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Meßeinrichtung zum Messen von Rohren
Zum Messen von Innendurchmessern
gibt es verschiedenartige Meßeinrichtungen, die als Tastlehren ausgebildet sind.
Es sind zum Teil mechanische, aber auch elektrische Meßgeräte. Mechanische Innenmeßlehren
müssen mechanisch durch Welle oder Taster mit einem Anzeigegerät verbunde sein.
Elektrische Meßgeräte haben demgegenüber den Vorteil, daß die Anzeige getrennt von
dem Tastgerät erfolgen kann. Einen Vorteil hat das mechanische Meßgerät gegenüber
dem elektrischen: es besitzt meist einen größeren Meßbereich.
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Für große lange Bohrungen, wie Rohre, ist das auf rein mechanischem
Wege arbeitende Gerät unbrauchbar, da, wie bereits erwähnt, das Anzeigegerät direkt
mit dem Tastgerät mechanisch in Verbindung stehen muß.
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Eine induktiv arbeitende elektrische Lehre kann dagegen für lange
Bohrungen sehr gut verwendet werden; sie kann durch die Bohrung gezogen werden und
gibt dann jede Maßabweichung an ein getrennt angeordnetes elektrisches Meßgerät,
das auch als Registrierinstrument ausgebildet sein kann. Sie hat nur den Nachteil,
daß der Auslenkbereich verhältnismäßig klein ist und deshalb größere Maßabweichungen
schlecht aufnehmen kann. Der Auslenkweg einer solchen Lehre beträgt normalerweise
etwa I mm.
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Es gibt auch noch elektrische Tieflochmeßgeräte, die durch Verschieben
eines Widerstandes Maß abweichungen anzeigen. Bei diesen Geräten wird durch einen
Taster über mechanische Übersetzungsglieder ein Widerstand verstellt. Hierbei ist
wohl ein etwas größerer Tastweg möglich. Bei
allen Meßgeräten, die
durch Federdruck in ihre Nullage zurückgebracht werden müssen, wird leicht der Meßdruck
mit zunehmendem Tastweg größer. Außerdem ist es sehr schwierig, einen wirklich exakten
Nullpunkt zu erreichen.
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Vielfach liegt nun der Wunsch vor, Meßgeräte mit größerem Meßweg
zu verwenden, die aber ebenso genau wie bei kleinem Auslenkbereich und mit niedrigem
Meßdruck arbeiten.
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Die Aufgabe löst die erfindungsgemäße Anordnung zum Messen der lichten
Weite von Rohren und tiefen Bohrungen mittels einer durch den Prüfling hindurchgeführten
Meßlehre, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch dessen Wandung zwei oder mehrere
bewegliche Taststifte hindurchgeführt sind und welches folgende Elemente enthält:
eine mit Spindeltrieb axial verschiebbare Induktionsspule, einen relativ zu ihr
in Abhängigkeit vom Meßhub des Tasters axial verschieblichen Anker K, eine Nachsteuerung
K1, M1, K2, M2 zur Wiederherstellung einer vorgegebenen Relativlage von Spule und
Anker sowie einen mit der Nachsteuerung gekuppelten Geber G für die Übertragung
des Verstellweges auf ein Fernmeßinstrument. In einer derartigen Meßlehre werden
die hohe Ansprechempfindlichkeit der induktiv arbeitenden Lehren bei kleinem Auslenkweg
und kleinem Meßdruck nicht zur direkten Messung, sondern zur Steuerung in der Weise
verwendet, daß sie sich selbst bei jeder Maßabweichung selbsttätig auf den Nullpunkt
einspielt. Die Anzeige der Maß abweichung erfolgt indirekt auf elektrischem Wege,
z. B. mittels eines bekannten Übertragungssystems oder einer elektrischen Welle,
auf ein Anzeigegerät. Der Aufbau des Meßgerätes ist aus der Abbildung ersichtlich.
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Der Meßkopf M ist hier in runder Tauchspulenform ausgebildet. Er
sitzt auf einem verschiebbaren Support mg und kann auf uild ab bewegt werden. Der
bewegliche Eisenkern K besitzt am Ende eine konische Scheibe; diese Scheibe steht
mit den nach außen führenden TasternT1, T2 in Verbindung.
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Die Meßspule wird über eine Gewindespule Sp verstellt. Zum Antrieb
in beiden Richtungen sind für jede Richtung ein kleiner Synchronmotor vorgesehen.
Jeder der beiden - Motoren M1 und M2 wirkt über eine Untersetzung und eine kleine
magnetische Kupplung auf die Verstellspindel. Es wurden hier zwei Antriebsmotoren
vorgesehen, um platzraubende mechanische Glieder zu vermeiden.
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Der eine Motor wirkt auf die Verstellspindel in Rechtsdrehung und
der andere in Linksdrehung.
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Mit der Verstellspindel ist noch der Geber G für eine Anzeigevorrichtung
verbunden. Jede Verdrehung der Spindel verdreht gleichzeitig den Anker des Gebers
und somit auch den Anker eines außerhalb liegenden Empfängers. Die Drehung entspricht
stets einer Veränderung des Maßes.
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Der Meßkopf braucht bei einer solchen Einrichtung nur einen kleinen
Luftspalt zu besitzen.
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Seine Ansprechempfindlichkeit ist deshalb sehr groß. Um den beweglichen
Ankerkern K der Meßspule immer in der gleichen Nullage zu halten, genügt bereits
ein geringer Federdruck.
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Die magnetische Kupplung ist folgendermaßen gedacht: Der Motor wirkt
auf einen Ankerkern. In Längsrichtung ist dieser Kern leicht beweglich, und durch
eine Spiralfeder wird er bei ausgeschaltetem Zustand aus der Spule herausgedrückt.
Der zweite Ankerkern ist mit der Verstellspindel verbunden. Um jeden Kern liegt
eine Spule. Die Spulen werden so vom Strom durchflossen, daß der stillstehende Kern
mit genügend Kraft gegen den beweglichen Kern gepreßt und durch dessen Bewegung
in Drehung gesetzt wird. Sobald der Strom ausgeschaltet wird, fällt die Kupplung
sofort heraus. Der Meßkopf kann auf ein zweistufiges Röhrengerät arbeiten. Der Meßkopf
besitzt dann drei Meßstellungen: Stellung o, I und 2.
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In Stellung o liegen die Taster frei; infolgedessen muß eine Zustellung
erfolgen. = In Stellung I zündet die erste Röhre und unterbricht die Zustellbewegung.
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In Stellung 2 wird die zweite Röhre zum Zünden gebracht, die Taster
werden zurückgezogen.
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Das Gerät steuert sich und die mit einem gewissen Freihub versehenen
Taster so, daß immer die Mittellage des Ankers bzw. des Tauchankers erreicht wird.
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Die Arbeitsweise des Gerätes ist folgende: Das Gerät wird in die
Bohrung eingefahren. Die Taster müssen deshalb zuerst zusammengezogen werden.
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Nach dem Einfahren laufen dann die beiden Taster gegen die Bohrwand.
Mit geringem Druck werden dabei die Taster gegen die Kollussclleibe der Meßspule
gedrückt. Beim Sollwert zündet nur die erste Röhre, und alles bleibt in dieser Lage
so lange stehen, bis der Durchmesser des Rohres sich ändert.
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Wird der Durchmesser größer, so werden die beweglichen Taster durch
die Feder nach außen gedrückt. Der Anker K kommt in eine tiefere Stellung; sofort
wird die Magnetkupplung K1 eingeschaltet und kuppelt so, daß die Meßspule nach unten
geschoben wird. Liegen die Taster jetzt mit hinreichendem Druck an, daß Anker und
Meßspule wieder in ihre relative Ausgangsstellung kommen, wird die Kupplung jC1
wieder entkuppelt.
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Wenn der Durchmesser aber kleiner wird und der Druck auf die Taster
ansteigt, werden diese zurückgedreht, und der Ankers( wird in eine höhere Stellung
ausgelenkt. Jetzt wird die Kupplunge(, eingeschaltet und die Meßspule zurückgezogen.
Der Rückzug erfolgt so lange, bis die Spule wieder die relative Ausgangsstellung
erreicht hat. Auf diese Weise spielt sich also der Meßkopf stets selbst in die Nullage
ein. Das Anzeigegerät wird von einem Empfängermotor angetrieben. Jede Umdrehung
entspricht einem bestimmten Maß.
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Unter Umständen könnte das Meßgerät auch zwei Skalen erhalten; die
eine Skala gibt das tatsächliche Maß, so daß z. B., wenn das Meßgerät 200... 220
mm Meßbereich besitzt, die Skala
sofort ersichtlich machen kann,
wie groß der Durchmesser ist. Die zweite Skala besitzt einen Nullpunkt in der Mitte
und zeigt positive und negative Maß ab weichung an.
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Dieses Gerät müßte derart einstellbar sein, daß, sobald der Meßkopf
in der Bohrung sitzt und der hleßwert gerade dem gewünschten Kaliberwert entspricht,
die zweite Skala auf Null steht. Der Meßkopf wird nun durch die Bohrung gezogen.