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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Prüf- oder Messvorrichtung zum Prüfen der Maßhaltigkeit und/oder zum Messen einer oder mehrerer geometrischer Eigenschaften eines Gegenstands bezogen.
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Die Maßhaltigkeit von Gegenständen muss in vielen Fällen zumindest stichprobenartig geprüft werden, um Schaden durch Weiterverarbeitung fehlerhafter Gegenstände zu vermeiden. Prüf- und/oder Messvorrichtungen zum Prüfen der Maßhaltigkeit und/oder zum Erfassen geometrischer Eigenschaften von Gegenständen sind in der Regel aus massiven Platten, Klötzen und Profilen mit großen Querschnitten aufgebaut, um eine elastische oder plastische Verformung auszuschließen. Die resultierende erhebliche Masse und die großen Abmessungen schränken die Transportfähigkeit erheblich ein und machen die Handhabung und Bedienung langsam und unbequem und erhöhen das Risiko einer Überlastung von Skelett Gelenken und Muskulatur des Personals und einer resultierenden Erkrankung.
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In
DE 10 2005 007 441 A1 ist eine Prüflehrenvorrichtung mit einem Lehrenkörper zur Aufnahme eines auf seine Maßhaltigkeit zu prüfenden Werkstücks beschrieben. Der Lehrenkörper ist in eine ein Rastermaß aufweisende Rasterplatte eingepasst. Die als Lochplatte ausgebildete Rasterplatte weist auf ihrer den Lehrenkörper aufnehmenden Flachseite eine Mehrzahl von in zwei Dimensionen im Rastermaß beabstandeten Bohrungen auf.
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In
US 4,578,875 A ist ein Prüflehrenmodell für die Qualitätskontrolle in der Fertigung beschrieben. Das Prüflehrenmodell umfasst einen Rahmen aus rohrförmigem Leichtbaumaterial, an dem ein Strukturfüllmateral befestigt ist, das näherungsweise in die erwünschte endgültige Konfiguration vorgeformt ist.
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In
US 5,477,618 ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Abmessungen eines Sandkerns beschrieben. An einem Rahmen sind Sensoren zum Erfassen ausgewählter Bereiche eines Sandkerns und zum Erzeugen von Signalen proportional zu den erfassten Abmessungen befestigt. Der Rahmen ist teilweise planar und T-förmig und umfasst einen portalartigen Endrahmen.
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In
EP 0 318 437 A1 ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Abmessungen eines Werkstücks beschrieben. Eine Stützstruktur umfasst eine Basis oder ein Bett mit zwei Paaren von Längsstäben mit rechteckigem Querschnitt.
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In
WO 2019/162105 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen von Abmessungen eines additiv hergestellten Objekts beschrieben. Parallel zu dem Objekt wird ein Prüfelement hergestellt, das ein Profil aufweist, das mit dem Objekt in mindestens zwei Berührungspunkten übereinstimmt.
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In
KR 10 2 298 936 B1 ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Toleranzen in Abmessungen und Geometrie beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Platte und einen Rahmen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Prüf- oder Messvorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, eine Prüf- oder Messvorrichtung als kompakte, den Gegenstand, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, käfigartig umgebende Vorrichtung auszuführen, die insbesondere zur Reduzierung ihrer Masse zumindest bereichsweise durch einen makroskopischen Schaum oder auch durch ein Raumtragwerk, eine Gitterstruktur oder ein Raumgitter aus geraden oder gekrümmten Stäben oder ähnlichen Elementen gebildet ist.
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Eine Prüf- oder Messvorrichtung zum Prüfen oder Messen geometrischer Eigenschaften eines Gegenstands umfasst einen ein- oder mehrteiligen Grundkörper, eine oder mehrere als Anschlagflächen ausgebildeten Oberflächenbereiche an dem Grundkörper zum Anliegen an korrespondierenden Referenzflächen an dem Gegenstand während des Prüfens des Gegenstands und einen oder mehrere Sensoren oder Ansetzstellen für Sensoren zum Messen von Abständen der Sensoren von Oberflächenbereichen des Gegenstands, wobei der Grundkörper ausgebildet ist, um den Gegenstand zumindest in einer Arbeitskonfiguration käfigartig zu umgeben.
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Die Prüf- oder Messvorrichtung ist insbesondere zum Prüfen der Maßhaltigkeit und/oder zum Messen geometrischer Eigenschaften von Gegenständen unmittelbar nach deren Herstellung oder nach Entnahme aus einem Lager und vor ihrer Verwendung, ihrem Einbau oder ihrer Weiterverarbeitung vorgesehen und ausgebildet. Die Prüf- oder Messvorrichtung ist dabei insbesondere ausschließlich zum Prüfen oder Messen geometrischer Eigenschaften von Gegenständen einer bestimmten Bauart vorgesehen. Alternativ kann die Prüf- oder Messvorrichtung zum Prüfen oder Messen geometrischer Eigenschaften von Gegenständen mehrerer, insbesondere ähnlicher Bauarten vorgesehen und ausgebildet sein.
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Anschlagflächen können eben oder gebogen (gaußsche Krümmung gleich Null) oder gekrümmt (gaußsche Krümmung ungleich Null) sein. Anzahl, Geometrie, Anordnung und Orientierung der Anschlagflächen sind insbesondere so gewählt, dass Position und Orientierung des Gegenstands, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, eindeutig bestimmt, aber nicht überbestimmt sind.
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Als Sensor kommt jeder mechanisch, elektrisch, akustisch, optisch oder anders abtastender oder wirkender oder erfassender Sensor in Betracht, der einen Abstand, eine relative oder absolute Position, eine Orientierung oder eine andere geometrische Eigenschaft erfasst und ein analoges oder digitales Messsignal bereitstellt, das von einer Person abgelesen oder über eine elektrische, optische oder Funkverbindung an eine andere Vorrichtung übertragen werden kann. Messschieber oder Messuhren sind traditionelle, ursprünglich rein mechanisch wirkende Beispiele von Sensoren, deren Messwerte von Benutzern visuell an Skalen abgelesen wurden.
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Eine Ansetzstelle kann lediglich eine oder mehrere Anlageflächen zur formschlüssigen Definition von Position und Orientierung eines Sensors mit einer korrespondierender Anlagefläche oder korrespondierenden Anlageflächen aufweisen. Insbesondere weist eine Ansetzstelle eine Messbuchse mit Passung zu einem Sensor auf. Im Fall einer Spielpassung kann der Sensor ohne Weiteres angesetzt, entfernt, ausgetauscht werden. Eine Presspassung kann eine dauerhafte Befestigung eines Sensors ermöglichen.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Ansetzstelle eine Befestigungseinrichtung zur dauerhaften oder vorübergehenden Befestigung von einem oder mehreren Sensoren umfassen, beispielsweise in Gestalt einer Schraub-, Renk- oder Rastverbindung.
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Abhängig von der Anzahl der Sensoren oder der Ansetzstellen für Sensoren können ein oder mehrere oder viele Maße nacheinander oder gleichzeitig gemessen und geprüft werden.
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Der Grundkörper umgibt den zu Gegenstand, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, insbesondere dann käfigartig, wenn der Gegenstand in mindestens vier oder fünf Richtungen oder in allen Richtungen von dem Grundkörper umgeben ist. Dabei wird auf von einander verschiedene Richtungen Bezug genommen, die paarweise einander entgegengesetzt oder zu einander orthogonal sind.
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Ein Grundkörper, der den Gegenstand käfigartig umgibt, kann bei geringen Abmessungen und vergleichsweise geringer Masse mechanisch besonders steif ausgebildet sein und damit eine besonders genaue und/oder zuverlässige Prüfung der Maßhaltigkeit und/oder Erfassung geometrischer Eigenschaften ermöglichen.
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Eine geringe Masse kann die Bedienzeiten verkürzen und damit einen höheren Takt ermöglichen und das Risiko körperlicher Schäden bei Personen, die die Prüf- oder Messvorrichtung tragen und verwenden, reduzieren.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, weist der Grundkörper insbesondere mehrere mechanisch starre Bauteile auf, die relativ zu einander bewegbar sind zwischen einer vorbestimmten Arbeitskonfiguration, in der eine oder mehrere geometrische Eigenschaften des Gegenstands geprüft und/oder gemessen werden können, und einer offenen Konfiguration, in der ein Gegenstand in die Prüf- oder Messvorrichtung eingelegt oder aus der Prüf- oder Messvorrichtung entnommen werden kann, wobei die Prüf- oder Messvorrichtung ferner korrespondierende Anlageflächen an den Bauteilen des Grundkörpers, die eine vorbestimmte relative Orientierung und Positionierung der Bauteile zu einander definieren, aufweist.
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Die jeweils für sich mechanisch starren Bauteile können relativ zu einander schwenkbar oder rotierbar und/oder entlang gerader oder gekrümmter Pfade translatierbar sein. Dazu können die Bauteile durch Gelenke, Linearführungen etc. verbunden sein. Alternativ können die Bauteile nur in der Arbeitskonfiguration an einander anliegen oder mechanisch verbunden sein.
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Die Ausbildung des Grundkörpers mit mehreren relativ zu einander bewegbaren Bauteilen kann einerseits ein Einsetzen und Entnehmen des Gegenstands und andererseits ein Prüfen und/oder Messen einer oder mehrerer geometrischer Eigenschaften des Gegenstands aus allen Richtungen und an allen Orten ermöglichen.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der Grundkörper insbesondere zumindest bereichsweise als makroskopische Schaumstruktur ausgebildet.
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Eine makroskopische Schaumstruktur ist ein Raumtragwerk aus einer oder mehreren ebenen oder gekrümmten flächigen Strukturen, die mit einander verbundene oder abgeschlossene Hohlräume bilden. Die makroskopische Schaumstruktur weist insbesondere in drei Raumrichtungen eine Periodizität auf.
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Die makroskopische Schaumstruktur kann aus einer einzigen komplex geformten flächigen Struktur gebildet sein, die zahlreiche in einem einfachen kubischen Gitter angeordnete und jeweils näherungsweise kugelförmige Hohlräume umschließt. Jeder näherungsweise kugelförmige Hohlraum ist durch sechs kurze dünne Kanäle mit den sechs nächst benachbarten näherungsweise kugelförmigen Hohlräumen verbunden.
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An äußeren Oberflächen des Grundkörpers können die flächigen Struktur und die Hohlräume angeschnitten sein. Alternativ können die Hohlräume an den äußeren Oberflächen des Grundkörpers beispielsweise durch plattenförmige oder flächige Strukturen verschlossen sein.
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Die Hohlräume weisen beispielsweise die Form von Kugeln oder Oktaedern auf. Die Hohlräume können mit einander verbunden oder jeweils vollständig abgeschlossen sein. Ferner können die von der makroskopischen Schaumstruktur umschlossenen Hohlräume beispielsweise in einem nicht-kubischen Gitter mit quaderförmiger Einheitszelle oder in einem hexagonalen Gitter oder in einem kubisch raumzentrierten Gitter oder in einem anderen periodischen Raumgitter oder unregelmäßig angeordnet sein.
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Eine makroskopische Schaumstruktur kann bei geringen Wandstärken und damit geringer Masse eine hohe mechanische Steifheit ermöglichen. Dabei kann die mechanische Robustheit in Vergleich zu einem Raumtragwerk aus Stäben größer sein.
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Die geringe Masse und die große (innere) Oberfläche der makroskopischen Schaumstruktur kann auch ein schnelles Erreichen des thermischen Gleichgewichts ermöglichen. Die Prüf- oder Messvorrichtung kann deshalb bereits kurz nach Entnahme von einem sehr kalten oder sehr heißen Lagerort die Temperatur eines Laborraums annehmen und verwendbar sein.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der Grundkörper insbesondere zumindest bereichsweise als Raumtragwerk oder Gitterstruktur oder Raumgitter ausgebildet.
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Auch ein Raumtragwerk aus Stäben oder eine Gitterstruktur oder ein Raumgitter kann bei geringer Masse und damit geringer thermischer Trägheit eine hohe mechanische Steifheit ermöglichen.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umschließt in der Arbeitskonfiguration der Grundkörper den Gegenstand insbesondere so vollständig, dass der Gegenstand nicht aus dem Grundkörper entnommen werden kann.
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Der Gegenstand ist insbesondere auch in der Arbeitskonfiguration des Grundkörpers von außen - beispielsweise durch Öffnungen des Grundkörpers hindurch - sichtbar, kann jedoch nicht aus dem Grundkörper entnommen werden. Ein vollständiges Umschließen des Gegenstands kann Messungen an vielen oder allen Orten an der Oberfläche des Gegenstands und aus vielen oder allen Richtungen ermöglichen.
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Vor allem zahlreiche kleine Öffnungen in dem Grundkörper können die Masse des Grundkörpers und damit der Prüf- oder Messvorrichtung deutlich reduzieren ohne die mechanische Steifheit und Robustheit im gleichen Maße zu reduzieren.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, weist der Grundkörper insbesondere genau zwei mechanisch starre Bauteile auf.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, bildet insbesondere ein erstes mechanisch starres Bauteil des Grundkörpers eine Wanne zum Aufnehmen des Gegenstands, wobei ein zweites mechanisch starres Bauteil des Grundkörpers als ebener oder im Wesentlichen ebener oder nur schwach gekrümmter Deckel über der Wanne ausgebildet ist.
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Das erste Bauteil kann eine große mechanische Steifheit aufweisen, das zweite Bauteil eine geringe Maße, wodurch die Bedienung der Prüf- oder Messvorrichtung, vor allem das Wechseln des Gegenstands erleichtert werden kann.
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Bei einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der Grundkörper insbesondere mittels eines additiven Verfahrens oder mittels einer mittels eines additiven Verfahrens hergestellten Gussform oder durch Abguss eines mittels eines additiven Verfahrens hergestellten Urmodells hergestellt.
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Eine Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner einen Handgriff an einer Schmalseite des Grundkörpers, an der die Prüf- oder Messvorrichtung wie ein Aktenkoffer getragen werden kann.
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Eine Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, weist insbesondere die Gestalt eines Aktenkoffers mit einem Handgriff, einem Bodenteil und einem Deckel auf.
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Das Bodenteil wird durch das erste Bauteil gebildet, der Deckel durch das zweite Bauteil. Die Prüf- oder Messvorrichtung kann aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Masse und ihrer Gestalt einfach und orthopädisch vorteilhaft mit einer Hand an dem Handgriff gehalten und wie ein Aktenkoffer getragen werden.
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Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Prüf- oder Messvorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, wird der Grundkörper zumindest teilweise mittels eines additiven Verfahrens oder mittels einer mittels eines additiven Verfahrens hergestellten Gussform oder durch Abguss eines mittels eines additiven Verfahrens hergestellten Urmodells hergestellt.
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Ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, umfasst insbesondere zumindest einen der Schritte spanendes Erzeugen einer Anlagefläche, Erzeugen einer Bohrung, Erzeugen eines Gewindes in einer Bohrung, Einsetzen einer Buchse in eine Bohrung in dem Grundkörper, Einsetzen eines Auflagebolzens in den Grundkörper.
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Die Buchse umfasst insbesondere eine eine Aufnahme mit Passfläche für einen Sensor oder eine Aufnahme mit Passfläche für einen Kugelbolzen oder für einen Passstift.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische axonometrische Darstellung einer Prüf- oder Messvorrichtung;
- 2 eine schematische axonometrische Darstellung der Prüf- oder Messvorrichtung aus 1 mit einem Gegenstand;
- 3 eine weitere schematische axonometrische Darstellung der Prüf- oder Messvorrichtung und des Gegenstands aus 2;
- 4 eine schematische Draufsicht auf die Prüf- oder Messvorrichtung und den Gegenstand aus den 2 und 3;
- 5 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch die Prüf- oder Messvorrichtung und den Gegenstand aus den 2 bis 4.
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1 zeigt eine schematische axonometrische Darstellung einer Prüf- oder Messvorrichtung 10 mit einem Grundkörper 20 mit einem Griff 22, der in 1 weitgehend verdeckt ist. Ein Gelenk, nämlich Scharnier 28 verbindet zwei Bauteile 30, 40 des Grundkörpers 20 so, dass das zweite Bauteil 40 relativ zu dem ersten Bauteil 30 um eine durch das Gelenk 28 definierte Schwenkachse geschwenkt werden kann.
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In 1 ist die Prüf- oder Messvorrichtung in einer offenen Konfiguration gezeigt, in der das zweite Bauteil 40 von dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers 20 weg geschwenkt ist. Eine flache, wannenförmige Ausnehmung 32 in dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers 20 zur Aufnahme eines Gegenstands, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, ist in 1 sichtbar und in der in 1 dargestellten offenen Konfiguration zugänglich.
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An einem von dem ersten Bauteil 30 gebildeten, die wannenförmige Ausnehmung 32 umschließenden Rand sind drei Auflageflächen 34 und zwei Buchsen 36 vorgesehen.
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In der wannenförmigen Ausnehmung 32 sind mindestens drei Anschlagflächen 38 vorgesehen, von denen in 1 nur zwei sichtbar sind. Auf die Anschlagflächen 38 können korrespondierende Anschlagflächen an einem Gegenstand, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, aufgelegt werden. Ferner sind in der wannenförmigen Ausnehmung 32 in 1 nicht sichtbare Bohrungen vorgesehen, in die stiftförmige Fortsätze an dem Gegenstand eingreifen. Dadurch sind Position und Orientierung des Gegenstands eindeutig definiert.
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Das zweite Bauteil 40 des Grundkörpers 20 ist als flacher Deckel ausgebildet, der in einer in 1 nicht dargestellten Arbeitskonfiguration die Ausnehmung 32 bedecken kann. In einem Randbereich des zweiten Bauteils 40 sind drei zu den Auflageflächen 34 an dem ersten Bauteil 30 korrespondierende Auflageflächen 44 und zwei zu den Buchsen 36 an dem ersten Bauteil korrespondierende Kugelbolzen 46 vorgesehen. In der in 1 nicht dargestellten Arbeitskonfiguration der Prüf- oder Messvorrichtung 10 liegen die Auflageflächen 44 an dem zweiten Bauteil 40 an den Auflageflächen 34 an dem ersten Bauteil 30 an, und die Kugelbolzen 46 an dem zweiten Bauteil 40 greifen in die Buchsen 36 an dem ersten Bauteil ein. Dadurch ist das zweite Bauteil relativ zu dem ersten Bauteil 30 formschlüssig exakt positioniert und orientiert.
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Große Bereiche des ersten Bauteils 30 werden durch eine makroskopische Schaumstruktur 50 gebildet. Diese makroskopische Schaumstruktur 50 ist bei dem dargestellten Beispiel aus einer einzigen komplex geformten flächigen Struktur 52 gebildet, die zahlreiche in einem einfachen kubischen Gitter angeordnete und jeweils näherungsweise kugelförmige Hohlräume 54 umschließt. Jeder näherungsweise kugelförmige Hohlraum 54 ist durch sechs kurze dünne Kanäle 56 mit den sechs nächst benachbarten näherungsweise kugelförmigen Hohlräumen 54 verbunden.
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An äußeren Oberflächen des ersten Bauteils 30 sind die flächigen Struktur 52, die Hohlräume 54 und die kurzen dünnen Kanäle 56 angeschnitten. Abweichend von dem dargestellten Beispiel können die Hohlräume 54 und die kurzen dünnen Kanäle 56 beispielsweise durch plattenförmige oder flächige Strukturen verschlossen sein.
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Alternativ und abweichend von dem in 1 gezeigten Beispiel können die Hohlräume 54 beispielsweise Kugeln oder Oktaeder und/oder jeweils vollständig abgeschlossen sein. Ferner können die von der makroskopischen Schaumstruktur 50 umschlossenen Hohlräume 54 abweichend von der Darstellung in 1 beispielsweise in einem nicht-kubischen Gitter mit quaderförmiger Einheitszelle oder in einem hexagonalen Gitter oder in einem kubisch raumzentrierten Gitter oder in einem anderen periodischen Raumgitter oder unregelmäßig angeordnet sein.
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Eine solche makroskopische Schaumstruktur 50 bietet ein günstiges Verhältnis zwischen Masse einerseits und mechanischer Steifheit und Robustheit andererseits.
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Solche und ähnliche makroskopische Schaumstrukturen können mittels additiver Verfahren, die oft auch als 3D-Druck bezeichnet werden, hergestellt werden. Das erste Bauteil 30 kann beispielsweise unmittelbar mittels 3D-Druck hergestellt werden. Alternativ kann eine (verlorene) Gussform für das erste Bauteil 30 mittels eines additiven Verfahrens hergestellt werden. Ferner kann ein (verlorenes) Urmodell zur Herstellung einer (verlorenen) Gussform für das erste Bauteil 30 mittels eines additiven Verfahrens hergestellt werden.
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Entsprechendes gilt für das zweite Bauteil 40, das bei der dargestellten Geometrie aber auch auf herkömmliche Weise hergestellt werden kann, beispielsweise spanend oder mittels eines Gusses in einer nicht zwangsläufig verlorenen Form.
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Jede Auflagefläche 34, 44 und jede Anschlagfläche 38 kann durch einen Schraubbolzen oder ein anderes Bauelement, das in eine Bohrung oder eine andere Ausnehmung in dem betreffenden Bauteil 30, 40 eingesetzt wird, gebildet werden. Jede Auflagefläche 34, 44 und jede Anschlagfläche 38 kann alternativ durch das unmittelbar additiv hergestellte Material gebildet sein und mittels eines spanenden Verfahrens ihre endgültige Position und Orientierung erhalten.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist das zweite Bauteil 40 im Wesentlichen rahmenförmig mit zwei versteifenden diagonalen Streben. Das zweite Bauteil 40 weist also - primär zur Reduzierung der Masse - drei große Öffnungen auf.
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An dem ersten Bauteil 30 und an dem zweiten Bauteil 40 sind jeweils mehrere Messbuchsen 60 als Ansetzstellen für Messuhren oder andere Sensoren vorgesehen. Das zweite Bauteil 40 ist in 1 von einer in der erwähnten, nicht dargestellten Arbeitskonfiguration dem ersten Bauteil 30 zugewandten Unterseite zu sehen. Deshalb sind die meisten Messbuchsen 60 lediglich an den und durch die unteren Enden von Bohrungen erkennbar, in die von der Oberseite des zweiten Bauteils 40 her die eigentlichen Messbuchsen eingesetzt sind.
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Jede Messbuchse 60 weist ein Außengewinde auf, das in ein korrespondierendes Innengewinde in einer Bohrung oder in einer Ausnehmung in dem betreffenden Bauteil 30, 40 eingeschraubt ist. Jede Messbuchse 60 weist eine Duchgangsbohrung mit einem vorbestimmten kreisförmigen Querschnitt und einer vorbestimmten Orientierung auf.
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In die Bohrung jeder Messbuchse 60 kann eine Messuhr oder ein anderer Sensor eingesetzt werden. Dabei bilden eine kreiszylindrische Außenfläche an dem Sensor und die Innenwand der Bohrung eine Passung mit möglichst geringem Spiel, so dass die Orientierung des Sensors formschlüssig exakt definiert ist. Ferner bildet der äußere, von dem Grundkörper 20 weg orientierte Rand jeder Messbuchse 60 einen Anschlag für eine Stufe am proximalen Rand der erwähnten kreiszylindrischen Außenfläche des Sensors, so dass auch in axialer Richtung die Position jedes Sensors formschlüssig eindeutig definiert ist.
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2 zeigt eine weitere schematische axonometrische Darstellung der Prüf- oder Messvorrichtung 10 aus 1 in der selben offenen Konfiguration. Die Darstellung in 2 unterscheidet sich von der Darstellung in 1 dadurch, dass in die wannenförmige Ausnehmung 32 ein Gegenstand 70, dessen geometrische Eigenschaft oder Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind, eingelegt ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Gegenstand 70 eine Tachoblende für ein Automobil in Gestalt eines dünnen Rahmens, der ein zentrales kreisförmiges Feld und beiderseits desselben zwei weitere, näherungsweise kreissegmentförmige Felder umschließt.
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Bei der in 2 dargestellten Situation liegt der Gegenstand 70 mit Referenzpunkten auf den Anschlagflächen 38 an dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers 20 auf. Ferner greifen zwei in 2 nicht sichtbare stiftartige Fortsätze an dem Gegenstand 70 in die erwähnten, in den Figuren ebenfalls nicht sichtbaren korrespondierenden Bohrungen ein. Dadurch ist der Gegenstand 70 relativ zu dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers formschlüssig exakt positioniert und orientiert.
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Zusätzlich kann der Gegenstand 70 beispielsweise mittels Schrauben 72, die durch für die Befestigung des Gegenstands 70 bei seiner vorgesehenen Verwendung vorgesehene Schraubösen geführt sind, an dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers 20 befestigt sein.
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3 zeigt eine weitere schematische axonometrische Darstellung der Prüf- oder Messvorrichtung 10 aus den 1 und 2 und des Gegenstands 70. In 3 ist die bereits erwähnte geschlossene Arbeitskonfiguration der Prüf- oder Messvorrichtung 10 dargestellt. Das zweite Bauteil 40 des Grundkörpers 20 ist um die durch das Gelenk 22 definierte Schwenkachse zu dem ersten Bauteil 30 hin geschwenkt. Der Handgriff 22 ist in 3 sichtbar, an dem die Prüf- oder Messvorrichtung 10 mit einer Hand wie ein Aktenkoffer nahe am Körper und damit orthopädisch vorteilhaft getragen werden kann.
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Jede der drei anhand der 1 beschriebenen Auflageflächen 44 an dem zweiten Bauteil 40 liegt an der korrespondierenden Auflagefläche 30 an dem ersten Bauteil 30 an, und die zwei Kugelbolzen 46 an dem zweiten Bauteil 40 greifen in je eine korrespondierende Buchse 36 an dem ersten Bauteil 30 ein. Dadurch ist das zweite Bauteil 40 relativ zu dem ersten Bauteil 30 formschlüssig eindeutig positioniert und orientiert. Da sowohl der Gegenstand 70 als auch das zweite Bauteil 40 jeweils relativ zu dem ersten Bauteil 30 formschlüssig eindeutig positioniert und orientiert sind, ist auch das zweite Bauteil 40 relativ zu dem Gegenstand 70 mittelbar formschlüssig eindeutig positioniert und orientier.
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Ein Kugelrastbolzen 48, dessen Bedienknopf in 3 sichtbar ist, verschließt die Prüf- oder Messvorrichtung 10 lösbar, hält also das zweite Bauteil 40 relativ zu dem ersten Bauteil in der in 3 gezeigten Arbeitskonfiguration.
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In 4 zeigt eine schematisch Draufsicht auf die anhand der 1 bis 3 dargestellte Prüf- oder Messvorrichtung 10 in der in 3 gezeigten Arbeitskonfiguration mit dem Gegenstand 70. Die in 4 dargestellte Situation unterscheidet sich von der anhand der 3 dargestellten dadurch, dass in zwei Messbuchsen 60 je eine Messuhr 80 als Beispiel eines Sensors zum Erfassen eines Abstands der Messbuchse 60 von einem gegenüberliegenden Oberflächenbereich des Gegenstands 70 eingesetzt ist.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Schnitts durch die Prüf- oder Messvorrichtung 10, den Gegenstand 70 und die Messuhren 80 in der in 4 gezeigten Konfiguration. Die Schnittebene V-V ist orthogonal zu der Zeichenebene der 4. Die Lage der Schnittebene V-V der 5 ist in 4 angedeutet.
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In 5 ist der Gegenstand 70 in der Ausnehmung 32 in dem ersten Bauteil 30 erkennbar. Ferner sind die in korrespondierende Bohrungen in den Bestandteilen 30, 40 des Grundkörpers eingeschraubten Messbuchsen 60 erkennbar. Die inneren Oberflächen der Durchgangsbohrungen in den Messbuchsen 60 bilden Passflächen 64, und die äußeren Oberflächen korrespondierender kreiszylindrischer Abschnitte der Messuhren 80 bilden korrespondierende Passflächen 84 zur formschlüssigen Führung und Positionierung der Messuhren 80 in den Messbuchsen. Taststifte 88 der Messuhren 80 liegen an gegenüberliegenden Oberflächenbereichen 78 des Gegenstands 70 an. Abstandsmessungen mittels der Messuhren 80 erlauben eine Prüfung der Geometrie des Gegenstands 70.
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Bezugszeichenliste:
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- 10
- Prüf- oder Messvorrichtung
- 20
- Grundkörper der Prüf- oder Messvorrichtung 10
- 22
- Handgriff an dem Grundkörper 20
- 28
- Gelenk zwischen den Bauteilen 30, 40 des Grundkörpers 20
- 30
- erstes Bauteil des Grundkörpers 20
- 32
- flache Ausnehmung in dem ersten Bauteile 30, zur Aufnahme des Gegenstands 80
- 34
- Auflagefläche korrespondierend zu der Auflagefläche 44 an dem zweiten Bauteil 40
- 36
- Buchse zur Aufnahme der Kugelbolzen 46 an dem zweiten Bauteil 40
- 38
- Anschlagfläche an erstem Bauteil 30 des Grundkörpers 20, korrespondierend zu Referenzfläche an dem Gegenstand 70
- 40
- zweites Bauteil des Grundkörpers 20
- 44
- Auflagefläche korrespondierend zu Auflagefläche 34 an dem ersten Bauteil 30
- 46
- Kugelbolzen an dem zweiten Bauteil 40, zu der Aufnahme in den Buchsen 36 in dem ersten Bauteil 30 korrespondierend
- 48
- Kugelrastbolzen zur lösbaren Verbindung des zweiten Bauteils 40 mit dem ersten Bauteil 30 des Grundkörpers 20
- 50
- makroskopische Schaumstruktur
- 52
- flächige Struktur der makroskopischen Schaumstruktur 50
- 54
- näherungsweise kugelförmiger Hohlraum in der makroskopischen Schaumstruktur 50
- 56
- kurzer dünner Kanal der makroskopischen Schaumstruktur 50
- 60
- Messbuchse als Ansetzstelle für Sensor 70
- 62
- Aufnahme für Sensor
- 64
- Passfläche in Messbuchse 62
- 70
- Gegenstand, dessen geometrische Eigenschaften zu prüfen oder zu messen sind
- 72
- Schraube zur Befestigung
- 78
- Oberflächenbereich des Gegenstands 70
- 80
- Messuhr als Sensor
- 84
- Passfläche an dem Sensor 80
- 88
- Taststift der Messuhr 80
