DE102010016215A1

DE102010016215A1 - Verfahren zum Messen der Geometrie und/oder Struktur eines Bauteils

Info

Publication number: DE102010016215A1
Application number: DE201010016215
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Schmitt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-06
Also published as: CN102207379B; CN102207379A

Abstract

Bei dem Verfahren zum Messen der Geometrie und/oder Struktur eines Bauteils wird das Bauteil mittels Halterungsmittel einer Messaufnahmevorrichtung spannungsfrei gehaltert. Die Auswertung der Messung erfolgt mehrfach mit einer jeweils unterschiedlichen Basis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Messen der Geometrie und/oder Struktur eines Bauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass bei einem Bauteil, welches bei einer relativ kleinen Auflagebasis eine gewisse Höhe hat, von der reinen Aufnahme-Lehre nach der 3-2-1-Regel abgewichen werden muss, weil vier Anbindungen unvermeidlich sind. Infolge ähnlicher Steifigkeiten von Bauteil und Umgebung geben beim Anziehen von Schrauben beide elastisch nach, weshalb eine starre Aufspannung beim Messen die Realität letztlich ebenso wenig abbildet wie eine herkömmliche Drei-Punktmessung.
So ist zum Beispiel die Aufnahme eines Tragrahmens einer Insassenschutzvorrichtung an einem Fahrzeug in allen vier Schraubpunkten bekanntlich nur im verspannten Zustand mit relativ hohen Vorspannkräften möglich. Infolge der Elastizität des Fahrzeug-Rohbaus bei zugleich vergleichsweise hoher Steifigkeit des Tragrahmens korrespondiert die starre Aufspannung nur teilweise mit dem Verbau im Fahrzeug. Andererseits ergibt die freie Messung des Tragrahmens mit Ausrichtung an drei Referenzpunkten (RP1, RP2, RP3) einen Fehler in kartesischer z-Richtung an der Aufnahme in einem Referenzpunkt 4. Infolge der ungünstigen Längenverhältnisse zwischen dem Abstand der Schraubpunkte in kartesischer x-Richtung und der Höhe des Tragrahmens führt dieser Fehler nach einem Einbau des Tragrahmens in das Fahrzeug zu einer zusätzlichen Verschiebung in kartesischer x-Richtung an den oberen Anbindungspunkten, was sich insbesondere auf der rechten Seite auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Nachteile zu überwinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Bei dem Verfahren zum Messen der Geometrie und/oder der Struktur eines Bauteils (bei dem es sich insbesondere um ein Bauteil eines Kraftfahrzeuges handelt), wird das Bauteil mittels Halterungsmittel einer Messaufnahmevorrichtung spannungsfrei gehaltert. Die Auswertung der Messung erfolgt mehrfach, insbesondere zweifach, mit einer jeweils unterschiedlichen Basis.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Messdaten, die bei der Messung gewonnen werden, und/oder die Auswerteergebnisse (also die Ergebnisse der angesprochenen Auswertung der Messung) zumindest zum Teil für die Optimierung der Passgenauigkeit bei einer Einbindung des Bauteils an eine Fahrzeugtragstruktur herangezogen.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zu Vergleichszwecken eine Vergleichs-Vermessung des Bauteils im starr verspannten und/oder verschraubten Zustand des Bauteils.
Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Bauteil bei der Vergleichs-Vermessung zusätzlich mittels wenigstens eines Stütz-Körpers abgestützt. Der Stütz-Körpers stützt sich seinerseits an einer kraftaufnehmenden Tragstruktur ab.
Beispielsweise werden bei dem Verfahren Winkelfehler anhand von Informationen über Toleranzen wenigstens eines, vorzugsweise sämtlicher Anschlusspunkte des Tragrahmens und/oder anhand von Informationen über die Toleranz eines Anschlusspunktes des Stütz-Körpers erfasst.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt zu Vergleichszwecken ein Vergleich der Verdrehsteifigkeit von Bauteil und Rohbau des Fahrzeuges.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Messaufnahmevorrichtung mit einem gehalterten Tragrahmen einer Kraftfahrzeug-Insassenschutzvorrichtung, in perspektivischer Darstellung;
2 den Aufbau von 1, in gewechselter Perspektive;
3 ein vergrößertes erstes Detail von 1;
4 ein vergrößertes zweites Detail von 1;
5 eine Grundplatte der Messaufnahmevorrichtung mit darauf angeordneten Tragsäulen, in perspektivischer Darstellung;
6 die Grundplatte von 5, in gewechselter Perspektive;
7 den Aufbau von 1 und 2, erweitert mit einer Stützstreben-Anordnung, in perspektivischer Darstellung; und
8 eine Ansicht auf die Unterseite des Tragrahmens mit eingezeichneten Hilfslinien zur Veranschaulichung eines Aspekts der Erfindung.
In den 1 bis 8 werden durchgehend für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Messaufnahmevorrichtung 1 mit einem gehalterten, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu vermessenden Tragrahmen 2 einer Kraftfahrzeug-Insassenschutzvorrichtung (Überrollschutz). Die Messaufnahmevorrichtung 1 umfasst eine ebenmäßige Grundplatte 3, auf der ein Paar von im Querschnitt rechteckigen Tragsäulen 4, 5 angeordnet ist. Die geometrischen Achsen der Tragsäulen 4, 5 sind jeweils senkrecht zur Grundplatte 3 angeordnet.
2 zeigt in gewechselter Perspektive den Aufbau von 1.
In 3, die ein vergrößertes erstes Detail von 1 zeigt, ist ein RPS2 (Auflage ⌀ 25 mm mit Zapfen) mit dem Bezugszeichen 6 versehen. (RPS wird in diesem Text als Abkürzung für den Begriff „Referenzpunktsystem” verwendet).
In 4, die ein vergrößertes zweites Detail von 1 zeigt, ist ein RPS1 (Auflage ⌀ 25 mm mit Zapfen) mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Ein RPS3 (Auflage ⌀ 25 mm) ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen. RPS1 bis RPS3 werden an einer entsprechenden Schnittstelle verschraubt.
5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Grundplatte 3 mit den darauf angeordneten Tragsäulen. Ein RPS4 (Auflage ⌀ 25 mm beweglich mit Vertiefungen in der Grundplatte zur Positionierung etwa im Rahmen einer Torsionsmessung) ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen.
6 zeigt die Grundplatte von 5, in gewechselter Perspektive. 5X-Auflagepilze (Normteil) sind mit dem Bezugszeichen 9 versehen.
7 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den Aufbau von 1 und 2, erweitert mit einer linken Stützstreben-Anordnung 10 und einer rechten Stützstreben-Anordnung. Die Stützstreben S1, S2 dienen der Stabilisierung der Halterung.
Bei einer ersten Messung erfolgt eine Verschraubung an RPS1 bis RPS3. Eine zweite Messung erfolgt – bis auf den Unterschied, dass die Stützstreben S1, S2 verschraubt werden – wie die erste Messung. Die Verschraubung der Stützstreben S1, S2 ist demontierbar, um den Aufbau für die erste Messung zu befähigen. RPS3 und RPS4 sind tauschbar.
8 zeigt eine Darstellung umfassend eine Ansicht auf die Unterseite des Tragrahmens mit eingezeichneten Dreiecken gemeinsam mit ergänzenden Informationsfeldern zur Veranschaulichung eines Aspekts der Erfindung.
Der angesprochene Aspekt der Erfindung besteht darin, dass zum einen die Messung des Tragrahmens in unverspanntem Zustand erfolgt und zum anderen die Auswertung zweifach mit unterschiedlicher Basis erfolgt.
Dank der Erfindung sind trotz einer Verspannung im Fahrzeug die vom Tragrahmen herrührenden Toleranzen an den oberen Anbindungspunkten eingegrenzt. Zur Serienbeobachtung sind dann keine weiteren Messungen erforderlich, sondern nur die zusätzlichen Auswertungen.

Claims

Verfahren zum Messen der Geometrie und/oder Struktur eines Bauteils (2), bei dem das Bauteil (2) mittels Halterungsmittel einer Messaufnahmevorrichtung (1) spannungsfrei gehaltert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Messung mehrfach mit einer jeweils unterschiedlichen Basis erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Messdaten, die bei der Messung gewonnen werden, und/oder die Auswerteergebnisse zumindest zum Teil für die Optimierung der Passgenauigkeit bei einer Einbindung des Bauteils (2) an eine Fahrzeugtragstruktur herangezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu Vergleichszwecken eine Vergleichs-Vermessung des Bauteils (2) im starr verspannten und/oder verschraubten Zustand des Bauteils (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) bei der Vergleichs-Vermessung zusätzlich mittels wenigstens eines Stütz-Körpers (S1, S2) abgestützt wird, der sich seinerseits an einer kraftaufnehmenden Tragstruktur abstützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren Winkelfehler anhand von Informationen über Toleranzen wenigstens eines, vorzugsweise sämtlicher Anschlusspunkte des Tragrahmens und/oder anhand von Informationen über die Toleranz eines Anschlusspunktes des Stütz-Körpers erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu Vergleichszwecken ein Vergleich der Verdrehsteifigkeit von Bauteil und Rohbau des Fahrzeuges erfolgt.