to the carriage longitudinal axis pivot axis. With the aid of these laser rangefinders, a distance to the bore wall can be detected and the degree of wear can be determined.

Der Aufbau dieser Messvorrichtung ist aufwändig und kompliziert, insbesondere nachdem zwei separate Laser-Entfernungsmesser eingesetzt werden, die jeweils separat verschwenkt werden. Weiterhin muss für jede Gehäusebohrung – die Messvorrichtung ist zum Erfassen des Verschleißzustandes einer Bohrung für mindestens zwei Schneckenwellen, also einer Brillenbohrung, vorgesehen – für jede einzelne Bohrung ein separater Messdatensatz aufgenommen werden, was den Messaufwand verdoppelt. Weiterhin sind die jeweiligen Datensätze in irgendeiner Weise einander zuzuordnen, um aussagefähige, positionsbezogene Informationen zu bekommen.The structure of this measuring device is complicated and complicated, especially after two separate laser rangefinder are used, which are each pivoted separately. Furthermore, for each housing bore - the measuring device is provided for detecting the state of wear of a bore for at least two screw shafts, so a spectacle bore - for each hole a separate data record to be recorded, which doubles the measurement cost. Furthermore, the respective data sets are in some way associated with each other to get meaningful, positional information.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Messvorrichtung anzugeben, die bei einfachem Aufbau eine vereinfachte Messinformationserfassung ermöglicht.The invention is therefore based on the problem of specifying a measuring device that enables a simplified measurement information acquisition with a simple structure.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Erfassen von Messinformationen von einer inneren Oberfläche eines Hohlkörpers, insbesondere einer Bohrung eines ein- oder zweiwelligen Extruderzylinders, vorgesehen, umfassend einen durch den Hohlkörper zu bewegenden Schlitten mit Roll- und/oder Gleitführungsmitteln zur Bewegungslagerung auf der Oberfläche, sowie eine am Schlitten vorgesehene Laser-Messeinrichtung, umfassend einen positionsfest angeordneten Laser, der einen Laserstrahl im Wesentlichen parallel zur Schlittenlängsachse emittiert, einen drehbaren Spiegel zum Ablenken des Laserstrahls auf die Oberfläche und zum Ablenken eines von der Oberfläche reflektierten Reflexionslichts auf einen positionsfest angeordneten Detektor, der ein mittels einer Verarbeitungseinrichtung auswertbares Messsignal erzeugt.To solve this problem, the invention provides a device for detecting measurement information from an inner surface of a hollow body, in particular a bore of a single- or twin-screw extruder cylinder, comprising a carriage to be moved through the hollow body with rolling and / or sliding guide means for movement storage on the Surface, as well as provided on the carriage laser measuring device comprising a fixed laser position, which emits a laser beam substantially parallel to the carriage longitudinal axis, a rotatable mirror for deflecting the laser beam onto the surface and deflecting a reflection of the surface reflection light on a fixed position Detector which generates a measurable by means of a processing device measuring signal.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist am über entsprechende Roll- und/oder Gleitmittel bewegungsgelagerten Schlitten nur ein Laser vorgesehen, der positionsfest angeordnet ist, sich also während der Messung selbst nicht relativ zum Schlitten bewegt. Der Laser ist schlittenmittig angeordnet, der Laserstrahl wird parallel zur Schlittenlängsachse emittiert. Um den Laserstrahl nun auf die zu vermessende Oberfläche zu projizieren, ist erfindungsgemäß ein drehbarer Spiegel vorgesehen, auf den der Laserstrahl trifft. Dieser Spiegel steht bevorzugt unter einem Winkel von 45° zur Schlittenlängsachse, er dreht um die Schlittenlängsachse. Dies führt dazu, dass bei einer 360°-Drehung der Laserstrahl kreisförmig um 360° und in einem Winkel von 90° zu seiner Einstrahlrichtung auf den Spiegel auf die Bohrungswand geworfen wird. Hierüber kann also eine 360°-Abtastung der Bohrungswand vorgenommen werden. Da sich der Laser in der Schlittenmitte befindet, die sich wiederum in der Bohrungsmitte befindet, nachdem der Schlitten nach Einsetzen in die Bohrung in dieser mittig längsbewegt wird, ist es infolgedessen ohne weiteres möglich, auch die Oberfläche einer Brillenbohrung, die sich in der Mitte im Zwickelbereich etwas einschnürt, vollständig abzutasten, wobei sich auch im Zwickelbereich kein Abtastschatten ergibt.In the apparatus according to the invention, only one laser is provided on the carriages movably mounted via corresponding rolling and / or sliding means, which is arranged in a fixed position, ie does not move relative to the carriage during the measurement itself. The laser is arranged in the middle of the carriage, the laser beam is emitted parallel to the carriage longitudinal axis. In order to project the laser beam onto the surface to be measured, a rotatable mirror is provided according to the invention, which is hit by the laser beam. This mirror is preferably at an angle of 45 ° to the carriage longitudinal axis, it rotates about the carriage longitudinal axis. As a result, in a 360 ° rotation, the laser beam is thrown circularly through 360 ° and at an angle of 90 ° to its irradiation direction onto the mirror on the bore wall. This allows a 360 ° scan of the bore wall to be made. As a result, since the laser is located in the middle of the carriage, which in turn is in the center of the bore, after the carriage is moved longitudinally in the center after insertion into the bore, it is also readily possible to fix the surface of a spectacle bore which is located in the center in the middle Zwickelbereich constrict something to fully scan, with no sampling shadow results in the gusset area.

Von der Oberfläche, die immer eine gewisse, wenngleich mitunter sehr geringe, Grundrauigkeit aufweist, wird nun ein gewisser Teil des eingestrahlten Laserlichts, das bevorzugt als äußerst kleiner Punktlichtstrahl appliziert wird, auf den Drehspiegel zurückgeworfen. Über den Spiegel gelangt das Licht sodann auf einen Detektor, an dem das Licht am Einfallort ein Messsignal erzeugt. Der Detektor, z. B. ein eindimensionaler Zeilendetektor (Photodiodenzeile oder CCD-Zeile) oder ein zweidimensionaler flächiger Detektor, weist eine möglichst hohe Auflösung auf, um den Auftreffort möglichst exakt bezogen auf die Detektorfläche bestimmen zu können.From the surface, which always has a certain, albeit sometimes very low, basic roughness, now a certain part of the irradiated laser light, which is preferably applied as an extremely small spot light beam, thrown back onto the rotating mirror. The light then passes via the mirror to a detector, where the light generates a measuring signal at the point of incidence. The detector, z. As a one-dimensional line detector (photodiode array or CCD line) or a two-dimensional area detector, has the highest possible resolution in order to determine the impact as accurately as possible based on the detector surface.

Der Auftreffort wiederum ist nun abhängig vom Abstand des Oberflächen- oder bohrungswandseitigen Reflexionsorts zum lagefesten Messsystem, also zum feststehenden Laser oder zum ebenfalls feststehenden Detektor. Dieser Abstand variiert lokal infolge des Verschleißes. Denn verschleißbedingt nehmen die Oberflächenrauigkeiten bzw. Inhomogenitäten zu, was dazu führt, dass sich verschleißbedingt eine Oberflächenstruktur ausbildet. Diese Oberflächenstruktur besitzt zwangsläufig rauigkeitsbedingt höher und tiefer liegende Bereiche, das heißt, dass sich zwangsläufig lokale Abstandsvariationen ergeben. Das vom Laser kommende, über den Spiegel auf die Oberfläche applizierte, punktförmige kollimierte Laserlicht wird also an einer Stelle früher reflektiert, da an diesem Reflexionsort der Abstand (also der Weg des Laserlichtstrahls) zum feststehenden Laser geringer ist als an einem anderen, tiefer in der Wand liegenden Reflexionsort, wo der Abstand zum Laser etwas größer ist. Aufgrund der unterschiedlichen weit beabstandeten Reflextionsorte an der Oberfläche treffen die jeweiligen Reflexionslichtstrahlen an unterschiedlichen Orten auf den Spiegel, was folglich dann dazu führt, dass die vom Spiegel abgelenkten Reflexionslichtstrahlen, vorzugsweise über eine dem Spiegel nachgeschaltete Optik fokussiert, an unterschiedlichen Orten am Detektor auftreffen. Hieraus folgt wiederum, dass der Auftreffort am feststehenden Detektor folglich abhängig vom Abstand des Reflexionsortes der Wand zu einem der feststehenden Bauteile, also dem Laser, dem Spiegel (der bezogen auf die Laserlichtgeschwindigkeit trotz Drehung als feststehend angesehen werden kann) oder dem Detektor ist. Im Rahmen der Signalerfassung wird folglich der Detektorort bestimmt, an dem das Reflexionslicht auftrifft. Diese Information wird sodann im Rahmen der weiteren Verarbeitung zur Ermittlung der gewünschten Verschleißinformation verwendet. Aufgrund der umfänglichen Abtastung mit dem feinen Laserstrahl, der einen Lichtfleck von nur wenigen Quadratmillimetern, vorzugsweise nur ca. 1 Quadratmillimeter oder weniger abbildet, kann folglich ein hochgenaues Rauigkeitsprofil und damit ein Verschleißprofil erstellt werden.The place of impact, in turn, now depends on the distance of the surface or borehole side reflection location to the positionally fixed measuring system, ie to the fixed laser or to the also fixed detector. This distance varies locally due to wear. Because of wear, the surface roughness or inhomogeneities increase, which leads to a surface structure being formed due to wear. This surface structure inevitably has roughness higher and lower areas, that is, inevitably result in local distance variations. The point-shaped collimated laser light coming from the laser and applied to the surface via the mirror is thus reflected earlier at one point, since the distance (ie the path of the laser light beam) to the fixed laser is less at this reflection location than at another, deeper in the Wall lying reflection location, where the distance to the laser is slightly larger. Due to the different widely spaced Reflextionsorte on the surface of the respective reflection light rays hit the mirror at different locations, which consequently leads to the fact that the reflected light rays deflected by the mirror, preferably focused on a mirror downstream optics, at different locations on the detector. It follows, in turn, that the point of incidence on the fixed detector consequently depends on the distance of the reflection location of the wall to one of the fixed components, ie the laser, the mirror (which can be considered as fixed relative to the laser light velocity despite rotation) or the detector. As part of the signal detection, therefore, the detector location is determined at which the reflection light impinges. This information is then used in the course of further processing to determine the desired wear information. Due to the extensive scanning with the fine laser beam, which images a light spot of only a few square millimeters, preferably only about 1 square millimeter or less, consequently, a highly accurate roughness profile and thus a wear profile can be created.

Diese Verarbeitung kann in Weiterbildung der Erfindung mittels der Verarbeitungseinrichtung derart erfolgen, dass die Verarbeitungseinrichtung eine trigonometrische Auswertung der Messsignale dahingehend vornimmt, dass der Abstand des Ortes des Lasers von der Hohlkörperoberfläche, also dem Reflexionsort, bestimmt wird. Die Verarbeitungseinrichtung nimmt also eine trigonomische Geraden- und Winkelbetrachtung vor, über die die Länge des Weges des Laserstrahls vom feststehenden Laser bis zum Reflexionsort bestimmt wird. Das heißt, dass durch eine einfache Triangulationsbetrachtung ein aussagekräftiger Abstandswert für jeden betrachteten Abtastpunkt erfasst werden kann, wobei anhand der Vielzahl der Abstandswerte, die je nach Verschleißgrad variieren, eine Verschleißinformation erhalten werden kann. Diese Bestimmung kann durch exakte Berechnung erfolgen, da die relevanten Parameter (Abstände der optischen Komponenten zueinander, Brennweite der Optik (Linse), Winkel der Schrägstellung des Detektors relativ zur Emissionsrichtung des Laserstrahls etc.). Denkbar ist auch die Verwendung einer Kalibrierfunktion, d. h. dass die Lasermesseinrichtung an realen Objekten mit bekannten Abständen eingemessen ist und mittels dieser Kalibrierfunktion sodann aus dem Detektorort direkt auf die Lage des Reflexionsorts bzw. dessen Abstand geschlossen werden kann. Da der Laser und der Detektor ijm gleichen Bezugssystem lagefest angeordnet sind, wäre grundsätzlich auch eine Bestimmung des Abstands des Lichtauftrefforts am Detektor zum Reflexionsort denkbar.This processing can be carried out in a further development of the invention by means of the processing device such that the processing device carries out a trigonometric evaluation of the measurement signals such that the distance of the location of the laser from the hollow body surface, ie the reflection location, is determined. The processing device thus performs a trigonomic straight line and angle view, via which the length of the path of the laser beam from the stationary laser to the reflection location is determined. That is, by a simple triangulation consideration, a meaningful distance value can be detected for each sampling point under consideration, whereby wear information can be obtained on the basis of the plurality of distance values which vary depending on the degree of wear. This determination can be made by exact calculation, since the relevant parameters (distances of the optical components to each other, focal length of the lens (lens), angle of inclination of the detector relative to the emission direction of the laser beam, etc.). It is also conceivable to use a calibration function, i. H. that the laser measuring device is calibrated on real objects with known distances and can then be closed directly from the detector location to the position of the reflection location or its distance by means of this calibration function. Since the laser and the detector are arranged fixed in position in the same reference frame, a determination of the distance of the light incidence location at the detector to the reflection location would also be conceivable in principle.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Verarbeitungseinrichtung auch durch Auswertung der ermittelten Abstandswerte zur Ermittlung zweier für die Geometrie des Hohlkörpers charakteristischer Orte, insbesondere der Zwickel einer Brillenbohrung eines Zweischneckenzylinders, und anhand der zu diesen erfassten Abstandswerten und des Winkels von vom Detektor der zu diesen Orten laufenden Verbindungslinien relativ zu einer Bezugsebene zu trigonometrischen Ermittlung der Position des Detektors relativ zu den Orten ausgebildet sein. Nachdem wie beschrieben bei Einsatz der Vorrichtung zur Vermessung einer Brillenbohrung infolge der Querschnittsform der Bohrung charakteristische Dimensionen, hier beispielsweise der Zwickelabstand, wo der Wandabstand minimal ist, oder der quer dazu gegebene Abstand von Wand zu Wand, wo der Abstand maximal ist, gegeben sind, kann anhand der ermittelten Abstandswerte die Position dieser charakteristischen Orte, also beispielsweise die Lage der beiden Zwickel, erfasst werden, woraus wiederum durch einfache trigonometrische Betrachtung die relative Position des Detektors zu einer bestimmten Bezugsebene, beispielsweise der Verbindungsebene der beiden Zwickel, ermittelt werden kann. Hierüber kann folglich kontinuierlich die Detektorposition erfasst werden, wie natürlich auch eine etwaige Relativverschiebung der Detektorposition zu dieser Ebene, die sich beispielsweise beim Bewegen der Vorrichtung durch die Brillenbohrung einstellt.In a further development of the invention, the processing device can also by evaluating the determined distance values for determining two characteristic for the geometry of the hollow body locations, in particular the gusset of a spectacle bore of a twin-screw cylinder, and based on the distance values detected and the angle of the detector of the current to these locations Connecting lines are formed relative to a reference plane to trigonometric determination of the position of the detector relative to the locations. Having as described in use of the device for measuring a spectacle bore due to the cross-sectional shape of the bore characteristic dimensions, here, for example, the gusset spacing, where the wall distance is minimal, or given the transverse thereto distance from wall to wall, where the distance is maximum, the position of these characteristic locations, that is to say the position of the two gussets, can be detected on the basis of the determined distance values, from which in turn the relative position of the detector to a specific reference plane, for example the connecting plane of the two gussets, can be determined by simple trigonometric observation. As a result, the detector position can consequently be detected continuously, as is of course also a possible relative displacement of the detector position to this plane, which is established, for example, when the device moves through the eyeglass bore.

In jedem Fall ist es folglich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, bei einer einzigen 360°-Drehung des Spiegels einerseits eine Vielzahl einzelner Orte an der Oberfläche abzutasten und zu diesen die einzelnen Abstandswerte und damit Verschleißinformationen zu ermitteln. Andererseits kann innerhalb jeder 360°-Drehung anhand der ermittelten Abstandswerte auch eine Positions- oder Lageerfassung des lagefesten Detektors innerhalb der Bohrung bzw. des Hohlkörpers vorgenommen werden, so dass kontinuierliche Positions- oder Ortsinformationen vorliegen, gestützt auf welche sofern erforderlich eine Korrektur der erfassten Messwerte vorgenommen werden kann, nämlich dann, wenn es zu einer Relativverschiebung des Schlittens zur Bohrung kommt und folglich die beiden Koordinatensysteme, nämlich das Koordinatensystem der Bohrung bzw. des Hohlkörpers und das Koordinatensystem der Laser-Messeinrichtung, sich relativ zueinander verschieben. Anhand dieser Kenntnis kann sodann eine entsprechende Koordinatentransformation vorgenommen werden. Dies führt wiederum dazu, dass über die gesamte axiale Messstrecke trotz etwaiger Schlittenbewegungen aussagekräftige weil miteinander referenzierte Messwerte erhalten werden. Das heißt, dass pro 360°-Spiegeldrehung sowohl eine Erfassung sämtlicher Abstandswerte als auch eine Bestimmung der Schlittenposition respektive der Detektorposition vorgenommen werden kann. In any case, it is consequently possible with the device according to the invention to scan a multiplicity of individual locations on the surface during a single 360 ° rotation of the mirror and to determine the individual distance values and thus wear information for these. On the other hand, within each 360 ° rotation on the basis of the determined distance values, a position or position detection of the positionally fixed detector within the bore or the hollow body can be made, so that continuous position or location information is available, based on which, if necessary, a correction of the acquired measured values can be made, namely, when there is a relative displacement of the carriage to the bore and consequently the two coordinate systems, namely the coordinate system of the bore or the hollow body and the coordinate system of the laser measuring device, move relative to each other. Based on this knowledge then a corresponding coordinate transformation can be made. This in turn means that over the entire axial measuring section meaningful because mutually referenced measured values are obtained despite any carriage movements. This means that per 360 ° mirror rotation both a detection of all distance values and a determination of the carriage position or the detector position can be made.

Um eine Zuordnung des jeweiligen Messwerts zu einem bestimmten Messort vornehmen zu können, ist es erforderlich, die Spiegelposition zu erfassen, also die Drehstellung des Spiegels aufzunehmen. Hierzu ist zweckmäßigerweise eine Messeinrichtung, insbesondere ein Encoder, zur kontinuierlichen Erfassung der Spiegelposition vorgesehen. Der Encoder kommuniziert mit der Verarbeitungseinrichtung, damit zu jedem am Detektor aufgenommenen Messsignal stets die Drehposition des Spiegels bekannt ist, woraus sich dann im Rahmen der trigonometrischen Betrachtung eine umfangsmäßige Zuordnung des erfassten Messwerts bzw. ermittelten Abstandswerts zu einem ganz bestimmten Oberflächenpunkt erreichen lässt.In order to be able to assign the respective measured value to a specific measuring location, it is necessary to detect the mirror position, ie to record the rotational position of the mirror. For this purpose, a measuring device, in particular an encoder, is expediently provided for the continuous detection of the mirror position. The encoder communicates with the processing device so that the rotational position of the mirror is always known for each measurement signal recorded at the detector, from which then a circumferential assignment of the detected measured value or determined distance value to a very specific surface point can be achieved within the framework of the trigonometric observation.

Um eine möglichst dichte Oberflächenabtastung vorzunehmen, rotiert der Spiegel mit einer Frequenz von wenigstens 10 Hz, insbesondere von wenigstens 20 Hz, so dass also pro Sekunde die Oberfläche mehrfach um 360° abgetastet wird.In order to make as dense a surface scan as possible, the mirror rotates at a frequency of at least 10 Hz, in particular of at least 20 Hz, so that the surface is scanned several times per 360 ° per second.

Dem Detektor ist zweckmäßigerweise eine Optik in Form wenigstens einer Linse vorgeschaltet, über die das vom Spiegel kommende Reflexionslicht lichtoptisch bearbeitet, beispielsweise gebündelt oder fokussiert wird. Über die Linse ist es gegebenenfalls auch möglich, etwaige nicht im Rahmen der Messung zu berücksichtigende Reflexionslichtanteile, die aufgrund der teilweise diffusen Reflexion an der Oberfläche auf den Drehspiegel treffen, zu separieren.The detector is expediently preceded by optics in the form of at least one lens, via which the reflection light coming from the mirror is processed in a light-optical manner, for example, focused or focused. If necessary, it is also possible via the lens to separate any reflection light components which are not to be considered within the scope of the measurement and which hit the rotating mirror due to the partially diffuse reflection at the surface.

Grundsätzlich ist aufgrund der gegebenen Oberflächenrauigkeit ein gewisser diffuser Reflexionslichtanteil gegeben. Das heißt, dass das Reflexionslicht nicht als scharf gebündelter Einzelstrahl auf den Spiegel zurückreflektiert wird, sondern gegebenenfalls als diffuses Lichtbündel. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich am Detektor, letztlich dem Fermat'schen Prinzip folgend, selbst dann, wenn vom Spiegel ein einen gewissen diffus gestreuten Anteil aufweisendes Reflexionslicht auf den Detektor abgebildet wird, sich im Bereich des kürzesten Lichtwegs ein Signalmaximum ausbildet, das für die Abstandsbestimmung betrachtet wird.In principle, due to the given surface roughness, a certain diffuse reflection light component is given. This means that the reflection light is not reflected back onto the mirror as a sharply focused single beam, but optionally as a diffuse light bundle. However, it has been shown that even at the detector, following Fermat's principle, even if the mirror images a reflection light having a certain amount of diffuse scattering onto the detector, a signal maximum is formed in the region of the shortest light path, the is considered for the distance determination.

Der Laser selbst wird bevorzugt gepulst betrieben, wobei die Pulsfrequenz durchaus auch beachtlich hoch sein kann. Als Laser wird bevorzugt ein Infrarot-Laser, vorzugsweise mit einer Leistung von wenigstens 10 mW, insbesondere von wenigstens 50 mW, verwendet.The laser itself is preferably operated pulsed, the pulse rate may well be quite high. The laser used is preferably an infrared laser, preferably with a power of at least 10 mW, in particular of at least 50 mW.

Wichtig ist eine möglichst mittige Anordnung des Schlittens im Hohlkörper, um zu gewährleisten, dass sich einerseits der schlittenmittige Laser in der Bohrungsmitte befindet, damit beispielsweise beim Abtasten einer Brillenbohrung im Zwickelbereich keine Abschattungen vorkommen, andererseits ist sicherzustellen, dass der Schlitten diese Position während seiner axialen Bewegung durch den Hohlkörper beibehält. Zu diesem Zweck ist gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Schlitten über die beweglich gelagerten Roll- und/oder Gleitführungsmittel selbstzentrierend in dem Hohlkörper positionierbar. Das heißt, dass die Roll- und/oder Gleitführungsmittel derart ausgelegt sind, dass über sie der Schlitten stets mittig im Hohlkörper positioniert ist. Dabei können die Roll- oder Gleitführungsmittel lösbar und austauschbar sein, um die Vorrichtung an unterschiedliche Hohlkörpergrößen oder Bohrungsgrößen anpassen zu können. Der Schlitten in seiner Form bleibt also stets gleich, es werden lediglich die Roll- und/oder Gleitführungsmittel je nach Größe des zu messenden Hohlkörpers ausgetauscht.It is important to have a central arrangement of the carriage in the hollow body to ensure that on the one hand the carriage center laser is in the middle of the hole, so that, for example, when scanning a spectacle hole in the gusset area no shadings occur, on the other hand, ensure that the carriage this position during its axial Retains movement through the hollow body. For this purpose, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, the carriage can be positioned in a self-centering manner in the hollow body via the movably mounted rolling and / or sliding guide means. That is, the rolling and / or sliding guide means are designed such that over them the carriage is always positioned centrally in the hollow body. The rolling or sliding guide means can be detachable and replaceable in order to be able to adapt the device to different hollow body sizes or bore sizes. The carriage in its shape thus always remains the same, it will only replace the rolling and / or Gleitführungsmittel depending on the size of the hollow body to be measured.

Zur Ermöglichung der Selbstzentrierung sind die Roll- und/oder Gleitführungsmittel jeweils gegen die Rückstellkraft wenigstens eines, vorzugsweise mehrerer Federelemente, beweglich gelagert. Über diese Federelemente werden die Roll- oder Gleitführungen stets gegen die Hohlkörperoberfläche gedrückt, wobei die Federn in ihren Federeigenschaften allesamt gleich ausgelegt sind, so dass an allen Seiten ein symmetrischer Anpressdruck gegeben ist und folglich der Schlitten mittig positioniert werden kann.To enable the self-centering, the rolling and / or sliding guide means are each movably mounted against the restoring force of at least one, preferably a plurality of spring elements. About these spring elements, the rolling or sliding guides are always pressed against the hollow body surface, the springs are all designed the same in their spring properties, so that a symmetrical contact pressure is given on all sides and consequently the carriage can be positioned centrally.

In Weiterbildung der Erfindung können dabei zwei um 180° versetzt zueinander am Schlitten angeordnete erste Rollführungsmittel umfassend jeweils mehrere hintereinander angeordnete, vorzugsweise miteinander bewegungsgekoppelte, Rollen, sowie wenigstens zwei, vorzugsweise vier, weitere Roll- oder Gleitführungsmittel vorgesehen sein. Der Schlitten wird also über diese beiden ersten Rollführungsmittel auf Rollen gelagert, über die er auf der Oberfläche abrollt. Darüber hinaus sind wenigstens zwei, vorzugsweise vier, weitere Roll- oder Gleitführungsmittel vorgesehen, die eine zusätzliche Führung bewirken. Diese weiteren Roll- oder Gleitführungsmittel können am Schlitten vorgesehen sein, oder an den ersten Rollführungsmitteln selbst. Die weiteren Mittel können ebenfalls als Rollenreihen oder als Gleitkufen ausgeführt sein. In a further development of the invention, two offset by 180 ° to each other on the carriage arranged first roller guide means each having a plurality of successively arranged, preferably with each other motion coupled, rollers, and at least two, preferably four, further rolling or sliding guide means may be provided. The carriage is thus stored on these two first rolling guide means on rollers over which it rolls on the surface. In addition, at least two, preferably four, further rolling or sliding guide means are provided which cause additional guidance. These further rolling or sliding guide means may be provided on the carriage, or on the first roller guide means themselves. The other means may also be designed as roller rows or as skids.

Wie bereits einleitend beschrieben, ist die Vorrichtung axial durch den Hohlkörper, also beispielsweise den Extruderzylinder, zu bewegen, um die gesamte Oberfläche zu vermessen. Um ein axial aufgelöstes Oberflächen- oder Rauigkeitsprofil zu erhalten, ist es erforderlich, die jeweilige axiale Position des Schlittens zu erfassen, um darüber die jeweilige Position des abgetasteten Oberflächenortes zu kennen. Um die axiale Position der Vorrichtung zu bestimmen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wenigstens einem Roll- und/oder Gleitführungsmittel, insbesondere dem ersten Rollführungsmittel ein der Bestimmung der axialen Position des Schlittens im Hohlkörper dienende Messsignale lieferndes Erfassungsmittel, insbesondere ein mit einer Rolle bewegungsgekoppelter Encoder, zugeordnet.As already described in the introduction, the device is to be moved axially through the hollow body, for example the extruder cylinder, in order to measure the entire surface. In order to obtain an axially resolved surface or roughness profile, it is necessary to detect the respective axial position of the carriage in order to know about the respective position of the scanned surface location. In order to determine the axial position of the device, according to a development of the invention at least one rolling and / or sliding guide means, in particular the first guide means for determining the axial position of the carriage in the hollow body serving measuring signals providing detection means, in particular a motion coupled with a roller encoder , assigned.

Dieses Erfassungsmittel liefert also kontinuierlich die Axialposition beschreibende Signale, wobei natürlich zu Beginn einer Messung eine axiale Ausgangsposition definiert werden muss. Wird beispielsweise ein Encoder eingesetzt, so ist dieser mit einer Rolle bewegungsgekoppelt, so dass er zwangsläufig jede Rollenbewegung und damit jede axiale Bewegung erfasst. Die entsprechenden Positionsmesssignale werden selbstverständlich der Verarbeitungseinrichtung gegeben, die diese dann entsprechend berücksichtigt respektive den erfassten Abstandswerten zuordnet.Thus, this detection means continuously provides the axial position descriptive signals, of course, at the beginning of a measurement, an axial position must be defined. If, for example, an encoder is used, then it is coupled in a motion-coupled manner to a roller, so that it inevitably detects any roller movement and thus any axial movement. The corresponding position-measuring signals are, of course, given to the processing device, which then correspondingly takes them into account or assigns them to the detected distance values.

Seitens der Verarbeitungseinrichtung kann ferner auch eine Zuordnung von Bildinformationen, die mit einer optional an der Vorrichtung vorsehbaren Kamera von der Hohlkörperoberfläche aufgenommen werden, erfolgen. Das heißt, dass auch diese Kamerabilder den jeweiligen Axialpositionen zugeordnet werden können, so dass nachfolgend zu bestimmten, anhand der Verschleißwerte auffälligen Bereichen auch die entsprechenden Kamerabilder zugeordnet und dargestellt werden können. Dadurch lässt sich insgesamt eine vollständige Datensynchronisation vornehmen.On the part of the processing device, it is also possible for an association of image information which is recorded with the camera, which can optionally be provided on the device, to be taken from the hollow body surface. This means that these camera images can also be assigned to the respective axial positions, with the result that the corresponding camera images can also be assigned and displayed subsequently to specific areas which are conspicuous on the basis of the wear values. As a result, a complete data synchronization can be carried out overall.

Neben der Vorrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Ermittlung von Zustandsinformationen einer Oberfläche eines Hohlkörpers, insbesondere einer Bohrung eines ein- oder zweiwelligen Extruderzylinders, unter Verwendung einer Vorrichtung zur berührungslosen Oberflächenabtastung mittels eines Lasers, vorzugsweise einer Vorrichtung der beschriebenen Art. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vorrichtung umfassend einen durch den Hohlkörper bewegten Schlitten, an dem positionsfest der Laser und ein Detektor sowie ein rotierender Spiegel angeordnet sind, verwendet wird, wobei der von dem Laser im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Schlittens emittierte Laserstrahl mittels des um die Längsachse rotierenden Spiegels auf die Oberfläche gelenkt und ein von der Oberfläche reflektierendes Reflexionslicht über den Spiegel auf. den Detektor gelenkt wird, der Messsignale liefert, die von einer Verarbeitungseinrichtung kontinuierlich zur Bestimmung des Abstands des Ortes des Lasers oder des Ortes, an dem das Reflexionslicht auf den Detektor trifft, von der Oberfläche trigonometrisch ausgewertet werden.In addition to the device, the invention further relates to a method for determining state information of a surface of a hollow body, in particular a bore of a single- or twin-screw extruder cylinder, using a device for non-contact surface scanning by means of a laser, preferably a device of the type described. This method is characterized characterized in that a device comprising a carriage moved by the hollow body on which fixed position of the laser and a detector and a rotating mirror are arranged is used, wherein the laser beam emitted by the laser substantially in the direction of the longitudinal axis of the carriage by means of the longitudinal axis of the rotating mirror is directed onto the surface and a reflecting light reflecting from the surface is reflected by the mirror. directing the detector which provides measurement signals which are trigonometrically evaluated by the processing means by a processing means for determining the distance of the location of the laser or the location where the reflection light impinges on the detector.

Dabei können in der Verarbeitungseinrichtung anhand der während eines 360°-Umlaufs des Spiegels ermittelten Abstandswerte zwei für den Hohlkörper charakteristische Orte, insbesondere die Zwickel einer Brillenbohrung eines Zweischneckenzylinders, ermittelt werden und anhand der zu diesen erfassten Abstandswerte und des Winkels von vom Detektor zu diesen Orten laufenden Verbindungslinien relativ zu einer Bezugsebene die Position des Detektors oder eines ausgezeichneten Ortes am Detektor relativ zu den Orten trigonometrisch ermittelt werden.In this case, two locations characteristic for the hollow body, in particular the gussets of a spectacle bore of a twin-screw cylinder, can be determined in the processing device on the basis of the distance values determined during a 360 ° revolution of the mirror and based on the distance values detected therefrom and the angle from the detector to these locations current connection lines relative to a reference plane, the position of the detector or an excellent location on the detector are determined trigonometrically relative to the locations.

Ferner kann kontinuierlich die axiale Position der Vorrichtung im Hohlkörper ermittelt und den erfassten Abstandswerten zugeordnet werden.Furthermore, the axial position of the device in the hollow body can be determined continuously and assigned to the detected distance values.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiment described below and with reference to the drawings. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, eingebracht in eine geöffnet gezeigte Brillenbohrung, in einer Aufsicht, 1 3 is a schematic representation of a device according to the invention, introduced into a spectacle bore shown open, in a plan view,

2 die Vorrichtung aus 1 in um 90° gedrehter Seitenansicht, 2 the device off 1 in a 90 ° rotated side view,

3 die Vorrichtung aus 1 in einer Stirnseitenansicht mit Blick in die Brillenbohrung, 3 the device off 1 in an end view looking into the eyeglass bore,

4 eine Prinzipdarstellung des Verlaufs der über den drehenden Spiegel auf die Oberflächen abgelenkten Laserstrahlen, 4 a schematic representation of the course of the deflected over the rotating mirror on the surfaces of the laser beams,

5 eine Darstellung zur Erläuterung des Messprinzips der erfindungsgemäß verwendeten Laser-Triangulationsmesseinrichtung bei einer Messung zur einen Seite, 5 a representation for explaining the measuring principle of the laser triangulation measuring device according to the invention used in a measurement on the one hand,

6 eine Prinzipdarstellung entsprechend 5 bei einer Messung zur anderen Seite, und 6 a schematic representation accordingly 5 in one measurement to the other side, and

7 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der eigenständigen Positionserfassung des Schlittens relativ zur Brillenbohrung. 7 a schematic diagram for explaining the independent position detection of the carriage relative to the eyeglass bore.

1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, die in einer Bohrung 2 eines zweiwelligen Extruderzylinders angeordnet ist. Die Bohrung 2, auch Brillenbohrung genannt, ist lediglich angedeutet, ihre Geometrie ist in 3 dargestellt. 1 shows in the form of a schematic diagram of a device according to the invention 1 that in a hole 2 a twin-screw extruder cylinder is arranged. The hole 2 , also called eyeglass hole, is merely indicated, its geometry is in 3 shown.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst einen Schlitten 3, der im gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei einander gegenüberliegende Rollführungsmittel 4 sowie insgesamt vier Gleitführungsmittel 5, von denen zwei nach oben und zwei nach unten gerichtet sind (siehe 3) in der Bohrung 2 axial beweglich geführt. Damit die Vorrichtung 1 respektive der Schlitten 3 quasi selbstzentrierend in der Bohrungsmitte angeordnet wird, sind sowohl die Rollführungsmittel 4 als auch die Gleitführungsmittel 5 jeweils über Federn 6, 7 gegen eine Rückstellkraft längsverschieblich relativ zum Schlitten 3 gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeweils eine Feder 6, 7 gezeigt, selbstverständlich können über die Länge der jeweiligen Roll- und Gleitführungsmittel 4, 5 natürlich auch mehrere eine Rückstellkraft erzeugende Federn 6, 7 angeordnet sein. Über diese Federn 6, 7 werden die Roll- und Gleitführungsmittel 4, 5 stets an die Bohrungsinnenwand, also an die zu vermessende Oberfläche 8 gedrückt. Da die Federn 6, 7 allesamt gleich ausgelegt sind, ergibt sich folglich eine Zentrierung des Schlittens 3 in der Bohrungsmitte.The device according to the invention 1 includes a carriage 3 in the embodiment shown, two opposite rolling guide means 4 and a total of four Gleitführungsmittel 5 of which two are directed upwards and two downwards (see 3 ) in the hole 2 guided axially movable. So that the device 1 respectively the sledge 3 is arranged almost self-centering in the center of the hole, both the rolling guide means 4 as well as the Gleitführungsmittel 5 each with springs 6 . 7 against a restoring force longitudinally displaceable relative to the carriage 3 stored. In the embodiment shown is in each case a spring 6 . 7 Of course, over the length of the respective rolling and Gleitführungsmittel 4 . 5 Of course, several restoring force generating springs 6 . 7 be arranged. About these springs 6 . 7 become the rolling and sliding guide 4 . 5 always to the bore inner wall, ie to the surface to be measured 8th pressed. Because the springs 6 . 7 are all designed the same, thus resulting in a centering of the carriage 3 in the middle of the hole.

Wie der Prinzipdarstellung gemäß 1 und 3 zu entnehmen ist, sind die beiden Rollführungsmittel 4 an den einander gegenüberliegenden Schlittenseiten angeordnet, sie sind am Schlitten über entsprechende Linearführungen 9 längsverschieblich aufgenommen. Wie 3 zu entnehmen ist, sind die Gleitführungsmittel 5 beim gezeigten Ausführungsbeispiel an den Rollführungsmitteln 4 längsverschieblich und federgelagert aufgenommen. Auch hierzu sind entsprechende, wenngleich nicht näher gezeigte Linearführungen, die eine Längsbewegung relativ zu den Rollführungsmitteln 4 ermöglichen, vorgesehen.As the schematic representation according to 1 and 3 it can be seen, are the two rolling guide means 4 arranged on the opposite carriage sides, they are on the carriage via corresponding linear guides 9 taken longitudinally displaceable. As 3 it can be seen, are the Gleitführungsmittel 5 in the embodiment shown on the rolling guide means 4 longitudinally displaceable and spring-loaded. Also for this purpose are corresponding, although not shown in detail linear guides, which is a longitudinal movement relative to the rolling guide means 4 allow, provided.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Rollführungsmittel jeweils aus mehreren separat drehgelagerten Rollen 10, die über Koppelrollen 11 alle miteinander bewegungsgekoppelt sind. Jeweils eine Koppelrolle 11 befindet sich zwischen zwei benachbart angeordneten Rollen 10. Dies bewirkt, dass bei Drehung einer einzigen Rolle 10 automatisch alle anderen Rollen 10 ebenfalls bewegt werden. Die Rollen 10 wie auch die Koppelrollen 11 sind in geeigneten Drehlagerungen an einem Rollenhalter 12 angeordnet, der über die Linearführungen 9 am Schlitten 2 aufgehängt ist. Im Bereich einer der Rollenreihen ist ein Erfassungsmittel, hier in Form eines Encoders 13, angeordnet. Der Encoder 13 dient der Erfassung einer Bewegung einer mit ihm bewegungsgekoppelten Rolle 10, das heißt, über ihn werden Messsignale generiert, die ein Maß für eine Rollenbewegung sind, mithin also für eine Axialbewegung der Vorrichtung 1 in der Bohrung 2. Diese Signale werden an eine nachfolgend noch beschriebene Verarbeitungseinrichtung gegeben, die im Stande ist, hieraus die exakte Axialposition der Vorrichtung 1 in der Bohrung 2 zu ermitteln, was, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, erforderlich ist, um eine Zuordnung der über die noch zu beschreibende Lasermesseinrichtung zu ermittelnden Zustandsinformationen der abzutastenden Oberfläche zu diskreten Axialpositionen der Bohrung vorzunehmen.In the illustrated embodiment, the two roller guide means each consist of several separately rotatably mounted rollers 10 that over coupling pulleys 11 all are motion coupled with each other. In each case a coupling role 11 is located between two adjacent rollers 10 , This causes, with rotation of a single roll 10 automatically all other roles 10 also be moved. The roles 10 as well as the coupling rollers 11 are in suitable rotary bearings on a roll holder 12 arranged over the linear guides 9 on the sledge 2 is suspended. In the range of one of the rows of rollers is a detection means, here in the form of an encoder 13 arranged. The encoder 13 serves to detect a movement of a motion-coupled with him role 10 That is, via it, measurement signals are generated which are a measure of a roller movement, that is to say for an axial movement of the device 1 in the hole 2 , These signals are given to a processing device which will be described below, which is capable of determining the exact axial position of the device 1 in the hole 2 to determine what, what will be discussed below, is required to make an assignment of the state information to be determined on the still to be described laser measuring device of the surface to be scanned to discrete axial positions of the bore.

Bei den Gleitführungsmitteln 5 handelt es sich um längliche Gleitkufen 14, beispielsweise aus einem Gleitwerkstoff wie POM. Die Länge der Gleitkufen 14 entspricht bevorzugt mindestens der Länge der Rollenreihen der Rollführungsmittel 4. Die Verwendung eines Gleitwerkstoffs wie POM ist dahingehend vorteilhaft, dass eine möglichst leichte Verschiebung der Vorrichtung in der Bohrung möglich ist, da somit weder über die Rollen 10 noch über die Gleitkufen 14 ein größerer Reibungswiderstand der Axialbewegung entgegengesetzt wird. Statt der Gleitkufen 14 könnten aber auch hier Rollenreihen eingesetzt werden. Zum axialen Bewegen der Vorrichtung 1 durch die Bohrung 2 dient eine hier nicht näher beschriebene mechanische Vorschub- oder Zugeinrichtung 15, beispielsweise eine Zugstange oder ein Zugseil, das mit einem Zugmotor oder dergleichen gekoppelt ist.At the Gleitführungsmitteln 5 are elongated skids 14 For example, from a sliding material such as POM. The length of the skids 14 preferably corresponds at least to the length of the rows of rollers of the roller guide means 4 , The use of a sliding material such as POM is advantageous in that the easiest possible displacement of the device in the bore is possible, since thus neither the rollers 10 still on the skids 14 a greater frictional resistance is opposed to the axial movement. Instead of the skids 14 but also rows of roles could be used here. For axially moving the device 1 through the hole 2 serves a mechanical feed or pulling device not described here 15 For example, a pull rod or a pull rope, which is coupled to a train motor or the like.

Am Schlitten 3 ist die Lasermesseinrichtung 16 wie auch die Verarbeitungseinrichtung 17 angeordnet. Der Schlitten 3 umfasst ein Gehäuse oder einen Rahmen 18, der geeignet ist, die entsprechenden Gerätschaften aufzunehmen.At the sled 3 is the laser measuring device 16 as well as the processing device 17 arranged. The sled 3 includes a housing or frame 18 which is suitable to receive the appropriate equipment.

Die Lasermesseinrichtung 16 umfasst einen lagefest und mittig am Schlitten 3 angeordneten Laser 19, vorzugsweise ein IR-Laser. Vorgesehen ist ferner ein drehbarer Spiegel 20, der unter einem Winkel von 45° zur Achse des emittierten Laserstrahls steht. Der Spiegel 20 ist über einen Motor 21 um eine Drehachse 22 drehbar, beispielsweise mit einer Frequenz von 20 Hz. Die Drehachse verläuft ebenfalls in der Schlittenmitte. Über den Spiegel 20 wird, wie in 1 angedeutet, der Laserstrahl zur Bohrungswand 8 reflektiert, also um 90° abgelenkt. Dem Motor 21 zugeordnet ist auch hier eine Messeinrichtung, beispielsweise in Form eines Encoders 23, über den mit hoher Auflösung die exakte Winkelposition des drehenden Spiegels 20 erfasst werden kann.The laser measuring device 16 includes a fixed position and centrally on the carriage 3 arranged laser 19 , preferably an IR laser. Also provided is a rotatable mirror 20 which is at an angle of 45 ° to the axis of the emitted laser beam. The mirror 20 is about a motor 21 around a rotation axis 22 rotatable, for example, with a frequency of 20 Hz. The axis of rotation also runs in the carriage center. About the mirror 20 will, as in 1 indicated, the laser beam to the bore wall 8th reflected, that is deflected by 90 °. the engine 21 also assigned here is a measuring device, for example in the form of an encoder 23 , about the high-resolution, the exact angular position of the rotating mirror 20 can be detected.

Am Schlitten 3 vorgesehen ist ferner ein lagefest angeordneter zeilenförmiger oder flächiger Detektor 24, z. B. eine 1-dimensionale Photodiodenzeile oder eine CCD-Zeile, mit dem über eine ihm vorgeschaltete Linse 25 ein von der Bohrungswand auf den Spiegel 20 zurückreflektierter Reflexionslichtstrahl, der von dem Spiegel 20 auf die Linse 25 und von dieser auf den Detektor 24 trifft, erfasst wird. Das Messprinzip wird nachfolgend noch näher erläutert. In jedem Fall kann durch die Rotation des Spiegels 20 nahezu die gesamte Bohrungsoberfläche abgetastet werden, wobei der Laser 19 den Laserstrahl bevorzugt gepulst emittiert, wobei eine relativ hohe Pulsfrequenz gewählt wird.At the sled 3 Furthermore, a positionally arranged line-shaped or flat detector is provided 24 , z. Example, a 1-dimensional photodiode array or a CCD line, with the via an upstream lens 25 one from the bore wall to the mirror 20 reflected-back reflection light beam coming from the mirror 20 on the lens 25 and from there to the detector 24 meets, is detected. The measuring principle will be explained in more detail below. In any case, by the rotation of the mirror 20 almost the entire bore surface are scanned, with the laser 19 the pulsed emitted laser beam, wherein a relatively high pulse frequency is selected.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass das Gehäuse 18 im Bereich des Aus- und Eintritts des Laserlichts zur bzw. von der Bohrungswand selbstverständlich offen ist. Lediglich aus mechanischen Gründen, um das Gehäuse zu stabilisieren, sind einige wenige Axialstreben vorgesehen, die jedoch möglichst dünn bzw. schmal auszuführen sind, damit eine möglichst geringe Abschattung zur Bohrungswand gegeben ist. Denkbar ist es auch, das Gehäuse abschnittsweise aus lichtdurchlässigem Material wie Glas auszuführen, so dass der Laserstrahl ohne wesentliche Abschattung alle Stellen des Hohlkörpers abtasten kann.At this point it should be noted that the housing 18 Of course, in the region of the exit and entry of the laser light to or from the bore wall is open. Only for mechanical reasons, in order to stabilize the housing, a few axial struts are provided, which are to be made as thin as possible or narrow, so that the lowest possible shading is given to the bore wall. It is also conceivable, the housing sections of translucent material such as glass perform, so that the laser beam can scan all points of the hollow body without significant shading.

Am vorderen Ende des Gehäuses 18 befindet sich schließlich noch eine Kamera 26, der mehrere Beleuchtungseinrichtungen 27 zugeordnet sind. Die Kamera 26 dient der Erfassung optischer Bilder von der Oberfläche, wobei diese Kamerabilder den mittels der Lasermesseinrichtung 16 erfassten Messwerten über die erfasste Axialposition genau zugeordnet werden können.At the front end of the case 18 Finally there is a camera 26 that has several lighting fixtures 27 assigned. The camera 26 is used to capture optical images of the surface, these camera images by means of the laser measuring device 16 measured values can be accurately assigned via the detected axial position.

Vorgesehen ist wie beschrieben ferner eine Verarbeitungseinrichtung 17, beispielsweise ein hinreichend schnell arbeitender Prozessor oder ähnliches, der – gegebenenfalls neben der Steuerung der Vorrichtung – den gesamten Signalauswertebetrieb vornimmt. Ihm zugeordnet ist beispielsweise eine Speichereinheit, um die Daten abzulegen und ähnliches. Die Verarbeitungseinrichtung empfängt sämtliche relevanten Informationen wie beispielsweise die Signale der beiden Encoder 13 und 23 sowie die entsprechenden Signale des Detektors 24 und die Signale der Kamera 26, um diese zu bearbeiten respektive soweit erforderlich einander zuzuordnen.As described, a processing device is furthermore provided 17 , For example, a sufficiently fast-working processor or the like, which - possibly in addition to the control of the device - performs the entire signal evaluation operation. Assigned to it, for example, is a memory unit to store the data and the like. The processing device receives all relevant information such as the signals of the two encoders 13 and 23 as well as the corresponding signals of the detector 24 and the signals from the camera 26 in order to process them or, as far as necessary, to assign them to one another.

Die Lasermesseinrichtung 16 wie auch die Verarbeitungseinrichtung 17 sind dazu ausgelegt, Abstandswerte zu einem ausgezeichneten Punkt zur Hohlkörperoberfläche zu ermitteln, wobei diese Abstandswerte respektive der Verlauf der Abstandswerte über die axiale Länge ein Rauhigkeitsbild und damit ein Verschleißbild der Oberfläche wiedergeben. Die Ermittlung dieser Messinformationen erfolgt durch eine trigonometrische Auswertung der Messsignale unter Berücksichtigung der bekannten relativen Anordnungen von Laser 19, Spiegel 20, Spiegelposition und Auftreffort am flächigen Detektor 24. Bei der Lasertriangulation wird im Rahmen der Entfernungsmessungstechnik der Abstand entlang des beleuchtenden, kollimierten Laserstrahls ermittelt. Sobald dieser auf eine Oberfläche, hier der zu vermessenden Fläche, trifft, wird das Licht zum Teil absorbiert, zum Teil geometrisch reflektiert und zum Teil diffus reflektiert. Die jeweiligen Anteile werden durch die Absorption und Oberflächenrauhigkeit der Oberfläche bestimmt. Bei der Vermessung einer Bohrungswand (erodierte Metallwand) wird der überwiegende Teil diffus reflektiert. Derjenige diffus reflektierte Anteil, der auf den Spiegel trifft, wird zum Teil auf die Linse 25 abgebildet. Die Linse 25 wiederum bildet diese einfallenden Strahlen auf einen gemeinsamen Bildpunkt am Detektor ab. Aus der Position des Bildpunkts am Detektor 24 kann sodann, z. B. über eine Kalibrierfunktion, auf die Position des Laserpunkts an der Wand und auf die Entfernung dieses Punkts z. B. zum Laser, als zum Erzeugungsort geschlossen werden. Bei der Lasertriangulation wird also der Laserstrahl auf das Messobjekt, hier also die Bohrungswand, fokussiert und mit dem Detektor beobachtet. Ändert sich die Entfernung des Messobjektes vom lagefesten Laser oder vom im gleichen Bezugssystem lagefesten Detektor, ändert sich auch der Winkel, unter dem der Lichtpunkt beobachtet wird und damit die Position seines Abbildes auf dem Detektor. Aus der Positionsänderung wird mit Hilfe der Winkelfunktionen die Entfernung des Objektes bzw. des Reflexionsorts vom Laserprojektor berechnet.The laser measuring device 16 as well as the processing device 17 are designed to determine distance values to an excellent point to the hollow body surface, wherein these distance values respectively the course of the distance values over the axial length represent a roughness image and thus a wear pattern of the surface. The determination of this measurement information is carried out by a trigonometric evaluation of the measurement signals, taking into account the known relative arrangements of laser 19 , Mirror 20 , Mirror position and location on the area detector 24 , In laser triangulation, the distance along the illuminating, collimated laser beam is determined within the scope of the distance measurement technique. As soon as it hits a surface, in this case the surface to be measured, the light is partly absorbed, partly geometrically reflected and partly diffusely reflected. The respective proportions are determined by the absorption and surface roughness of the surface. When measuring a bore wall (eroded metal wall), most of it is diffusely reflected. That part of the diffused reflection which hits the mirror becomes partly on the lens 25 displayed. The Lens 25 in turn, this incident beam is incident on a common pixel on the detector. From the position of the pixel on the detector 24 can then, for. B. on a calibration function, on the position of the laser spot on the wall and on the distance of this point z. B. to the laser, are closed as the place of production. In laser triangulation, therefore, the laser beam is focused on the measurement object, in this case the bore wall, and observed with the detector. If the distance of the measurement object changes from the positionally fixed laser or from the detector fixed in the same reference frame, the angle under which the light point is observed and thus the position of its image on the detector also changes. The change in position is used to calculate the distance of the object or the reflection site from the laser projector using the trigonometric functions.

4 zeigt in einer Querschnittsansicht die Bohrung 2 sowie den Verlauf der bei einer 360°-Drehung des Spiegels 20 emittierten Laserstrahlen. Der Laserstrahl wird von dem Laser 19 in der Mitte der Bohrung emittiert. Er trifft auf den Drehspiegel 20, der ihn um 90° zur Seite hin auf die Bohrungswand 8 ablenkt. In 4 sind exemplarisch mehrere Laserstrahlen 28 dargestellt. Ersichtlich ist es möglich, die gesamte Bohrungswand hierüber abzutasten. Der Laserstrahl 28 selbst ist ein möglichst feiner punktförmiger Strahl, der gepulst abgegeben wird. 4 shows in a cross-sectional view of the bore 2 as well as the course of a 360 ° rotation of the mirror 20 emitted laser beams. The laser beam is from the laser 19 emitted in the middle of the hole. He meets the rotating mirror 20 , turning it 90 ° sideways onto the bore wall 8th distracting. In 4 are exemplarily several laser beams 28 shown. Obviously, it is possible to scan the entire bore wall over here. The laser beam 28 itself is a fine as possible point-shaped beam, which is delivered pulsed.

5 zeigt das Messprinzip. Gezeigt ist der Laser 19, der den Laserstrahl 28 emittiert. Dieser trifft auf den Spiegel 20 und wird um 90° im gezeigten Beispiel nach links abgelenkt. Gezeigt sind zwei unterschiedlich weit vom lagefesten Laser 19 bzw. vom lagefesten Detektor 24 entfernte Reflexionsflächen einer Bohrungsoberfläche, nämlich zum einen die Reflexionsfläche 8a, zum anderen die Reflexionsfläche 8b. Es wird angenommen, dass jede Bohrungsoberfläche respektive Oberfläche Inhomogenitäten aufweist, mithin also keine ideale Fläche ist. Je größer der Verschleiß und folglich etwaige Oberflächeninhomogenitätenrauhigkeiten, umso größer sind folglich die oberflächlichen Eintiefungen und Erhöhungen, folglich auch die Rauhigkeit und umso stärker variieren folglich lokale Abstände von Oberflächenpunkten zu den feststehenden Komponenten des Messsystems. Dieser Verschleiß und die daraus resultierenden unterschiedlich weit vom Messsystem beabstandeten Reflexionsflächen bzw. Reflexionsstellen einer Oberfläche sind (aus Gründen der Verständlichkeit extrem übertrieben) durch die beiden Reflexionsflächen 8a, 8b dargestellt. 5 shows the measuring principle. Shown is the laser 19 that the laser beam 28 emitted. This meets the mirror 20 and is deflected to the left by 90 ° in the example shown. Shown are two differently far from the position-fixed laser 19 or the position-fixed detector 24 remote reflection surfaces of a bore surface, namely on the one reflection surface 8a , on the other hand, the reflection surface 8b , It is assumed that each surface of the hole or surface has inhomogeneities and therefore is not an ideal surface. Thus, the greater the wear and hence any surface inhomogeneity roughness, the greater are the surface indentations and elevations, hence the roughness, and thus the greater the local distances from surface points to the fixed components of the measurement system. This wear and the resulting reflection surfaces or reflection points of a surface that are spaced differently from the measuring system are (for reasons of clarity extremely exaggerated) by the two reflection surfaces 8a . 8b shown.

Der Laserstrahl 28 wird nun im Punkt 29 an der zunächst betrachteten, näher zum Messsystem liegenden Reflexionsfläche 8a diffus reflektiert. Der Reflexionslichtstrahl 30 – gezeigt ist hier nur der Zentralstrahl, der nach dem Fermat'schen Prinzip den kürzesten Lichtweg darstellt – wird unter einem Winkel zum Einfallslichtstrahl 28 reflektiert. Er trifft auf den Drehspiegel 20, von wo aus er auf die Linse 25 und über diese auf den Detektor 24 abgelenkt wird. Dort trifft er im Punkt 31 auf, wobei dieser Punkt, nachdem der Detektor 24 feststeht, eindeutig über entsprechende Koordinaten des Detektorsystems respektive der Lasermesseinrichtung 16 erfasst werden kann. Das heißt, dass diesem lokalen Auftreffpunkt eine genaue Koordinatenbeschreibung zugeordnet werden kann.The laser beam 28 is now in the point 29 at the initially considered, closer to the measuring system reflection surface 8a diffusely reflected. The reflection light beam 30 - shown here is only the central ray, which represents the shortest light path according to Fermat's principle - is at an angle to the incident light beam 28 reflected. He meets the rotating mirror 20 from where he is on the lens 25 and above this on the detector 24 is distracted. There he meets in the point 31 on, taking this point after the detector 24 is established, clearly on corresponding coordinates of the detector system respectively the laser measuring device 16 can be detected. This means that a precise coordinate description can be assigned to this local impact point.

Ist nun die Reflexionsfläche verschleißbedingt weiter beabstandet, wie im Beispiel mit der Reflexionsfläche 8b dargestellt, so trifft der nun einen weiteren Weg zurücklegende Laserstrahl 28 wiederum in einem Punkt 32 auf der Oberfläche der Reflexionsfläche 8b auf und wird auch dort, da eine gewisse Inhomogenität gegeben ist, diffus reflektiert. Der Relektionslichtstrahl 33 trifft ebenfalls auf den Spiegel 20 und wird von dort wiederum über die Linse 25 auf den flächigen Detektor 24 abgelenkt. Dort trifft er im Punkt 34 auf. Ersichtlich ist dieser Punkt 34 relativ zum Punkt 31 versetzt angeordnet, wobei dieser Versatz aus den unterschiedlichen Abständen der Reflexionsflächen 8a bzw. 8b zu dem lagefesten Laser 19 bzw. Detektor 24 resultiert. Das heißt, dass letztlich die konkrete Position des Auftreffortes des Reflexionslichtstrahls am Detektor 24 ein Maß für den Abstand ist.Is now the reflection surface due to wear further spaced, as in the example with the reflection surface 8b represented, then the laser beam now laying another way 28 again in one point 32 on the surface of the reflection surface 8b on and is there, since there is a certain inhomogeneity diffuse reflected. The Relierenlichtstrahl 33 also meets the mirror 20 and from there turn over the lens 25 on the flat detector 24 distracted. There he meets in the point 34 on. Obvious is this point 34 relative to the point 31 staggered, this offset from the different distances of the reflective surfaces 8a respectively. 8b to the position-fixed laser 19 or detector 24 results. This means that ultimately the concrete position of the impact of the reflected light beam at the detector 24 a measure of the distance.

Aus diesem Auftreffort kann nun durch trigonometrische Betrachtung, also auf Basis einer Triangulationsbetrachtung, oder durch Kalibrierung des Messsystems mit bekannten Abständen ein konkreter Abstandswert bestimmt werden, nachdem die entsprechenden, hierfür benötigten Parameter bekannt sind. Als Abstandswert wird der Abstand des Reflexionsorts zum Laser ermittelt, also der Weg des kollimierten Laserstrahls. Alternativ kann auch der Abstand des Reflexionsorts zum Detektor ermittelt werden.From this place of incidence, a concrete distance value can now be determined by trigonometric observation, ie on the basis of a triangulation analysis, or by calibration of the measuring system with known distances, after the corresponding parameters required for this purpose are known. The distance value of the reflection site to the laser is determined as the distance value, ie the path of the collimated laser beam. Alternatively, the distance of the reflection site to the detector can be determined.

Während in 5 (gleiches gilt für 6) nur der Zentralstrahl gezeigt ist, ergibt sich an der Bohrungswand tatsächlich eine diffuse Reflexion, d. h. dass auf den Spiegel 20 ein diffuses Strahlenbündel reflektiert wird. Ein Teil dessen wird vom Spiegel auf die Linse 25 reflektiert, die das Strahlenbündel auf einen gemeinsamen Bildpunkt auf dem Detektor 24 abbildet.While in 5 (same applies to 6 ) Only the central beam is shown, results at the bore wall actually a diffuse reflection, ie that on the mirror 20 a diffuse beam is reflected. Part of it is from the mirror to the lens 25 reflects the beam onto a common pixel on the detector 24 maps.

6 zeigt die vergleichbaren Verhältnisse auf der anderen Seite, wenn also der Laserstrahl 28 aufgrund einer um 180° gedrehten Spiegelstellung zur anderen Seite reflektiert wird. Hier stellen sich vergleichbare Verhältnisse ein. 6 shows the comparable conditions on the other side, so if the laser beam 28 is reflected due to a 180 ° rotated mirror position to the other side. Here are comparable conditions.

Ersichtlich kann nun durch Rotation des Spiegels 20 die Oberfläche der Bohrung abgetastet werden. Der Laser wird mit hoher Frequenz gepulst, die Frequenz des Drehspiegels beträgst wenigsten 20 Hz, so dass sich pro 360°-Spiegeldrehung eine Vielzahl einzelner Abtaststellen messtechnisch erfassen lassen, das heißt, dass die entsprechenden Reflexionslicht-Messsignale am Detektor 24 für die einzelnen Punkte diskret ausgelesen und erfasst werden sowie zu jedem einzelnen Messsignal respektive detektorseitigen Messpunkt die entsprechenden Abstandswerte seitens der Verarbeitungseinrichtung 17 ermittelt werden. Wird nun die Vorrichtung 1 langsam durch die Bohrung 2 bewegt, so ergeben sich während dieser Axialbewegung eine Vielzahl einzelner diskreter Abstandsmesswerte, aus denen dann ein Oberflächen- oder Rauhigkeitsprofil erstellt werden kann, das an einer geeigneten Anzeigevorrichtung visualisiert werden kann. Aus diesen Informationen kann sodann auf den Verschleißzustand der Oberfläche geschlossen werden.Can be seen now by rotation of the mirror 20 the surface of the bore are scanned. The laser is pulsed at a high frequency, the frequency of the rotating mirror amounts to at least 20 Hz, so that per 360 ° mirror rotation, a plurality of individual sampling points can be detected metrologically, that is, the corresponding reflection light measurement signals at the detector 24 be discretely read and recorded for the individual points and for each individual measurement signal or detector-side measurement point, the corresponding distance values from the processing device 17 be determined. Now the device 1 slowly through the hole 2 moves, so arise during this axial movement, a plurality of individual discrete distance measurements, from which then a surface or roughness profile can be created, which can be visualized on a suitable display device. From this information can then be concluded on the state of wear of the surface.

Die Lasermesseinrichtung 16 in Verbindung mit der Verarbeitungseinrichtung 17 ermöglicht aber nicht nur die Erfassung der Abstandswerte zur Bohrungswand hin, sondern auch die Ermittlung der eigenen Position innerhalb der Bohrung. 7 zeigt, wie diese eigene Positionserfassung dem Grunde nach erfolgt.The laser measuring device 16 in connection with the processing device 17 however, not only enables the detection of the distance values to the bore wall, but also the determination of the own position within the bore. 7 shows how this own position detection basically takes place.

Gezeigt sind vier von der Bohrungswand 8 zum Detektor laufende Abstandslinien 35, 36, 37, 38 in der oberen Bohrungshälfte, sowie die Abstandslinien 40, 41, 42, 43 in der unteren Bohrungshälfte. Der Detektor 24 befindet sich angenommenermaßen exzentrisch zur Bohrungsmittel 44. Es sei angenommen, dass die Laserstrahlen im Uhrzeigersinn erzeugt respektive zurückreflektiert werden.Shown are four of the bore wall 8th to the detector running distance lines 35 . 36 . 37 . 38 in the upper half of the hole, as well as the distance lines 40 . 41 . 42 . 43 in the lower half of the hole. The detector 24 is believed to be eccentric to the bore means 44 , It is assumed that the laser beams are generated clockwise or reflected back, respectively.

Wie beschrieben wird seitens der Verarbeitungseinrichtung 17 der jeweilige Abstand des Lasers 19 oder Detektors 24 respektive des diskreten Auftreffpunkts des Reflexionslichts zur Bohrungswand ermittelt. Das heißt, dass zu jeder der Abstandslinien 35–38 wie auch 40–43 ein konkreter Abstandswert erfasst wird bzw. bekannt ist. Ersichtlich ändert sich im Bereich zwischen den Strahlen 36–37 respektive 42–41 der Abstandswert relativ abrupt, resultierend aus der jeweiligen Lage des Zwickels 45, 46. Das heißt, dass die Verarbeitungseinrichtung bei einem einmaligen 360°-Umlauf des Spiegels, während welchem natürlich auch die Bereiche im jeweiligen Zwickel 45, 46 abgetastet werden, zusätzlich auch die entsprechenden Abstandsinformationen hierzu erhält und letztlich konkret die jeweiligen Zwickelpositionen im Koordinatensystem des Messsystems ermitteln kann. Dies geschieht wiederum durch eine Triangulationsbetrachtung. Da zu jedem Abstandswert auch die Spiegeldrehposition bekannt ist, sind folglich auch die entsprechenden geometrischen Strahlwinkel zum jeweiligen Zwickel 45, 46 bekannt. Es ergibt sich folglich ein Strahldreieck mit zwei Seitenlängen, gegeben durch den jeweiligen Abstandswert, sowie einer dritten Seite, nämlich dem Zwickelabstand, der die Basis bildet. An der gegenüberliegenden Spitze des virtuellen Dreiecks befindet sich der Detektor 24.As described, the processing device 17 the respective distance of the laser 19 or detector 24 respectively determined the discrete impact point of the reflection light to the bore wall. That means that to each of the distance lines 35 - 38 as well as 40 - 43 a concrete distance value is detected or known. Visible changes in the area between the rays 36 - 37 respectively 42 - 41 the distance value relatively abrupt, resulting from the respective position of the gusset 45 . 46 , This means that the processing device with a single 360 ° revolution of the mirror, during which, of course, the areas in the respective gusset 45 . 46 be scanned, in addition, the corresponding distance information receives this and ultimately concretely determine the respective gusset positions in the coordinate system of the measuring system. This is again done by triangulation. Since the mirror rotation position is also known for each distance value, the corresponding geometric beam angles to the respective gusset are consequently also known 45 . 46 known. This results in a beam triangle with two side lengths, given by the respective distance value, as well as a third side, namely the gusset spacing, which forms the base. At the opposite tip of the virtual triangle is the detector 24 ,

Diese Positionsbestimmung kann wie gesagt letztlich während jedes 360°-Spiegelumlaufs oder während jedes n-ten Umlaufs vorgenommen werden, so dass eine kontinuierliche Bestimmung der Eigenposition des Detektors und damit der Vorrichtung 1 innerhalb der Bohrung möglich ist. Ergibt sich hieraus, dass sich während des axialen Verschiebens die Position verändert, so kann dies – nachdem sich dann ja zwangsläufig auch die ermittelten Abstandswerte infolge der Veränderung der Detektorlage etwas verändert, bei der späteren Auswertung berücksichtigt werden und beispielsweise im Rahmen einer Koordinatentransformation oder der Einberechnung eines Korrekturfaktors und ähnlichem eine entsprechende Kompensation erfolgen.As already stated, this position determination can ultimately be carried out during each 360 ° mirror circulation or during every nth circulation, so that a continuous determination of the intrinsic position of the detector and thus of the device 1 within the hole is possible. If this results in the position being changed during the axial displacement, then this can be taken into account in the later evaluation and, for example, in the context of a coordinate transformation or the integration calculation, after the determined distance values inevitably change somewhat as a result of the change in the detector position a correction factor and the like a corresponding compensation.

Zur Messung wird die Vorrichtung 1 in die Bohrung eingeführt. Um sicherzustellen, dass bereits unmittelbar am Bohrungsbeginn der Messung angefangen werden kann, besteht die Möglichkeit, am Bohrungseingang einen Zuführadapter anzusetzen, dessen Form der Bohrung entspricht und in den die Vorrichtung 1 zunächst eingeschoben wird. Aus diesem wird er sodann in die Bohrung eingeführt, wobei unmittelbar am Bohrungseingang die Messung begonnen werden kann.To measure the device 1 introduced into the hole. In order to ensure that the measurement can be started immediately at the beginning of the drilling, it is possible to attach a feed adapter at the bore inlet, the shape of which corresponds to the bore and into which the device 1 is inserted first. From this it is then introduced into the bore, whereby the measurement can be started immediately at the bore entrance.

Damit die Vorrichtung 1 unterschiedliche Bohrungsgrößen vermessen kann, ist es möglich, dass die Roll- und Gleitführungsmittel 4, 5 austauschbar sind. Sie können also gegen längere oder kürzere Roll- und Gleitführungsmittel ausgetauscht werden, je nachdem, wie nun konkret die Bohrung bemessen ist. Der Schlitten 3 selbst wie auch seine Bestückung bleibt stets gleich.So that the device 1 It is possible that the rolling and sliding guide means can measure different bore sizes 4 . 5 are interchangeable. They can therefore be exchanged for longer or shorter rolling and Gleitführungsmittel, depending on how concrete is the bore dimensioned. The sled 3 even his equipment always remains the same.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2101145 A1 [0004]

Claims

Device for acquiring measurement information from an inner surface of a hollow body, in particular a bore of a single- or twin-screw extruder cylinder, comprising a carriage to be moved through the hollow body ( 3 ) with rolling and / or sliding guide means ( 4 . 5 ) for movement storage on the surface ( 8th ), and one on the slide ( 3 ) laser measuring device ( 16 ) comprising a positionally fixed laser ( 19 ), which is a laser beam ( 28 ) emitted substantially parallel to the carriage longitudinal axis, a rotatable mirror ( 20 ) for deflecting the laser beam ( 28 ) on the surface ( 8th ) and to deflect one from the surface ( 8th ) reflected reflection light ( 30 ) on a positionally fixed detector ( 24 ) by means of a processor ( 17 ) generates evaluable measurement signal, wherein the processing device ( 17 ) for the trigonometric evaluation of the measurement signals for determining the distance of the laser ( 19 ) or the location where the reflection light is applied to the detector ( 24 ), from the surface ( 8th ), and wherein the processing device ( 17 ) by evaluating the determined distance values for determining two for the geometry of the hollow body ( 2 ) characteristic places, in particular the gusset ( 45 . 46 ) of a spectacle bore of a twin-screw cylinder and on the basis of the distance values detected therefrom and the angle of connecting lines running from the detector to these locations relative to a reference plane for the trigonometric determination of the position of the detector ( 24 ) is formed relative to the locations.

Apparatus according to claim 1, characterized in that a measuring device, in particular an encoder ( 23 ) is provided for continuously detecting the mirror position.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mirror ( 20 ) with a frequency of at least 10 Hz, in particular at least 20 Hz.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the detector ( 24 ) at least one lens ( 25 ) is connected upstream.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the laser ( 19 ) is operated pulsed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the laser ( 19 ) is an infrared laser, preferably with a power of at least 10 mW, in particular of at least 20 mW.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carriage ( 3 ) via the movably mounted rolling and / or sliding guide means ( 4 . 5 ) self-centering in the hollow body ( 2 ) is positionable.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the rolling and / or Gleitführungsmittel ( 4 . 5 ) in each case against the restoring force of at least one, preferably a plurality of spring elements ( 6 . 7 ), are movably mounted.

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that two offset by 180 ° to each other on the carriage ( 3 ) arranged first guide means ( 4 ) comprising in each case a plurality of successively arranged, preferably mutually coupled, rollers ( 10 ), as well as at least two, preferably four, further rolling or sliding guidance means ( 5 ) are provided.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the further rolling or Gleitführungsmittel ( 5 ) as roller rows or as skids ( 14 ) are formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one rolling and / or Gleitführungsmittel ( 4 . 5 ), in particular the first roller guide means ( 4 ) one of the determination of the axial position of the carriage ( 3 ) in the hollow body serving measuring signals providing detection means, in particular one with a roll ( 10 ) motion coupled encoder ( 13 ), assigned.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the processing device ( 17 ) for the assignment of the determined distance values to the determined axial position of the carriage ( 3 ) is trained.