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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung, insbesondere einer Laserbohrung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Bei einem allgemein bekannten, gattungsgemäßen Verfahren zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung wird die in das Bauteil eingebrachte Ausnehmung so vermessen, dass eine Restwandstärke im Ausnehmungsbereich ermittelt wird. Das Bauteil ist dabei wenigstens im Ausnehmungsbereich plattenförmig ausgebildet und weist eine erste Bauteiloberfläche, von der her die Ausnehmung in das Bauteil eingebracht ist, sowie eine der Ausnehmung abgewandte zweite Bauteiloberfläche auf.
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Konkret ist das nachträglich zu vermessende Bauteil eine Slushhaut einer Instrumententafel, in die mittels eines Laserabtrages eine Mehrzahl von Laserbohrungen eingebracht wurde, die eine Schwächungslinie für eine Airbagaustrittöffnung definieren. Für eine reproduzierbare Produktion der Instrumententafeln und für ein vorgegebenes Aufreißverhalten der Airbagaustrittöffnung ist es wichtig, die Restwandstärke im Bereich der eingebrachten Ausnehmung zu kennen. Die Restwandstärke ist dabei als Abstand zwischen einem Ausnehmungsboden im Ausnehmungsbereich und der zweiten Bauteiloberfläche definiert. Zur Ermittlung der Restwandstärke wird die Slushhaut im Ausnehmungsbereich mit einem Messer entlang der eingebrachten Ausnehmung getrennt und anschließend mikroskopisch vermessen.
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Aus der
DE 43 44 523 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen einer Schwächungslinie an einem hautartigen Bauteil bekannt. Dabei wird mittels einer Schneidvorrichtung ein Einschnitt in das Bauteil eingeschnitten und parallel zu diesem Schneidvorgang wird mittels einer Messeinrichtung der Abstand zwischen der Messeinrichtung und dem Boden des Einschnittes ermittelt. Zudem ist in der Messeinrichtung der Abstand der Messeinrichtung zu einer Oberfläche bekannt, auf der das Bauteil aufliegt. Aus diesen beiden Abständen wird anschließend die Restwandstärke im Bereich des Einschnittes errechnet. Dabei hat sich gezeigt, dass aufgrund der Kopplung von Messeinrichtung und Schneidvorrichtung, die miteinander in Richtung des Einschnittes bewegt werden, Ungenauigkeiten bei der Ermittlung der Restwandstärke auftreten können.
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Des weiteren ist aus der
EP 0 486 713 B1 , der
DE 42 20 501 A1 und der
DE 197 33 297 C2 ein Dickenmessgerät bekannt, mit dem die Dicke von bahnförmigem Messgut, beispielsweise von Folien gemessen werden kann. Auch die
US 6,038,028 A , die
US 2003/0007161 A1 und die
DE 100 60 144 A1 beschreiben Verfahren zur Dickenmessung von bahnförmigen Materialien. Ein Verfahren zur Schwächung von Verkleidungsteilen für Fahrzeuge zur Ausbildung einer Airbagaustrittöffnung unter Verwendung von Laserstrahlung ist aus der
EP 0 963 806 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung, insbesondere einer Laserbohrung, vorzuschlagen, mit dem einfach und funktionssicher eine Ermittlung einer Restwandstärke im Ausnehmungsbereich möglich ist. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung bereitzustellen.
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Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung, insbesondere einer Laserbohrung, wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 wird mit wenigstens einem ersten Messmittel, das auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche angeordnet ist, der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Messmittel und einem Ausnehmungsboden als Messmittel-Boden-Abstand ermittelt. Mit wenigstens einem zweiten Messmittel, das auf der Seite der zweiten Bauteiloberfläche angeordnet ist, wird der kürzeste Abstand zwischen dem zweiten Messmittel und der zweiten Bauteiloberfläche im Bereich des Ausnehmungsbodens als Messmittel2-Oberfläche2-Abstand ermittelt. In wenigstens einer Auswerteeinrichtung, die mit dem ersten Messmittel und dem zweiten Messmittel verbunden ist, ist der Abstand zwischen dem ersten Messmittel und dem zweiten Messmittel als Messmittel-Messmittel-Abstand abgelegt. Die Restwandstärke wird durch Subtraktion des Messmittel-Boden-Abstandes und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes von dem Messmittel-Messmittel-Abstand erhalten.
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Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass aufgrund der Ermittlung des Messmittel-Boden-Abstandes und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes zusammen mit dem bekannten Messmittel-Messmittel-Abstand, der in der Auswerteeinrichtung abgelegt ist, die Restwandstärke durch eine einfache Subtraktion erhalten werden kann. Ein Zerschneiden des Bauteiles, wie beim gattungsgemäßen Stand der Technik, kann vorteilhaft entfallen. Dadurch wird die insgesamte Genauigkeit des Verfahrens zum nachträglichen Vermessen erhöht, wobei aufgrund des Entfallens der Trennung des Bauteils eine Zeitersparnis beim nachträglichen Vermessen erhalten wird. Zudem können Fehler, die beim Durchtrennen des Bauteils auftreten können, durch den Entfall des Durchtrennens nicht auftreten. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäßen Verfahren bei jedem Bauteil mit einer eingebrachten Ausnehmung eingesetzt werden, wobei das Verfahren bevorzugt bei einem nachträglichen Vermessen eines Laserabtrages an einer Slushhaut als Oberflächenmaterial einer Instrumententafel eingesetzt wird.
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In einer Weiterbildung kann mit wenigstens einem dritten Messmittel, das auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche angeordnet ist, der kürzeste Abstand zwischen dem dritten Messmittel und der ersten Bauteiloberfläche als Messmittel3-Oberfläche1-Abstand ermittelt werden. Dadurch kann eine Bauteilstärke, die durch den kürzesten Abstand zwischen der ersten Bauteiloberfläche und der zweiten Bauteiloberfläche definiert ist, durch Subtraktion des Messmittel3-Oberfläche1-Abstandes und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes von dem Messmittel-Messmittel-Abstand erhalten werden. Ist das Bauteil in einer konstanten Bauteilstärke ausgeführt, so kann das dritte Messmittel an einem beliebigen Bereich den Messmittel3-Oberfläche1-Abstand ermitteln. Bei unregelmäßig ausgeführten Bauteilen, die nur im Bereich der Ausnehmung plattenförmig ausgebildet sind, wird der Messmittel3-Oberfläche1-Abstand in einem an den Ausnehmungsbereich angrenzenden Randbereich ermittelt. Dadurch ist eine funktionssichere Ermittlung der Bauteilstärke im an den Ausnehmungsbereich angrenzenden Randbereich gewährleistet.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das relative Verhältnis von Bauteilstärke zu Restwandstärke ermittelt werden. Ist das Bauteil beispielsweise als Slushhaut einer Instrumententafel ausgeführt und durch die Ausnehmung eine Schwächungslinie für eine Airbagaustrittöffnung definiert, so kann mit dem relativen Verhältnis von Bauteilstärke zu Restwandstärke das Öffnungsverhalten der Airbagaustrittöffnung eingestellt werden.
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In einer nächsten Ausgestaltung kann mit der wenigstens einen Auswerteeinrichtung, die mit dem ersten Messmittel und mit dem zweiten Messmittel und/oder mit dem dritten Messmittel verbunden ist, die Restwandstärke durch Subtraktion des Messmittel-Boden-Abstandes und des Messmittel2-Obfläche2-Abstandes von dem Messmittel-Messmittel-Abstand und/oder die Bauteilstärke durch Subtraktion des Messmittel3-Oberfläche1-Abstandes und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes von dem Messmittel-Messmittel-Abstand rechnerisch ermittelt werden. Dadurch kann einfach und schnell die Restwandstärke und/oder die Bauteilstärke mit der Auswerteeinrichtung bestimmt werden, so dass dadurch eine zur Serienüberwachung des Bauteiles notwendige Erfassung der Restwandstärke und/oder der Bauteilstärke möglich ist.
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Zusätzlich kann in einer entsprechenden Weiterbildung des Verfahrens mit der Auswerteeinrichtung die ermittelte Restwandstärke und/oder die ermittelte Bauteilstärke dokumentiert werden. Dadurch kann bei einer Anwendung des Verfahrens zum nachträglichen Vermessen der in das Bauteil eingebrachten Ausnehmung, die als Schwächungslinie einer Airbagaustrittöffnung ausgebildet ist, einfach ein Nachweis für die entsprechenden Restwandstärken der Ausnehmungen, die die Schwächungslinie der Airbagaustrittöffnung bilden, erbracht werden. Grundsätzlich kann auch eine Druckereinrichtung an die Auswerteeinrichtung angeschlossen werden, so dass die dokumentierten Restwandstärken und/oder Bauteilstärken entsprechend ausgedruckt werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren an einem Bauteil, das durch eine Slushhaut einer Instrumententafel gebildet ist, in der durch die Ausnehmung eine Schwächungslinie gebildet ist, die insbesondere eine Airbagaustrittöffnung definiert, angewendet werden. Dadurch kann funktionssicher und entsprechend reproduzierbar die absolute Restwandstärke im Ausnehmungsbereich der Slushhaut ermittelt werden, so dass die für eine Serienüberwachung notwendige Erfassung der Restwandstärke gegeben ist.
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Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum nachträglichen Vermessen einer in ein Bauteil eingebrachten Ausnehmung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
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Gemäß Anspruch 6 ist wenigstens ein erstes Messmittel vorgesehen, das auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche angeordnet ist und mit dem der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Messmittel und einem Ausnehmungsboden als Messmittel-Boden-Abstand ermittelbar ist. Zudem ist wenigstens ein zweites Messmittel vorgesehen, das auf der Seite der zweiten Bauteiloberfläche angeordnet ist und mit dem der kürzeste Abstand zwischen dem zweiten Messmittel und der zweiten Bauteiloberfläche im Bereich des Ausnehmungsboden als Messmittel2-Oberfläche2-Abstand ermittelbar ist. In wenigstens einer Auswerteeinrichtung ist der Abstand zwischen dem ersten Messmittel und dem zweiten Messmittel als Messmittel-Messmittel-Abstand ablegbar.
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Vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist, dass aufgrund der beiden Messmittel der Messmittel-Boden-Abstand und der Messmittel2-Oberfläche2-Abstand ermittelt wird, so dass zusammen mit dem in der Auswerteeinrichtung abgelegten Messmittel-Messmittel-Abstand einfach und schnell die exakte Restwandstärke im Ausnehmungsbereich bestimmt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erste Messmittel und das zweite Messmittel auf einer gedachten Linie angeordnet sein, die durch den Ausnehmungsboden verläuft und vorzugsweise senkrecht zur ersten Bauteiloberfläche verläuft. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, dass durch die beiden Messmittel entsprechend der kürzeste Abstand einerseits zwischen dem ersten Messmittel und dem Ausnehmungsboden und andererseits zwischen dem zweiten Messmittel und der zweiten Bauteiloberfläche ermittelt wird.
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In einer nächsten Ausgestaltung kann wenigstens eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, an der das erste Messmittel und das zweite Messmittel so angeordnet sind, dass das Bauteil zwischen den beiden Messmitteln anordenbar ist und dass ein konstanter Messmittel-Messmittel-Abstand erhaltbar ist. Durch die Anbringung des ersten Messmittels und des zweiten Messmittels an der Haltevorrichtung ist der eigentliche Messvorgang der Restwandstärke des Bauteiles stark vereinfacht. Der Messmittel-Messmittel-Abstand bleibt aufgrund der Haltevorrichtung konstant, so dass unterschiedliche Bauteile ohne neue Bestimmung des Messmittel-Messmittel-Abstandes mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezüglich der Restwandstärke im Ausnehmungsbereich vermessen werden können.
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In einer Weiterbildung kann wenigstens ein drittes Messmittel vorgesehen sein, das auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche angeordnet ist und mit dem der kürzeste Abstand zwischen dem dritten Messmittel und der ersten Bauteiloberfläche als Messmittel3-Oberfläche1-Abstand ermittelbar ist. Ist das Bauteil nur im Bereich der Ausnehmung plattenförmig ausgebildet, so ist der Messmittel3-Oberfläche1-Abstand in einem an den Ausnehmungsbereich angrenzenden Randbereich zu ermitteln, wobei mit dem Messmittel3-Oberfläche1-Abstand mit dem bereits bekannten Messmittel2-Oberfläche2-Abstand und dem Messmittel-Messmittel-Abstand eine Bauteilstärke durch entsprechende Subtraktion der einzelnen Abstände im an den Ausnehmungsbereich angrenzenden Randbereich des Bauteiles ermittelt werden kann.
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In einer nächsten Ausgestaltung kann das erste Messmittel und/oder das zweite Messmittel und/oder das dritte Messmittel durch eine Sensoreinrichtung gebildet sein. Dabei wird vorzugsweise ein Triangulationssensor eingesetzt, wobei grundsätzlich jede Art von Messvorrichtung verwendet werden kann, mit der eine entsprechende Abstandsmessung möglich ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das mit der Vorrichtung nachträglich zu vermessende Bauteil durch eine Slushhaut einer Instrumententafel gebildet sein, in der durch die Ausnehmung eine Schwächungslinie gebildet ist, die insbesondere eine Airbagaustrittöffnung definiert. Durch die mit der Vorrichtung ermittelte Restwandstärke im Ausnehmungsbereich kann eine entsprechende Serienüberwachung bei der Herstellung der Slushhäute für Instrumententafeln vorgenommen werden.
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Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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In der einzigen Figur ist schematisch ein Bauteil 1 mit einer ersten Bauteiloberfläche 2 und einer zweiten Bauteiloberfläche 3 dargestellt. Auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche 2 ist ein erstes Messmittel 4 und auf der Seite der zweiten Bauteiloberfläche 3 ist ein zweites Messmittel 5 angeordnet. Von der ersten Bauteiloberfläche 2 her ist in das Bauteil 1 eine Ausnehmung 6 eingebracht. Das Bauteil 1 kann dabei beispielsweise durch eine Slushhaut einer Instrumententafel gebildet sein, in der durch die Ausnehmung 6 eine Schwächungslinie gebildet ist, die insbesondere eine Airbagaustrittöffnung definieren kann. Das erste Messmittel 4 und das zweite Messmittel 5 sind jeweils Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 7.
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Mit dem ersten Messmittel 4 wird der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Messmittel 4 und einem Ausnehmungsboden 8 als Messmittel-Boden-Abstand s1 ermittelt. Mit dem zweiten Messmittel 5 kann der kürzeste Abstand zwischen dem zweiten Messmittel 5 und der zweiten Bauteiloberfläche 3 im Bereich des Ausnehmungsboden 8 als Messmittel2-Oberfläche2-Abstand s2 ermittelt werden. In einer Auswerteeinrichtung, die hier nicht mit dargestellt ist, ist der Abstand zwischen dem ersten Messmittel 4 und dem zweiten Messmittel 5 als Messmittel-Messmittel-Abstand s3 abgelegt. Eine Restwandstärke s4 kann durch Subtraktion des Messmittel-Boden-Abstandes s1 und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes s2 von der Messmittel-Messmittel-Abstand s3 erhalten werden. Für eine einfache und funktionssichere Ermittlung der Restwandstärke s4 liegen das erste Messmittel 4 und das zweite Messmittel 5 auf einer gedachten Linie, die durch den Ausnehmungsboden 8 verläuft und senkrecht zur ersten Bauteiloberfläche 2 ausgerichtet ist.
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Das erste Messmittel 4 und das zweite Messmittel 5 können an einer hier nicht mit dargestellten Haltevorrichtung angeordnet sein, so dass der Messmittel-Messmittel-Abstand s3 aufgrund der Haltevorrichtung konstant bleibt. Dadurch kann mit der Vorrichtung 7 eine Mehrzahl von unterschiedlichen Bauteilen 1 bezüglich der Restwandstärke s4 im Bereich der Ausnehmung 6 vermessen werden, wobei eine Neubestimmung des Messmittel-Messmittel-Abstandes s3 dabei entfallen kann.
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Optional kann ein drittes Messmittel 9, das strichliert in 1 eingezeichnet ist, als Bestandteil der Vorrichtung 7 vorgesehen sein. Das dritte Messmittel 9 ist auf der Seite der ersten Bauteiloberfläche 2 angeordnet, wobei mit dem dritten Messmittel 9 der kürzeste Abstand zwischen dem dritten Messmittel 9 und der ersten Bauteiloberfläche 2 als Messmittel3-Oberfläche1-Abstand s5 ermittelt werden kann. Dadurch kann durch Subtraktion des Messmittel3-Oberfläche1-Abstandes s5 und des Messmittel2-Oberfläche2-Abstandes s2 von dem Messmittel-Messmittel-Abstand s3 eine Bauteilstärke s6 des Bauteiles 1 erhalten werden. Das dritte Messmittel 9 ist bei dem in 1 beispielhaft dargestellten Bauteil 1, das eine konstante Bauteilstärke s6 aufweist, unabhängig von der Ausnehmung 6 anordenbar, wobei bei einem Bauteil, das nur im Bereich der Ausnehmung 6 plattenförmig ausgebildet ist, eine Anordnung des dritten Messmittels 9 in einem an den Ausnehmungsbereich der Ausnehmung 6 angrenzenden Randbereich für eine exakte Ermittlung der Bauteilstärke s6 im Bereich der Ausnehmung 6 notwendig ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- erste Bauteiloberfläche
- 3
- zweite Bauteiloberfläche
- 4
- erstes Messmittel
- 5
- zweites Messmittel
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Vorrichtung
- 8
- Ausnehmungsboden
- 9
- drittes Messmittel
- s1
- Messmittel-Boden-Abstand
- s2
- Messmittel2-Oberfläche2-Abstand
- s3
- Messmittel-Messmittel-Abstand
- s4
- Restwandstärke
- s5
- Messmittel3-Oberfläche1-Abstand
- s6
- Bauteilstärke
