DE2754500A1

DE2754500A1 - Vorrichtung zum messen der lage von punkten auf geradlinigen abschnitten eines vorgefertigten rohres

Info

Publication number: DE2754500A1
Application number: DE19772754500
Authority: DE
Inventors: Werner Guenther Hopf
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1978-06-29
Also published as: GB1582073A; GB1582072A; JPS6142201B2; JPS5380251A; DE2754500C2

Description

Vorrichtung zum Messen der Lage von Punkten auf geradlinigen Abschnitten eines vorgefertigten

Rohres

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Instrument zum Messen der Lage von verschiedenen erforderlichen Punkten in einem dreidiraensionalen Raum, mit einem Rohrfühler, der für einen Bereich von unterschiedlich bemessenen Rohren bestimmt ist, und einem Rohrfühler, der für mehrere verschiedene Bereiche von Rohrgrößen bestimmt ist.

In der US-PS 3 944 798 ist eine Vorrichtung zum Messen der

Winkel einer Fläche oder Achse eines Objektes bezüglich dreier Bezugsebenen beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt einen Arbeitskopf, der in Eingriff mit der Oberfläche des zu messenden Objektes kommen kann. Der Kopf ist über eine Anzahl von fünf schwenkbar gelagerten Armen an einem Arbeitstisch angebracht. Jede Verbindungsstelle zwischen den Tragarmen besitzt einen Sensor oder einen Resolver, der die relative Winkellage der Arme mißt, um aus dieser Gesamtheit von Informationen die Position des Arbeitskopfes zu bestimmen. Eine Schaltung verarbeitet die Signale von den fünf Sensoren, um die relative Position des Arbeitskopfes zu ermitteln.

In der GB-PS 1 3,29 708 ist ein Verfahren beschrieben, nach dem ein Schenkelrohr bzw. ein gebogenes Rohr mit Hilfe eines rohrförmigen Bezugsformstückes, basierend auf Messungen an dem rohrförmigen Bezugsformstück, hergestellt wird. Hierbei ist eine Meßvorrichtung gezeigt, die einen Abtastkopf für geradlinige Bewegungen in X-Y- und Z-Richtungen aufweist. Bei dieser Vorrichtung ist ein Arm vorgesehen, an dem ein Träger mit einem abgebogenen bzw. versetzt angeordneten Endabschnitt angebracht ist. Ein Abtastkopf besitzt einen nach außen offenen U-förmigen Querschnitt, und dieser ist an dem abgebogenen bzw. versetzt angeordneten Abschnitt angebracht und dient zur Aufnahme der Außenfläche des Rohres. Eine Verlängerung bzw. Projektion der Achse des Armes schneidet die Achse des Abtastkopfes an der Mittellinie des Rohres, wenn die Außenfläche desselben in Eingriff mit dem Abtastkopf ist. Hierbei werden die Koordinaten der Mittellinie an zwei Stellen für jeden geraden Abschnitt des gebogenen Rohrstückes gemessen. Die Koordinaten des Punktes auf der Mittellinie der geradlinigen Abschnitte des Rohres dienen zur Ermittlung eines Programmes für den Biegevorgang.

In der US-PS 3 944 798 sind fünf analoge Sensoren oder Resolver vorgesehen, die zur ausreichenden Ermittlung von Informationen dienen, um ein Programm zur Ausführung des Biegevor-

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ganges zu erstellen. Bei der GB-PS 1 329 708 muß die Position des versetzten Endes einjustiert oder die Achse des Abtastkopfes verändert werden, um entsprechende Messungen bei Rohren mit verschiedenen Durchmessern durchführen zu können.

Die Erfindung schafft Rohrfühler,die in einem versetzten Endabschnitt einer Vorrichtung angebracht werden können, zum Messen von Punkten längs geradliniger Abschnitte eines vorgefertigten Rohres bestimmt sind. Eine Art eines Rohrfühlers ist passend für einen Bereich von entsprechenden Rohrdurchmessern ausgelegt, während eine andere Art eines Rohrfühlers passend für verschiedene Bereich von Rohrdurchmessern ausgelegt ist. Die Rohfühler können in Verbindung mit dem hierin beschriebenen Instrument verwendet werden, oder sie können auch mit anders aufgebauten Vorrichtungen ihrer Bestimmung zugeführt werden, wie z.B. bei den Vorrichtungen, die in der US-PS 3 944 798 und in der GB-PS 1 329 708 beschrieben sind.

Nach der Erfindung wird ein vorgefertiges zu messendes Rohr auf einen Arbeitstisch aufgelegt. Das Meßinstrument besitzt einen Schlitten, der sich linear längs einer Kante des Arbeitstisches bewegt. Ein erster Resolver, der mit dem Schlitten gekoppelt ist, liefert ein Signal, das kennzeichnend für die Position des Schlittens ist. Ein ersterund ein zweiter Arm sind mit dem Schlitten derart verbunden, daß sie in einer vertikalen Ebene eine Schwenkbewegung ausführen können, und ein zweiter und ein dritter Resolver sind an den Schwenkpunkten vorgesehen. Die zweiten und dritten Resolver liefern Signale, die für die Winkellage der Arme kennzeichnend sind. Ein Träger mit einem abgebogenen bzw. versetzt liegenden Ende dreht sich bzw. schwenkt sich um die Achse des zweiten Armes. Ein Rohrfühler ist drehbar an dem versetzten Endabschnitt des Trägers angebracht. Eine Projektion bzw. eine Verlängerung der Aches des zweiten Armes und eine Projektion bzw. eine Verlängerung der Achse des Rohrfühlers bilden eine Schnittstelle.

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Wenn der Rohrfühler in Eingriff mit der Außenfläche des Rohres kommt, liegt der Schnittpunkt an einer Stelle auf der Mittellinie des Rohres. Der Schnittpunkt kann manuell an zwei Stellen bei jedem geradlinigen Abschnitt des Rohres adjustiert werden, und die Signale von den drei Resolvern werden für jeden Punkt angezeigt und aufgezeichnet. Zwei Arten von Rohrfühlern können mit dem Traggestell verbunden sein. Eine Art umfaßt ein U-förmiges Element mit zwei im wesentlichen parallelen Schenkeln, das drehbar an dem versetzten Endabschnitt des Trägers angebracht ist, um in Eingriff mit der Außenfläche des Rohres zu kommen. Die andere Ausführungsform umfaßt ein Paar Platten, die den Eingriffsflächen mit dem Rohr gegenüberliegen. Die Platten sind auf einer Basis angebracht und längs dieser in Richtung aufeinander und voneinander weg bewegbar, um in Berührung mit gegenüberliegenden Seiten des Rohres zu kommen.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Rohrfühler dadurch aus, daß er passend für einen Bereich von Rohrdurchmessern ausgelegt ist.

Vorzugsweise ist ein Rohrfühler so ausgebildet, daß er passend für mehrere verschiedene Bereiche von Rohrdurchmessern ausgelegt ist.

Insbesondere schafft die Erfindung einen Rohrfühler, der leicht urid einfach an einer Vielzahl von vorhandenen Vorrichtungen zum Messen vorgefertiger Rohre angebracht werden kann.

Insbesondere bezweckt die Erfindung einen Rohrfühler, der an einem Instrument angebracht werden kann, bei dem die Achse des zweiten Armes die Achse des Rohrfühlers derart schneidet, daß der Schnittpunkt der Achsen auf der Mittellinie des Rohres liegt, wenn der Rohrfühler in Eingriff mit dem Rohr kommt.

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Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Vorrichtung zum Messen der Position von Punkten längs eines geradlinigen Abschnittes eines vorgefertigten stabförmigen, rohrförmigen Elementes bezüglich eines Referenzpunktes. Ein säulenförmiger Ständer ist an einem Schlitten angebracht, der sich längs einer Kante eines Arbeitstisches bewegt, auf welchem das Rohr aufliegt. Die säulenförmige Stütze besitzt ein oberes Ende, an dem ein erster Arm schwenkbar um eine vertikale Ebene angebracht ist. Ein zweiter Arm mit einem an diesem Ende angebrachten Träger ist schwenkbar um den ersten Arm für eine weitere Bewegung in der vertikalen Ebene angebracht. Der Träger dreht sich um die Achse des zweiten Armes und besitzt einen versetzt bzw. abgebogenen Endabschnitt, an dem ein Rohrfühler angebracht ist. Zwei Rohrfühler verschiedener Bauart werden beschrieben, die jeweils Außenflächen besitzen, die in Berührung mit dem vorgefertigten Rohr kommen können. Wenn das Rohr in Eingriff mit dem Rohrfühler ist, schneiden sich die Projektionen der Achse des ersten Armes und der Achse des Rohrfühlers auf der Mittellinie des Rohres. Resolver liefern Signale, die für die Stelle des Schlittens und die Winkel der beiden Arme kennzeichnend sind und daraus die Position der Schnittstelle auf den Projektionen der Achsen ermitteln. Eine Bedienungsperson stellt manuell die Eingriffsflächen mit dem Rohr des Rohrfühlers ein, so daß dieser das Rohr berührt, und bei Betätigung eines Schalters v/erden die Winkel der Resolver angezeigt und aufgezeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Instrumentes;

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Instrumentes, wobei eine V/and zur Verdeutlichung des Trägers herausgenommen ist;

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Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Instrumentes längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Rohrfühlers längs der Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 und 6 veranschaulichen zwei Größenabmessungen einer Art eines Rohrfühlers;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des versetzt liegenden Endabschnittes der Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, wobei hier eine andere Art eines Rohrfühlers an diesem Abschnitt angebracht ist;

Fig. 8 ist eine Ansicht des Rohrfühlers in Fig. 7 in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht des Rohrfühlers in Fig. 7; und

Fig. 10 ist eine weitere Schnittansicht des Rohrfühlers in Fig. 7.

Nach Fig. 1 ist das Instrument 10 auf einem Tisch 12 angebracht, auf dem ein zu messendes, vorgefertigtes Rohr 14 aufliegt. Ein Schlitten 16 mit einer vertikalen säulenförmigen Stütze 18 und schwenkbar gelagerten Armen 20 und 22 bev/egt sich geradlinig längs des Arbeitstisches 12 in dem Gehäuse 24. Ein Linearsensor 25 (Fig. 2) liefert ein Signal, das kennzeichnend für die Position des Schlittens 16 auf dem Tisch 12 ist. Rotierende Sensoren 26 und 28 sind an den Schwenkpunkten der Arme 20 und 22 angebracht. Der Linearseneor 25 und die rotierenden Sensoren 26 und 28 liefern insgesamt sämtliche Informationen über die Position zu dem Processor 30 über eine Leitung 32. Ein Träger 34 ist an dem Arm 22 angebracht und um die Achse des Armes 22 schwenk- bzw. drehbar gelagert. Der Träger 34 besitzt einen versetzt liegenden Endabschnitt 36, an dem drehbar ein U-förmiger Rohrfühler 38 angebracht ist. Der Rohrfühler kann mit Hilfe eines Drehknopfes 40 verdreht werden, um wahlweise Punkte längs dem Rohr 14 einstellen zu können. Wie sich aus

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den nachstehenden ,Ausführungen näher ergibt, schneidet die Achse des Armes 22 die Achse des Rohrfühlers 38, und wenn der Rohrfühler in Eingriff mit der Außenfläche des Rohres 14 kommt, liegt dieser Schnittpunkt auf der Mittellinie des Rohres. Der Ausgang des Linearsensors und der beiden rotierenden Sensoren bestimmen den Ort und die Stelle des Schnittpunktes. Ein Schalter 44 wird niedergedrückt, um die Signale von den Sensoren aufzuzeichnen, aus denen die Position der Schnittstelle ermittelt wird.

Ein Vermessungsvorgang des Rohres 14 wird nicht näher erläutert. Ständer 46 und 48 stützen das Rohr 14 ab, um dieses für die Rohrfühler 38 zugänglich zu machen. Die Ständer besitzen eine Höhe, die ausreicht, um das Rohr 14 oberhalb der Oberfläche des Tisches 12 derart zu halten, daß der Rohrfühler 38 in den gewünschten Punkten längs der Rohraußenfläche in Eingriff kommen kann. Der Träger 34 ist manuell verstellbar an dem Ende des Arbeitstisches 12 angebracht, und ein Drehknopf 40 läßt sich verdrehen, so daß der Rohrfühler 38 in Eingriff an dem Punkt 50 am Ende des Rohres kommen kann. Wenn der Rohrfühler entsprechend mit dem Rohr 14 auf ähnliche Art und Weise, wie in Fig. 4 gezeigt, in Eingriff ist, wird der Schalter 44 niedergedrückt, und die Position der Mittellinie des Rohres wird von dem Processor 30 geliefert. Der Rohrfühler 38 wird dann von links nach rechts in Fig. 1 zu dem Punkt 52 bewegt, der in der Nähe der Rohrbiegung 54 liegt. Der Rohrfühler 38 kommt wiederum gegen die Außenfläche des Rohres 14 zu liegen. Der Schalter 44 wird zum zweiten Mal niedergedrückt, um die Position der Mittellinie des Rohres 14 aufzuzeichnen. Somit erhält man einen Vektor, der einen geraden Abschnitt des Rohres gekennzeichnet durch die Punkte 50 und 54, darstellt. Der RohrfUhler 38 kommt dann außer Eingriff von der Außenfläche des Rohres 14, wird wiederum von neuem positioniert und greift an dem Punkt 56 ein, der der Rohrbiegung 54 benachbart liegt. Der Schalter 22 wird zum dritten Mal niedergedrückt. Der Fühler 38

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wird manuell auf den nächsten Punkt, den Punkt 58, längs des Rohrs 14 eingestellt. Der Punkt 58 liegt in der Nähe der Biegung 60. Wenn der Rohrfühler 38 entsprechend in Eingriff mit der Außenfläche des Rohres 14 kommt, wird der Schalter 44 zum vierten Mal geschlossen, um die Position der Mittellinie des Rohres dem Processor 30 weiterzugeben. Die manuelle Positionierung des Instrumentes 10 wird längs des Rohrs 14 fortgesetzt, und Messungen erfolgen auf ähnliche Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, bis jeder gerade Abschnitt des Rohres meßwertmäßig erfaßt ist. Der Processor 30 empfängt ein Punktepaar, das bestimmend für die Vektoren ist, die die geradlinigen Abschnitte des Rohres 14 darstellen. Aus den vektoriellen Informationen läßt sich ein Programm zur Ausführung des Biegevorganges aufstellen.

Nach den Fig. 2 und 3 ist der Arbeitstisch 12 ausreichend groß bemessen, um verschiedene vorgefertigte zu messende Rohre aufnehmen zu können, und umfaßt ein Gehäuse 62 längs der rückwärtigen Kante. Das Gehäuse kann über eine rückwärtige Wandfläche 64 zugänglich sein. Das Gehäuse 22 umschließt eine Führungsbahn, wie z.B. Schienen 66 und 68, die sich über die Länge des Tisches 12 erstrecken. Die Schienen haben Blöcke 70 an ihren Enden als Anschlag für die Bewegung des Schlittens 72 und dienen als eine Bezugsgröße für das Eichen des Sensors 25, was nachstehend näher erläutert wird. Eine Zahnstange 74, die ebenfalls an dem Gehäuse 62 angebracht ist, erstreckt sich über die Länge des Tisches 12. Die Zahnstange 74 greift in eine Zahnrad 76 des Linearsonsors 25 ein, so daß der Sensor ein Signal liefert, das kennzeichnend für die Position des Schlittens 72 längs des Tisches 12 ist.

Eine säulenförmige Stütze 18 ist an dem Schlitten 72 angebracht und ragt durch eine kanalförmige Ausnehmung 78 des Gehäuses 62. Die säulenförmige Stütze 18 besitzt ein oberes Ende 80, das den rotierenden Sensor 26 und einen Arm 20 aufnimmt.

Der -firm 20 1st an der säulenförmigen Stütze 18 schwenkbar angebracht und führt eine gekrümmte Bewegung in einer vertikalen Ebene aus, was sich am besten Fig. 3 entnehmen läßt. Der Arm 20 schwenkt sich in einem Bogen 82 mit einem Mittelpunkt 84. Das andere Ende des Armes 20 nimmt einen zweiten Arm 22 auf. Der Arm 22 ist um den Arm 20 in derselben Ebene wie der Arm 20 schwenkbar angebracht und schwenkt sich bezüglich der säulenförmigen Stütze 18. Der Arm 22 schwenkt sich in einem Bogen 86 mit einem Mittelpunkt 88 (Fig. 3). Ein Arm 22 geht in einen axial verlaufenden Gewindebolzen 90 mit Gewindegängen an den Enden über.

Der Träger 34 besitzt eine A,chse, die parallel zu und - wie in den Figuren gezeigt - mit einer Projektion der Achse des Armes 22 zusammenfallen kann. Der Träger 34 ist über den Gewindebolzen 9 mit dem Arm 22 verbunden. Vorzugsweise nimmt der Gewindebolzen 90 den Träger 34 über ein hUlseniörmiges Gebilde 94 auf, das durch eine Mutter 96 festgelegt ist. Die Anordnung des Gewindebolzens 90 und der Mutter 96 halten das hülsenförmige Gebilde 94 und ermöglichen eine Schwenkbewegung des Trägers 34 um die Achse des Armes 22. Das hülsenförmige Gebilde 94 kann einen vorspringenden Anschlag (nicht gezeigt) aufweisen, um eine Drehbewegung des Trägers 34 um den Gewindebolzen 9 über 360° hinaus zu verhindern. Der Träger 34 besitzt ein versetzt liegendes Ende 36, das den Rohrfühler 38 aufnimmt. Das Ausmaß der versetzten Lage des Endabschnittes des Trägers 34 muß so ausreichend groß bemessen sein, um sicherzustellen, daß der Rohrfühler 38 innerhalb der Projektion der Achse des Armes 22 zu liegen kommen kann.

Der Rohrfühler 38 ist mit dem versetzt liegenden Endabschnitt 96 über einen Schaft 98 verbunden. Der Schaft 98 ist an einem Drehknopf 40 angebracht und ragt durch eine Bohrung 100 zur Aufnahme einer Platte 102 über, an der der Rohrfühler 38 angebracht werden kann. Der Rohrfühler 38 ist um die Achse des

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Schaftes 98 drehbar und läßt sich mit Hilfe des Drehknopfes 40 justieren und positionieren.

Der Rohfühler 38 ist an einem Träger 34 derart angebracht, daß die Projektion der Achse des Armes 22 die Achse des Schaftes 98 schneidet. Gegenüberliegende V-förmige Ausnehmungen 104 und 106 an gegenüberliegenden Seiten der Schenkel 108 und 110 sind so angeordnet, daß eine Linie zwischen den Spitzen durch die Schnittstelle der Projektionen der Achse des Armes 22 und der Achse des Schaftes 98 gehen. Wenn die Kanten der V-förmigen Ausnehmungen in Eingriff mit einem geradlinigen Abschnitt des Rohres 14 kommen, liegt die Schnittlinie auf der Mittellinie des Rohres. Der Winkel, unter dem die Seiten der V-förmigen Ausnehmungen ausgenommen sind, sollte vorzugsweise symmetrisch zur Mittellinie 112, wie in Fig. 6 gezeigt, sein. Obgleich mehrere rfinkel wahlweise möglich sind, ist vorzugsweise ein Winkel von 45° zur Mittellinie 112 äußerst günstig.

Der Rohrfühler 38 kann lös- und abnehmbar auf einer Platte 102 mit Hilfe von Schrauben 114 und 116 durch die rückwärtige Seite 118 angebracht werden. Als Verbindungseinrichtung von Rohrfühler 38 und Träger 34 kommen verschiedene Arten in Betracht, denen alle gemeinsam ist, daß die Projektion des Schaftes 98 die Projektion der Achse des zweiten Armes 22 schneiden kann. Ein Rohrfühl«r für eine einzige Größe kann Rohre innerhalb eines Bereiches von Durchmessern aufnehmen. Es sind jedoch mehrere verschieden bemessene und ausgelegte Rohrfühler erforderlich, um Rohre mit Durchmessern verschiedener Bereiche aufnehmen zu können. Obgleich die Abmessungen der verschiedenen Rohrfühler verschieden sein können, muß jeder einen Schnittpunkt der Projektion der Achse des Armes 22 mit der Achse des Schaftes 98 an der Mittellinie des zu vermessenden Rohres bilden. Solange diese Bedingung erfüllt und gewährleistet ist, kann jede Art und Größe eines Rohrfühlers verwendet werden. -

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Um -ein genaues Programm zur Ausführung eines Biegevorganges erstellen zu können ist es wichtig, daß die Sensoren 25»26 und 28 vor der Messung des Rohres geeicht werden. Die Eichung des linearen Sensors 25 erfolgt dadurch, daß der Schlitten 72 gegen den Anschlag 70 zur Anlage kommt. Wenn der Schlitten diese Position einnimmt, ist das Signal von dem Sensor 25 der Bezugsposition zugeordnet. Die Sensoren 26 und 28 können dadurch geeicht werden, daß der Rohrfühler 38 in Eingriff mit einem Bezugsstab 120 kommt. Insbesondere kann der Rohrfühler 38 in Eingriff mit einem Bezugsstab 120 gebracht werden, der in einem Joch 122 gehalten ist. Wenn der Rohrfühler 38 diese Position einnimmt, liefern die Sensoren 26 und 28 Signale,die für die Bezugsposition der Arme 20 und 22 kennzeichnend ist. Wenn jeder der drei Sensoren entsprechend geeicht worden ist, sind die dem Prozessor 33 gelieferten Signale, die von den Sensoren 25,26 und 28 kommen, dazu geeignet, die Position des Rohrfühlers 38 zu messen und zu bestimmen.

Nach Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Rohrfühlers anstelle des Rohrfühlers 38 vorgesehen. Der Schwenkarm 20 ist mit der vertikalen, säulenförmigen Stütze (nicht gezeigt) des Instrumentes 10 verbunden, das wie in Fig. 1 aufgebaut ist. Der Schwenkarm 22 ist mit dem Arm 20 verbunden, und der rotierende Sensor 28 ist an dem Schwenkpunkt angebracht. Ein Träger 34 ist an dem Ende des Schwenkarms 22 derart angebracht, daß er um seine Achse drehbar ist. Der Träger 34 besitzt einen versetzt liegenden Endabschnitt 36 mit ausreichender Tiefe und Länge, um drehbar einen Rohrfühler 124 aufnehmen zu können, der in Eingriff mit dem Rohr 14 kommen kann.

Der Rohrfühler124 ist drehbar am Träger 34 über einen Schaft gelagert, der sich durch den Träger erstreckt und von einem Drehknopf 28 festgehalten ist. Durch Verdrehung des Drehknopfes 128 läßt sich die Winkellage des Rohrfühlers 124 bezüglich desi Trägers 34 sowie die Position der Platten 130 und 132 bezüglich zueinander einstellen. Eine Verlängerung bzw. Porjektion der

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Achse des Armes 21 schneidet die Achse des Rohrfühlers 124, und der Schnittpunkt der Achsen liegt auf der Mittellinie des Rohres 14, wenn die Platten 130 und 132 in Eingriff mit den gegenüberliegenden Seiten des Rohres 14 kommen. Die Ausgänge der Resolver, wie etwa der Resolver 28, bestimmen in ihrer Gesamtheit die Stelle und die Lage des Schnittpunktes. Der Schalter 44 wird gedrückt, so daß die Signale aufgezeichnet werden.

Im folgenden wird das Ineingriffkommen des Rohrfühlers 124 mit dem Rohr 14 näher erläutert. Ein Schnittpunkt auf dem Rohr wird ausgewählt, und die Schwenkarme 20 und 22 werden nahe diesem Punkt positioniert. Der Träger 34 wird um den Schwenkarm 22 so verdreht, daß der Rohrfühler 124 dem Rohr gegenüberliegt, wobei die Platten 130 und 132 einen Abstand zueinander einnehmen. Der Drehknopf 128 wird dann verdreht, und der Träger 34 wird so positioniert, daß das Rohr zwischen den Platten 130 und 132 zu liegen kommt.

Die Basis 134 des Rohrfühlers 124 ist manuell festgehalten, während der Drehknopf 128 weiter verdreht wird, so daß die Platten 130 und 132 enger aufeinander zugefahren werden. Wenn die Platten 130 und 132 zur Anlage gegen die gegenüberliegende Außenfläche des Rohres 14 kommen, braucht die Basis 134 nicht länger manuell festgehalten zu werden. Selbst wenn der Drehknopf 128 weiter verdreht wird, versuchen die Platten, sich selbst in rechtem Winkel zu dem Rohr derart auszurichten, daß die Kanten der Platten flach gegen die gegenüberliegenden Außenflächen des Rohres anliegen. Wenn ein derartiger Eingriffszustand erreicht worden ist, liegt der Schnittpunkt der Verlängerungen bzw. Projektionen der Achsen des Armes 22 und des Rohrfühlers 24 auf der Mittellinie des Rohres.

Nach den Fig. 8,9 und 10 ragt der Schaft 126 durch die Öffnung 136 über den versetzten Endabschnitt 36 des Trägers 34 hinaus. Der Drehknopf 128 ist über eine Gewindeverbindung 138 an dem Schaft 126 angebracht. Eine Scheibe 140 ist auf dem Schaft 126

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so angebracht, daß sich ihre rückwärtige Fläche 142 um einen kleinen Betrag in einem Abstand von der rückwärtigen Fläche 144 der Basis 134 nach außen legt. Dieser Zwischenraum ermöglicht, daß der Rohrfühler 124 frei ohne Behinderung bezüglicn des Trägers 34 verschwenkt und verdreht werden kann. Die Stirnfläche 146 der Scheibe 140 fällt mit der Innenfläche 148 der Basis 134 zusammen. Ein Stirnrad 150 sitzt auf der Stirnfläche 146 der Scheibe 140 auf und ist dort befestigt. Der Durchmesser des Stirnrades 150 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 136, so daß eine rückwärtige Fläche 152 in Eingriff mix der Innenfläche 148 der Basis 134 kommen kann. Die Zähne 154 längs des Außenumfangs des Stirnrades 150 kommen in eine Verzahnung 156 auf einer Zahnstange 158 und einer Verzahnung I60 auf einer Zahnstange 162 in Eingriff.

Ein ringförmiges Spannelement 164 legt das Stirnrad 150 an der Vorderseite 146 der Scheibe 140 über Schrauben I66 und 168 fest, die in Gewindebohrungen 170 und 172 aufgenommen werden. Der Schaft 126, der von der Stirnfläche 146 der Scheibe 140 nach außen vorsteht, richtet das Stirnrad 150 und das ringförmige Spannelement 164 konzentrisch zur Schaftachse aus. Das ringförmige Spannelement 164 weist eine außen verlaufende Abschrägung 164 am Umfang auf, die in bogenförmigen Ausnehmungen 176 und 178 der Halteplatten 180 und 182 aufgenommen wird. Die Halteplatten 180 und 182 weisen jeweils ein Distanzstück 184 und 186 auf. Die Halteplatten 180 und 182 werden an der Innenfläche 148 der Basis 134 mit Hilfe von Schrauben, wie z.B. die Schraube 188, festgelegt.Wenn diese so an der. Basis 134 festgelegt sind, bildet sich eine obere kanalförmige Ausnehmung 190 und eine untere kanalförmige Ausnehmung 192. Die kanalförmigen Ausnehmungen 190 und 192 sind ausreichend breit, um die Verzahnung 156 und I60 auf den Zahnstangen 158 und 162 entsprechend aufzunehmen. Die Zahnstangen gleiten in den zugeordneten kanalförmigen Ausnehmungen 190 und 192 in Gegenrichtung zu der Drehbewegung des Stirnrades 150.

Die Platten 130 und 132 sind mit den Zahnstangen 158 und 162 mit Hilfe von Schrauben 194 und 196 verbunden. Die Platte 130 besitzt einen Schaft 198, und von diesem steht ein Finger 200 mit einer V-förmigen Ausnehmung 202 über. Ähnlich besitzt die Platte 132 einen Schaft 204 und einen Finger 206 mit einer V-förmigen Ausnehmung 208. Die V-förmigen Ausnehmungen 202 und 208 liegen einander gegenüber. Die Länge des Schaftes 198 und die Länge des Schaftes 204 werden so gewählt, daß die Finger 200 und 206 einander nicht behindern, wenn die Platten 130 und 132, wie in Fig. 9 gezeigt, zusammengefahren werden.

Die Finger 200 und 206 müssen ausreichend lang bemessen sein, um einen großen Bereich von Rohrdurchmessern aufnehmen zu können, und die Spitzen der V-förmigen Ausnehmungen 202 und 208 sind so angeordnet, daß, wenn diese mit einer Linie verbunden sind, diese senkrecht zur Projektion der Achse des Schaftes 126 liegt. Obgleich ein spezieller Winkel der V-förmigen Ausnehmung nicht erforderlich ist, ist bevorzugt ein Winkel von 120° vorgesehen. Der Winkel der V-förmigen Ausnehmung 202 muß jedoch gleich dem Winkel der V-förmigen Ausnehmung 208 sein.

Bei abgewandelten Ausführugsformen braucht beispielsweise die Achse des Rohrfühlers nicht senkrecht zu der Achse des Trägers 34 liegen. Der Träger 34 könnte einen zweiten versetzten Abschnitt aufweisen, um den Drehknopf 40 oder den Knopf 128 günstiger zugänglich zu machen.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R.Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

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Patentans ρ r ü c h e

Vorrichtung zum Messen der Lage von Punkten auf geradlinigen Abschnitten eines vorgefertigten Rohres bezüglich eines Bezugspunktes, gekennzeichnet durch eine Bewegungseinrichtung (16) für eine Bewegung längs einer Arbeitsfläche (12), einen ersten Arm (20) mit einem ersten und zweiten Ende, wobei das erste Ende des ersten Armes (20) mit der Bewegungseinrichtung (16) verbunden ist, einen zweiten Arm (22) mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende des zweiten Armes (22) mit dem zweiten Ende des ersten Armes (20) verbunden ist, einen Träger (34) mit einer Achse parallel zur Achse des zweiten Armes (22), der an dem zweiten Ann (22) um denselben drehbar bzw. schwenkbar angebracht ist und einen versetzt zu der Achse des zweiten Armes (22) liegenden Endabschnitt (36) aufweist, Rohrfühler (38,124), die an dem versetzten Endabschnitt (36) das Trägers (34) angebracht sind und in Eingriff mit der Außenfläche eines Rohres (14) an gegenüberliegenden Seiten desselben derart kommen können, daß ein Schnittpunkt einer Projektion der Achse des zweiten Armes (22) und der Achse des Rohrfühlers (38,124) auf der Mittellinie des.Rohres in Eingriff liegt, und durch eine Einrichtung (25,26,28) zum Be-, stimmen der Position der Schnittstelle bezüglich des Bezugspunktes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (38,124) ein nach außen offenes drehbares U-förmiges Element mit einem ersten und einem zweiten Schenkel (108, 110) und V-förmigen Ausnehmingen (104,106) auf den ersten und zweiten Schenkeln (108,110) aufweisen, und daß eine Linie, die die Spitzen der V-förmigen Ausnehmungen (104,106) verbinden, durch die Projektionen der Achse des zweiten Armes (22)

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0RK3INAL INSPECTED

und der Achse des Rohrfühlers (38,124) geschnitten wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler (38,124) eine Basis (134), ein Plattenpaar (130,132) mit Anlageflächen für das Rohr und Einrichtungen aufweisen, die zum Anbringen der Platten (130,132) an der Basis (134) dienen und eine Bewegung in Richtung auf die Platten und voneinander weg zulassen, um die Eingriffsflächen mit den Rohren in Berührung mit den gegenüberliegenden Seiten des Rohres (14) zu bringen, und daß die Basis (134) und die Platten (130,132) einander so zugeordnet sind, daß beim Anliegen der Flächen gegen das Rohr die Mittellinie des Rohres (14) auf der Schnittstelle liegt (Fig. 8 bis 10).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Kooridinierung der Bewegung des Plattenpaares (130,132) derart vorgesehen ist, daß die Schnittstelle immer in der Mitte zwischen den Eingriff sf lachen an dem Rohr liegen (Fig. 8 bis 10).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (26) vorgesehen ist, die den Rohrfühler (38,124) um die Achse des Rohrfühlers (38,124) dreht.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen mit dem Rohr V-förmig ausgebildete Ausnehmungen (202,208) in den Plattenpaaren (130,132) sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Linie, die die Spitzen der V-förmigen Ausnehmungen (202,208) verbindet, die Schnittstelle der Projektion der Achsen schneidet.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stirnrad (150) drehbar an der Basis (134) gelagert ist,und daß Zahnstangen (158,162) auf den Platten (130,132) angebracht sind, die in Eingriff mit dem Stirnrad (150) kommen können, so daß bei der Drehung des Stirnrades (150) relativ zu den Zahnstangen (158,162) die Platten (130,132) sich bewegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnrad (150) bezüglich der Zahnstangen (158,162) derart angeordnet ist, daß bei der Drehbewegung des Stirnrades (150) relativ zu den Zahnstangen (158,162) die Platten (130,132) in gleichen und in gegeneinanderweisenden Richtungen bewegt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen an dem Rohr des Plattenpaares (130,132) im wesentlichen parallel zueinander sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenpaar (130,132) senkrecht zu der Basis (134) angebracht ist.

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