DE60207797T2

DE60207797T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Verschleisses eines Gewehrslaufs

Info

Publication number: DE60207797T2
Application number: DE60207797T
Authority: DE
Inventors: Patrick Balbo; Michel Sagnes
Original assignee: Giat Industries SA
Current assignee: Nexter Systems SA
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: FR2829572A1; FR2829572B1; ATE312332T1; EP1291599B1; DE60207797D1; EP1291599A2; EP1291599A3

Description

Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Messen des Verschleißes der inneren Wand eines Rohres, zum Beispiel eines Waffenrohres.
Gegenwärtig wird der Verschleiß eines Rohres auf visuelle Weise durch eine Bedienperson untersucht, die entsprechend ihrer persönlichen Erfahrung die mögliche Einsatzdauer dieses Rohres festlegt. Es sind wenig Vorrichtungen bekannt, die eine genaue Prüfung des Verschleißes eines Rohres, das im Bereich seiner inneren Wand Abnutzungen unterworfen ist, ermöglichen und insbesondere kann keine örtliche Abnutzung eines Rohres gemessen werden und vor allem nicht mit Gewissheit die Dauer des Einsatzes dieses Rohres in der Zukunft festgelegt werden. Dieses Problem erweist sich als durchaus schwerwiegend, als es sich um ein Waffenrohr handelt, da ein starker Verschleiß die Leistungen der Waffe verschlechtert und in bestimmten Fällen eine Gefahr für das die Waffe bedienende Personal darstellen kann.
Das Patent US-6249007 dient als Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 und beschreibt eine Vorrichtung zur kontaktlosen Messung des Querschnittes eines Rohres umfassend einen mit einem Schlitten fest verbundenen drehbaren Laserkopf. Dieser Kopf ist mit einem Sensor verbunden und er gewährleistet eine Messung durch Triangulierung des Abstandes zwischen dem Kopf und der Wand des Rohres. Die Informationen werden über Funk oder Kabel an einen Rechner übertragen. Eine CCD Kamera ist axial angeordnet, um ein Bild des Rohres zu geben. Es ist auch möglich, den Sensor zu verwenden, um die Oberfläche des Rohres sichtbar zu machen. Die räumliche Position des Schlittens kann durch ein Trägheitsnavigations-Leitwerk bestimmt werden.
Das Patent DE-4446235 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der inneren Fläche eines gezogenen Waffenrohres mit Hilfe eines Laserkopfes. Der Laserkopf ist drehbar und ermöglicht es, durch Triangulierung verschiedene Abmessungen (Kaliber, Fußdurchmesser des Zuges, Breite der Züge) zu messen. Die axiale Verschiebung des Schlittens wird vorgeschlagen sowie die Bestimmung seiner axialen Position. Dieses Dokument offenbart nicht eine punktweise Erfassung entlang einer Schraubenlinie und die Messung eines Zustandes der Oberfläche.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein gegebenes Waffenrohr bereitzustellen, um die Tiefe und den Ort der abgenutzten Bereiche zu messen. Die Erfindung schlägt ebenfalls ein Vorhersage-Verfahren vor, das es ermöglicht, die verbleibende Lebensdauer dieses Rohres abzuschätzen.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zur Messung des Verschleißes der inneren Wand eines Rohres, insbesondere des Rohres einer Waffe, umfassend ein endoskopisches Werkzeug zur Inspektion der inneren Wand des Rohres und ein Rechner, wobei das Werkzeug einen Inspektions-Schlitten umfasst, der dafür vorgesehen ist, in dem Rohr fortzuschreiten, wobei der Schlitten mit einem drehbaren Inspektions-Kopf versehen ist, der mit einem Laser-Modul zur Abstandsmessung der inneren Wand ausgerüstet ist, wobei der Schlitten und der Rechner durch Mittel zur Übertragung von Messungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das endoskopische Werkzeug mit einer Videokamera versehen ist, die senkrecht zur Ebene angeordnet ist, die durch die Drehachse des drehbaren Kopfes und durch die Achse des Laser-Moduls aufgespannt wird, um eine Videoerfassung der Rohrwand zu bewerkstelligen.
Vorteilhafterweise ist das Laser-Modul konfiguriert, um Messungen seines Abstandes von der Rohrwand durch Triangulierung auszuführen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die Messvorrichtung Mittel, um die axiale Position des Schlittens in dem Rohr zu bestimmen.
Der Schlitten kann Antriebsmittel zur Verschiebung und Mittel zum Messen der Winkelposition des drehbaren Kopfes umfassen.
Die Antriebsmittel können einen Getriebemotor umfassen, der Räder antreibt.
Die Räder können ein im Wesentlichen kegelstumpfartiges Profil aufweisen, wobei ein formgezahnter Bund im Bereich der großen Basis des Kegelstumpfes vorgesehen ist.
Die Mittel zur Messung der Winkelposition des drehbaren Kopfes können von einem Kodierer gebildet werden, der mit einem Dreh-Antriebsmotor des Kopfes zusammenwirkt.
Der Schlitten kann ein Mittel zur Kontrolle seiner Position in Bezug auf die Vertikale umfassen, wobei das Mittel von einem Neigungsmesser gebildet wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Anschluss, der den Schlitten und den Rechner verbindet, wobei der Anschluss eine Kabel-Speichertrommel zur Verbindung des Schlittens mit dem Rechner und einen Kodierer zur Messung der Länge des abgewickelten Kabels umfasst.
Die Kabeltrommel kann eine Trommel umfassen, die mit einer spiralförmigen Rille zur Aufnahme des Kabels versehen ist.
Der Kodierer kann durch den Getriebemotor angetrieben werden, der die Drehung der Trommel gewährleistet.
Die Messvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst vorteilhafterweise ein Mittel zur Befestigung des Anschlusses, das es ermöglicht, den Schlitten im Bereich der Öffnung des Rohres zu positionieren.
Dieser Anschluss kann von einer Grundplatte zur Aufnahme des Schlittens gebildet werden, die an einem Ende des Befestigungsmittels an dem Rohr und am anderen Ende der Kabeltrommel versehen ist.
Das endoskopische Werkzeug kann ein Mittel zur Stroboskop-Beleuchtung des Rohres umfassen.
Der Schlitten kann mit einem Ausgleichgewicht versehen sein, das den Kreiseleffekt minimiert, der durch die Drehung des Inspektions-Kopfes induziert wird.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zum Messen des Verschleißes eines Rohres, das eine solche Vorrichtung verwendet, wobei in dem Verfahren:

– eine Messung durch Laser des Abstandes von der inneren Wand des Rohres gemäß einer punktweisen Erfassung entlang einer Schraubenlinie gemäß einer ersten Steigung, die von einem Ende zum anderen des Rohres festgelegt ist, bewerkstelligt wird,
– jedem Messpunkt seine Winkel- und Axialkoordinaten mit Hilfe von Kodierern zugeordnet werden,
– die Daten der Abstandsmessung korrigiert werden, um die Daten der Tiefe von Fehlern der inneren Wand zu berechnen,

Es kann vorteilhafterweise die Fläche und/oder das Volumen eines jeden Fehlers für wenigstens eine gegebene Tiefe berechnet werden.
Es kann beispielsweise die Fläche und/oder das Volumen eines jeden Fehlers für wenigstens zwei gegebene Tiefen und zum Beispiel für vier gegebene Tiefen berechnet werden.
Es können vorteilhafterweise wenigstens zwei longitudinale Zonen des Rohres definiert werden, für welche die gesamten und mittleren Volumina und Flächen für wenigstens eine gegebene Tiefe berechnet werden.
Es kann beispielsweise fünf longitudinale Zonen des Rohres definiert werden.
Es werden die Flächen- und/oder Volumenwerte maximaler und mittlerer gemessener Fehler mit Schwellwerten verglichen und davon auf die Gleichförmigkeit des Rohres geschlossen.
Die Korrektur der Abstandsdaten kann wenigstens einen Schritt zur Eliminierung von Informationen umfassen, die als abweichend angesehenen werden, da sie einen gegebenen Schwellwert überschreiten.
Es kann eine dreidimensionale Anzeige der Evolute der Fläche des Rohres erstellt werden, auf der die Fehler in ihrer Form und ihrer Tiefe erscheinen.
Es wird vorteilhafterweise eine Videoaufzeichnung der inneren Oberfläche des Rohres gemäß einer Erfassung entlang einer Schraubenlinie mit einer zweiten gegebenen Steigung, und die sich von einem Ende zum anderen des Rohres erstreckt, durchgeführt.
Die Videoaufzeichnung kann Bildweise durchgeführt und mit einer Stroboskop-Beleuchtung synchronisiert werden, was es erlaubt, jedem Videobild seine gemessenen Winkel- und Axialkoordinaten mit Hilfe von Kodierern zuzuordnen.
Die Videoaufzeichnung kann bei der Hinfahrt von einer Öffnung des Rohres zur anderen durchgeführt werden und die Laseraufzeichnung bei einer Rückfahrt.
Die Erfindung zielt schließlich auf eine Verwendung des Verfahrens zur Vorhersage der Lebensdauer des Rohres einer Waffe ab, wobei die Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, dass:

– wenigstens ein Lebensdauer-Profil eines Rohrtyps in der Form von empirischen Kurven erstellt wird, welche die Anzahl von Munitionen eines gegebenen Typs angeben, die in Abhängigkeit eines gegebenen Verschleißvolumens und in Abhängigkeit der von diesem Rohr bereits verschossenen Munitionstypen verschossen werden können,
– das zu analysierende Waffenrohr diesem Lebensdauer-Profil oder auch einem dieser Lebensdauer-Profile in Abhängigkeit von Anzahl und Typ von durch dieses Rohr effektiv verschossener Munition zugeordnet wird,
– der tatsächliche Verschleiß des zu untersuchenden Rohres gemessen wird,
– vom Wert dieser Verschleißmessung und vom dem Waffenrohr so zugeordnetem Lebensdauer-Profil auf die Anzahl von Munitionen eines gegebenen Typs geschlossen wird, die noch verschossen werden kann.

Der Rechner kann nun eine Datenbank beinhalten, die wenigstens ein Lebensdauer-Profil in der Form von Kurven umfasst, welche die Lebensdauer des Rohres für eine gegebene Munition und in Abhängigkeit des Verschleißes vorhersagen, sowie einen Algorithmus, der die Auswahl einer der Kurven in Abhängigkeit von Lebensdauer-Daten ermöglicht, die durch die Anzahl von bereits durch das zu analysierende Rohr verschossener Munitionen eines jeden Typs gebildet werden, wobei die Lebensdauer-Daten mittels eines Erfassungs-Anschlusses eingegeben werden.
Vorteilhafterweise enthält die Datenbank wenigstens ein Lebensdauer-Profil, das mit dem Gesamt-Verschleiß des Rohres verknüpft ist, und Lebensdauer-Profile, die mit dem Verschleiß entsprechend wenigstens zweier longitudinaler Zonen des Rohres verknüpft sind.
Der Auswahl-Algorithmus kann die Berechnung eines Verhältnisses R der Anzahl von bereits verschossenen Referenz-Munitionen zur Gesamtzahl der anderen bereits verschossenen Munitionen umfassen.
Die Datenbank der Lebensdauer-Profile kann Kurven umfassen, welche die Lebensdauer des Rohres ausgedrückt in Anzahl von Referenz-Munitionen, die in Abhängigkeit des Verschleißes verschossenen werden können, vorhersagen, wobei der Rechner außerdem wenigstens einen abgespeicherten multiplikativen Umrechnungsfaktor enthält, der es erlaubt, die maximale Anzahl von Referenz-Munitionen, die verschossen werden kann, in eine maximale Anzahl von wenigstens eines anderen Typs Munition umzurechnen.
Ein allererster Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in einer völlig automatischen Erfassung des Zustandes der Oberfläche eines Rohres.
Ein weiterer Vorteil liegt in einer zuverlässigen und gesamten Messung der Ortsbestimmung der Verschleißpunkte und besonders ihrer Tiefe und ihrer Ausdehnung.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, die sich bietet, die Messergebnisse zu verwenden, um die Lebensdauer eines Rohres zu bestimmen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt noch in der Tatsache, dass die durchgeführten Messungen es ermöglichen, die späteren Einsatzbedingungen eines Waffenrohres in Abhängigkeit von bereits verschossenen Munitionen anzupassen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung treten deutlicher aus der hiernach als Anhaltspunkt gegebenen Beschreibung hervor, die sich auf die Abbildungen bezieht, in welchen:
1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung zur Bestimmung des Verschleißes ist,
2 eine Vorderansicht des Anschlusses zur Befestigung ist,
3 eine Draufsicht dieses Anschlusses ist,
4 eine Vorderansicht des Inspektions-Schlittens ist,
5 eine Draufsicht dieses Schlittens ist,
6 und 7 jeweilige Teilvergrößerungen der 4 und 5 sind, die den drehbaren Kopf zeigen,
8 ein Schnitt gemäß AA der 7 ist,
9 ein axialer Schnitt des Inspektions-Kopfes ist,
10 ein weiterer Schnitt des Inspektions-Kopfes ist,
11 eine Vorderansicht im Schnitt der Kabeltrommel ist,
12 eine linke Ansicht dieser Kabeltrommel,
13a die innere Struktur des Laser-Sensors schematisiert,
13b das Abstandssignal, das durch den Sensor geliefert wird, und die nach Korrektur erzielten Signale zeigt und
14 ein Beispiel einer Kurvenschar des Lebensdauer-Profils für ein Waffenrohr angibt.
In 1, die eine Gesamtansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt, ist ein Inspektions-Schlitten 1 zu sehen, der an dem freien Ende eines Rohres 2, zum Beispiel eines zu untersuchenden Waffenrohrs, mittels eines während der Zeit der Durchführung der Inspektion an dem Ende des Rohres befestigten Befestigungsanschlusses 3 angeordnet ist. Dieser Schlitten entspricht einem Schlitten, der ein Endoskopie-Werkzeug bildet, das Laser- und Videomittel zur Untersuchung der Wand des Rohres trägt. Der Schlitten 1 weist global gesehen eine zylindrische Form auf, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rohres ist und in dessen Nähe liegt. Ein Rechner 4 ist mit dem Schlitten durch Übertragungsmittel 125, 5 und 8 verbunden, um die Messungen von Tiefe und Ortsbestimmung der Fehler des Rohres 2, die durch den Inspektions-Schlitten 1 durchgeführt werden, der dessen innere Fläche durchläuft, rückzugewinnen und zu verarbeiten, wie es hiernach erklärt werden wird. Diese Übertragungsmittel 125, 5 und 8 werden hauptsächlich von Kabeln und zugeordneten Elementen gebildet. Der Befestigungsanschluss 3 trägt eine Kabel-Speichertrommel 5, die das Aufwickeln und Abwickeln eines Kabels 8 und die Übertragung der Informationen zum Rechner 4 mittels des Kabels 125 gewährleistet, und dies während sämtlicher Verlagerungen des Inspektions-Schlittens 1 im Inneren des Rohres. Der Anschluss 3 ist durch Befestigungsmittel 6 mit dem Rohr verbunden.
In dieser 1 wird das Rohr im Teilschnitt entlang mehrerer Abschnitte seiner Länge dargestellt. Es wird beispielsweise in derselben Figur die Öffnung des Rohres 2 und die Kammer 7 desselben Rohres sichtbar gemacht. Der auf den Befestigungsmitteln 3 angeordnete Inspektions-Schlitten 1 ist in durchgezogenen Linien und im Rohr in strichpunktierten Linien dargestellt.
In 2, die eine detailliertere Ansicht des Befestigungsanschlusses 3 darstellt, ist zu sehen, dass dieser auf einer Grundplatte 31 aufgebaut ist, welche, in der Verlängerung des Rohres 2 montiert, die Aufnahme des Inspektions-Schlittens 1 gewährleistet. Eine Führung zum Einschieben 32 ist mit Hilfe von an der Grundplatte befestigten Haltern 33 an der Grundplatte 31 montiert. Die Führung zum Einschieben 32 weist eine halbzylindrische Form auf, die im Wesentlichen jener der inneren Fläche des Rohres 2 entspricht, um die Führung des Inspektions-Schlittens zu gewährleisten.
Die Grundplatte 31 ist durch einen Aufspannbügel 34, der das Ende des Rohres 2 umgibt, starr am Ende des Rohres befestigt. Dieser Bügel ermöglicht es, die Grundplatte 3 am Ende des Rohres 2 anliegend anzuordnen, wobei ein Gleiten entlang des Rohres 2 verhindert wird. Zu diesem Zweck gewährleisten ein Klemm-Stopfen 35, der durch eine Spann-Welle 36 gehandhabt wird, und ein Spann-Knopf 37 das Festhalten der Gesamtheit an dem Rohr 2. Ein festes Prisma 38 vervollständigt die Befestigung, indem es sich auf dem unteren, äußeren Abschnitt des Rohres abstützt. Dieses Mittel gewährleistet ein schnelles Einsetzen der Vorrichtung (in weniger als zwei Minuten).
Die Grundplatte 31 ist mit einem Winkel 30 versehen, auf dem eine Befestigungsplatte 39 der Kabel-Speichertrommel 5 befestigt ist.
Die Grundplatte 31 ist noch mit zwei Walzen 40, die sich gegenüberliegend angeordnet sind, und einer Rolle 41 versehen, wobei die Walzen und die Rolle die Führung des Kabels 42 des Schlittens 1 zur Kabeltrommel 5 gewährleisten.
In der Draufsicht der Grundplatte gemäß der 3 ist die jeweilige Anordnung der wesentlichen Elemente der Grundplatte zu sehen. Von links nach rechts sind das Prisma 38, der Aufspannbügel 34, die Führung 32, an welcher der Inspektions-Schlitten 1 angeordnet wird, die Walzen 40, die Rolle 41 und die Kabeltrommel 5 wiederzufinden.
Der Inspektions-Schlitten 1 ist im Detail in den 4 und 5 dargestellt, und er ist auf einem Körper 50 aufgebaut, der aus zwei Halbschalen 51 und 52 gebildet wird. Dieser Schlitten ist mit Rädern 53 versehen, um dessen Vorschreiten in dem Rohr zu gewährleisten, zum Beispiel acht Räder. Zu diesem Zweck treibt ein Getriebemotor 54 mit Hilfe einer Montage durch Rad und Endlosschraube 55 ein Antriebszahnrad 56 an. Der Getriebemotor 54 und die Einheit Rad/Endlosschraube sind mit Hilfe eines Trägers am Schlitten befestigt. Das Zahnrad 56 treibt mit Hilfe der Radachse 57 die beiden ersten Räder 58 an.
Jedes weitere Radpaar wird über ein Ritzel 62 angetrieben. Frei drehbare Zwischenritzel 65 sind zwischen jedes Ritzel 62 sowie zwischen das Antriebsrad 56 und das erste Ritzel 62 zwischengeschaltet. Sie gewährleisten einen synchronen Dreh-Antrieb in dieselbe Richtung aller Räder ausgehend vom Getriebemotor 54.
Jede Radeinheit dreht in Bezug auf den Körper 50 Dank eines Paares von Kugellagern 59 und 60. Vier Einheiten von dieser Art sind so an dem Schlitten montiert. Die Räder 58 weisen eine Form auf, die besonders an die Form der inneren, zylindrischen Wand des Rohres 2 angepasst ist, in dem sich der Schlitten hin- und herbewegen wird, wobei so dessen Verlagerung entlang einer geradlinigen Bahn ermöglicht wird. Ein Kodierer 61, der durch den Getriebemotor 54 angetrieben wird, ermöglicht es, das Vorrücken des Inspektions-Schlittens 1 in dem Rohr 2 zu messen.
In den Figuren ist zu sehen, dass der Schlitten an einer Seite durch einen drehbaren Kopf 63 und an der anderen durch einen Stecker 64 zur Verbindung eines Kabels 42 mit dem Rechner 4 verlängert ist.
In 4 ist zu sehen, dass der Kopf 63 von einem Ansatz 70 gebildet wird, der in Drehrichtung beweglich in Bezug auf einen Abschnitt 71 ist, der mit dem Inspektions-Schlitten starr verbunden ist und der Mittel zum Versetzen des Ansatzes 70 in Drehung trägt. Der Schlitten 1 ist am unteren Teil mit einem Gewicht 72 versehen, um den Kreiseleffekt des drehbaren Ansatzes 70 zu kompensieren und eine korrekte Positionierung des Schlittens in dem Rohr 2 und eine so gerade wie mögliche Bahn des Schlittens in dem Rohr zu gewährleisten.
In 6, die eine vergrößerte Ansicht des Kopfes 63 darstellt, ist zu sehen, dass der drehbare Ansatz 70 genau genommen eine Videokamera 73 und zwei Gruppen von zwei Dioden 74 zur Stroboskop-Beleuchtung (LED) und ein Laser-Modul 75 trägt. Die Achsen der Kamera 73 und des Lasers 75 sind in senkrechter Art und Weise angeordnet, das heißt senkrecht zur Ebene der Figur für die Kamera und in der Ebene der Figur für den Laser. Der Ansatz 70 wird auf kontinuierliche Weise über 360° mit Hilfe eines Getriebemotors 76 in Drehung versetzt, dessen Ausgangswelle 77 fest mit einem ersten Zahnrad 78, welches selbst über ein zweites Zahnrad 79 kämmt, das fest mit einer Achse 80 verbunden ist, die selbst fest mit dem drehbaren Ansatz 70 verbunden ist. Der bewegliche Ansatz 70 ist drehbar in Bezug auf den festen Teil 71 mit Hilfe von zwei Lagern 82 und 83 montiert, deren inneren Ringe mit Hilfe eines Stegs 81 und eines Bundes 89 befestigt sind. Der bewegliche Ansatz wird somit gemäß einer Bewegung in endloser Drehung angetrieben. Die Laserkamera 75, die Videokamera 73 und die Beleuchtungen 74 sind durch Kabel verbunden, die durch eine feste Hülse 84, die im Inneren der Achse 80 angeordnet und durch eine Platte 85 an dem Teil 71 befestigt ist. Selbstverständlich ermöglichen es Dichtungen, die mechanischen Teile untereinander zu isolieren. Der Getriebemotor 76 ist mit einem Kodierer 69 verbunden, um die Winkelposition des Kopfes 63 in Bezug auf einen ursprünglichen Bezugspunkt zu markieren.
In 7, die eine vergrößerte Ansicht des festen Teils 71 ist, ist zu sehen, dass die Kabel, die aus der Hülse 84 gelangen, mit einem Stecker 86 verbunden werden, der an einem fest mit dem Teil 71 verbundenen Träger 87 befestigt ist. Selbstverständlich sind der Stecker 86 und der Stecker 64 (4 und 5) miteinander durch einen Verbindungs-Kabelbaum verbunden, um die Verbindung des Kopfes 63 mit dem Rechner 4 zu gewährleisten,
In 8, die ein Schnitt AA der 7 ist, ist zu sehen, dass die Räder 58 ein kegelstumpfförmiges Profil aufweisen und mit einem formgezahnten Bund 88 im Bereich der großen Basis des Kegelstumpfes versehen sind. Diese besondere Struktur erlaubt es, eine gleichmäßige und konstante Verlagerung in dem Rohr 2 unabhängig vom Verschleiß-Zustand dieses Letzteren zu gewährleisten.
Die 9 und 10 stellen Ansichten der Struktur des beweglichen Ansatzes 70 dar, der sich in der allgemeinen Form eines Zylinders darstellt, der von einem Kopf-Körper 90 und einem Deckel 91 gebildet wird, die per Schraube zusammengebaut werden. Bei dieser Struktur sind der Laser-Sensor 75 und eine Videokamera-Einheit 73 mit senkrechten Achsen montiert. Die Kamera-Einheit wird von einem an einem Kamera-Träger 93 befestigten Kamera-Modul 92 gebildet. Eine Kamera-Abdeckung 94, die in den Kopf-Körper 90 eingesetzt ist, trägt den Kamera-Träger 93 und ein Beobachtungsfenster 95, welches das Abtasten gewährt.
Vier weiße Dioden "LED" 74 sind konzentrisch um das Beobachtungsfenster 95 angeordnet, um die Beleuchtung der durch das Kamera-Modul 92 beobachteten Zone zu ermöglichen.
Der mit der Kamera 92 und den LED 74 verbundene Kabelbaum 96 und der mit dem Laser 75 verbundene Kabelbaum 75 treten aus dem drehenden Teil 70 über einen drehenden Kontakt 98 aus, um ein Bündel 99 zu bilden, das in der Hülse 84 (6) des festen Teils 71 angeordnet wird. Dieses Bündel 99 wird durch den Schlitten 1 hindurch mit dem umgreifenden Teil des Steckers 64 verbunden.
Wie zuvor erklärt wurde, ist der Schlitten 1 mit einem Rechner 4 mit Hilfe der Übertragungsmittel 8 verbunden, die hauptsächlich von einem Kabel 42 gebildet werden. Dieses Kabel ist auf einer Kabeltrommel 5 aufgewickelt und die Position des Schlittens 1 in dem Rohr 2 wird durch die Messung der Länge des abgewickelten Kabels bestimmt, wie hiernach erklärt wird. Die Kabeltrommel 5 umfasst, wie es in den 11 (Vorderansicht) und 12 (Ansicht von links) dargestellt ist, einen festen Rahmen, der durch Zusammensetzung eines rechten Flansches 100 und eines linken Flansches 101 aufgebaut ist, die zueinander parallel sind und durch zwei Achsen 104 verbunden sind, und eine vordere Platte 105, die ein umgreifendes Befestigungselement 106 trägt, das dafür vorgesehen ist, mit der Platte 39 zusammenzuwirken, um eine schnelle Befestigung der Kabeltrommel 5 an dem Befestigungs-Anschluss 3 (2) zu gewährleisten. Eine der Achsen 104 trägt eine drehbare Walze 103, die das sich auf die Kabeltrommel aufwickelnde Kabel führt.
Mit diesem festen Rahmen ist ein Träger 107 fest montiert. Dieser Träger wird aus zwei seitlichen Platten 108, einer oberen Platte 109 und einer Befestigungsplatte 110 gebildet, die einen Getriebemotor 117 trägt. Der Träger 107 trägt eine Glocke 126, die zwei Kugellager 111 und 112 aufnimmt, welche die Drehung einer Dreheinheit 113 ermöglicht. Diese wird durch den Zusammenbau einer Trommel 114 aufgebaut, die mit einer spiralförmigen Rille versehen ist, die dafür vorgesehen ist, das Kabel 42 aufzunehmen, und die das Aufwickeln dieses Letzteren gewährleistet. Die Trommel 114 ist auf einer Achse 115 montiert und trägt eine Abdeckung 116.
Die Dreheinheit 113 wird durch den Getriebemotor 117 in Bewegung gesetzt, der an der Befestigungsplatte 110 befestigt ist und eine erste formgezahnte Rolle 118 antreibt. Diese Letztere treibt die Achse 115 der Trommel über die Schräge eines Zahnriemens 119, welcher eine zweite formgezahnte Rolle 127 antreibt, die fest mit der Trommel 114 verbunden ist. Eine Dreh-Handhabe 120, die an der Trommel mittels der Abdeckung 116 befestigt ist, ermöglicht die manuelle Drehung der Dreheinheit 113, um das Kabel 42 manuell aufzuwickeln.
Ein Kodierer 121 wird durch den Getriebemotor 117 in Drehung versetzt, was es ermöglicht, den Drehwinkel der Speicher-Kabeltrommel 114 von einem Bezugs-Zeitpunkt an zu kennen und somit die abgewickelte Länge des Kabels 42, in dem Maße der geradlinigen Verlagerung des Schlittens in dem Rohr. Daraus kann somit auf die Position des Inspektions-Schlittens 1 entlang der Achse des Rohres 2 geschlossen werden.
Das Kabel 42 wickelt sich auf der Trommel 114 mittels seiner spiralförmigen Rille auf und durchquert dann die Achse 115, um einen Stecker 124 des Verbindungskabels 125 mit dem Rechner 4 über einen Dreh-Stecker 123 zu erreichen.
Die Arbeitsweise ist die folgende.
Das endoskopische Werkzeug (Anschluss 3 und Schlitten 1) wird am Ende des zu messenden Rohres 2 angeordnet, wobei das Letztere in etwa in der Waagrechten angeordnet wird. Die Montage erfolgt schnell in wenigen Sekunden. Es genügt, die Öffnung des Rohres mit dem Befestigungsanschluss in Position zu überdecken, indem die Schaufel 32 in der Verlängerung des Rohres 2 angeordnet wird, wie es in 2 dargestellt ist. Die Vorrichtung positioniert sich Dank der Anschlagflächen des Prismas 38 und des Bügels 34 selbst, und sie wird durch den Spann-Knopf 37 verriegelt.
Der Mess-Schlitten 1 wird auf der Schaufel angeordnet, wie es in 1 gezeigt ist, und er ist mit der Speicher-Kabeltrommel 5 durch sein nabelförmiges Kabel 42 verbunden. Die Kabeltrommel ist selbst mit dem Rechner 4 durch das Kabel 125 verbunden. Der Schlitten 1 wird vor das Ende des Rohres gestellt, auf den Befestigungsanschluss, der dessen Einschieben und Führung gewährleistet. Es genügt, die Vorwärtsbewegung des angetriebenen Schlittens 1 und das Abwickeln des Kabels 42 durch den Getriebemotor 117 synchron zu steuern. Beim sich in Bewegung setzen des Schlittens 1, steuert der Rechner 4 die Messungen und/oder die Video-Bild-Aufnahme zusammen mit der Stroboskop-Beleuchtung. In 1 ist zu sehen, dass der Schlitten 1, der strichpunktiert dargestellt ist, bis zu einer Grenzposition im Bereich der Kammer des Rohres 1 fortschreiten kann, wobei die Position durch den Kodierer 121 festgelegt ist, der die Position des Schlittens in dem Rohr zu jedem Zeitpunkt bestimmt. Die Ergebnisse werden durch den Rechner geliefert, der ein geeignetes Rechenprogramm enthält.
Das Verfahren zur Messung des Verschleißes des Rohres gemäß der Erfindung erfolgt vorzugsweise in drei Phasen in der folgenden Art und Weise:

1) Der Schlitten führt eine Hinfahrt in dem Rohr mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 5 mm/s aus, wobei der Inspektions-Kopf 63 mit einer Geschwindigkeit von 1 Umdrehung/s drehen kann, um eine Erfassung von Videobildern der Wand des Rohres mit Hilfe der Kamera 73 zu bewerkstelligen. Diese erste Phase dauert ungefähr 20 Minuten für eine Strecke zur Inspektion des Rohres von 5,7 m.
2) Der Schlitten führt die Rückfahrt mit einer geringeren Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 mm/s von der Kammer zur Öffnung des Rohres durch, wobei der Inspektionskopf mit 1 Undrehung/s dreht, um eine Laser-Messung des Abstandes von der Wandung des Rohres bezüglich der Achse des Schlittens zu bewerkstelligen, wobei die Messung dafür vorgesehen ist, an jedem Punkt die Tiefe der Fehler zu bestimmen. Diese Messung setzt ein Prinzip von Triangulierung ein, das nachfolgend erklärt wird.
3) Schließlich ermöglicht es eine Verarbeitung der Laser- und Video-Daten (die ebenfalls nachfolgend erklärt wird), die Abweichungen und Fehler von Exzentrizität zu korrigieren und sie zu lokalisieren.

Die Verarbeitung der Abstandsdaten (Laser) in Abhängigkeit von der Position des Schlittens in dem Rohr (Kodierer der Kabeltrommel) und der Winkelposition des Inspektionskopfes (Kodierer Kopf-Antrieb) ermöglicht es, eine dreidimensionale Kartographie (3D) der Fehler der Form des Rohres zu erstellen. Weitere Messungen können ebenfalls vorgenommen worden sein: Flächenbezogene Dichte der Fehler für eine spezielle oder gesamte Zone, mittlerer Radius einer Mantellinie.
Es wird so eine Datenbank gebildet, welche die Koordinaten der verschiedenen Messpunkte mit der lokalisierten Tiefe an diesen Punkten verknüpft. Diese Datenbank ermöglicht es so, eine benutzerfreundliche und parametrische Wiedergabe der vom Rechner gelieferten Ergebnisse zu bewerkstelligen:

– 3D Visualisierung der Wand des Rohres mit ihren Fehlern,
– Einsetzen einer Palette von Farben, die den Tiefen der Fehler entsprechen,
– Möglichkeit; ein Messfenster durch den Rechner zu positionieren und parallel dazu das Video und die 3D Darstellung des gemessenen Fehlers auf einem Schirm zu verknüpfen,
– Herstellung von Tabellen, welche die Messergebnisse synthetisieren: Flächenbezogene Dichte der Fehler entsprechend verschiedener longitudinaler Zonen des Rohres, gesamte flächenbezogene Dichte entsprechend der Winkelpositionen des Kopfes.

Das Prinzip von Laser-Triangulierung an der Basis der Fehler-Messung ist wohl bekannt.
13a schematisiert die innere Struktur des Laser-Sensors 75 sowie die Verwendung dieses Prinzips der Triangulierung für das Messen der Fehler des Rohres.
Der Sensor 75 umfasst eine Laser-Diode 66 sowie einen ladungsgekoppelten Flächensensor (CCD) 67. Die Richtung der Ausstrahlung der Laser-Diode ist im Wesentlichen senkrecht zu der zu messenden Fläche des Rohres 2 (Richtung AH). Die Ebene des Sensors 67 ist in Bezug auf die Fläche des Rohres 2 geneigt. So weist das Beobachtungsfeld 68 eine Achse OH auf, die durch Konstruktion des Sensors 75 um einen bekannten und festen Winkel α geneigt ist.
Die Laser-Diode 66 wirft auf die Fläche des Rohres einen Lichtfleck T mit einem Durchmesser von ungefähr 0,3 mm. Dieser Fleck T wird von dem Sensor 67 beobachtet und sein Bild I auf dem Sensor eine Position hat, die eine direkte Funktion des Abstandes D zwischen dem Laser-Sender und dem Fleck ist, somit des Abstandes, der den Laser-Kopf von der analysierten Fläche trennt. Die mathematische Lösung des Dreiecks HTO, von dem der Winkel α, die Seite OH (Konstruktionswerte) und der Winkel β (gebunden an die Messung der Position von I) bekannt sind, ergibt den Wert von HT, also den Abstand D = AT (wobei AH ein fester Konstruktionswert ist).
Der so gemessene Abstand D variiert in Abhängigkeit von der Tiefe der Fehler.
Dieser Abstand variiert ebenfalls in Abhängigkeit von einer Komponente von Exzentrizität des Messkopfes in Bezug auf die Achse des Waffenrohres. Die Tiefe im Bereich eines Messpunktes wird durch die Eliminierung der Komponente von Exzentrizität ausgewertet.
13b zeigt das Abstandssignal S1, das durch den Sensor 75 geliefert wird. Dieses Signal hat global gesehen die Form einer Sinuskurve bezüglich derer gemessenen Veränderungen den Veränderungen des Abstandes, die durch den Zustand der Fläche des Rohres bedingt sind, entsprechen.
Die Korrektur der Exzentrizität für eine Abtastzeile (Drehung um 360° des Messkopfes) erfolgt auf die folgende Art und Weise. Es wird der höchste Punkt der Messkurve S1 für eine Drehung von 360° des Messkopfes gesucht; es wird seine Amplitude und seine Winkelposition festgehalten; es wird daraus auf die theoretische reine Sinuskurve S2 geschlossen (Sinuskomponente des Signals). Zu dem gemessenen wahren Signal S1 wird ein Sinussignal S3 addiert, das zu dieser theoretischen Sinuskurve S2 gegenläufig ist und dieselbe Amplitude hat. Daraus ergibt sich ein zentriertes Signal S4, das theoretisch die Abstandsänderungen, die lediglich durch den Zustand der Fläche des Rohres bedingt sind, angibt.
Die Verarbeitung der Laser-Daten umfasst somit die folgenden Schritte zur Korrektur der Messungen und zur Berechnung der Flächen und Volumina:

– Eliminierung der Mess-Abweichungen: Es wird der Unterschied der Messung zwischen zwei benachbarten Punkten berechnet; falls dieser Unterschied über einen festgelegten Schwellwert steigt, nimmt der zweite Punkt den Wert des ersten Punktes an,
– Berechnung der Exzentrizitäts-Koeffizienten der Messung: Für jede Abtastzeile (Drehung um 360°) wird der höchste Punkt der Messung (maximaler Radius) gesucht, und es wird seine Amplitude sowie seine Winkelposition festgestellt. Es wird auch der mittlere Wert jeder Zeile berechnet, das heißt der mittlere Radius im Bereich dieser Zeile,
– Berechnung des mittleren Durchmessers des Rohres ausgehend von den gemessenen Mittelwerten anhand von einem Muster, das einer mittleren Zone des Rohres entspricht, wobei die 1000 ersten und letzten Mess-Zeilen eliminiert werden,
– es wird das Signal, wie es zuvor dargestellt wurde, gefiltert, um die Exzentrizitäts-Komponente zu eliminieren,
– es werden die Zeilen ausgeschlossen, deren höchster Punkt einen gegebenen Schwellwert überscheitet (Messabweichungen),
– Berechnung der Flächen und Volumina der Fehler: Die Kenntnis des dreidimensionalen (3D) Profils des Fehlers ermöglicht es, das Volumen und die Fläche des Fehlers durch mathematische Berechnung zu bestimmen. Diese Berechnung wird für verschiedene Tiefen durchgeführt. Es wird so diese Bestimmung für vier gegebene Tiefen vorgenommen, zum Beispiel 0,13, 1, 2 und 3 mm. Diese Tiefen stehen für einen schwachen, mittleren und starken Verschleiß.

Bezüglich des Aufnehmens von Video-Bildern wird eine Bildweise Aufzeichnung bewerkstelligt, die mit der Stroboskop-Beleuchtung synchronisiert wird, was es ermöglicht, jedem Video-Bild mit Hilfe der Kodierer gemessene Winkel- und Axialkoordinaten zuzuordnen. Die Aufnahme erfolgt in einer Menge von 24 Bildern pro Sekunde, das sind 24 Bilder pro Umdrehung des Kopfes.
Die Korrelation der Video- und Laser-Bilder ermöglicht es, den Grad des Verschleißes eines Waffenrohres zu messen und zu visualisieren und folglich seine verbleibende Lebensdauer vorherzusagen. Es wurde gesehen, dass das zuvor beschriebene Verfahren es ermöglichte, den Verschleiß des Rohres zu messen, zu lokalisieren und zu quantifizieren entsprechend verschiedener longitudinaler und winkelbezogener Zonen sowie entsprechend verschiedener Tiefen des Rohres.
Der gute oder schlechte Zustand des Rohres kann an hand von durch Erfahrung vordefinierten Schwellwerten nun einfach festgelegt werden.
Das Messverfahren gemäß der Erfindung kann ebenfalls auf die Vorhersage der verbleibenden Lebensdauer eines Rohres angewendet werden, das heißt auf die Bestimmung der Zahl an Munitionen eines gegebenen Typs, den das betreffende Waffenrohr noch verschießen kann.
Um eine derartige Vorhersage zu bewerkstelligen, ist es zuallererst notwendig, eine Datenbank über die Verschleißniveaus von verschiedenen Rohren in Abhängigkeit der Munitionen, die verschossen wurden, zu erstellen.
Man definiert so, was "Lebensdauer-Profile" der Rohre genannt wird, die von den Munitionen abhängen, die verschossen worden sind.
Diese Profile zeigen sich in Form von Kurven (Lebensdauer-Profil-Typen), welche die Anzahl von möglichen Schüssen in Abhängigkeit vom Volumen der gemessenen Fehler angeben, die zu einer Entchromung des Rohres führen.
Die Anwendung auf die Vorhersage der Lebensdauer eines Rohres umfasst nun die folgenden Schritte:

– Eingabe der Daten bezüglich des Vor-Lebens des zu untersuchenden Rohres in den Rechner (Anzahl und Art der bereits abgefeuerten Schüsse: Spitz-Geschosse, Hohlladungs-Geschosse, Übungsgeschosse...),
– Einordnung des Rohres in eines der vor-erstellten und im Rechner abgespeicherten Lebensdauer-Profile.

Diese Einordnung kommt damit gleich, eine der vor-erstellten Lebensdauer-Kurven auszuwählen, die am besten dem Vor-Leben des betrachteten Rohres entspricht. Diese Kurve ergibt nun eine mathematische Beziehung (Algorithmus), die es ermöglicht, das Verschleißniveau, das gemessen wird, mit einer verbleibenden Zahl von noch möglichen Schüssen für eine gegebene Munition zu verbinden.
In bestimmten einfachen Fällen kann nur eine einzige Lebensdauer-Profil-Kurve vorgesehen werden, welcher das Rohr automatisch zugeordnet wird.
Es wird dann durch das Verfahren gemäß der Erfindung das gesamte Verschleißvolumen und per longitudinale Zonen gemessen, wie es zuvor gezeigt wurde.
Die direkte Anwendung dieses Verschleißwertes auf die gewählte Lebensdauer-Kurve gibt die Anzahl von Schüssen an, die für einen Typ von gegebener Bezugs-Munition (Spitzmunition zum Beispiel) noch verschossenen werden kann.
Es wird außerdem eine Zuordnungstabelle abgespeichert, die es ermöglicht, der maximalen Anzahl von so berechneten Bezugs-Munitionen die maximale Anzahl von Munitionen anderer Typen zuzuordnen, die alternativ verschossen werden können.
Die Spitzmunitionen sind die meist verschleißenden für ein Rohr, wenn Nofl die maximale Anzahl von Spitzmunitionen ist, die zu verschießen möglich ist und die berechnet worden ist, erhält man:
Nocc (maximale Anzahl an Hohlladungsgeschossen, die zu verschießen möglich ist) = k Nofl, und
Noex (maximale Anzahl an Übungsgeschossen, die zu verschießen möglich ist) = k' Nofl.
Wobei k und k' Konstanten sind, die für ein gegebenes Lebensdauer-Profil abgespeichert werden.
Die Messung des gesamten Fehlervolumens, das dem Volumen der Fehler entspricht, durch das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es somit, leicht auf die Anzahl von verbleibenden Schüssen zu schließen, die mit jedem Typ von Munition abgegeben werden können.
Die Grundidee dieser Vorhersage beruht auf der Verknüpfung der Kenntnis von Anzahl und Typ der bereits durch ein Rohr verschossenen Munitionen mit wenigstens einem vorhersagenden Lebensdauer-Profil.
Als Beispiel werden die bereits durch ein Rohr verschossenen Munitionen auf die folgende Weise notiert: X die Anzahl an Übungsmunitionen, Y die Anzahl an Hohlladungsmunitionen und Z die Anzahl an Spitzmunitionen.
Es kann nun das Verhältnis R = Z/(X + Y) berechnet werden. Jedes Lebensdauer-Profil wird durch eine mathematische Kurve definiert, welche die Anzahl an Schüssen mit Spitzmunition (N_OFL,) angibt, die in Abhängigkeit vom Verschleißvolumen (V), das gemessen werden wird, noch abgegeben werden kann.
14 gibt als Beispiel eine Schar von drei Lebensdauer-Profil-Kurven f1, f2, f3 an.
Die erste Kurve f1 entspricht einem Profil, wie das Verhältnis R ≤ 5%, was einer geringen Anzahl an Schüssen mit Spitzmunition entspricht. Die zweite Kurve f2 entspricht einen Profil, wie R liegt zwischen 5 und 20%. Die dritte Kurve f3 entspricht einem Profil wie R ≥ 20%, was einer großen Anzahl an Schüssen mit Spitzmunition entspricht.
Die Grenzwerte von R können in Abhängigkeit von den Beschaffenheiten von Rohren, glatt oder gezogen, und von der Anzahl und der Beschaffenheit der möglichen Munitionen parametriert sein.
Es ist möglich, einen globalen Satz von Kurven für das Rohr und ebenso einen Satz von Kurven pro longitudinaler Zone zu bewerkstelligen, da ja die durch ein gegebenes Projektil verursachten Verschleißniveaus in Abhängigkeit von den longitudinalen Zonen des Rohres variabel sind.
Die Lebensdauer-Kurven sind abnehmende logarithmische Kurven, deren Koeffizienten von der Geometrie des Rohres, vom Herstellungsverfahren des betreffenden Rohres (Widerstandsfähigkeit der Chromierung) und von verschleißenden Eigenschaften der Munitionen abhängen.
Es ist nicht möglicht, allgemeine Kurven anzugeben, die sich auf alle Waffenrohre anwenden lassen. Diese Kurven hängen von der Struktur des Waffenrohres, der Beschaffenheit seiner inneren Beschichtung, dem Herstellungsverfahren der Beschichtung und den verschleißenden Eigenschaften der verwendeten Munitionen ab.
Die Kurven müssen somit auf empirische Weise für einen gegebenen Waffentyp und seine zugeordneten Munitionen durch Messung im Gelände des Verschleißes von verschiedenen Rohren, die ein unterschiedliches Lebensdauer-Profil besitzen, erstellt werden. Diese Messungen ermöglichen es, auf empirische Weise eine mathematische Beziehung zwischen dem gemessenen Verschleiß-Niveau und der Anzahl von bereits verschossenen Munitionen einer gegebenen Beschaffenheit zu erstellen. Die Zuverlässigkeit der ausgearbeiteten Kurven hängt selbstverständlich von der Anzahl von Rohren ab, die analysiert werden können und sie wächst im laufe der Zeit durch die empirische Aufarbeitung, welche die Lebensdauer-Profile und das Verschleiß-Niveau verknüpfen.
Der Schlüssel der so erstellten Vorhersage, es werden im Rechner die verschiedenen Kurven, welche die verschiedenen möglichen Lebensdauer-Profile (f1, f2, f3) angeben, sowie den Algorithmus, der es ermöglicht, eine dieser theoretischen Kurven einem gegebenen Lebensdauer-Profil automatisch zuzuordnen, abgespeichert.
Es genügt nun, eine Schnittstelle vorzusehen, welche die Erfassung der Werte X, Y und Z (Anzahl von bereits mit dem Rohr durchgeführten Schüssen für jeden Typ von Munition) ermöglicht. Der Algorithmus ordnet diesen Werten automatisch die am meisten geeignete Lebensdauer-Kurve zu.
Wenn die Verschleißmessung durchgeführt ist, ermöglicht es die zuvor ausgewählte Lebensdauer-Kurve (zum Beispiel f1 in 14), automatisch dem gemessenen Verschleißvolumen (V1) die Anzahl von Schüssen N1 von Spitzmunitionen, die mit diesem Rohr noch abgegeben werden kann, zu verknüpfen.
Die zuvor genannten Umrechnungstabellen geben parallel die maximale Anzahl von Schüssen von anderen Typen von Munition an, die noch abgegeben werden können.

Claims

Vorrichtung zur Messung des Verschleißes der inneren Wand eines Rohres (2), insbesondere des Rohres einer Waffe, umfassend ein endoskopisches Werkzeug (1, 3, 5) zur Inspektion der inneren Wand des Rohres und ein Rechner (4), wobei das Werkzeug einen Inspektions-Schlitten (1) umfasst, der dafür vorgesehen ist, in dem Rohr (2) fortzuschreiten, wobei der Schlitten mit einem drehbaren Inspektions-Kopf (63) versehen ist, der mit einem Laser-Modul (75) zur Abstandsmessung der inneren Wand ausgerüstet ist, wobei der Schlitten (1) und der Rechner (4) durch Mittel (8) zur Übertragung von Messungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das endoskopische Werkzeug (1, 3, 5) mit einer Videokamera (73) versehen ist, die senkrecht zur Ebene angeordnet ist, die durch die Drehachse des drehbaren Kopfes (63) und durch die Achse des Laser-Moduls (75) aufgespannt wird, um eine Videoerfassung der Rohrwand (2) zu bewerkstelligen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laser-Modul (75) konfiguriert ist, um Messungen seines Abstandes von der Rohrwand (2) durch Triangulierung auszuführen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (121) umfasst, um die axiale Position des Schlittens (1) in dem Rohr (2) zu bestimmen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (1) Antriebsmittel (54) zur Verschiebung und Mittel (69) zum Messen der Winkelposition des drehbaren Kopfes (63) umfasst.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (54) einen Getriebemotor umfassen, der Räder (58) antreibt.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (58) ein im Wesentlichen kegelstumpfartiges Profil aufweisen, wobei ein formgezahnter Bund (88) im Bereich der großen Basis des Kegelstumpfes vorgesehen ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Messung der Winkelposition des drehbaren Kopfes von einem Kodierer (69) gebildet werden, der mit einem Dreh-Antriebsmotor (76) des Kopfes (63) zusammenwirkt.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten ein Mittel zur Kontrolle seiner Position in Bezug auf die Vertikale umfasst, wobei das Mittel von einem Neigungsmesser gebildet wird.
Messvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Anschluss (3) umfasst, der den Schlitten (1) und den Rechner (4) verbindet, wobei der Anschluss eine Kabel-Speichertrommel (5) zur Verbindung (42) des Schlittens mit dem Rechner und einen Kodierer zur Messung (121) der Länge des abgewickelten Kabels umfasst.
Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) eine Trommel (114) umfasst, die mit einer spiralförmigen Rille zur Aufnahme des Kabels (42) versehen ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodierer (121) durch den Getriebemotor (117) angetrieben wird, der die Drehung der Trommel gewährleistet.
Messvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel zur Befestigung (34, 38) des Anschlusses (3) umfasst, das es ermöglicht, den Schlitten (1) im Bereich der Öffnung des Rohres (2) zu positionieren.
Messvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (3) von einer Grundplatte (32) zur Aufnahme des Schlittens gebildet wird, die an einem Ende des Befestigungsmittels (34, 38) an dem Rohr und am anderen Ende der Kabeltrommel (5) versehen ist.
Messvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endoskopische Werkzeug (1, 3, 5) ein Mittel zur Stroboskop-Beleuchtung (74) des Rohres umfasst.
Messvorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (1) mit einem Ausgleichgewicht (72) versehen ist, das den Kreiseleffekt minimiert, der durch die Drehung des Inspektions-Kopfes induziert wird.
Verfahren zum Messen des Verschleißes eines Rohres, das eine Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche verwendet, wobei in dem Verfahren: – eine Messung durch Laser des Abstandes von der inneren Wand des Rohres gemäß einer punktweisen Erfassung entlang einer Schraubenlinie gemäß einer ersten Steigung, die von einem Ende zum anderen des Rohres festgelegt ist, bewerkstelligt wird, – jedem Messpunkt seine Winkel- und Axialkoordinaten mit Hilfe von Kodierern zugeordnet werden, – die Daten der Abstandsmessung korrigiert werden, um die Daten der Tiefe von Fehlern der inneren Wand zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Abstandsdaten einen Schritt zur Bestimmung der Exzentrizität der Messung umfasst, wobei der Schritt eine Berechnung des mittleren Durchmessers des Rohres umfasst und die Anwendung eines Algorithmus zur radialen Zentrierung, der es ermöglicht, eine sinusförmige Komponente der Abstandsdaten für jede Messlinie zu eliminieren.
Messverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es die Fläche und/oder das Volumen eines jeden Fehlers für wenigstens eine gegebene Tiefe berechnet wird.
Messverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es die Fläche und/oder das Volumen eines jeden Fehlers für wenigstens zwei gegebene Tiefen berechnet wird.
Messverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es die Fläche und/oder das Volumen eines jeden Fehlers für vier gegebene Tiefen berechnet wird.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei longitudinale Zonen des Rohres definiert werden, für welche die gesamten und mittleren Volumina und Flächen für wenigstens eine gegebene Tiefe berechnet werden.
Messverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es fünf longitudinale Zonen des Rohres definiert werden.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es die Flächen- und/oder Volumenwerte maximaler und mittlerer gemessener Fehler mit Schwellwerten verglichen werden und davon auf die Gleichförmigkeit des Rohres geschlossen.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Abstandsdaten wenigstens einen Schritt zur Eliminierung von Informationen umfasst, die als abweichend angesehenen werden, da sie einen gegebenen Schwellwert überschreiten.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es eine dreidimensionale Anzeige der Evolute der Fläche des Rohres erstellt wird, auf der die Fehler in ihrer Form und ihrer Tiefe erscheinen.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Videoaufzeichnung der inneren Oberfläche des Rohres gemäß einer Erfassung entlang einer Schraubenlinie mit einer zweiten gegebenen Steigung, und die sich von einem Ende zum anderen des Rohres erstreckt, durchgeführt wird.
Messverfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoaufzeichnung Bildweise durchgeführt wird und mit einer Stroboskop-Beleuchtung synchronisiert wird, was es erlaubt, jedem Videobild seine gemessenen Winkel- und Axialkoordinaten mit Hilfe von Kodierern zuzuordnen.
Messverfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoaufzeichnung bei der Hinfahrt von einer Öffnung des Rohres zur anderen durchgeführt wird und die Laseraufzeichnung bei einer Rückfahrt.
Verwendung des Verfahrens nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 27 zur Vorhersage der Lebensdauer des Rohres einer Waffe ab, wobei die Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, dass: – wenigstens ein Lebensdauer-Profil eines Rohrtyps in der Form von empirischen Kurven erstellt wird, welche die Anzahl von Munitionen eines gegebenen Typs angeben, die in Abhängigkeit eines gegebenen Verschleißvolumens und in Abhängigkeit der von diesem Rohr bereits verschossenen Munitionstypen verschossen werden können, – das zu analysierende Waffenrohr diesem Lebensdauer-Profil oder auch einem dieser Lebensdauer-Profile in Abhängigkeit von Anzahl und Typ von durch dieses Rohr effektiv verschossener Munition zugeordnet wird, – der tatsächliche Verschleiß des zu untersuchenden Rohres gemessen wird, – vom Wert dieser Verschleißmessung und vom dem Waffenrohr so zugeordnetem Lebensdauer-Profil auf die Anzahl von Munitionen eines gegebenen Typs geschlossen wird, die noch verschossen werden kann.
Verwendung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner eine Datenbank beinhaltet, die wenigstens ein Lebensdauer-Profil in der Form von Kurven umfasst, welche die Lebensdauer des Rohres für eine gegebene Munition und in Abhängigkeit des Verschleißes vorhersagen, sowie einen Algorithmus, der die Auswahl einer der Kurven in Abhängigkeit von Lebensdauer-Daten ermöglicht, die durch die Anzahl von bereits durch das zu analysierende Rohr verschossener Munitionen eines jeden Typs gebildet werden, wobei die Lebensdauer-Daten mittels eines Erfassungs-Anschlusses eingegeben werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank wenigstens ein Lebensdauer-Profil enthält, das mit dem Gesamt-Verschleiß des Rohres verknüpft ist, und. Lebensdauer-Profile, die mit dem Verschleiß entsprechend wenigstens zweier longitudinaler Zonen des Rohres verknüpft sind.
Verwendung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswahl-Algorithmus die Berechnung eines Verhältnisses R der Anzahl von bereits verschossenen Referenz-Munitionen zur Gesamtzahl der anderen bereits verschossenen Munitionen umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenbank der Lebensdauer-Profile Kurven umfasst, welche die Lebensdauer des Rohres ausgedrückt in Anzahl von Referenz-Munitionen, die in Abhängigkeit des Verschleißes verschossenen werden können, vorhersagen, wobei der Rechner außerdem wenigstens einen abgespeicherten multiplikativen Umrechnungsfaktor enthält, der es erlaubt, die maximale Anzahl von Referenz-Munitionen, die verschossen werden kann, in eine maximale Anzahl von wenigstens eines anderen Typs Munition umzurechnen.