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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Kontrollmessung der korrekten Ausführung von Hohlstanznietverbindungen, mit einer Messeinheit, die derart ausgebildet ist, dass eine Höhenlage eines Kopfes des Hohlstanzniets ermittelt und mit einer Bezugsebene verglichen wird.
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Im Karosserierohbau wird das Fügeverfahren Halbhohlstanznieten HSN zum Fügen von Leichtbauanwendungen eingesetzt, bei welchem als Fügeelement ein Halbhohlstanzniet verwendet wird. Der Messvorgang erfolgt mit einer Messuhr, welche mit einer an ihr befindlichen punktförmigen als Auflagefläche genutzte Messhülse über den zu messenden Fügepunkt gesetzt wird. Mittig in der Messhülse ist ein vertikal beweglicher Messtaster angeordnet, der auf dem Nietkopf aufsitzt und den Höhenunterschied zu einer Bezugsebene misst. Bei der Verwendung von Hohlstanznieten würde so nicht der Niet selbst gemessen, sondern der bei der Nietverbindung im Inneren aufsteigende Stanzbutzen, der in seiner Höhe variabel sein kann.
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Die
EP 3 760 964 B1 offenbart eine Vorrichtung zur Inspektion von genieteten Oberflächen, mit einem länglichen Gehäuse, dessen unteres Ende eine flache Basis mit einer Öffnung aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist ein Messfühler beweglich montiert. Parallel dazu ist in dem Gehäuse ein bewegliches längliches Referenzelement angeordnet. Eine elektrische Schaltung steht im elektrischen Kontakt mit dem Messfühler, dem Referenzelement und einem Anzeigeelement. Die elektrische Schaltung ist dabei so ausgelegt, dass diese das Anzeigeelement aktiviert, wenn während einer Arbeitsposition des Messfühlers der Abstand zwischen dem unteren Ende des Messfühlers und dem Ende des Referenzelementes größer als ein vordefinierter Wert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung zur Kontrollmessung der korrekten Ausführung von Hohlstanznietverbindungen anzugeben, welche konstruktiv einfach ausgebildet ist und trotzdem zuverlässig arbeitet.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei der eingangs erläuterten Messvorrichtung zur Kontrollmessung der korrekten Ausführung von Hohlstanznietverbindungen, mit einer Messeinheit, die derart ausgebildet ist, dass eine Höhenlage eines Kopfes des Hohlstanzniets ermittelt und mit einer Bezugsebene verglichen wird, ist die Messeinheit mittig in einer Messhülse geführt, wobei ein Messtaster der Messeinheit zur außermittigen Auflage auf dem Kopf des Hohlstanznietes ausgebildet ist. Mit einem solchen konstruktiv einfachen Mittel lassen sich Nietverbindungen zuverlässig bewerten. Vorteilhaft können so auch Verbindungen mit einem Hohlstanzniet geprüft werden. Es wird sichergestellt, dass auch wirklich der Nietkopf und nicht der im Hohlstanzniet hochsteigende Stanzbutzen gemessen wird.
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Vorteilhafterweise ist der Messtaster zur außermittigen Auflage auf dem Kopf des Hohlstanznietes aus seiner Längserstreckungsrichtung ausgelenkt. Damit wird das Aufliegen des Messfühlers auf dem Nietkopf gewährleistet.
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In einer Ausgestaltung weist ein am Messtaster angesetzter Messfühler mindestens zwei Auflagepunkte zum außermittigen Aufsetzen auf den Kopf des Hohlstanznietes auf. Mit einer solchen Mehrpunktauflage lassen sich Höhenverschiebungen am Nietkopf besonders zuverlässig messen.
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In einer Variante ist der Messfühler wippenartig ausgebildet und um eine Achse schwenkbar. Dadurch lässt sich der Messfühler besonders einfach auf einem schief sitzenden Nietkopf aufsetzen. Durch die Wippe wird eine besonders zuverlässige Anpassung des Messfühlers an die Oberfläche des Nietkopfes ermöglicht.
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In einer Alternative ist der Messfühler dreibeinähnlich ausgebildet und in mindestens zwei Richtungen drehbar gelagert. Durch diese drehbare Dreibeinauflage wird ein besonders stabiles Aufsetzen auf dem Nietkopf bei gleichzeitigem Ausgleich von Niveauunterschieden am schief sitzenden Nietkopf ermöglicht.
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In einer Ausführungsform ist der Messtaster mit dem Messfühler zentrisch in der Messhülse angeordnet, wobei der Auflagepunkt des Messfühlers als Kugel oder als Kugel mit einer ebenen Stirnfläche oder als Kegelstumpf ausgeführt ist. Der Messfühler, welcher die Spitze des Messtasters bildet, zentriert sich somit mittig durch die Nietbohrung. Die Anordnung zwischen Messeinheit und Messhülse wird dadurch in ihrer Position ausgerichtet.
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Es ist von Vorteil, wenn die Messeinheit mittig in der Messhülse angeordnet und der Messtaster nach außen, die Messhülse umgebend, umgelenkt ist. Die Messhülse stellt dabei ein Hilfsmittel zur Festlegung der Bezugsebene dar.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Messhülse eine Auflage mit drei Punkten zum Aufsitzen auf einer den Kopf des Hohlstanznietes umfassenden Fügefläche auf. Dadurch wird die Bezugsebene stabil festgelegt, da geringfügige Unebenheiten der Fügefläche ausgeglichen werden können.
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In einer Alternative weist die Messhülse eine durchgängige kreisförmige Auflage zum Aufsitzen auf einer den Kopf des Hohlstanznietes umfassenden Fügefläche auf. Besonders bei unsymmetrisch ausgeprägten Oberflächen ist dies sehr vorteilhaft, um einen gleichmäßigen Messwert zu ermitteln.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
- 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
- 6 Beispiele für Auflageelemente der Messhülse.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gezeigt, wie sie zur Kontrolle von Hohlstanznietverbindungen im Fahrzeugbau eingesetzt wird. Die Messvorrichtung 1 umfasst eine Messeinheit 3, die mittig in einer die Messeinrichtung 1 umgebenden Messhülse 5 sitzt. An der Messeinheit 3 ist zentriert ein in Längsrichtung beweglicher Messtaster 7 angeordnet, welcher einem Hohlstanzniet 9 gegenüberliegt, der eine Nietverbindung 11 zwischen mindestens zwei Aluminium-Bauelementen 13, 15 herstellt. Das Innere des Hohlstanznietes 9 ist zum Teil von einem Stanzbutzen 16 ausgefüllt. Gemäß 1a ist der zentrisch angeordnete Messtaster 7 aus seiner Längserstreckung so umgelenkt, dass er außermittig am Nietkopf 17 aufliegt. Eine Alternative ist in 1b gezeigt, wo die Messeinheit 3 in der Messhülse 5 außermittig sitzt, was dazu führt, dass der sich geradlinig erstreckende Messtaster 7 ebenfalls am Nietkopf 17 anliegt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 ist in 2 dargestellt. Die Messeinheit 3 und der geradlinig ausgebildete Messtaster 7 sind mittig in der Messhülse 5 gelagert. An dem freien Ende des Messtasters 7 ist ein Messfühler in Form einer Wippe 19 angeordnet, wobei die Wippe 19 um eine Achse schwenkbar ausgebildet ist und zwei Auflagepunkte 21, 23 zur Kontrolle des Hohlstanznietes 9 hat. Diese beiden Auflagepunkte 21, 23 liegen zur Messung auf dem Nietkopf 17 auf.
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Eine Messvorrichtung mit einer Dreipunktauflage ist in 3 gezeigt. Die Messeinheit 3 sitzt mit dem Messtaster 7 wieder mittig in der Messhülse 5. Am freien Ende des Messtasters 7 ist der Messfühler als Dreibein 25 ausgebildet (3a), welches in mindestens zwei Richtungen drehbar gelagert ist. Vorzugsweise ist das Dreibein 25 am Messtaster 7 kugelgelagert. Eine Draufsicht auf die Nietverbindung 11 ist in 3b dargestellt. Die Dreipunktauflage des Dreibeins 25 sind als Berührungspunkte 27 verdeutlicht, wo das Dreibein 25 den Nietkopf 9 berührt. Der Messfühler 25 soll aber nicht auf die Dreipunktauflage beschränkt sein, sondern lässt auch andere Mehrpunktauflagen zu.
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Um die Anordnung aus Messeinheit 3 und Messhülse 5 zu zentrieren, weist der innerhalb der Messhülse 5 angeordnete Messtaster 7 eine durch einen Messfühler gebildete Zentrierspitze 29 auf. Verschiedene Ausführungen der Zentrierspitze 29 sind in 4 gezeigt, welche sich auf eine Ein-Punkt-Auflage des Messtasters 7 an eine Nietbohrung 31 bezieht. Die Zentrierspitze 29a in 4a ist als Halbkugel ausgebildet, während die Zentrierspitze 29b in 4b aus einer Halbkugel besteht, die auf der der Nietbohrung 31 zugewandten Seite eine ebene Stirnfläche aufweist. Eine weitere Möglichkeit ist in 4c beschrieben, wo die Zentrierspitze 29c als Kegelstumpf ausgeführt ist.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gezeigt. Dabei befindet sich der Messtaster 33 außerhalb der Messhülse 5. Der an der mittig angeordneten Messeinheit 3 angeordnete Messtaster 33 ist in zwei Richtungen nach außen umgelenkt, so dass er außermittig am Nietkopf 9 aufsitzen kann. Die sich am Ende des zweiarmigen Messtasters 33 befindlichen nicht weiter dargestellten Messfühler können starr sein oder wie beschrieben als Wippe oder kugelgelagertes Dreibein oder Mehrpunktauflage ausgebildet sein.
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Beispiele für Auflageelemente der Messhülse 5 sind in 6 mit Hilfe von Berührungsflächen auf der Oberfläche 35 der Nietverbindung 11 dargestellt. Idealerweise besitzt die Messhülse 5 eine punktförmige Auflage mit drei Punkten 37. Diese ist um den Fügepunkt 39 dargestellt. Es besteht die Alternative die Auflagefläche 41 der Messhülse 5 kreisförmig auszubilden, was um den Fügepunkt 43 verdeutlicht ist.
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Für alle beschriebenen Lösungen zur Nietkopfendlagenmessung bei Hohlstanznieten mit kreisringförmigen Nietkopf gilt dasselbe Messprinzip. Die Messeinheit 3 erfasst den Relativweg des Messtasters 7 zu der den Referenzwert vorgebenden Messhülse 5.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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