Stand der Technik : Durch die DE 196 11 613 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ver- messen von Bohrungen bekannt geworden, insbesondere von Einspritzbohrungen an Kraftstoffeinspritzventilen für Brennkraftmaschinen, bei dem das zu vermessende Objekt in eine Aufnahmevorrichtung eingespannt und mit einer Messeinrichtung vermessen wird. Die Lage-und Geometrieermittlung der zu vermessenden Bohrung erfolgt mittels eines optoelektronischen Messverfahrens.

Dazu wird das zu vermessende Objekt mittels der Aufnahmevorrichtung vor dem Messvorgang in einer geometrisch festgelegten Position justiert, wobei während des Messvorganges die Einlaufkanten und die Auslaufkanten der zu vermessenden Bohrung nacheinander mittels einer optoelektronischen Messeinrichtung, wie CCD- Kamera, vermessen werden. Vor dem Messvorgang wird in das Innere des Einspritzventils eine Beleuchtungsquelle, wie Lichtquelle, eingebracht. Die geometrische Lage des Objekts wird in der Aufnahmevorrichtung und die Messergebnisse des optoelektronischen Messverfahrens in einer angeschlossenen Auswerteeinheit mittels eines entsprechenden Auswerteprogramms in geometrische Daten der zu vermessenden Bohrung umgewandelt. Es ist eine Kamera vorgesehen, deren optische Achse zur Achse der zu vermessenden Bohrung koaxial verläuft. Die Aufnahmevorrichtung zur Halterung des zu vermessenden Objekts wird dabei durch ein in drei Ebenen frei verschiebbares und um drei Achsen schwenkbares Spannfutter gebildet. Zur Beleuchtung dienen Lichtleiter, die in eine axiale Bohrung des Ventilkörpers des Kraftstoffeinspritzventils eingesetzt sind, von der die zu vermessende Einspritzbohrung abführt. Dieses Messverfahren hat jedoch

den Nachteil, dass die Messung der Unterkante der Bohrung, das ist die Einlaufbohrung, welche sich im Inneren des Ventils befindet, durch das Bohrloch selbst erfolgt. Durch die Bohrung entsteht eine optische Blende, welche die Messung mittels der optoelektronischen Messeinrichtung verfälscht. Sind die Bohrungen sehr klein, kann deshalb eine solche Einlaufbohrung bzw. die Unterkante des Bohrkanals mit dem vorgenannten Verfahren nicht mehr gemessen werden.

Technische Aufgabe : Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der schwer zugängliche Bohrungen in Werkstücken, ins- besondere Bohrungen in Hohlkörpern, wie hülsenartige oder rohrformige Hohl- körper, insbesondere darin befindliche kleine Bohrungen mit sehr kleinem Durch- messer der Einlaufbohrung, exakt und vollständig vermessen werden können.

Offenbarung der Erfindung sowie deren Vorteile : Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur optoelektronischen Geometrie- vermessung von schwer zugänglichen Aussparungen, Hohlräumen oder Bohrungen in einem Werkstück, insbesondere zur Innenvermessung von Bohrungen in der Wandung eines Hohlkörpers, wie Einspritzbohrungen im Innern eines Kraftstoffein- spritzventils für Brennkraftmaschinen, mit einer optoelektronischen Erfassungs- einrichtung, gegebenenfalls mit Objektiv, wie CCD-Kamera, mit einer Beleuch- tungsquelle, welche sich innerhalb oder außerhalb des Werkstücks befindet, zur Beleuchtung eines abzubildenden Ortes im Inneren der Aussparung oder des Hohl- raumes oder der Bohrung sowie mit einer Auswerteeinrichtung, mit einem Ablenk- spiegel, der in die Aussparung oder den Hohlraum plazierbar ist, welcher die optische Achse der optoelektronischen Erfassungseinrichtung umlenkt, wobei ein von der Beleuchtungsquelle ausgehendes Strahlenbündel in die optische Achse der Erfassungseinrichtung eingebracht und auf den Ablenkspiegel gelenkt wird, von wo das Strahlenbündel auf den abzubildenden Ort im Inneren der Aussparung oder des Hohlraumes oder der Bohrung, wie Einlaufbohrung oder Einspritzbohrung, fallt, und das reflektierte Licht über den Ablenkspiegel in die Erfassungseinrichtung umlenkbar ist, wobei der Ablenkspiegel am unteren Ende einer wenigstens in der Höhe verfahrbaren Halterung angeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung findet statt des Ablenkspiegels ein Prisma Verwendung. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird das Strahlen- bündel mittels eines Strahlteilers in die optische Achse der Erfassungseinrichtung eingespiegelt und auf den Ablenkspiegel gelenkt, von wo es auf den abzubildenden Ort oder die Einspritzbohrung fallt, und das reflektierte Strahlenbündel bzw. diffus reflektierte Licht über den Ablenkspiegel durch den Strahlteiler in die Erfassungs- einrichtung lenkbar ist. Es können sowohl spiegelnd wie auch diffus reflektierende Punkte oder Orte scharf abgebildet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung sind an der Halterung neben dem Ablenkspiegel oder Prisma sowohl die Beleuchtungsquelle als auch der Strahlteiler angeordnet, der sich vom unteren Ende der Halterung entfernt befindet. In einer weiteren Ausgestaltung können der Ablenkspiegel und/oder der Strahlteiler in ihrer geometrischen Lage bezüglich der Halterung veränderbar sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Halterung eine Hülse, die an ihrem unteren, dem Werkstück zugewandten oder in die Aussparung oder den Hohlraum oder den Hohlkörper einfahrbaren Ende den Ablenkspiegel auf- weist, oberhalb desselben im Bereich des anderen Endes in der Hülse sich der Strahlteiler befindet und die Hülse im Bereich des Ablenkspiegels und gegebenen- falls im Bereich des Strahlteilers Öffnungen für den Durchtritt des Strahlenbündels aufweist. Die Halterung kann zur Bestimmung der Koordinaten des abzubildenden Ortes in wenigstens einer der drei Raumrichtungen verfahrbar und gegebenenfalls drehbar um wenigstens einen Winkel angeordnet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung befindet sich auch das Werkstück zur Bestimmung seiner Koordinaten in einer geometrisch mess- baren Position und ist in wenigstens einer der drei Raumrichtungen verfahrbahr sowie drehbar um wenigstens einen Winkel angeordnet. Damit befindet sich sowohl das Werkstück als auch-vorzugsweise unabhängig davon-die Hülse in einer geometrisch festgelegten Position, so dass mit der Vermessung die Koordinaten von Werkstück und/oder Hülse angegeben werden können. Auf diese Weise kann jeder Ort innerhalb des Werkstücks vermessen oder abgebildet werden.

In weiterer Ausgestaltung ist die Hülse mittels eines Tragarmes fest mit der opto- elektronischen Erfassungseinrichtung verbunden, die sich außerhalb des Werk- stücks bzw. des Hohlkörpers befindet.

Des Weiteren kann die Hülse einfach oder mehrfach geknickt ausgeführt sein, wobei sich im Bereich jedes Knicks je eine Strahlablenkungs-oder Strahlumlenkungs- einrichtung befindet. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass sie für die Vermessung von Hinterschneidungen eingesetzt oder mit ihr quasi"um die Ecke"gesehen werden kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist innerhalb des Strahlenganges zwischen Ablenkspiegel und Strahlteiler mindestens ein optisches System, wie Linse, angeordnet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird die Bohrung von außerhalb des Werkstücks bzw. des Hohlkörpers an ihrem dem Ablenkspiegel bzw. der Hülse entgegengesetzten Ende mittels einer Beleuchtungsquelle bestrahlt, so dass Strahlung von außen durch die Bohrung fallt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung weist der Ablenkspiegel wenigstens zwei ablenkende Oberflächen auf, welche umgekehrt V-formig, nämlich A-formig, unter einem Winkel zusammenlaufen ; somit stellt dieser Ablenkspiegel einen Doppelspiegel dar. Auf diese Weise kann ein Abstand ermittelt werden, welcher zwischen den beiden Fokuspunkten der beiden Spiegelhälften entsteht.

Dieser Abstand kann durch Verfahren der optoelektronischen Erfassungs- einrichtung, wie CCD-Kamera, oder des Objektivs verändert werden, so dass ein Kegel von innen abgetastet werden kann. Dazu müssen die verfahrbaren Einheiten, nämlich Kamera, Objektiv und Werkstück, mit einer Meßeinrichtung zur geometrischen Vermessung ausgestattet sein. Durch Auswerten der Meßpositionen kann dann das Innere eines Kegels eines Werkstücks vermessen werden.

Des Weiteren kann die Bohrung von außerhalb des Werkstücks bzw. des Hohlkörpers an ihrem dem Ablenkspiegel bzw. der Hülse entgegengesetzten Ende mittels einer Beleuchtungsquelle bestrahlt werden, so dass Strahlung, insbesondere sichtbares Licht, von außen durch die Bohrung fällt.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen : Figur 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung zur Darstellung der optischen Elemente zur Vermessung einer sehr kleinen Bohrung, Figur 2 eine technische Ausführung der Vorrichtung, Figur 3 ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zur Vermessung eines beliebigen Ortes innerhalb eines Werkstücks mit Innenkegel, wobei Werkstück, optoelektronische Erfassungseinrichtung und Objektiv sowie gegebenenfalls Ablenkspiegel relativ zueinander verfahrbar sind, Figur 4 ein Beispiel der Vorrichtung von Figur 3, wobei der Ablenkspiegel ein Doppelspiegel ist zur Vermessung des Innenkegels und Figur 5 das Beispiel der Vorrichtung gemäß der Figur 4 zur Darstellung der Abstandsänderung beim Verfahren der CCD-Kamera oder des Objektives.

Wege zur Ausführung der Erfindung : In den Figuren 1 und 2 ist ein Hohlkörper im Schnitt dargestellt, der hier ein Kraftstoffeinspritzventil 3 ist, welches Bohrungskanäle 2,2'als Einspritzbohrun- gen des Kraftstoffeinspritzventils 3 aufweist, deren Mittelachsen 19,19'unter- schiedlich geneigt sind. Der Bohrungskanal 2 besitzt eine Bohrungsunterkante 1, auch Einlaufbohrung genannt, die aufgrund der Lage der Einspritzbohrung 2 tief direkt im Bereich des unteren Endes des Kraftstoffeinspritzventils 3 angeordnet ist.

Das Werkstück 3 ist mittels einer nichtgezeigten Aufnahmevorrichtung in einer geometrisch festgelegten Position justierbar, wobei die geometrische Lage des Werkstücks 3 in vorgebbarer, messtechnisch auswertbarer Weise verändert werden kann.

In das Kraftstoffeinspritzventil 3 ist in das untere Ende desselben ein Ablenkspiegel 4 eingeführt, der zur Vermessung der Einlaufbohrung 1 des Einspritzkanals 2 vor

der Einlaufbohrung 1 positioniert wird. Der Ablenkspiegel 4 kann ein Oberflä- chenablenkspiegel oder auch ein Prisma sein. Auf den Ablenkspiegel 4 wird Licht aus einer Beleuchtungsquelle 10 außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 3 über einen vorzugsweise außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 3 befindlichen angeord- neten Strahlteiler 11 gelenkt, der sich zwischen einer optoelektronischen Erfassungseinrichtung 5 und dem Ablenkspiegel 4 befindet, so dass das Strahlen- bündel aus der Beleuchtungsquelle 10, begrenzt durch Randstrahlen 6 des Strahlen- gangs, auf den Ablenkspiegel 4 fallt. Der Ablenkspiegel 4 wird so ausgerichtet, dass der Strahlengang vorzugsweise senkrecht auf die Wandung 7 des Kraftstoffein- spritzventils 3 und somit auf die Einlaufbohrung 1 fallt.

Um das Kraftstoffeinspritzventil 3 in seinem Inneren beleuchten zu können, wird die Strahlung, vorzugsweise Licht aus der Beleuchtungsquelle 10, in die optische Achse 12 einer optoelektronischen Erfassungseinrichtung, welche beispielsweise eine CCD-Kamera ist, eingespiegelt. Die Erfassungseinrichtung 5 befindet sich im gezeigten Beispiel hinter dem Strahlteiler 11. Das vom Meßpunkt bzw. von der Oberfläche des Meßpunktes reflektierte oder diffus zurückgestreutes Licht wird über den Ablenkspiegel 4 der Erfassungseinrichtung 5 zugeführt.

Figur 2 zeigt eine technische Ausgestaltung der Vorrichtung, bestehend aus einer rohrförmigen, länglich-schmalen Hülse 13 oder Rohr, welche mit ihrer Spitze in die Innenbohrung 20 des Kraftstoffeinspritzventils 3 eintaucht. Innerhalb des unteren, eingetauchten Endes der Hülse 13 oder des Rohres 13 befindet sich der Ablenkspiegel 4, wobei die Hülse 13 am unteren Ende eine Öffnung 15 aufweist zum Durchlass des Strahlenbündels 6 aus der Lichtquelle 10. Im Bereich des oberen Endes der Hülse 13, welches aus dem Kraftstoffeinspritzventil 3 herausragt, befindet sich der Strahlteiler 11 geneigt angeordnet, der in das Rohr 13 eingebaut ist. Seitlich des Strahlteilers 11 besitzt die Wandung der Hülse 13 eine weitere Öffnung 14 zum Durchtritt des Lichts aus der Lichtquelle 10. Die Hülse 13 ist mittels eines Tragarmes 16 fest mit der optoelektronischen Erfassungseinrichtung 5 verbunden, so dass die Erfassungseinrichtung 5, der Tragarm 16 sowie die Hülse 13, und damit der Strahlteiler 11 sowie der Ablenkspiegel 4, eine Einheit bilden,

welche in den drei Raumachsen verfahren und gegebenenfalls auch verschwenkt werden kann.

Innerhalb der Hülse 13 oder des Rohres 13 kann ein weiteres optisches System angeordnet sein, bestehend beispielsweise aus Linsen 17,18.

Zum Vermessen von unterschiedlichen Bohrungen 2,2', deren Mittelachsen 19,19' geneigt zueinander sein können, wird das Werkstück 3 entsprechend um seine Mittelachse 8 gedreht, die im Beispiel der Figur 2 mit der optischen Achse 12 der Erfassungseinrichtung 5 zusammenfällt, bis die jeweilige Einlaufbohrung vom Strahlengang 6 erfasst wird. Die unterschiedliche räumliche Lage der Einlauf- bohrungen 1 der Bohrkanäle 2,2'in Figur 2 und damit ihre unterschiedliche geometrische Darstellung in der Bildebene der Erfassungseinrichtung 5 kann mittels eines Rechenprogramms umgerechnet werden, um auf diese Weise die exakten Querschnitte der Einlaufbohrungen zu ermitteln.

In den Figuren 3 bis 5 sind weitere Beispiele der Vorrichtung zur Vermessung eines beliebigen Ortes innerhalb eines Werkstücks 21 sowie zur Vermessung von Innen- kegeln 22 eines Werkstücks 21 gezeigt. Das Werkstück 21 weist einen Innenkegel 22 auf, in den der Spiegel 4, welcher an einer nichtgezeigten Halterung befestigt ist, eingefahren ist. Zur Meßanordnung gehört des Weiteren die optoelektronische Erfassungseinrichtung, wie CCD-Kamera 5, der Strahlteiler 11 sowie ein Objektiv 17, welches auf der Innenfläche 22 des Innenkegels einen ausgewählten Punkt 23 bzw. Ort 23 fokussiert. Das Werkstück 21, das Objektiv 17 sowie die CCD-Kamera 5 sind mit je einer Meßeinrichtung 24,24', 24"zur Koordinatenbestimmung ausgestattet, so dass bei Verfahren von Werkstück 21, Objektiv 17 und gegebenenfalls CCD-Kamera 5 durch Nachfokussieren weitere Orte bzw. Punkte auf der inneren kegelförmigen Oberfläche 22 scharf abgebildet werden können. Die Doppelpfeile geben dabei die Hauptbewegungsrichtung in z-Achsenrichtung an, wobei allerdings Verfahr-und Schwenkmöglichkeiten in sämtlichen Koordinaten- richtungen und Raumwinkeln möglich sind.

Wird anstelle eines einfachen Ablenkspiegels 4 ein Doppelspiegel 26 verwendet, wie es in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, so kann ein Abstand s sowie s'ermittelt werden. Der Abstand s ist dabei der gegenseitige Abstand der beiden Fokuspunkte 25,25'auf der inneren Oberfläche 22 des Innenkegels des Werkstücks 21. Der Doppelspiegel 26 besitzt die beiden Spiegeloberflächen 27,27', welche unter einem Winkel umgekehrt V-formig in Bezug auf das Objektiv 17 geneigt zusammenlaufen, wobei die obere gemeinsame Kante dem Objektiv 17 zugewandt ist, wie es aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist.

Der Abstand der beiden Fokuspunkte kann durch Verfahren entweder der CCD- Kamera 5 oder des Objektivs 17 oder gegebenenfalls des Werkstücks 21 verändert werden, was aus der Figur 5 ersichtlich ist. Bei jeder Relativbewegung des Werkstücks 21 in Bezug auf den Doppelspiegel 26 und Nachfokussieren mittels des Objektivs 17 sowie gegebenenfalls der CCD-Kamera 5 können andere Paare von Punkte 28,28'scharf abgebildet werden, so dass der Innenkegel 22 des Werkstücks 21 abgetastet werden kann. Hierzu weisen die verfahrbaren Einheiten, wie Werk- stück, Objektiv und CCD-Kamera, Meßeinrichtungen 24,24', 24" (Figur 3) auf.

Durch die Auswertung der Meßpositionen kann der Innenkegel 22 vermessen werden, so dass auch der Kegelöffnungswinkel a bestimmt werden kann.

Gewerbliche Anwendbarkeit : Die Erfindung ist zum Beispiel zur Geometrievermessung von schwer zugänglichen Aussparungen, Hohlräumen oder Bohrungen in einem Werkstück gewerblich anwendbar, insbesondere zur Innenvermessung von Bohrungen in einem Hohl- körper, wie Einspritzbohrungen im Innern eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen.

Liste der Bezugszeichen : 1 Einlaufbohrung 2,2'Bohrkanal 3 Kraftstoffeinspritzventil 4 Ablenkspiegel 5 optoelektronische Erfassungseinrichtung, CCD-Kamera 6 Strahlengang 7 Wandung 8 Längsachse 9 Fokusebene 10,10'Lichtquelle 11 Strahlteiler 12 optische Achse von 5 13 Rohr 14,15 Offnung 17,18 optische Systeme, Linsen 19 Mittelachse der Bohrung 20 Innenraum von 3 2 1 Hohlkegel 22 innere Oberfläche des Hohlkegels 23,25,25', 28,28'scharf abgebildete Punkte auf der inneren Oberfläche von 21 24,24', 24"Bewegungspfeile mit Meßeinrichtungen 26 Doppelspiegel 27,27'Spiegeloberflächenhälften des Doppelspiegels