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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer Werkstückstärke eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus natürlichem oder künstlichem Leder, Kunststoff oder dergleichen besteht.
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Stand der Technik
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Um in die Rückseite einer Abdeckfolie oder eines sonstigen Materials Schwächungslinien zur Bildung einer Airbagklappe einzubringen, sind verschiedene Verfahren bekannt. Damit ein zuverlässiges Öffnen der Airbagklappe bei einem Fahrzeugaufprall zum Schutz der Fahrzeuginsassen sichergestellt werden kann, ist es erforderlich, dass die Stärke dieser Schwächungslinie hohen Toleranzanforderungen genügt und im Verlauf der Schwächungslinie wenig Abweichungen aufweist.
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Um dies sicherzustellen, sind bei der Herstellung der Abdeckfolie Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Bestimmung der Werkstückstärke der Folie erforderlich. Dazu wird bisher die fertige Schwächungslinie untersucht, indem im Bereich der Schwächungslinie ein kurzer Abschnitt aus dem Material ausgeschnitten wird und dieser anschließend unter dem Mikroskop untersucht wird. Dieses Verfahren liefert genaue Ergebnisse. Es ist jedoch aufwändig und erfordert, bedingt durch das Ausschneiden eines kurzen Abschnittes der Schwächungslinie, dass das Werkstück zerstört wird.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Werkstückstärke eines Werkstücks zu schaffen, das die Probleme aus dem Stand der Technik löst und ferner dazu geeignet ist, die Werkstückstärke präzise, zerstörungsfrei und mit geringem Aufwand zu bestimmen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 10. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Bestimmung der Werkstückstärke in der Durchführung einfacher und effizienter zu gestalten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Werkstückstärke eines Werkstücks, welches bevorzugt zumindest abschnittsweise aus natürlichem oder künstlichem Leder, Kunststoff oder dergleichen bestehen kann, weist dazu eine Aufnahmefläche zum Auflegen des Werkstücks, ein Tastelement, das ausgebildet ist, um in einer Schwächung eines auf die Aufnahmefläche aufgelegten Werkstücks zumindest teilweise aufgenommen zu werden, und eine Messeinrichtung, die mit dem Tastelement zum Bestimmen der Werkstückstärke im Bereich der Schwächung zusammenwirkt, auf.
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Auf diese Weise ist es mit Vorteil möglich, die Werkstückstärke im Bereich einer Schwächung exakt zu bestimmen bzw. vermessen, ohne das Werkstück dabei zu zerstören. Ferner kann mittels dieser Vorrichtung Zeit beim Bestimmen eingespart werden, da es nicht notwendig ist, einen Abschnitt aus dem Werkstück auszuschneiden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner auf einfache Weise möglich, mehrere Messungen der Schwächung an verschiedenen Steilen innerhalb einer Schwächungslinie in dem Werkstück durchzuführen, da dazu die Position des Werkstücks auf der Aufnahmefläche lediglich verändert werden muss. Bedingt durch den einfachen Aufbau der Vorrichtung, ist es ferner prinzipiell möglich, das Bestimmen der Werkstückstärke ortsunabhängig durchzuführen, insofern eine geeignete Aufnahmefläche zum Auflegen des Werkstücks vorhanden ist.
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Das erfindungsgemäße Tastelement weist dabei einen mit dem Werkstück in Berührung zu bringenden Tastabschnitt auf, der in einer ersten Richtung größere Abmessungen besitzt als in einer zweiten Richtung, wobei beide Richtungen senkrecht zu einer Tastrichtung sind, in welcher die Werkstückstärke zu bestimmen ist. In anderen Worten weist das Tastelement in der Tastrichtung eine sich zumindest abschnittsweise verjüngende Form auf, so dass das Tastelement mit Vorteil bis zu dem Boden der Schwächung in diese eindringen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tastelement klingenartig ausgebildet, um so mit Vorteil bis auf den Boden der Schwächung vordringen zu können, ohne dass eine eventuell in der Schwächung vorhandene Narbung oder Flusen die Aufnahme des Tastelementes behindern bzw. dieses nicht bis zum Boden vordringen lassen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Tastelement über ein Führungselement, insbesondere eine Führungsschiene oder einen Balken, zur Bestimmung der Werkstückstärke verfahrbar. Auf diese Weise wird ein besonders geschickter Aufbau der Vorrichtung erzielt und es ist möglich, das Tastelement mit Vorteil stets auf gleiche und reproduzierbare Weise in Richtung der Aufnahmefläche und damit hin zu dem Werkstück zu bewegen. Dabei kann die Bewegungsverlauf beispielsweise geradlinig oder auch gekrümmt sein. Auch kann es sich und eine Drehbewegung oder sonstige kombinierte Bewegungen handeln.
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Es ist ferner möglich, das Tastelement stets mit einer vorgebbaren, bevorzugt veränderbaren Andruckkraft zu beaufschlagen. Auf diese Weise ist es mit Vorteil möglich, stets gleiche, reproduzierbare Messergebnisse mit der Vorrichtung zu erhalten, da das Tastelement stets mit der gleichen Andrückkraft auf dem Werkstück bzw. der Schwächung in dem Werkstück aufliegt.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahmefläche zumindest abschnittsweise gekrümmt, insbesondere zumindest abschnittsweise rollenförmig oder kugelförmig. Auf diese Weise ist es möglich, die in das Werkstück eingebrachte Schwächung aufzuspreizen, so dass das Eindringen des Tastelementes erleichtert wird.
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Die von der Messeinrichtung unter Zusammenwirkung mit dem Tastelement bestimmte Werkstückstärke wird mit Vorteil über eine analoge oder digitale Anzeigevorrichtung ausgegeben. Auf diese Weise ist es möglich, die Werkstückstärke stets exakt und leicht ablesbar auszugeben.
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Die Messeinrichtung bestimmt dabei die Werkstückstärke im Bereich der Schwächung vorzugsweise mittels eines kontaktlosen Sensors, wobei sich der Begriff ”kontaktlos” auf das Verhältnis zwischen Tastelement und Sensor bezieht. Auf diese Weise ist ein genaues und reproduzierbares Messen der Werkstückstärke möglich.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Niederhalter vorgesehen, um das Werkstück (11) auf die Aufnahmefläche zu drücken und/oder auf der Aufnahmefläche zu fixieren. Auf diese Weise kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass das Werkstück beim Messen nicht verrutscht und die Schwächung in einem zum Messen geeignete Position gebracht wird.
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Die Erfindung zeichnet sich ferner durch ein Verfahren zur Bestimmung der Werkstückstärke eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus natürlichem oder künstlichem Leder, Kunststoff oder dergleichen besteht, nach Anspruch 10 aus. Dabei wird zunächst ein Werkstück auf einer Aufnahme angeordnet, anschließend ein Tastelement in eine Schwächung des auf der Aufnahme angeordneten Werkstücks eingebracht und daraufhin die Werkstückstärke im Bereich der Schwächung durch Zusammenwirken des Tastelementes und der Messeinrichtung bestimmt.
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Auf diese Weise ist es mit Vorteil möglich, die Werkstückstärke im Bereich einer Schwächung zu bestimmen, ohne dass es notwendig ist, das Werkstück zu zerstören (z. B. aufzuteilen). Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren schnell und einfach durchführbar.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 zeigt ein Tastelement, das in einer Schwächung eines auf einer Auflagefläche liegenden Werkstücks angeordnet ist, in einer stark vergrößerten Darstellung und
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1–2 beschrieben.
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1 zeigt dabei ein Werkstück 11, welches auf einer in dieser Ausführungsform gekrümmten Aufnahmefläche 12 angeordnet ist. In das Werkstück 11 ist eine Schwächung 16 bzw. eine Schwächungslinie eingebracht, entlang derer das Durchtreten einer Airbagklappe eines Kraftfahrzeuges im Crashfall ermöglicht werden soll. Um ein zuverlässiges Öffnen der Airbagklappe zu ermöglichen, ist es notwendig, dass die Werkstückstärke im Bereich der Schwächung einen exakten Wert einnimmt. Beidseits des Werkstücks 11 sind Niederhalter 30 angebracht, die das Werkstück 11 auf der Aufnahmefläche fixieren und es zusätzlich ermöglichen die Schwächung 16 etwas zu öffnen.
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Um den exakten Wert der Werkstückstärke zu ermitteln, wird ein beweglich an einer Führungsschiene 22 eines Führungselementes 20 angeordnetes Tastelement 14 entlang der Richtung des in 1 gezeigten Pfeils zu der Schwächung 16 im Werkstück 11 hinbewegt. Dabei sind lineare und/oder gekrümmte Bewegungsrichtungen möglich. Die Vorrichtung 10 ist dabei bevorzugt an beiden Enden eines im Wesentlichen U-förmigen Bügels 32 so angeordnet, dass die Aufnahmefläche 12 an dem unteren Ende angeordnet ist und Messeinrichtung 18 (siehe unten), Führungselement 20, Tastelement 14 und Niederhalter 30 an dem oberen Ende angeordnet sind. Auf diese Weise können auch große Werkstücke 11 in die Vorrichtung 10 eingebracht werden. An dem oberen Ende des Bügels 32 kann ein Gewicht 34 vorgesehen sein, um die weiter unten eingeführte Andruckkraft vorzugeben.
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Das Tastelement 14 ist dabei so ausgebildet, dass es sich in seiner Bewegungsrichtung in Richtung des Werkstücks 11 verjüngt und an seinem vorderen Ende einen bevorzugt spitzen Tastabschnitt 15 aufweist.
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Wird das Tastelement 14 weiter in Richtung des Werkstücks abgesenkt, so dringt der Tastabschnitt 15 in die Schwächung 16 des Werkstücks 11 mit einer vorgegebenen Andrückkraft ein. Die Andrückkraft des Tastelementes 14 kann dabei durch dessen Eigengewicht oder durch das zusätzliche Gewicht 34 verändert werden. Die Andrückkraft des Tastelementes 14 und damit des Tastabschnittes 15 wird dabei so gewählt, dass das Tastelement bis auf den „Grund” der Schwächung vordringt, ohne jedoch das Werkstück 11 zusammenzudrücken.
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Ein Antriebsmittel, das das Tastelement zum erneuten Messen wieder in seine Ausgangslage verfährt, kann vorgesehen sein.
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Sowie das Tastelement 14 bzw. dessen Tastabschnitt 15 zumindest teilweise in die Schwächung 16 des Werkstücks 11 eingedrungen ist, wird mit einer kontaktlos (z. B. induktiv) arbeitenden Messeinrichtung 18 der Abstand zwischen Messeinrichtung 18 und dem Tastelement 14 bestimmt. Aus diesem Abstand kann die Werkstückstärke des Werkstücks 11 im Bereich der Schwächung 16 ermittelt werden.
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Anstatt der kontaktlos arbeitenden Messeinrichtung kann auch jegliche beliebige Art von Messeinrichtung vorgesehen sein, die mittels Kontakt tasten kann. Auch ist beispielsweise denkbar, dass die Messeinrichtung an der Führungsschiene 22 angeordnet ist und auf diese Weise die Werkstückstärke ermittelt.
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3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Um eine unnötige Beschreibung ähnlicher Elemente zu vermeiden, sind Elemente, die im Wesentlichen denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In dieser Ausführungsform ist das Tastelement 14 an einem Balken 23 angeordnet. Dieser Balken ist um einen Drehpunkt 24 drehbar gelagert, so dass das Tastelement 14 in Abhängigkeit von dem Abstand vom Drehpunkt 24 mit einer vorgebbaren Andrückkraft in die Schwächung 16 in dem Werkstück 11 eindringen kann. Der Drehpunkt 24 sollte dabei von dem Tastelement 14 soweit beabstandet sein, dass dieses im Wesentlichen gradlinig in die Schwächung 16 eindringen kann.
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Auf der dem Tastelement 14 gegenüberliegenden Seite des Drehpunktes 24 ist in der gezeigten Ausführungsform eine Messeinrichtung 18 in Form einer Messskala 25 und einem Messzeiger 27 angeordnet, wobei berührungslose und/oder vollautomatische Messeinrichtungen ebenfalls vorgesehen werden können. Dringt das Tastelement 14 in die Schwächung ein, so wird die Werkstückstärke des Werkstücks 11 auf der Messeinrichtung 18 angezeigt.
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Bei der Bestimmung der Werkstückstärke im Bereich der Schwächung 16 des Werkstücks 11, wird das Werkstück 11 zunächst auf der Aufnahme 12 angeordnet, wobei die Aufnahme 12 eine geeignete Markierung aufweisen kann, so dass sich der Tastabschnitt 15 des Tastelementes 14 im Wesentlichen direkt über dem Zentrum der Schwächung 16 befindet. Anschließend wird das Tastelement 14 abgesenkt, so dass das Tastelement 14 zumindest abschnittsweise in der Schwächung aufgenommen wird. Im Anschluss daran wird mittels der Messeinrichtung 18 der Abstand zwischen Tastelement 14 und Messeinrichtung 18 und damit die Werkstückstärke im Bereich der Schwächung 16 des Werkstücks 11 bestimmt.
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Vor dem Auflegen des Werkstücks 11 auf die Aufnahme 12 kann die Messeinrichtung 18 zurückgesetzt werden.
