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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen einer mit einer Blindnietverbindung auf miteinander zu verbindende Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft, wobei die Blindnietverbindung eine Blindniete mit einem Schließkopf aufweist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung Verwendungen einer solchen Anordnung.
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Bekannt ist es, die mit einer Blindnietverbindung aufbringbare Klemmkraft mit einer Einrichtung zu messen, welche zwei über die Blindnietverbindung miteinander verbindbare Messplatten und einen zwischen den Messplatten angeordneten, piezoelektrischen Druckkraftmessring aufweist. Zwischen den Messplatten besteht kein unmittelbarer Kontakt, da die Messplatten durch den zwischen ihnen angeordneten Druckkraftmessring beabstandet voneinander angeordnet sind, so dass ein Kraftnebenschluss über den Druckkraftmessring hergestellt wird. Werden die Messplatten durch Setzen einer Blindnietverbindung mit aufeinander zu gerichteten Kräften beaufschlagt, kann eine Messung der durch die Blindnietverbindung aufgebrachten Klemmkräfte mittels des Druckkraftmessrings erfolgen.
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Die Klemmplatten sind herkömmlich aus einem anderen Werkstoff als die in der Praxis, beispielsweise in der Automobilherstellung, tatsächlich über Blindnietverbindungen miteinander zu verbindenden Werkstücke hergestellt. Hierdurch kommt es zu einer Abweichung der tatsächlich mittels einer Blindnietverbindung auf Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft von der mittels der vorstehend beschriebenen Messeinrichtung messbaren Klemmkraft.
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Zudem ist mit einer solchen herkömmlichen Messeinrichtung keine Klemmkraftmessung im Zusammenhang mit einer Blindnietverbindung möglich, deren Schließkopf durch Aufweitung eines Teils einer Hülse der Blindnietverbindung ausgebildet wird. Eine solche Blindnietverbindung kann auch als Hülsenweiter-Blindnietverbindung bezeichnet werden. In der Praxis wird bei der Ausbildung einer Hülsenweiter-Blindnietverbindung das mit dem Schließkopf zusammenwirkende Werkstück im Bereich eines an ihm ausgebildeten Fügelochs, durch das die Blindnietverbindung hindurchgreift, aufgebogen. Eine bei einer herkömmlichen Messeinrichtung mit einem Schließkopf einer Hülsenweiter-Blindnietverbindung zusammenwirkende Messplatte ist üblicherweise aus einem deutlich härteren Material als die in der Praxis tatsächlich miteinander zu verbindenden Werkstücke hergestellt. Die mit einer Hülsenweiter-Blindnietverbindung aufbringbare Klemmkraft reicht nicht aus, eine herkömmliche Messplatte entsprechend aufzubiegen. Folglich kann eine durch eine Hülsenweiter-Blindnietverbindung aufgebaute Klemmkraft nicht durch eine entsprechende Aufbiegung der Messplatte reduziert werden, was letztendlich dazu führt, dass die mittels einer herkömmlichen Messeinrichtung erfasste Klemmkraft nicht der Klemmkraft entspricht, welche tatsächlich von einer Hülsenweiter-Blindnietverbindung auf in der Praxis miteinander zu verbindende Werkstücke aufgebracht wird.
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Mittels herkömmlicher Messeinrichtungen sind lediglich Klemmkraftmessungen im Zusammenhang mit einer Blindnietverbindung möglich, deren Schließkopf durch Stauchung eines Teils einer Hülse der Blindnietverbindung ausgebildet wird. Eine solche Blindnietverbindung kann auch als Hülsenfalter-Blindnietverbindung bezeichnet werden. Bei der Ausbildung einer Hülsenfalter-Blindnietverbindung wird das mit dem Schließkopf zusammenwirkende Werkstück im Bereich eines an ihm angeordneten Fügelochs im Wesentlichen nicht verformt. Daher entspricht die mit einer herkömmlichen Messeinrichtung erfassbare Klemmkraft bis auf etwaige Messungenauigkeiten etwa der Klemmkraft, welche tatsächlich von einer Hülsenweiter-Blindnietverbindung auf in der Praxis miteinander zu verbindende Werkstücke aufgebracht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Möglichkeit zur exakten Messung von mit Blindnietverbindungen jeder Art erzeugbaren Klemmkräften zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, eine Verwendung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 sowie einen Verwendung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß weist die Anordnung der eingangs genannten Art wenigstens eine zwischen einer dem mit dem Schließkopf zusammenwirkenden Werkstück entsprechenden Werkstückprobe und einem Messkörper anordbare Stabilisierungsplatte und zumindest eine zwischen der Werkstückprobe und dem Messkörper anordbare Druckmesseinrichtung auf, wobei sich die Druckmesseinrichtung zur Messung der Klemmkraft einerseits an wenigstens einem Messabschnitt der Stabilisierungsplatte und andererseits an wenigstens einem Messabschnitt des Messkörpers derart abstützt, dass zumindest ein Befestigungsabschnitt des Messkörpers unter Belassung eines Spalts beabstandet von der Stabilisierungsplatte angeordnet ist, wobei sich die Werkstückprobe zur Messung der Klemmkraft auf der der Druckmesseinrichtung abgewandten Seite der Stabilisierungsplatte abstützt, und wobei an der Stabilisierungsplatte, der Werkstückprobe und dem Messkörper jeweils eine Befestigungsöffnung ausgebildet ist, die fluchtend zueinander anordbar sind und an denen die Blindnietverbindung anordbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird schließkopfseitig statt einer herkömmlichen Messplatte eine Werkstückprobe eingesetzt, welche einem tatsächlich in der Praxis, beispielsweise in der Automobilherstellung, verwendeten Werkstück entspricht, was im Rahmen der Erfindung bedeuten soll, dass die Werkstückprobe aus demselben Werkstoff wie das Werkstück gebildet sind. Eine Werkstückprobe kann jedoch auch durch ein Werkstück selbst ausgebildet sein.
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Da mit der erfindungsgemäßen Anordnung Klemmkräfte an einer Werkstückprobe gemessen werden, deren Werkstoff dem Werkstoff des in der Praxis jeweilig verwendeten Werkstücks entspricht, kommt es zu keiner Abweichung der tatsächlich mittels einer Blindnietverbindung auf Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft von der mittels der erfindungsgemäßen Anordnung gemessenen Klemmkraft.
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Die Stabilisierungsplatte hat den Zweck, die auf die Werkstückprobe einwirkenden Kräfte möglichst gleichmäßig auf die Druckmesseinrichtung zu übertragen. Hierzu ist die Stabilisierungsplatte vorzugsweise sehr formstabil und eben ausgebildet. Eine weniger gleichmäßige, punktuelle Krafteinleitung in die Druckmesseinrichtung könnte dazu führen, dass die Druckmesseinrichtung fehlerhafte Messergebnisse liefert. Die Anordnung der Schließplatte ist insbesondere bei Klemmkraftmessungen unter Verwendung einer Werkstückprobe von Vorteil, die, wie das ihr entsprechende, mit dem Schließkopf zusammenwirkende Werkstück, aus einem Werkstoff mit geringen Oberflächenanforderungen gebildet ist. Ein solcher Werkstoff kann beispielsweise durch als Faserverbundwerkstoff oder als Blech, das durch eine Hülsenweiter-Blindnietverbindung aufgebogen wird, gegeben sein. Ohne die Anordnung der Stabilisierungsplatte würden bei einem unmittelbaren Kontakt zwischen einer derartig ausgebildeten Werkstückprobe die durch die Blindnietverbindung auf die Werkstückprobe einwirkenden Kräfte nicht gleichmäßig in die Druckmesseinrichtung eingeleitet werden, was mit dem vorgenannten Nachteil verbunden ist.
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Der Messkörper ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er bei der Durchführung einer Klemmkraftmessung nicht beschädigt wird. Dies ermöglicht eine kostensparende Wiederverwendung des Messkörpers zur Durchführung einer Vielzahl von Klemmkraftmessungen. Alternativ könnte der Messkörper als eine dem mit dem Setzkopf der Blindnietverbindung zusammenwirkenden Werkstück entsprechende Werkstückprobe oder als ein solches Werkstück selbst ausgebildet sein.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung sind gleichermaßen qualitative Klemmkraftmessungen sowohl im Zusammenhang mit Hülsenfalter-Blindnietverbindungen als auch im Zusammenhang mit Hülsenweiter-Blindnietverbindungen möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Anordnung wenigstens zwei parallel zueinander und beabstandet voreinander anordbare Montageplatten, zwischen denen die Werkstückprobe, die Stabilisierungsplatte, die Druckmesseinrichtung und der Messkörper anordbar sind, und zumindest eine Klemmeinrichtung zum Beaufschlagen der Montageplatten mit aufeinander zu gerichteten Kräften auf. Über die Klemmeinrichtung können die Montageplatten, die Werkstückprobe, die Stabilisierungsplatte, die Druckmesseinrichtung sowie der Messkörper vor dem Setzen der Blindnietverbindung in einer geeigneten Stellung relativ zueinander fixiert werden, um die Handhabung der Anordnung zu vereinfachen.
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Vorteilhafterweise weist die Klemmeinrichtung wenigstens eine Schraubverbindung auf. Die Klemmeinrichtung kann auch zwei oder mehrere Schraubverbindungen aufweisen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an den Montageplatten wenigstens eine Einrichtung zum Sichern der parallelen Ausrichtung der Montageplatten relativ zueinander während der Messung der Klemmkraft angeordnet. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Montageplatten, die zwischen ihnen angeordnete Werkstückprobe, die Stabilisierungsplatte, die Druckmesseinrichtung und/oder der Messkörper während der Messung der Klemmkräfte relativ zueinander verkippen, was die Messergebnisse verfälschen würde.
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Es wird als vorteilhaft erachtet, wenn die Einrichtung durch wenigstens einen an einer Montageplatte angeordneten Passstift und zumindest eine mit dem Passstift zusammenwirkende, an der jeweils anderen Montageplatte angeordnete Passöffnung ausgebildet ist. Dies stellt eine konstruktiv einfache, kostengünstige und einfach handhabbare Ausgestaltung der Einrichtung und somit der Anordnung dar.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Druckmesseinrichtung piezoelektrisch ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine sehr exakte Messung der Klemmkräfte unter Verwendung von einfach aufgebauten und verfügbaren Mitteln.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung eine ringförmig ausgebildete Messeinheit aufweist, deren mittige Öffnung fluchtend zu den Befestigungsöffnungen anordbar ist. Diese ringförmige Ausgestaltung der Messeinheit dient einer möglichst gleichmäßigen Krafteinleitung in die Druckmesseinrichtung, indem die Blindnietverbindung in gleichmäßigem Abstand von der ringförmig ausgebildeten Messeinheit umgeben wird.
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Erfindungsgemäß wird eine Verwendung einer Anordnung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben zum Messen einer mit einer Blindnietverbindung auf miteinander zu verbindende Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft vorgeschlagen, wobei die Blindniete eine Hülse aufweist, und wobei der Schließkopf unter Aufweitung eines Teils der Hülse ausgebildet wird.
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Mit dieser Verwendung sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden.
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Erfindungsgemäß wird eine Verwendung einer Anordnung nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben zum Messen einer mit einer Blindnietverbindung auf miteinander zu verbindende Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft vorgeschlagen, wobei die Blindniete eine Hülse aufweist, und wobei der Schließkopf unter Stauchung eines Teils der Hülse ausgebildet wird.
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Mit dieser Verwendung sind die oben mit Bezug auf die Anordnung genannten Vorteile entsprechend verbunden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung und
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2 eine schematische Draufsicht auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Messen einer mit einer Blindnietverbindung 2 auf miteinander zu verbindende, nicht dargestellte Werkstücke aufbringbaren Klemmkraft. Die Blindnietverbindung 2 umfasst eine Blindniete 3 mit einem Setzkopf 4, einem Schließkopf 5 und einem dazwischen angeordneten Nietschaft 6.
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Die Anordnung 1 umfasst eine zwischen einer dem mit dem Schließkopf 5 zusammenwirkenden Werkstück entsprechenden Werkstückprobe 7 und einem Messkörper 8 angeordnete Stabilisierungsplatte 9 und eine zwischen der Werkstückprobe 7 und dem Messkörper 8 angeordnete, piezoelektrisch ausgebildete Druckmesseinrichtung 10. Die Druckmesseinrichtung 10 stützt sich zur Messung der Klemmkraft einerseits an wenigstens einem Messabschnitt 11 der Stabilisierungsplatte 9 und andererseits an wenigstens einem Messabschnitt 12 des Messkörpers 8 derart ab, dass ein Befestigungsabschnitt 13 des Messkörpers 8 unter Belassung eines Spalts 14 beabstandet von der Stabilisierungsplatte 9 angeordnet ist. Die Werkstückprobe 7 stützt sich zur Messung der Klemmkraft auf der der Druckmesseinrichtung 10 abgewandten Seite 15 der Stabilisierungsplatte 7 ab. An der Werkstückprobe 7, der Stabilisierungsplatte 9 und dem Messkörper 8 sind Befestigungsöffnungen 16, 17 bzw. 18 ausgebildet, die fluchtend zueinander angeordnet sind und an denen die Blindnietverbindung 2 angeordnet ist. Die Druckmesseinrichtung 10 weist eine ringförmig ausgebildete Messeinheit 22 auf, deren mittige Öffnung 23 fluchtend zu den Befestigungsöffnungen 16, 17 und 18 angeordnet ist. Der Messkörper 8 ist in dieser Ausführungsform hutförmig ausgebildet.
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Die Anordnung weist des Weiteren zwei parallel zueinander und beabstandet voreinander angeordnete Montageplatten 19 und 20, zwischen denen die Werkstückprobe 7, der Messkörper 8, die Stabilisierungsplatte 9 und die Druckmesseinrichtung 10 angeordnet sind, und zumindest eine in 2 angedeutete Klemmeinrichtung zum Beaufschlagen der Montageplatten 19 und 20 mit aufeinander zu gerichteten Kräften auf. An den Montageplatten 19 und 20 sind Montageöffnungen 24 bzw. 25 ausgebildet, welche fluchtend zu den Befestigungsöffnungen 16, 17 und 18 angeordnet sind und über welche die Blindnietverbindung 2 zugänglich ist.
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Des Weiteren umfasst die Anordnung 1 eine an den Montageplatten 19 und 20 angeordnete Einrichtung zum Sichern der parallelen Ausrichtung der Montageplatten 19 und 20 relativ zueinander während der Messung der Klemmkraft. Diese Einrichtung ist durch vier an einer Montageplatte 19 oder 20 angeordnete, nicht gezeigte Passstifte und vier mit den Passstiften zusammenwirkende, an der jeweils anderen Montageplatte 20 bzw. 19 angeordnete, ebenfalls nicht gezeigte Passöffnungen ausgebildet, was durch die strichpunktierten Linien 21 in 1 angedeutet sein soll.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht von oben auf das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung 1. Es ist die obere Montageplatte 19 mit der an ihr ausgebildeten Montageöffnung 24 zu sehen. Die darunter angeordnete Werkstückprobe 7 und die Blindnietverbindung 2 sind nicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Klemmeinrichtung vier Schraubverbindungen aufweist, was durch die Markierungen 26 angedeutet sein soll. Die Schraubverbindungen sind um 90° versetzt zueinander angeordnet. Des Weiteren sind Markierungen 27 zu sehen, welche die Passstifte bzw. Passöffnungen andeuten sollen, wobei die Passstifte bzw. Passöffnungen ebenfalls um 90° versetzt zueinander angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 2
- Blindnietverbindung
- 3
- Blindniete
- 4
- Setzkopf
- 5
- Schließkopf
- 6
- Nietschaft
- 7
- Werkstückprobe
- 8
- Messkörper
- 9
- Stabilisierungsplatte
- 10
- Druckmesseinrichtung
- 11
- Messabschnitt
- 12
- Messabschnitt
- 13
- Befestigungsabschnitt
- 14
- Spalt
- 15
- Seite
- 16
- Befestigungsöffnung
- 17
- Befestigungsöffnung
- 18
- Befestigungsöffnung
- 19
- Montageplatte
- 20
- Montageplatte
- 21
- Linie
- 22
- ringförmiger Messkörper
- 23
- Öffnung
- 24
- Montageöffnung
- 25
- Montageöffnung
- 26
- Markierung
- 27
- Markierung
