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Die
Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Kontrolle der Scharnierachsflucht
zwischen zwei Scharnieren eines Scharnierpaars und ein entsprechendes
Messverfahren.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, die Fluchtung von Scharnierachsen
optisch zu vermessen. So offenbart die
DE 10 2008 024 345 A1 eine
einfach und schnell durchzuführende Messung der Scharnierflucht
zweier Scharniere, die auch bei angeschlagener Tür funktioniert.
Dazu wird an einem ersten Scharnier eine erste Lichtquelle derart
befestigt, dass der von ihr ausgesendete Lichtstrahl parallel zu
der Scharnierachse des entsprechenden Scharniers verläuft.
An dem zweiten Scharnier wird ein Anzeigeelement befestigt, das
eine Anzeigeebene mit einem Kreisbogensegment aufweist, wobei die Anzeigeebene,
respektive das Anzeigeelement derart angeordnet ist, dass die Flächennormale
der Anzeigeebene parallel zur zweiten Scharnierachse verläuft.
Der Abstand des Kreisbogensegments von der zweiten Scharnierachse
ist dabei gleich dem Abstand des ausgesendeten Lichtstrahls von
der ersten Scharnierachse, so dass der Lichtstrahl auf das Kreisbogensegment
trifft, wenn beide Scharnierachsen miteinander fluchten. Die Messung über
eine Lichtquelle in nur eine Richtung kann jedoch nur mit begrenzter
Messgenauigkeit erfolgen, da etwa ein Winkelfehler, der beispielsweise
am unteren Scharnier vorliegt, nicht erfasst werden kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine
verbesserte Messanordnung zur Kontrolle der Achsflucht zweier Scharniere bereitzustellen,
die eine Messung mit erhöhter Präzision erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Ferner
besteht eine Aufgabe in der Schaffung eines Verfahrens zur Kontrolle
der Achsflucht zweier Scharniere, mit dem beliebige Türscharniere hinsichtlich
ihrer Achsflucht exakt, einfach und schnell überprüft
werden können, und bei dem sich ein tatsächliches
Abweichen von der Achsflucht einfach und genau erfassen lässt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
8 gelöst.
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Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine
erste Ausführungsform bezieht sich auf eine optische Messanordnung
mit der die Achsflucht zweier Scharniere kontrolliert werden kann.
Diese Messanordnung besteht aus zwei Messelementepaaren, die jeweils
eine Lichtquelle und ein Anzeigeelement, das eine Anzeigeebene umfasst,
umfassen. Jedem der Scharniere wird ein Messelementepaar, respektive
eine Lichtquelle und ein Anzeigeelement zugeordnet. Dabei wird die
Lichtquelle derart an dem entsprechenden Scharnier angeordnet und
gegebenenfalls befestigt, dass ein von ihr in Richtung des jeweils
anderen Scharniers ausgesandter Lichtstrahl in der jeweiligen Scharnierachse
verläuft. Entsprechend werden die Anzeigeelemente jeweils
einem Scharnier zugeordnet werden, und dort derartig angeordnet
bzw. befestigt werden, dass die beiden Anzeigeebenen einander zugewandt
sind und die jeweilige Scharnierachse eine Flächennormale
der entsprechenden Anzeigeebene bildet.
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So
treffen die von den beiden Lichtquellen emittierten Lichtstrahlen
auf die jeweils an dem gegenüberliegenden Scharnier angeordnete
Anzeigeebene.
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Die
dort so hervorgerufenen Lichtpunkte können als Messgröße
vorteilhaft einfach erfasst werden. Wenn beide Scharnierachsen exakt
miteinander fluchten, liegen auch beide Lichtstrahlen exakt übereinander,
so dass auf den Anzeigeebenen kein Lichtpunkt entsteht. Wird hingegen
auf einer oder beiden Anzeigeebenen ein Lichtpunkt erzeugt, so liegt
ein Achsversatz vor, dessen Art und Ausmaß mittels der
Lichtpunkte genau festgestellt werden kann, da die beiden Lichtstrahlen
in der jeweiligen Scharnierachse verlaufen. Die abgebildeten Lichtpunkte
lassen also direkt auf den Achsversatz bezüglich Richtung
und Größe schließen. So kann sowohl ein
paralleler Achsversatz beider Scharniere als auch ein Winkelversatz
präzise gemessen werden.
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Das
Messelementepaar kann zumindest eine Befertigungsvorrichtung zum
Befestigen der Lichtquelle und des Anzeigeelements an dem jeweiligen
Scharnier aufweisen; es ist auch denkbar, dass die Komponenten des
Messelementepaars in einer gemeinsamen Halterung angeordnet sind,
die eine Befertigungsvorrichtung zum Befestigen der Halterung an
dem jeweiligen Scharnier aufweisen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der von der
Anzeigebene des Anzeigenelements abgewandten Seite die Lichtquelle
angeordnet. Die Anzeigeebene kann als eine Kreisfläche
auf einem scheibenförmigen Anzeigeelement vorliegen; sie kann
ferner eine im Mittelpunkt der Kreisfläche vorliegende
Lichtaustrittsöffnung für die dahinter liegende Lichtquelle
haben. So kann der Lichtstrahl aus dem Zentrum der Kreisfläche
kommen und auf die gegenüber liegende Kreisfläche
des anderen Anzeigenelementes gerichtet werden.
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Zum
Ablesen eines eventuellen Achsversatzes kann die Anzeigeebene mit
einer Skala zur Erfassung des Achsversatzes versehen sein. Diese
Skala kann etwa durch konzentrisch aufgebrachte Kreissegmente realisiert
werden, von der sowohl Winkel- als auch Parallelabweichungen abgelesen
werden können, eine Noniusanzeige ist dabei vorteilhaft.
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Die
Lichtquelle kann vorzugsweise ein Laser sein, dessen Licht ideal
gerichtet werden kann, um Lichtpunkte auf der jeweils gegenüberliegenden
Anzeigeebene zu erzeugen. Der Laser kann in einer justierbaren Laseraufnahme
aufgenommen sein, um die Ausrichtung des Laserstrahls bezüglich
der Scharnierachse bzw. bezüglich der Flächennormalen
der zugehörigen Anzeigeebene zu unterstützen.
Das Gehäuse der Laseraufnahme ist an einer von der Anzeigeebene
abgewandten Seite des Anzeigeelements angeordnet.
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Als
Befestigungsvorrichtung kann ein oder mehrere Adapter dienen, so
dass das Messelementepaar; die Lichtquelle und das Anzeigeelement
allein, bevorzugt jedoch in einer Anordnung vereint, unabhängig
von der Scharnierform an diesem sicher und exakt befestigt werden
kann. Mittels geeigneter Adapter kann eine Anpassung der Messvorrichtungen
an verschiedene Scharnierformen realisiert werden, so dass die Messanordnung
flexibel einsetzbar ist, wenn entsprechende Adapter gewählt
werden. Dabei kann der Adapter einen Formschluss der Lichtquelle
samt Anzeigeebene auf bearbeiteten Flächen und direkt in
der Scharnierebene ermöglichen.
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Der
Adapter kann lösbar mit dem Messelementepaar gekoppelt
sein, so dass jederzeit ein Austausch der Adapter möglich
ist.
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Als
Befestigungsvorrichtungen zum Sichern des Adapters können
Schraubverschlüsse oder Bajonettverschlüsse gewählt
werden.
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Daher
wird erfindungsgemäß eine geeignete Messanordnung
durch zwei handliche Messelementepaare bereitgestellt.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren zur Kontrolle der
Scharnierachsflucht zwischen zwei Scharnieren eines etwa in einer
Tür vorliegenden Scharnierpaares wird mit der Messanordnung
ausgefasst. Dabei wird zunächst die Lichtquelle und das
Anzeigeelement mit der Anzeigeebene an jedem der Scharniere angebracht.
Die Lichtquelle wird so ausgerichtet, dass nach dem Aktivieren der
Lichtquelle der Lichtstrahl jeweils in der zugeordneten Scharnierachse
in Richtung des gegenüberliegenden Scharniers verläuft.
Die Anzeigeelemente mit den Anzeigeebenen werden ausgerichtet, so
dass sie einander zugewandt sind und mit ihrer Flächennormalen
in der jeweiligen Scharnierachse liegen.
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Durch
die von den beiden Lichtstrahlen auf den Anzeigeebenen erzeugten
Lichtpunkte kann eine potenzielle Abweichung der Scharnierachsen von
der Achsflucht festgestellt werden, wobei die Abweichung sowohl
Parallelversätze als auch Winkelversätze umfasst.
Durch dieses bidirektionale Messverfahren kann die Relativausrichtung
der beiden Scharniere in Relation zueinander festgestellt und eine
tatsächliche Abweichung erfasst werden. Dies erfolgt durch
einfaches Ablesen der auf den Anzeigeebenen erzeugten Lichtpunkte,
deren Abbildungspositionen infolge der in den Scharnierachsen verlaufenden
Lichtstrahlen direkt mit dem Achsversatz korreliert sind.
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Diese
und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung
unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.
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Der
Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung
der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des
Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen,
die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können
mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der
Erfindung.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß an
zwei Scharnieren angeordneten Messanordnung,
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2 eine
perspektivische Ansicht von unten auf die Messanordnung aus 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht beider Messvorrichtungen der Messanordnung
aus 1,
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4 eine
Draufsicht auf eine Anzeigeebene einer Messvorrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Messanordnung dient zur Vermessung
beziehungsweise Überprüfung der Achsflucht zweier
zusammengehöriger Scharniere eines Scharniersystems, wie
sie zum Beispiel an Türen von Kraftfahrzeugen, Gebäuden
und anderen vorhanden sind. Damit eine in den Scharnieren gelagerte
Türe möglichst spannungsfrei eingehängt
und bewegt werden kann, müssen die Scharniere eine möglichst
exakte Flucht miteinander aufweisen. Auftretende Fehlausrichtungen
beziehen sich auf einen Parallelversatz oder einen Winkelversatz
der beiden Scharnierachsen zueinander.
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Um
nun im Gegensatz zu bekannten Messvorrichtungen nicht nur den Parallelversatz
zweier Scharnierachsen feststellen zu können, sondern auch
einen Winkelfehler zu erfassen, verwendet die erfindungsgemäße
Messanordnung nicht nur eine Lichtquelle, die an einem der Scharniere
angeordnet wird und auf eine Anzeigeebene an dem anderen Scharnier
weist, sondern sie erlaubt, dass der Verlauf beider Scharnierachsen
kontrolliert werden, indem zwei Lichtquellen verwendet werden. Diese
werden so ausgerichtet, dass der emittierte Lichtstrahl jeder Quelle
jeweils innerhalb der Scharnierachse verläuft, an der die
jeweilige Lichtquelle angeordnet ist, und zwar in Richtung des jeweils
gegenüberliegenden Scharniers.
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Zum
Feststellen und Ablesen eines eventuell auftretenden Versatzes wird
zudem an jedem Scharnier ein Anzeigeelement mit einer Anzeigeebene
bereitstellt, deren Flächennormale in Richtung der jeweiligen
Scharnierachse liegt, und die dem anderen Scharnier, beziehungsweise
der an dem anderen Scharnier angeordneten Anzeigeebene zugewandt ist.
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Eine
erfindungsgemäße Messanordnung zur Kontrolle der
Scharnierachsflucht zwischen zwei Scharnieren 3, 4 ist
in 1 dargestellt und besteht aus zwei Messelementepaaren 1,
von denen jeweils eine jedem der Scharniere 3, 4 angeordnet,
beziehungsweise daran befestigt ist.
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Ein
erstes Messelementepaar 1 wird an dem oberen Scharnier 3 derart
angeordnet, dass der von der umfassten Lichtquelle emittierte Lichtstrahl
nach unten in Richtung des zweiten Scharniers 4 gerichtet wird,
wobei die Anzeigeebene 6 des Anzeigeelements 16 des
ersten Messelementepaars ebenfalls nach unten in Richtung des zweiten
Scharniers 4 weist.
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Analog
wird das zweite Messelementepaar 1 an dem unteren Scharnier 4 derart
angeordnet, dass die Lichtquelle ihren Lichtstrahl (nur in 3 figurativ dargestellt)
in Richtung des ersten Messelementepaars 1 aussendet und
die Anzeigeebene 6 des ersten Anzeigeelements des ersten
Messelementepaars 1 entsprechend der Anzeigeebene 6 des
zweiten Messelementepaars 1 gegenüberliegt.
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Wie
an dem unteren Messelementepaar 1 zu sehen ist, ist die
Lichtquelle, hier im Gehäuse 8, respektive in
der Aufnahme 8 angeordneter Laser so zum Zentrum der kreisförmigen
Anzeigeebene 6 angeordnet dass der Lichtstrahl in der Scharnierachse 2 des
unteren Scharniers 4 ausgesendet werden kann. Gleiches
gilt umgekehrt für das am oberen Scharnier 3 angeordnete
Messelementepaar 1, siehe 2, in der
die in den Gehäusen 8 vorliegenden Lichtquellen
hinter den Anzeigeebenen 6 zentral angeordnet zu sehen
sind.
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Der
von der jeweiligen Lichtquelle in der zugeordneten Scharnierachse 2 ausgesendete
Lichtstrahl trifft auf die gegenüberliegende Anzeigeebene 6 und
wird dort, falls ein Achsversatz vorliegt, punktförmig
abgebildet, wobei die Lage der Punkte auf den Anzeigeebenen 6 Messwerte
bilden, durch deren Bezug zueinander einen Parallelversatz und/oder
einen Winkelfehler genau festgestellt werden kann.
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Wesentlich
ist die exakte Positionierung der Anzeigeebenen 6 mit der
Lichtquelle, so dass der ausgesendete Lichtstrahl exakt in der Scharnierachse
liegt, die gleichzeitig die Flächennormale der Anzeigeebenen 6' bilden.
Für diese exakte Positionierung können Adapter 9 eingesetzt
werden, die für die jeweilige Scharnierausführungsform
spezifisch sind, so dass die Messelementepaare 1, die die
Messanordnung bilden, durch Auswahl geeigneter Adapter 9 an
beliebige Scharniersysteme anpassbar sind. Während der
Adapter 9 des in einer Halterung angeordneten Messelementepaars 1 einen
verjüngten Abschnitt zwischen dem Anzeigeelement 16 und
dem Gehäuse 8 bildet und von dem Scharnier 3 umgriffen wird,
wird die Halterung, respektive das Gehäuse zweiten Messelementepaars 1 mittels
des Adapters 9, der einen für das untere Scharnier 4 spezifischen Stecker
bildet, und einer Überwurfmutter 10 auf dem unteren
Scharnier 4 befestigt.
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Die
Sicherung der die Messanordnung bildenden Messelementepaare kann
durch Schraub- oder Bajonettverbindungen einfach, schnell und lösbar
erfolgen.
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Die
Geometrie der Scharnierteile, die unter Umständen durch
ihr Fertigungsverfahren sehr ungenau sein kann, spielt dabei keine
Rolle, mittels geeigneter Adapter lassen sich die Licht-/Laserquellen
zusammen mit Anzeigeebenen exakt in der Scharnierachse platzieren.
Dadurch haben auch unterschiedliche Abstände der Scharniere
zueinander keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung. Mittels
dieser Messanordnung kann die Achsflucht sowohl von türseitigen
als auch säulenseitigen Scharnieren erfolgen, indem entsprechende
Adapter gewählt werden.
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3 zeigt
die beiden Messelementepaare 1 der erfindungsgemäßen
Messanordnung im Detail, in der die Lichtquelle, die vorzugsweise
eine Laserquelle ist, in einer Laseraufnahme aufgenommen ist, die
in dem Gehäuse 8 untergebracht ist. Das Gehäuse 8 schließt
sich entweder direkt an das Anzeigeelement 16, das die
Anzeigeebene 6 bereitstellt, an, wie dies an der Messvorrichtung 1' zu
sehen ist, oder das Lasergehäuse 8 ist durch einen
Adapter 9 von dem Anzeigeelement 16 beabstandet,
wie im Falle der Messvorrichtung 1.
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Der
Adapter 9 dient, wie in 1 und 2 zu
sehen ist, der Anordnung des ersten Messelementepaars 1 an
einem entsprechend geformten Scharnier und weist dazu einen geringeren
Durchmesser auf als das Anzeigeelement 16 und das Gehäuse 8. Dazu
kann das Anzeigeelement 16 von dem Adapter 9 gelöst
werden, etwa durch einen Schraub- oder Bajonettverschluss, so dass
der Adapter 9 in den Durchtritt des Scharniers 3 eingeführt
werden kann, woraufhin das Anzeigeelement 16 wieder an
dem Adapter angeschraubt bzw. eingerastet werden kann.
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Der
Adapterabschnitt 9 des zweiten Messelementepaars 1 ist
in 2 zu sehen, der auf ein Scharnier aufgesetzt werden
kann, wobei die Messvorrichtung 1 mittels der Überwurfmutter 10 befestigt wird.
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Beide
an den Anzeigeelementen 16 vorliegenden Anzeigeebenen 6' sind
kreisförmig ausgebildet, wobei der jeweilige Lichtstrahl 5' der
Lichtquellen aus dem Mittelpunkt der Kreisflächen aus einer Lichtaustrittsöffnung 5 austritt.
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Zum
genauen Erfassen, beziehungsweise Ablesen eines Achsfluchtfehlers
sind, wie in 3 dargestellt ist, auf den kreisförmigen
Anzeigeebenen 6 konzentrische Kreissegmente aufgebracht;
die Anzeigeebenen 6 bilden somit quasi Noniusplatten.
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Radiale
und periphere Abstände der Kreissegmente können
frei gewählt werden, wie dies in 4 verdeutlicht
ist. Zusätzlich kann die so geschaffene Skala mit Alphanumerischen
Zeichen skaliert werden, um die Erfassung einer Abweichung leichter
ablesen zu können. Diese Skalierung kann Winkelangaben
und/oder radiale Abstandsangaben umfassen, beispielsweise in Millimeter
oder Zoll. Die Noniusplatte, respektive Anzeigeebene 6 aus 4 ist
deutlich vergrößert dargestellt, ein Gesamtdurchmesser
wird vorteilhaft bei etwa bei 40 mm liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0002]