NO801890L

NO801890L - INSTRUMENT FOR MEASURING THE SURFACE OF A WORK PIECE

Info

Publication number: NO801890L
Application number: NO801890A
Authority: NO
Inventors: William Willis; Clyde C Chivens
Original assignee: Hydril Co
Priority date: 1979-06-25
Filing date: 1980-06-24
Publication date: 1980-12-29
Also published as: MX152512A; DE3023607A1; GB2052065B; IT8049039A0; GB2052065A; JPS6133441B2; FR2468874A1; IT1146232B; FR2468874B1; JPS5619401A; SG4884G

Description

Oppfinnelsen angår generelt instrumenter for måling av overflater, spesielt gjengene på arbeidsstykker, og den er spesielt rettet mot et verktøy som vanligvis er forflyttbart for å utføre en hurtig og nøyaktig måling av rørgjenger, også omfattende gjengeflankene. The invention generally relates to instruments for measuring surfaces, especially the threads on workpieces, and it is particularly directed to a tool which is usually movable for carrying out a quick and accurate measurement of pipe threads, also including the thread flanks.

Ved skjæring av gjenger på arbeidsstykker, slik som rør, er det viktig at det opprettholdes dimensjonsnøyaktighet for vinklene på gjengeflankene og deres aksiale posisjon langs gjengelengden. Hvis det ikke opprettholdes slik dimensjonal nøyaktighet, vil sammenpasningen med et tilsvarende tapp- eller hylseelement bli vanskeliggjort, og dette kan føre til lekkasje ved rørskjøtene. Dette kan bli et alvorlig problem ved anven-delse som rørstreng- og foringsrør-skjøter i oljebrønner på steder dypt nede i grunnmassene. Opprettholdelse av gjenge-flankenøyaktighet er av spesiell betydning når det gjelder en i det siste utviklet og meget fordelaktig gjengetype som er kjent som "Blosegjenger", som er beskrevet i U.S. patent nr. 3 9 89 2 84. When cutting threads on workpieces, such as pipes, it is important that dimensional accuracy is maintained for the angles on the thread flanks and their axial position along the thread length. If such dimensional accuracy is not maintained, the matching with a corresponding pin or sleeve element will be made difficult, and this can lead to leakage at the pipe joints. This can become a serious problem when used as pipe string and casing joints in oil wells in places deep down in the ground masses. Maintenance of thread flank accuracy is of particular importance in the case of a recently developed and highly advantageous type of thread known as "Blose Threads", which is described in U.S. Pat. patent no. 3 9 89 2 84.

Det er derfor blitt meget viktig å kunne være i stand til å foreta nøyaktig og hurtig avlesning eller måling av gjenge-flåtene, spesielt gjengeflankene, samt også dimensjonene ved gjengetopp eller gjengerot. Selv om det er kjent gjengemålere, er det ikke kjent noen som har de usedvanlige konstruktive og konvensjonelle fordeler som den gjengemåler som skal beskrives her. It has therefore become very important to be able to accurately and quickly read or measure the thread floats, especially the thread flanks, as well as the dimensions at the top of the thread or the root of the thread. Although thread gauges are known, none are known which have the extraordinary constructive and conventional advantages of the thread gauge to be described herein.

Det er et hovedformål med oppfinnelsen å tilveiebringe et instrument som møter de krav som er beskrevet foran, ved at det kan festes hurtig til et arbeidsstykke, slik som en rørende, og kan foreta en nøyaktig måling av flater, spesielt gjengeflanker, men også av rørdiametere eller andre arbeids-stykkediametere, av skulderflater og av konisitet. It is a main purpose of the invention to provide an instrument that meets the requirements described above, in that it can be quickly attached to a work piece, such as a pipe end, and can make an accurate measurement of surfaces, especially thread flanks, but also of pipe diameters or other workpiece diameters, of shoulder surfaces and of taper.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor et instrument for måling av overflaten på et arbeidsstykke som innbefatter en akse,karakterisert vedkombinasjonen av: a) en holder med en fastholdningsanordning som løsbart forbinder holderen til arbeidsstykket, der holderen omfatter en referansekonstruksjon som er tilpasset en skulder på arbeids stykket og vender generelt i samme retning som arbeidsstykk-aksen, b) en måledel som er forskyvbar inn til og ut av kontakt med arbeidsstykket som skal måles, c) en slede for måledelen, omfattende en første seksjon som er bevegelig aksialt og en annen seksjon som er bevegelig radialt, der måledelen er montert på en av seksjonene som bæres av den andre seksjon og der denne ene seksjon er bevegelig, uavhengig av den andre seksjon, og d) en anordning som er drivforbundet med seksjonene for å frembringe en utgående angivelse av utstrekningen av måle-delens bevegelse. The present invention therefore provides an instrument for measuring the surface of a work piece which includes an axis, characterized by the combination of: a) a holder with a retaining device which releasably connects the holder to the work piece, where the holder comprises a reference structure which is adapted to a shoulder on work the workpiece and faces generally in the same direction as the workpiece axis, b) a measuring part which is movable in and out of contact with the workpiece to be measured, c) a slide for the measuring part, comprising a first section which is movable axially and a second section which is movable radially, where the measuring part is mounted on one of the sections carried by the other section and where this one section is movable, independently of the other section, and d) a device which is drive-connected to the sections to produce an output indication of the extent of the measuring part's movement.

Det vil fremgå at fastholdningsanordningen vanligvis omfatter en tvinge som er plassert for anlegg mot en omkretsflate på arbeidsstykket, og sammen.med en påvirkningsanordning presser tvingen i anlegg mot denne flate, samt også presser referansekonstruksjonen til anlegg mot en skulder på arbeidsstykket, og tvingen kan karakteriseres ved at den også for-enkler den aksiale innretting mellom referansekonstruksjonen og arbeidsstykket. Referansekonstruksjonen vil vanligvis passe teleskopisk inn i rørenden for å gi en nøyaktig loka-lisering av sledekonstruksjonen i et koaksialt forhold til røret, og forflyttbarheten av verktøyet bidrar til dette formål. It will be seen that the holding device usually comprises a clamp which is placed for abutment against a peripheral surface of the workpiece, and together with an impact device presses the clamp into abutment against this surface, and also presses the reference structure into abutment against a shoulder of the workpiece, and the clamp can be characterized in that it also simplifies the axial alignment between the reference structure and the workpiece. The reference structure will usually fit telescopically into the pipe end to provide an accurate location of the slide structure in a coaxial relationship with the pipe, and the mobility of the tool contributes to this purpose.

Separate kodere som avføler og innkoder aksialbevegelse, resp. radialbevegelse av selve måledelen, inngår også i instrumentet. Målenøyaktigheten blir forbedret og dette skyldes at måledelen kan bevege seg radialt på sledeseksjonen uavhengig av aksialbevegelsen til måledelen på en annen sledeseksjon. Utgangssignaler.fra koderen kan overføres til en datamaskin eller en komparator for sammenligning med det ideelle gejngeprofil, og sammenligningsresultatene kan avleses. Separate encoders that sense and encode axial movement, resp. radial movement of the measuring part itself, is also included in the instrument. The measuring accuracy is improved and this is because the measuring part can move radially on the slide section independently of the axial movement of the measuring part on another slide section. Output signals from the encoder can be transferred to a computer or a comparator for comparison with the ideal gain profile, and the comparison results can be read.

Instrumentet kan utformes for måling av både indre og ytre gjenger, såvel som andre skuldre : på arbeidsstykker, The instrument can be designed for measuring both internal and external threads, as well as other shoulders: on workpieces,

med meget stor presisjon.with very high precision.

Andre trekk og fordeler med oppfinnelsen såvel som de-taljer ved en illustrerende utførelse, vil bli lettere å forstå av den følgende beskrivelse av tegningene, hvor: Fig. 1 er et sideoppriss av anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et snitt, lagt i planet for linjen 2-2 på fig.l. Fig. 3 er et endeoppriss, lagt i planet for linjen 3-3 på fig. 1. Other features and advantages of the invention as well as details of an illustrative embodiment will be easier to understand from the following description of the drawings, where: Fig. 1 is a side elevation of the device according to the invention. Fig. 2 is a section, laid in the plane of the line 2-2 in fig.l. Fig. 3 is an end elevation, laid in the plane of the line 3-3 in fig. 1.

Fig. 4 er et snitt, lagt langs linjen 4-4 på fig. 1.Fig. 4 is a section, laid along the line 4-4 in fig. 1.

Fig. 5 er et snitt, lagt langs linjen 5-5 på fig. 4.Fig. 5 is a section, laid along the line 5-5 in fig. 4.

Fig. 6 er et snitt i større målestokk og viser hvordan en måledel opptas mellom gjengeflankene. Fig. 7 er et riss i likhet med det på fig. 4, men viser en modifisert utførelse. Fig. 8 er et snitt, lagt langs linjen 8-8 på fig. 7, og Fig. 6 is a section on a larger scale and shows how a measuring part is accommodated between the thread flanks. Fig. 7 is a view similar to that in fig. 4, but shows a modified embodiment. Fig. 8 is a section, laid along the line 8-8 in fig. 7, and

Fig. 9 er et utsnitt av modifiserte gjenger.Fig. 9 is a section of modified threads.

På tegningene er et forflyttbart måleverktøy eller måle-instrument angitt med henvisningstallet lo, for måling av gjenger eller skuldre på et arbeidsstykke. Selv om målingen kan foretas på forskjellige arbeidsstykker, omfatter det viste eksempel et rør 11 med en muffeende lia som har indre gjenger 12. Gjengene kan ha forskjellig form, og et eksempel er vist på fig. 4 med en enkel uten trinn formet gjenge. En to-trinns gjenge kan ved 13a og 13b sees på fig. 9, der rørmuffen er antydet med 13. Gjengene kan også ha den form som er vist i U.S. patent nr. 3 989. 284 til Blose, og måleverktøyet har vist seg spesielt egnet til måling av en slik gjengeform. Fig. 6 er et eksempel på en slik gjenge 14 som er karakteristisk ved at den har halvt svalehaleformede eller underskårne flanker 14a og 14b, som vender om hverandre. På fig. 4 er røraksen antydet med henvisningstallet 15. In the drawings, a movable measuring tool or measuring instrument is indicated with the reference number lo, for measuring threads or shoulders on a workpiece. Although the measurement can be made on different workpieces, the example shown comprises a tube 11 with a socket-end sledge that has internal threads 12. The threads can have different shapes, and an example is shown in fig. 4 with a simple thread without steps. A two-stage thread can be seen at 13a and 13b in fig. 9, where the pipe sleeve is indicated by 13. The threads may also have the form shown in U.S. patent no. 3 989.284 to Blose, and the measuring tool has proven particularly suitable for measuring such a thread shape. Fig. 6 is an example of such a thread 14 which is characteristic in that it has half dovetail-shaped or undercut flanks 14a and 14b, which face each other. In fig. 4, the pipe axis is indicated by the reference number 15.

Måleverktøyet 10 omfatter en holder som er antydet med henvisningstallet 16, og holderen omfatter igjen en referansekonstruksjon som kan innpasses mot en skulder på arbeidsstykket, som generelt vender i samme retning som røraksen. The measuring tool 10 comprises a holder which is indicated by the reference number 16, and the holder in turn comprises a reference structure which can be fitted against a shoulder on the workpiece, which generally faces in the same direction as the pipe axis.

Den viste referansekonstruks jon omfatter en første plate 17 som ved 17a er innskåret og som har en indre skulder 17b, avpasset til å oppta enden 11b på rørmuffeenden lia. Denne ende har vanligvis en stumpkonisk ytre skulder lic som passer nøyaktig til plateskulderen 17b, slik at platen 17 blir lig-gende nesten sentrert i forhold til røret og dets akse, og slik at verktøyet strekker seg koaksialt til røret når det "spennes opp" på rørenden. Det er klart at denne konstruksjon sikrer eller øker nøyaktigheten ved gjengemålingen, The reference construction shown comprises a first plate 17 which is incised at 17a and which has an inner shoulder 17b adapted to receive the end 11b of the pipe socket end 11a. This end usually has a frusto-conical outer shoulder 11 which fits exactly to the plate shoulder 17b, so that the plate 17 is lying nearly centered in relation to the tube and its axis, and so that the tool extends coaxially to the tube when "buckled up" on pipe end. It is clear that this construction ensures or increases the accuracy of the thread measurement,

både radialt og aksialt.both radially and axially.

Den viste holder 16 omfatter også en annen plate 18 som er plassert koaksialt med og i avstand fra den første plate og er forbundet med denne via forbindelseselementer 19 som er jevnt fordelt om aksen 15. Det skal bemerkes at platene 17 og 18 ligger generelt perpendikulært på aksen 15, mens elementene 19 generelt strekker seg parallelt med aksen 15. Elementene 19 kan være festet til platene ved hjelp av festeelementer 20 som kan sees på fig. 1. Et håndtak 21 er utformet i ett med et elemént 19, slik at verktøyet lett kan transporteres til forskjellige steder, og at det hurtig kan kobles til rørenden på en måte som skal beskrives senere. The holder 16 shown also comprises a second plate 18 which is positioned coaxially with and at a distance from the first plate and is connected to it via connection elements 19 which are evenly spaced around the axis 15. It should be noted that the plates 17 and 18 are generally perpendicular to the axis 15, while the elements 19 generally extend parallel to the axis 15. The elements 19 can be attached to the plates by means of attachment elements 20 which can be seen in fig. 1. A handle 21 is designed in one with an element 19, so that the tool can be easily transported to different places, and that it can be quickly connected to the pipe end in a way that will be described later.

Holderen 16 kan også omfatte et aksialt langstrakt rør 22 som strekker seg mellom platene, og rørformede plugger 2 3 og 24 sammenføyer motstående ender av røret til platene 17 og 18. Pluggene består av skaft 23a og 24a som går gjennom boringer The holder 16 may also comprise an axially elongated tube 22 which extends between the plates, and tubular plugs 23 and 24 join opposite ends of the tube to the plates 17 and 18. The plugs consist of shafts 23a and 24a passing through bores

i platene, hoder 2 3b og 2 4b som ligger an mot platesidene, samt gjengede partier 23c og 24c som er i inngrep med tilsvarende rørgjenger. in the plates, heads 2 3b and 2 4b which rest against the plate sides, as well as threaded parts 23c and 24c which engage with corresponding pipe threads.

Det er også anordnet en fastholdningsanordning som løsbart forbinder holderen 16 med arbeidsstykket eller røret. Fastholdningsanordningen kan omfatte en tvinge som plasseres for anlegg mot en omkretsflate på arbeidsstykket, og en påvirk-ningsmekanisme kan presse tvingen til fast anlegg mot arbeids-stykkeflaten og samtidig presse referansekonstruksjonen til fast anlegg mot skulderen lic på arbeidsstykket. En slik lo-kaliseringsskulder kan være utformet ved enden av røret,, se f.eks. også de ringformede skuldre 26-28.på fig. 9. A retaining device is also provided which releasably connects the holder 16 to the workpiece or pipe. The holding device can comprise a clamp which is placed for contact against a peripheral surface on the workpiece, and an influence mechanism can press the clamp to a fixed contact against the workpiece surface and at the same time press the reference construction to a fixed contact against the shoulder lic on the workpiece. Such a localization shoulder can be designed at the end of the pipe, see e.g. also the ring-shaped shoulders 26-28. on fig. 9.

På tegningene er den viste fastholdningsanordning generelt betegnet med henvisningstallet 30 og omfatter en tvinge 31 som er anbrakt inne i røret for anlegg mot en omkretsflate 32 i rørboringen. Tvingen omfatter en krave 33 som har tre utad konvekse klembakker 34, som er montert på aksialt forløpende fjærarmer 35 i en avstand fra aksen 15, slik at de kan bøyes ettergivende utad til klemmende anlegg mot boringen 32. Armene strekker seg fra et fotparti som er glidbart montert på en aksialt forløpende påvirkningsstang 37. Denne stang strekker seg gjennom røret 22 og gjennom pluggene 23 og 24, slik at den er gli.dbart montert eller opplagret i disse plugger. Fjær-skiver eller "Bellevilleskiver" 38 er også montert på stangen og er plassert mellom fotpartiet 36 og hodet 24b på pluggen 24, slik at de blir sammenpresset og utøver en kraft som be-fordrer tilpasningen mellom referanseplaten og rørenden ved påvirkning av tvingen, slik det vil bli beskrevet senere. In the drawings, the shown retaining device is generally denoted by the reference number 30 and comprises a force 31 which is placed inside the pipe for abutment against a circumferential surface 32 in the pipe bore. The force comprises a collar 33 which has three outwardly convex clamping jaws 34, which are mounted on axially extending spring arms 35 at a distance from the axis 15, so that they can be flexibly bent outwards into clamping contact against the bore 32. The arms extend from a foot portion which is slidably mounted on an axially extending influence rod 37. This rod extends through the pipe 22 and through the plugs 23 and 24, so that it is slidably mounted or stored in these plugs. Spring washers or "Belleville washers" 38 are also mounted on the rod and are placed between the foot part 36 and the head 24b of the plug 24, so that they are compressed and exert a force which requires the adaptation between the reference plate and the pipe end by the action of the force, as it will be described later.

Den foran angitte påvirkningsanordning kan med fordel omfatte en stang 37 og en skyver 43 som er montert på stangen for å presse klembakkene mot og i klemmende anlegg mot rør-boringeh ved en relativ aksialforskyvning, dvs. i retningen mot høyre på fig. 4. For dette'formål kan et godt tilgjengelig håndtak 40 være koblet til den høyre ende på stangen og dette kan bevirke forskyvning av stangen. Håndtaket 40 kan med dette for øye ha en gjenget forbindelse 41 med stangen, og det kan også påføre platen 18 en reaksjonskraft via en skive 42, slik at en dreining av håndtaket tvinger stangen mot høyre. Derved trekkes skyveren 43 mot høyre, og den utsetter klembakkene for en radialt utadvirkende kraft via koblingskuler 44 som er montert på skyveren og ligger an mot skråflater 45 på klembakkene. En skive 46 og en mutter 4 7 holder skyveren fast på venstre ende av stangen 37. The aforementioned influencing device can advantageously comprise a rod 37 and a pusher 43 which is mounted on the rod to press the clamping jaws against and in clamping contact against the pipe bore by a relative axial displacement, i.e. in the direction to the right in fig. 4. For this purpose, an easily accessible handle 40 can be connected to the right end of the rod and this can cause displacement of the rod. With this in mind, the handle 40 can have a threaded connection 41 with the rod, and it can also apply a reaction force to the plate 18 via a disk 42, so that a rotation of the handle forces the rod to the right. Thereby, the pusher 43 is pulled to the right, and it exposes the clamping jaws to a radially exerting force via coupling balls 44 which are mounted on the pusher and rest against inclined surfaces 45 on the clamping jaws. A disc 46 and a nut 4 7 hold the pusher firmly on the left end of the rod 37.

Klembakkene er konvekse og bæres av armer 35 som tillater en liten pendling utad når bakkene presses til klemanlegg i rørboringen. Bellevillefjærene tillater også en aksialbevegelse mot venstre av pluggene 24 og referanseplaten 17 mot fotpartiet 36, etter at tvingen er festet på plass, slik at referanseplaten 17 kan slutt-tilpasses i rørenden etterhvert som påvirkningshåndtaket dreies videre. "Konveksiteten" på klembakkene muliggjør en svingebevegelse, slik at når bakkene fast-settes, utvides de nok til å tilpasses innrettingen og sammenpasningen mellom referanseplatene og rørendens skuldre 17b og lic. En trykkfjær 48 på stangen mellom skyveren 43 og fotpartiet 36 presser skyveren og stangen mot venstre for derved å holde skiven 42 sammentrykt mellom håndtaket 40 og platen 18. The clamping jaws are convex and are carried by arms 35 which allow a slight oscillation outwards when the jaws are pressed to the clamping system in the pipe bore. The Belleville springs also allow an axial movement to the left of the plugs 24 and the reference plate 17 towards the foot part 36, after the clamp is fixed in place, so that the reference plate 17 can be finally adjusted at the pipe end as the influence handle is turned further. The "convexity" of the clamping jaws enables a pivoting movement, so that when the jaws are fixed, they expand enough to accommodate the alignment and fit between the reference plates and the pipe end shoulders 17b and lic. A pressure spring 48 on the rod between the pusher 43 and the foot part 36 presses the pusher and the rod to the left to thereby keep the disk 42 compressed between the handle 40 and the plate 18.

Som vist på fig. 4 og 6 er minst én målekontaktdel 50 opplagret for aksial og radial bevegelse i et rom 51 mellom de suksessive gjehgetopper, for derved å kunne føres i anlegg mot de aksialt motstående gjengeflanker. Se f.eks. flankene 14a og 14b på fig. 6. Denne måledel kan være utformet ved en full eller delvis kuleflate, og på fig. 6 har den en første flate 50a som er ringformet om en radial akse 51 og en annen flate 50b som er radialt utad kuppelformet og skjæres sentralt av aksen 51. Flaten 50a er utad konveks i plan som omfatter aksen 51, slik at den har punkter som er egnet for kontakt med gjengeflankene. Avstanden mellom flankene 14a og 14b kan således bestemmes nøyaktig, og denne avstand kan f.eks. variere langs gjengelengden, slik som ved den foran nevnte Blose-gjengen. Flaten 50b er konveks i radialretningen utad langs aksen 51, slik at den har punktkontakt med rørflaten 53 mellom flankenes rotpartier for å kunne foreta en nøyaktig måling av rotdybden. Gjengetoppen 5 3a kan kontaktes og måles på lignende måte. Måledelen 50 er montert på en radialt utstikkende fotdel 5 4 som igjen er opplagret på en slede. Den konvekse krumning av flaten 50a er vesentlig mindre enn krumningen av flaten 50a, sett i aksial- og radialplan. As shown in fig. 4 and 6, at least one measuring contact part 50 is stored for axial and radial movement in a space 51 between the successive screw tops, in order to thereby be brought into contact with the axially opposite thread flanks. See e.g. the flanks 14a and 14b in fig. 6. This measuring part can be designed with a full or partial spherical surface, and in fig. 6, it has a first surface 50a which is annular about a radial axis 51 and a second surface 50b which is dome-shaped radially outwards and is cut centrally by the axis 51. The surface 50a is outwardly convex in a plane that includes the axis 51, so that it has points which is suitable for contact with the thread flanks. The distance between the flanks 14a and 14b can thus be determined precisely, and this distance can e.g. vary along the length of the thread, such as with the previously mentioned Blose thread. The surface 50b is convex in the radial direction outwards along the axis 51, so that it has point contact with the pipe surface 53 between the root portions of the flanks in order to be able to make an accurate measurement of the root depth. The threaded top 5 3a can be contacted and measured in a similar way. The measuring part 50 is mounted on a radially projecting foot part 5 4 which is again stored on a slide. The convex curvature of the surface 50a is substantially less than the curvature of the surface 50a, seen in axial and radial planes.

Sleden er generelt antydet med henvisningstallet 56 og omfatter en første seksjon som er bevegelig aksialt, og en annen seksjon som er bevegelig radialt. Videre er målekontakt-delen 50 og fotdelen 54 montert på den av sledeseksjonene som bæres av den andre seksjon, og den sistnevnte er bevegbar uavhengig av den førstnevnte. Den viste og aksialt bevegbare første seksjon som generelt er betegnet med henvisningstallet 57, er spesielt Montert i lågere 57 og også dreibar i lagrene 58 om røret 22. Seksjonen 57 kan også være rørformet og kan strekke seg koaksialt med røret 22. Den viste og radialt bevegbare seksjon som generelt er betegnet med henvisningstallet 59, er via et lineært lager (antydet ved 90 inne i huset 60) montert på den første sledeseksjon, mellom platene 17 og 18. Huset 60 er radialt bevegbart og aksialt bevegbart i forhold til aksen 15. Den andre seksjon omfatter fire rammeelementer 61 som strekker seg parallelt med aksen 15 og på motstående sider av denne inn i røret via åpninger 17d i platen 17. To kontaktmålerdeler som vanligvis er like, er opplagret på tyk-kere partier 61a på rammeelementene 61, som det er vist på The carriage is generally indicated by the reference number 56 and comprises a first section which is movable axially, and a second section which is movable radially. Furthermore, the measuring contact part 50 and the foot part 54 are mounted on the one of the carriage sections carried by the second section, and the latter is movable independently of the former. The shown and axially movable first section which is generally denoted by the reference number 57 is particularly mounted in bearings 57 and also rotatable in the bearings 58 about the tube 22. The section 57 can also be tubular and can extend coaxially with the tube 22. The shown and radially movable section which is generally designated by the reference number 59, is via a linear bearing (indicated at 90 inside the housing 60) mounted on the first slide section, between the plates 17 and 18. The housing 60 is radially movable and axially movable in relation to the axis 15. The second section comprises four frame elements 61 which extend parallel to the axis 15 and on opposite sides of this into the pipe via openings 17d in the plate 17. Two contact meter parts which are usually identical are stored on thicker parts 61a of the frame elements 61, which it is shown on

fig. 4, slik at måledelene stikker radialt utad på motstående sider av aksen 15. En utvalgt av de to måledeler kan følgelig forskyves radialt inn i rommet mellom to gjengeflanker, av-hengig av retningen for den radiale bevegelse av den andre i fig. 4, so that the measuring parts protrude radially outwards on opposite sides of the axis 15. A selected one of the two measuring parts can consequently be displaced radially into the space between two thread flanks, depending on the direction of the radial movement of the other in

sledeseksjon. Den sistnevnte kan f.eks. forskyves manuelt ved et grep om den andre sledeseksjon. Det kan også være anordnet en automatisk innretning til å forskyve en eller begge sledeseksjoner. Ved en aksial forskyvning av den andre sledeseksjon forskyves også den første sledeseksjon langs førings-røret 22, slik at måledelene innstilles i forhold til de gjengeflanker som er utvalgt til å måles. Bruken av to diame-tralt motstående måledeler muliggjør målinger på motstående sider av røret for å bestemme rørets geometriske senterlinje. Dette kan være av betydning hvis rørenden ikke skulle være nøyaktig perpendikulær på røraksen. En hellning av instrument-aksen i forhold til røraksen kan også avføles. sled section. The latter can e.g. is moved manually by a grip on the second slide section. There may also be an automatic device for displacing one or both slide sections. In the case of an axial displacement of the second carriage section, the first carriage section is also displaced along the guide tube 22, so that the measuring parts are set in relation to the thread flanks that have been selected to be measured. The use of two diametrically opposed measuring parts enables measurements on opposite sides of the pipe to determine the pipe's geometric center line. This can be important if the pipe end is not exactly perpendicular to the pipe axis. A tilt of the instrument axis in relation to the pipe axis can also be sensed.

Det er også sørget for an anordning som er operativt forbundet med de to sledeseksjoner 57 og 59 for å frembringe utgangssignaler som angi*? størrelsen av den aksiale og radiale bevegelse av de to seksjoner. Med dette for øye er den aksiale bevegelse av seksjonen 59 uavhengig av den aksiale bevegelse av seksjonen 57, for derved å oppnå maksimal målenøyaktighet. En slik anordning kan med fordel omfatte en aksial koder 65 ;og en radial koder 66. På fig. 1 er det vist at koderen 65 omfatter et stempel 6 7 som er presset mot flaten 6 8 på referanseplaten 17 ved hjelp av en fjær i en sylinder 69, som stemplet 67 kan forskyves i. Fordi seksjonen 57 er dreibar om aksen 15, har platen 17 så stor ringutstrekning om aksen 15 at den kommer i anlegg mot stemplet 67. ;En passende magnetisk avkodingskrets er anbrakt i sylinderen 69, som f.eks. omfatter en lineær differensialomfor-mer med et lineært spenningsutgangssignal. Utgangen fra denne krets, som er antydet med ledningen 70, overføres til kretsen 71 som omfatter en datamaskin og som på passende måte kvanti-fiserer utgangen fra omformeren, for sammenligning med data for den ideelle gjengeflankeposisjon, og f.eks. med en sam-menlignende utlesning ved 72. Det er således klart at koderen avføler nøyaktig de forskjellige stillinger for de gjengeflanker som måledelen kommer i kontakt med. Kun som en illu-strasjon kan en bryter 73 i ledningen 70 sluttes hver gang stillingen for måedelen som er i kontakt med en gjengeflanke skal avføles og overføres til datamaskinen, ;Den radiale avkoder 66 som er vist på fig. 4, omfatter;på lignende måte et stempel 76 som er presset mot en stopper 78 på det radialt bevegbare hus 60 ved hjelp av en fjær i en sylinder 79, hvori en del av stemplet 76 er forskyvbart. ;Denne sylinder 79 er festet til den aksialt bevegbare seksjon 57, slik at den ikke er radialt bevegbar. En passende magnetisk avkodingskrets er plassert inne i sylinderen79, og utgangen for kretsen i ledningen 80 overføres til datamaskinen 71 når bryteren 81 er sluttet. Et slikt utgangssignal sammen-lignes i datamaskinen med de radiale data for den ideelle gjengeflanke, (som f.eks. kan variere langs gjengelengden). Gjengetopp- og gjengerotdata kan også overføres til datamaskinen. ;Det skal nå vises til fig. 7 og 8, der det modifiserte og forflyttbare verktøy 110 er avpasset for å måle en gjenge eller skulder som vender radialt utad på et arbeidsstykke, ;som f.eks. den ytre gjenge 112 på tappenden Illa på et rør 111. Som foran kan gjengen ha mange forskjellige former, og et eksempel er den på fig. 7 og 8 viste entrinns gjenge. Gjengen kan også ha den form som er vist i Blosepatentet, U.S. patent nr. 3 989 284, som er nevnt foran. ;Verktøyet 110 omfatter en holder som generelt er betegnet med henvisningstallet 116, og denne omfatter en referansekonstruksjon som er avpasset for å kunne tilpasses enden på røret 112. Referanseplaten 117 er f.eks. utformet med en inn-skjæring ved 117a, slik at den har en stumpkonisk ytre skulder 111c som passer nøyaktig og teleskopisk sammen med plateskulderen 117b, slik at holderplaten blir nøyaktig sentrert i forhold til røret og dets akse 115. Det blir derfor som foran mulig å få en nøyaktig og presis måling av rørgjengen eller skulderen. ;Holderen 116 kan også omfatte en annen plate(ikke vist) som ligner den foran beskrevne plate 18, og den er forbundet med platen 117 via forbindelseselementer 119 som ligger i en avstand fra og rundt aksen 115. Et passende håndtak for verk-tøyet kan anordnes, og det kan tilsvare håndtaket 21 på fig.l. ;Holderen 116 omfatter et aksialt langstrakt rør 122 som strekker seg mellom den beskrevne første og andre plate. Pluggen 124 med skaftet 124a strekker seg gjennom platen 117, og disse deler 122 og 124 tilsvarer delene 22 og 24 på fig.4. ;Fastholdningsanordningen 130 er som foran anført, anordnet for å forbinde holderen løsbart med arbeidsstykket, ;som kan være røret 110. Fastholdningsanordningen omfatter vanlivgis en tvinge 131 og en påvirkningsanordning som funk-sjonerer slik som beskrevet foran. Til hverandre svarende deler er derfor gitt samme henvisningstall med tilføyelse av "1" foran det tilsvarende henvisningstall. ;I det minste én målekontaktdel 150 er opplagret<1>for aksial og radial bevegelse i rommet 151 mellom de etter hverandre følgende gjengevindingér for å kunne føres til kontakt mot motstående gjengeflanker. Denne måledel kan ha samme konstruksjon som eller lignende den for delen 50, som er beskrevet foran, men delen 150 er rettet innad istedenfor radialt utad. Delen 150 er montert på en fotdel 154. Det kan derfor foretas en nøyaktig måling av både gjengetopp, gjengerot og gjengeflanker, og aksialt- og radialtvendende skuldre kan også måles nøyaktig. Det er vist to målere 150 på motstående sider av aksen 115, og kan benyttes alternativt for å kunne foreta en hurtig måling (dvs. at det ikke kreves mer enn 180° dreining av en måler 150 og sleden for denne om aksen 115, for å måle gjengens eller skulderens utstrekning på motstående sider av ;Den viste slede 156 for måledelen 150 omfatter en første og en andre seksjon 157 og 159, som generelt i konstruksjon og virkemåte tilsvarer de respektive seksjoner 57 og 59 som er beskrevet foran. Den radialt bevegbare seksjon 159 er vist på fig. 7, og den omfatter åk-armer 159a som er bevegelige radialt og perpendikulært på tegningsplanet. Mellom armene og føringsdelen 191 på seksjonen 157 er det anordnet lågere 190. -Seksjonen 157 er aksialt bevegelig i forhold til aksen 115 slik som anført foran. ;Den andre seksjon 159 omfatter rammeelementer 161 (som tilsvarer elementene 61 på fig. 4) som strekker seg parallelt ;*£•}■ aksen 115 utenfor rørtappenden. En ring 19 3 kan være anordnet ved de frie ender av rammeelementene 161 for å beskytte måledelene 150 slik at de ikke slår utilbørlig mot den opp- A device is also provided which is operatively connected to the two carriage sections 57 and 59 to produce output signals indicating*? the magnitude of the axial and radial movement of the two sections. With this in mind, the axial movement of section 59 is independent of the axial movement of section 57, thereby achieving maximum measurement accuracy. Such a device can advantageously comprise an axial encoder 65 and a radial encoder 66. In fig. 1 it is shown that the encoder 65 comprises a piston 67 which is pressed against the surface 68 of the reference plate 17 by means of a spring in a cylinder 69, in which the piston 67 can be displaced. Because the section 57 is rotatable about the axis 15, the plate has 17 such a large annular extent about the axis 15 that it comes into contact with the piston 67. A suitable magnetic decoding circuit is placed in the cylinder 69, which e.g. comprises a linear differential converter with a linear voltage output signal. The output of this circuit, indicated by wire 70, is passed to circuit 71 which comprises a computer and which suitably quantifies the output of the converter, for comparison with data for the ideal thread flank position, and e.g. with a comparable reading at 72. It is thus clear that the encoder detects exactly the different positions of the thread flanks that the measuring part comes into contact with. By way of illustration only, a switch 73 in the line 70 can be closed each time the position of the measuring part in contact with a thread flank is to be sensed and transmitted to the computer, The radial decoder 66 shown in fig. 4, comprises, in a similar manner, a piston 76 which is pressed against a stopper 78 on the radially movable housing 60 by means of a spring in a cylinder 79, in which part of the piston 76 is displaceable. This cylinder 79 is attached to the axially movable section 57, so that it is not radially movable. A suitable magnetic decoding circuit is located inside the cylinder 79, and the output of the circuit in the wire 80 is transmitted to the computer 71 when the switch 81 is closed. Such an output signal is compared in the computer with the radial data for the ideal thread flank (which can, for example, vary along the thread length). Thread top and thread root data can also be transferred to the computer. ;It should now be shown to fig. 7 and 8, where the modified and movable tool 110 is adapted to measure a thread or shoulder facing radially outwards on a work piece, such as e.g. the outer thread 112 on the pin end of a tube 111. As before, the thread can have many different shapes, and an example is the one in fig. 7 and 8 showed single-stage threads. The thread may also have the form shown in Blosepatent, U.S. Pat. patent no. 3 989 284, which is mentioned above. The tool 110 comprises a holder which is generally denoted by the reference number 116, and this comprises a reference structure which is adapted to be adapted to the end of the pipe 112. The reference plate 117 is e.g. designed with an indentation at 117a, so that it has a blunt-conical outer shoulder 111c which fits precisely and telescopically together with the plate shoulder 117b, so that the holder plate is accurately centered in relation to the tube and its axis 115. It therefore becomes possible, as before, to get an accurate and precise measurement of the pipe thread or shoulder. The holder 116 may also comprise another plate (not shown) which is similar to the previously described plate 18, and it is connected to the plate 117 via connection elements 119 located at a distance from and around the axis 115. A suitable handle for the tool can is arranged, and it may correspond to the handle 21 in fig.l. The holder 116 comprises an axially elongated tube 122 which extends between the described first and second plates. The plug 124 with the shaft 124a extends through the plate 117, and these parts 122 and 124 correspond to the parts 22 and 24 in fig.4. The retaining device 130 is, as stated above, arranged to releasably connect the holder to the workpiece, which may be the pipe 110. The retaining device usually comprises a force 131 and an impact device which functions as described above. Corresponding parts are therefore given the same reference number with the addition of "1" in front of the corresponding reference number. At least one measuring contact part 150 is stored <1> for axial and radial movement in the space 151 between the successive thread turns in order to be brought into contact with opposite thread flanks. This measuring part can have the same construction as or similar to that of the part 50, which is described above, but the part 150 is directed inwards instead of radially outwards. The part 150 is mounted on a foot part 154. An accurate measurement can therefore be made of both the thread top, thread root and thread flanks, and axially and radially facing shoulders can also be accurately measured. Two gauges 150 are shown on opposite sides of the axis 115, and can be used alternatively to be able to make a quick measurement (i.e. that no more than 180° rotation of a gauge 150 and the slide for it about the axis 115 is required, in order to measure the extent of the thread or shoulder on opposite sides of the ;The slide 156 shown for the measuring part 150 comprises a first and a second section 157 and 159, which generally correspond in construction and operation to the respective sections 57 and 59 described above. The radially movable section 159 is shown in Fig. 7, and it comprises yoke arms 159a which are movable radially and perpendicularly to the plane of the drawing. Between the arms and the guide part 191 of the section 157 there is arranged a bearing 190. - The section 157 is axially movable in relation to the axis 115 as as indicated above. The second section 159 comprises frame elements 161 (corresponding to the elements 61 in Fig. 4) which extend parallel to the axis 115 outside the tube spigot end. A ring 19 3 may be arranged at the free e end of the frame elements 161 to protect the measuring parts 150 so that they do not strike inappropriately against the

stukede skulder 194 på røret.sprained shoulder 194 on the tube.

Aksiale og radiale avkodere er også anordnet, og de svarer i konstruksjon og funksjon til de tilsvarende avkodere 65 og 66.. Det er vist at den radiale avkoder 166 omfatter et stempel 176 som er presset mot en stopper 177 på det radialt bevegelige hus eller åk 159 av en fjær inne i en sylinder 179, hvori en del av dette stempel er forskyvbar. Denne sylinder er festet til den aksialt bevegelige seksjon 157, slik at den ikke er radialt bevegelig mot og bort fra aksen 115. Axial and radial decoders are also provided, and they correspond in construction and function to the corresponding decoders 65 and 66. It is shown that the radial decoder 166 comprises a piston 176 which is pressed against a stop 177 on the radially movable housing or yoke 159 of a spring inside a cylinder 179, in which part of this piston is displaceable. This cylinder is attached to the axially movable section 157, so that it is not radially movable towards and away from the axis 115.

Et styringshåndtak 197 er anordnet på seksjonen 159, og dette har en mot siden vendende og riflet gripering 197a for å kunne foreta en nøyaktig radial og aksial føringsbevegelse av måledelen 150. A control handle 197 is arranged on the section 159, and this has a side-facing and knurled gripping ring 197a to be able to make an accurate radial and axial guiding movement of the measuring part 150.

Claims

1. Instrument for measuring surfaces on a workpiece that includes an axis, characterized by the combination of a) a holder with a retaining device which releasably connects the holder to the workpiece, where the holder comprises a reference structure which is adapted to a shoulder of the workpiece and faces generally in the same direction as the axis of the workpiece, b) a measuring part that can be moved in and out of contact with the workpiece to be measured, c) a carriage for the measuring part, comprising a first section which is movable axially and a second section which is movable radially, where the measuring part is mounted on one of the sections carried by the other section and where this one section is movable independently of the other section , and d) a device which is drive-connected to the sections to produce an output indication of the extent of the measuring part's movement.

2. Instrument as specified in claim 1, characterized in that the holding device comprises a clamp which is positioned for contact against an annular surface on the workpiece and that an impact device presses the clamp into contact with this surface and at the same time presses the reference construction into contact with the shoulder of the workpiece.

3. Instrument as stated in claim 2, characterized in that the impact device comprises a drive rod which extends axially through the reference structure.

4. Instrument as specified in claim 3, characterized in that the workpiece comprises a pipe with a bore, that the force comprises clamping jaws which clamp against the pipe wall and that the impact device comprises a push device on the rod which forces the jaws against the pipe bore by an axial displacement of the rod.

5. An instrument as stated in any of the preceding claims, characterized in that the workpiece comprises a pipe which has an end shoulder and that the reference construction has a blunt conical shoulder which is intended to fit together with the pipe end shoulder which is also blunt conical.

6. Instrument as specified in any of the preceding claims, characterized in that the holder comprises a handle.

7. Instrument as specified in claim 6, characterized in that the handle is designed in one with the reference construction.

8. Instrument as specified in any of the preceding claims, characterized in that the measuring part is mounted on the second section.

9.. Instrument as stated in claim 8, characterized in that the reference construction consists of a first plate, that the holder comprises another plate at an axial distance from the first plate and connected to this and that the impact device is at least partially supported by the second plate .

10. An instrument as set forth in any of the preceding claims, characterized in that the device which produces output signals comprises a first decoder which is operatively connected to the first section of the slide to sense and encode the axial movement thereof in relation to the reference structure , as well as another decoder which is operatively connected to the second section of the slide to sense and encode the radial movement thereof.

11. Instrument as stated in claim 4, characterized in that the holder comprises an elongated guide which is one with the reference construction and that the second section of the slide is axially displaceable along the guide.

12. Instrument as stated in claim 11, characterized in that the guide is tubular, that the rod passes through the tubular guide, that the force and the push device is placed at one end of the guide, and that an impact handle is arranged which is connected to the rod at the opposite end of the guide.

13. Instrument as stated in claim 4, characterized in that the forceps comprise a collar construction with clamping jaws, a yielding device between the collar construction and the reference construction to adapt a movement of the reference construction in relation to the collar construction <p> and a centering arrangement of the reference construction in relative to the workpiece after the clamping jaws have been pressed against the pipe bore.

14. Instrument as specified in any of the preceding claims, characterized in that the measuring part is mounted on the said one section in such a way that it extends radially inwards moi, the axis.

15. Instrument as stated in any one of claims 1 to 13, characterized in that the measuring part is mounted on the said one section in such a way that it extends radially outwards from the axis.

16. Instrument as stated in any one of the preceding claims, characterized in that the measuring part includes an axis, that a convex end wall intersects this axis and a side wall extends annularly around this axis, and that the curvature of the convex end wall is significantly smaller than the curvature of the convex side wall, seen in the axial radial plane.