DE10103558A1 - Verfahren und Einrichtung zur Vermessung von Schacht-und Spaltmaßen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Vermessung von Schacht-und SpaltmaßenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Vermessung von Schacht- und Spaltmaßnahmen im Karosseriebau bei Kraftfahrzeugen. Um hierbei zu erreichen, daß die Schachtmaße oder Spaltmaße genau und reproduzierbar und mit einfachen Mitteln erfassbar sind, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in den zu vermessenden Schacht oder Spalt ein Füllkörper eingebracht wird, der an eine Ultraschallprüfeinrichtung gekoppelt ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Vermessung von
Schacht- und Spaltmaßen im Karosseriebau bei Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der
Patentansprüche 1 und 5.
Im Karosseriebau entstehen durch das Zusammenfügen konturierter Einzelbauteile zu
einer Gesamtkarosse Spalten und Hohlräume, die zu vermessen sind. Eine besondere
Aufmerksamkeit gilt den Schacht- oder Spaltmaßen innerhalb oder an den
Karosseriebereichen, an denen entweder Anbauteile oder insbesondere Dichtungen
einzulegen sind. Eine Rohkarosserie korrespondiert außerdem mit den letztendlich als
Karosserieaußenhaut anzubauenden Teilen, und dort insbesondere auch mit den
beweglichen Teilen wie Türen und Klappen. Beim Einbau dieser beweglichen Teile, wie
Türen und Klappen, sind Spaltmaße deswegen von Bedeutung, weil sie zum einen eine
bauliche Toleranz implizit enthalten müssen, gleichzeitig aber auch einheitlich gefertigten
Dichtprofilen derart entsprechen müssen, daß im geschlossenen Zustand auch die
gewünschte Dichtwirkung erzielt wird.
In der Praxis werden Türschachtmaße mittels Tastfühler im Bereich von 0,1 mm erfaßt.
Die hierbei verwendeten Tastfühler sind sog. Paralleltaster, die sich aber nur für
parallele Flächen eignen. Solche parallel ausgerichteten Flächen sind jedoch selten
vorhanden und so bedarf es einer genaueren Messung bei variablen Spaltmaßen.
Um diese Spaltmaße am Objekt ermitteln zu können, kann eine Röntgendurchstrahlung
vorgenommen werden, die einen entsprechend aufwendigen Meßaufbau bedingen. Der
hierzu notwendige ringförmige Aufbau muß den zu analysierenden Bereich ringförmig
umschließen. Dies ist jedoch nur an relativ kleinen Bauteildimensionen möglich.
Ein weiterer Nachteil bei der Röntgendurchstrahlung ist, daß aufgrund des
Strahlenschutzes für das Prüfungspersonal eine gesonderte Prüfkabine erforderlich ist.
Aus diesem Grund ist insbesondere für die Automobilfertigung ein solches Vorgehen
erheblich zu aufwendig. Zumal ergibt sich hier, daß auch weiterhin ein kontrastbildendes
Medium eingesetzt werden muß, was dem beispielsweise nachfolgend in Soll-Lage
gepreßten Dichtungselement entsprechen muß. Hierzu werden verschiedene, aus
Knetmasse gefertigte Abschnitte in den entsprechenden Schacht oder in die Fuge oder
den Spalt eingelegt.
Nachteilig ist hierbei, daß Verfahren dieser Art zu aufwendig sind und im übrigen für das
in der Fertigung arbeitende Personal wegen der Röntgenstrahlung gesundheitlich nicht
unbedenklich sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung
der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Schachtmaße oder
Spaltmaße genau und reproduzierbar und mit einfachen Mitteln erfaßbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird beim Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
abhängigen Verfahrensansprüchen 2-4 angegeben.
Hinsichtlich einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den
abhängigen Ansprüchen 5 bis 11 angegeben.
Verfahrensgemäßer Kern der Erfindung besteht darin, daß in den zu vermessenden
Schacht oder Spalt ein Füllkörper eingebracht wird, der an eine
Ultraschallprüfeinrichtung gekoppelt ist. Zum einen wird hierbei eine
gesundheitsunbedenkliche Meßmethode, nämlich Ultraschallmeßmethode eingesetzt,
und zum anderen werden die genauen Schacht- und Spaltgeometrien, auch wenn diese
von der Parallelen abweichen genauestens erfaßt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der Füllkörper ein
Dichtelement in Form einer Dichtkeder ist. Wenn dabei die Ultraschallsonde spitz
ausgeführt ist, so kann diese in die bereits eingelegte Dichtung eingestochen werden
und sodann kann das lokal vorliegende Spalt- oder Schachtmaß ermittelt werden. Es
kommt hierbei darauf an, das Schachtmaß bzw. Spaltmaß inklusive der dafür
vorgegebenen Fertigungstoleranz so im Hinblick auf die einzulegende Dichtung im
Profilquerschnitt zu bemessen, daß diese auf jeden Fall zur Erzielung einer optimalen
Dichtwirkung in entsprechender Weise komprimiert bzw. auf Dichtpressung gebracht
wird.
Ein Anwendungsbeispiel hierfür sind insbesondere die Türdichtungen, wobei zwischen
den beweglichen Karosserieteilen, nämlich den Türrahmenteilen und den
Säulenelementen der Karosserie Spalten entstehen, die in der beschriebenen Weise zur
Erlangung einer entsprechenden Dichtwirkung bemessen sein müssen. Um hierzu
optimal aufeinander abgestimmte Abmessungen zu erreichen, bedarf es einer
entsprechenden Prüfung dieser Schacht- oder Spaltmaße.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die Schacht- und/oder
Spaltmaße mittels eines Füllkörpers nach Art der intravaskulären medizinischen
Ultraschallmessung vermessen werden. Mittels dieser Meßmethode bestehen
Erfahrungen im Hinblick auf die Interpretation ortsaufgelöster Ultraschallbilder, die man
hier vorteilhafterweise einsetzen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
angegeben, daß die Messung mittels entsprechender Signalnachbearbeitung
ortsaufgelöst ausgewertet wird, wobei zum einen die Möglichkeit besteht, die
Ultraschallsonde innerhalb des Füllkörpers möglichst zentrisch dort zu positionieren, wo
man eine entsprechende Querschnittskontur ermitteln will oder aber es kann eine
entsprechende elektronische Nachbearbeitung in der Art erfolgen, daß auch eine
asymmetrische Anordnung der Ultraschallsonde im Füllkörper unerheblich ist, und
dennoch Tiefenprofile darstellbar sind.
Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art besteht der Kern der
Erfindung darin, daß der besagte Füllkörper die Ultraschallsonde der
Ultraschallprüfeinrichtung umhüllt, und dieser Füllkörper dann in den zu vermessenden
Schacht oder Spalt eingebracht werden kann. Hierdurch ist die Sonde mit einem
entsprechenden Füllkörper umgeben, der sich dann in das Profil des zu vermessenden
Schachtes oder Spaltes einbringt.
Hierzu ist es vorteilhaft, daß die Ultraschallsonde als solches mit einer stabförmigen
Spitze versehen ist, um in entsprechende Spaltmaße kleinerer Abmessungen auch noch
eindringen zu können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind nun verschiedene Füllkörper angegeben.
Zum einen kann der Füllkörper aus einem Elastomer bestehen, der sich an die
entsprechende Form des Spaltes oder Schachtes anschmiegt. Alternativ dazu kann der
Füllkörper jedoch auch aus einem Plastomer bestehen, der dauerhaft die Form der
interessierenden Außenkontur des Schachtes oder des Spaltes aufnimmt und sie
plastisch nachbildet.
Weiterhin kann der Füllkörper aber auch aus einem formlabilen Körper bestehen, der in
einer weiteren untergeordneten Ausgestaltungsform auch aus einem flüssig oder pastös
gefüllten, ballonartigen Körper bestehen kann. Dieser mit Flüssigkeit oder pastös gefüllte
ballonartige Körper kann sich nunmehr an jedwede Form von Schächten oder Spalten
anpassen bzw. an die entsprechenden interessierenden Außenkonturen anschmiegen,
so daß die nachfolgende Ultraschallmessung ein sehr genaues Abbild des Spalt- oder
Schachtmaßes ergibt. Hierbei können die verwendeten Flüssigkeiten oder pastösen
Materialien so beschaffen sein, daß sie ein entsprechend kontrastreiches Bild in der
Signalverarbeitung ergeben.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der Füllkörper als
Dilatationskörper ausgebildet sein kann. Dies ist eine weitere vorteilhafte
Unterausgestaltungsform, bei der nicht nur elastische oder kompressible Eigenschaften
ballonartiger Füllkörper vorliegt, sondern der in seiner Form und Größe auch noch
verändert werden kann. Dies bedeutet, daß der Füllkörper sich nicht nur entsprechend
anlegen kann, sondern daß er seine Gestalt, aber auch sein Volumen insgesamt
verändern kann. Hierzu ist der Dilatationskörper in entsprechender Weise dann mit
beispielsweise Flüssigkeiten kontrolliert füllbar und die ballonartige Hülle desselben läßt
dann in bestimmten Grenzen eine Dilatation zu.
Auf diese Weise sind Schacht- und Spaltmaße auf optimale Weise bestimmbar. Die
Ultraschallsonde kann insgesamt als solches innerhalb des Füllkörpers auch noch
bewegt werden, so daß sie in eine entsprechend optimale räumliche Lage,
beispielsweise möglichst zentrisch gebracht werden kann. Eine exzentrische Anordnung
der Sonde innerhalb des Füllkörpers kann dabei jedoch durch eine entsprechende
elektronische Nachbearbeitung des Kontrastbildes gegeben sein.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1: Schnitt durch die B-Säule beim Kraftfahrzeug.
Fig. 2: Darstellung der wichtigsten Elemente.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die sog. B-Säule 10 der Kraftfahrzeugkarosserie.
Innerhalb dieses Bereiches sind Dichtungen 1, 2 einzulegen, die in entsprechender
Ausrichtung und korrespondierend mit dem entsprechenden Spalt- und Schachtmaßen
optimal einzubringen sind. Das heißt, im gebrauchsfertigen, eingelegten Zustand
müssen sie ein entsprechendes Maß an Kompression zulassen bzw. die Tür muß im
geschlossenen Zustand die Dichtung 1, 2 so komprimieren, daß eine optimale
Dichtwirkung erzielt wird. Die hier dargestellten Zonen zeigen Querschnittsbereiche für
bestimmte Schacht- und Spaltkonturen. Diese sind dann entlang des gesamten Spaltes
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung in dem erfindungsgemäßen Verfahren optimal
ermittelbar. Der eingebrachte Füllkörper ist in den entsprechenden Spalt im Bereich der
Dichtungen 1, 2 einzubringen und eine entsprechende Befüllung oder eine elastische
Anformbarkeit oder eine Anpassung an die Kontur durch einen formlabilen Füllkörper
ermöglicht nun, daß sich der Füllkörper in die hier dargestellte Kontur hin anschmiegt.
Eine innerhalb dieser Kontur nun angeordnete bzw. eingebrachte Ultraschallsonde
ermittelt die Kontur des Füllkörpers in dieser nun dargestellten Gebrauchssoll-Lage.
Durch entsprechende signaltechnische Auswertungen lassen sich hierdurch die
Abmessungen genauestens ermitteln.
Fig. 2 zeigt eine schematische einfache Darstellung der wichtigsten Elemente.
Zentralpunkt ist eine Ultraschallauswerteeinheit 20, die mit einer Ultraschallsonde 30
gekoppelt ist. Die Ultraschallsonde 30 enthält sowohl den Ultraschallgeber, als auch den
Ultraschallempfänger, wobei Sende- und Empfangsmodus auch mit ein- und demselben
Ultraschallgenerator durchführbar ist, der gleichzeitig sowohl Sender, als auch Detektor
ist, wobei lediglich in unterschiedlichen Zeitfenstern Signale erzeugt und in einem
entsprechend anderen Zeitfenster Reflexionssignale detektiert werden. Diese werden
nachfolgend von der Auswerteeinheit 20 erfaßt und ausgewertet und es erfolgt eine die
gesamte Kontur erfaßende Berechnung sowohl der Form, als auch der genauesten
Abmessungen des die Ultraschallsonde 30 umgebenden Füllkörpers 40. Innerhalb einer
der Auswerteeinheit nachgeschalteten Bildeinheit 50 wird dann aus den berechneten
Daten ein entsprechendes Bild generiert, was zunächst eine qualitative Bewertung des
Schachtes oder Spaltes ermöglicht, jedoch mit einer entsprechenden Skalierung
versehen sein kann, anhand derer auch eine geometrische Dimensionierung der
Füllkontur erfolgen kann.
Der die Ultraschallsonde 30 umgebende Füllkörper 40, der hier als Dilatationskörper mit
völlig formlabiler Außenkontur dargestellt ist, kann sich nun in den entsprechend
eingebrachten Positionen in den Schacht oder den Spalt optimal anschmiegen und es
erfolgt sodann eine entsprechende Vermessung mittels Ultraschallsonde. Der
Dilatationskörper als solches kann hierbei eine Zuleitung und eine Ableitung enthalten,
um beispielsweise Füllflüssigkeiten oder pastöse Füllmittel zur Vergrößerung des
Volumens hineinzupumpen bzw. dieselben wieder aus demselben herauszulassen, zur
Verkleinerung des Volumens. Auf diese Weise ist eine optimale Anpassung an den zu
vermessenden Türspaltbereich oder Schachtbereich gegeben. Die Hülle des
Dilatationskörpers kann dabei aus einem hochelastischen, gummiartigen Material
gebildet sein, was zum einen den Belastungen einer extremen Deformation, zum
anderen aber auch eine zur Deformation hinzukommende Dilatation des Volumens
zuläßt.
Claims (11)
1. Verfahren zur Vermessung von Schacht- und Spaltmaßen im Karosseriebau bei
Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu vermessenden Schacht
oder Spalt ein Füllkörper eingebracht wird, der an eine Ultraschallprüfeinheit
gekoppelt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper ein
Dichtelement in Form einer Dichtkeder ist, in welche die Ultraschallprüfeinheit, d. h.
die Sonde, eingeschoben wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schacht- und/oder Spaltmaße mittels eines Füllkörpers nach Art der
intravaskulären medizinischen Ultraschallmessung vermessen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung mittels
einer entsprechenden Signalbearbeitung ortsaufgelöst ausgewertet wird.
5. Einrichtung zum Vermessen von Schacht- und Spaltmaßen im Karosseriebau von
Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ultraschallprüfeinrichtung
verwendet wird und die Ultraschallsonde (30) der Ultraschallprüfeinrichtung von
einem Füllkörper (40) umgeben ist, der in den zu vermessenden Schacht oder Spalt
einbringbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallsonde
(30) mit einer stabförmigen Spitze versehen ist.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllkörper (40) aus einem Elastomer besteht.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllkörper (40) aus einem Plastomer besteht.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllkörper (40) aus einem formlabilen Körper besteht.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der formlabile
Füllkörper (40) aus einem flüssig oder pastös gefüllten, ballonartigen Körper
besteht.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllkörper (40) als Dilatationskörper ausgebildet ist.
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