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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Messung an einem Verbindungselement.
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Hintergrund der Erfindung
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Strukturbauteile eines Flugzeugs, insbesondere schalenförmige Strukturbauteile, werden heutzutage durch Verbindungselemente, so zum Beispiel Nieten, miteinander verbunden. Beispielsweise werden schalenförmige Segmente der Flugzeugaußenhaut durch eine Vielzahl von Nieten miteinander verbunden, die während des Betriebs des Flugzeugs hohen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Belastungen sind oft nicht nur mechanischer Natur, sondern auch thermischer Natur, die durch das Auftreten hoher Temperaturunterschiede zwischen Bodenbetrieb und Reiseflugbetrieb des Flugzeugs entstehen. Dementsprechend werden die Nietverbindungen in bestimmten Intervallen geprüft.
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DE 10 2010 013 515 B4 beschreibt eine Bohr- und Nietvorrichtung sowie ein Nietverfahren zum Verbinden von zwei oder mehreren Bauteilen in der Strukturmontage im Flugzeugbau.
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DE 10 2012 202 242 A1 beschreibt ein Verfahren zum Fügen von Formteilen mit einem Stanzniet, wobei in einem Schritt ein radiales Aufweiten eines Abschnitts eines gestanzten Loches erfolgt.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine zuverlässige und möglichst genaue Vermessung und Überprüfung von Verbindungselementen zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch ein System zur Durchführung einer Messung an einem Verbindungselement. Das System weist einen Kraftsensor mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite auf. Der Kraftsensor ist ausgebildet, einen Messwert bereitzustellen, der repräsentativ ist zu einer Kraft, die zwischen der ersten und der zweiten Seite des Kraftsensors wirkt. Ferner weist das System einen Ultraschallsensor und eine Positionierbuchse auf. Die Positionierbuchse umfasst eine Positionierbuchsen-Ausnehmung, die ausgebildet ist, zumindest teilweise den Ultraschallsensor aufzunehmen. Des Weiteren weist das System eine separate Sensorbuchse auf, die mit der ersten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt ist. Die Sensorbuchse weist eine Sensorbuchsen-Ausnehmung auf, die ausgebildet ist, zumindest teilweise die Positionierbuchse mit dem Ultraschallsensor und ein erstes Ende des Verbindungselementes aufzunehmen. Ein zweites Ende des Verbindungselementes ist mit der zweiten Seite des Kraftsensors mechanisch koppelbar.
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Durch dieses System kann eine im Wesentlichen ideale Ausrichtung des Ultraschallsensors in dem Kraftsensor relativ zu dem zu vermessenden Verbindungselement erreicht werden. Die Positionierbuchsen-Ausnehmung und die Sensorbuchsen-Ausnehmung sind dabei derart relativ zueinander ausgerichtet, dass der Ultraschallsensor zu dem Verbindungselement möglichst optimal zum Vermessen des Verbindungselementes angeordnet ist. Vorzugsweise wird mittels des Ultraschallsensors ein vorgegebenes Ultraschallsignal in das Verbindungselement eingespeist und dieses an einem der Einspeisung gegenüberliegenden Ende des Verbindungselementes reflektiert. Der Ultraschallwandler ist vorzugsweise ausgebildet, auch das reflektierte Ultraschallsignal zu erfassen. Das reflektierende Ende des Verbindungselementes kann eben sein oder ein oder mehrere Unregelmäßigkeiten aufweisen. Die Unregelmäßigkeiten können beispielsweise als ein oder mehrere Ausnehmungen am reflektierenden Ende ausgebildet sein. Die Ausrichtung des Ultraschallsensors mittels seiner Anordnung in der Positionierbuchsen-Ausnehmung relativ zu der Sensorbuchsen-Ausnehmung ist dann derart vorgegeben, dass ein Ultraschallsignal auf einen Bereich an dem reflektierenden Ende des Verbindungselementes trifft, welcher eine ausreichende Reflexion des Signals ermöglicht. Das heißt die Anordnung der Positionierbuchsen-Ausnehmung relativ zu der Sensorbuchsen-Ausnehmung korrespondiert zu einem Bereich an dem reflektierenden Ende, welcher eine ausreichende Reflexion des Ultraschallsignals ermöglicht. Beispielsweise ist die Positionierbuchsen-Ausnehmung und Sensorbuchsen-Ausnehmung derart relativ zueinander ausgerichtet, dass der Ultraschallsensor mittig mit dem ersten Ende des Verbindungselementes in Kontakt ist.
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Das Verbindungselement kann beispielsweise als ein Niet oder Schraubniet ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann alternativ auch als eine Schrauben-Verbindung oder als Schließringbolzen (Lockbolt) ausgebildet sein. Vorzugsweise sind Verbindungselemente vermessbar, die im eingebauten Zustand mit einer Vorspannkraft beaufschlagt sind. Dabei repräsentieren ein Niet, Schraubniet und Schließringbolzen jeweils unterschiedliche Typen von Verbindungselementen. Das heißt unterschiedliche Typen von Verbindungselementen unterscheiden sich durch unterschiedliche Klemm- oder Befestigungsarten.
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Im Messzustand wird das Verbindungselement mittels der Sensorbuchse mit der ersten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt, so dass in diesem Zustand das Verbindungselement zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite des Kraftsensors angeordnet ist. Befestigt man das Verbindungselement mit unterschiedlichen Befestigungsgraden, kann mittels des Kraftsensors eine zu dem Befestigungsgrad korrespondierende Kraft ermittelt werden, die auch eine Vorspannung des Verbindungselements repräsentiert. Alternativ können auch gleiche Ausführungen des gleichen Verbindungselementtypens mit unterschiedlichen Befestigungsgraden befestigt und vermessen werden. Gleiche Ausführungen des gleichen Verbindungselementtypens weisen demnach im Wesentlichen identische Klemmlängen und identisches Material auf. Unterschiedliche Ausführungen des gleichen Verbindungselementtypens unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche Klemmlängen und/oder unterschiedliche Materialen des Verbindungselementes.
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Mittels einer Auswerteeinheit, die mit dem Ultraschallsensor elektrisch gekoppelt ist, kann vorzugsweise eine Laufzeit des Ultraschallsignals in dem zu vermessenden Verbindungselement ermittelt werden. Davon abhängig kann dann eine Länge des Verbindungselementes ermittelt werden. Führt man nacheinander mehrere Messungen an einem oder mehreren Verbindungselementen gleicher Ausführung und gleichen Verbindungselementtypens mittels des Systems bei unterschiedlichen Befestigungsgraden durch, kann ein Umrechnungsfaktor für diese Ausführung des Verbindungselementtypens ermittelt werden. Der Umrechnungsfaktor ermöglicht dann eine Umrechnung von der gemessenen Laufzeit in die Länge bzw. Vorspannung des Verbindungselementes. Vermisst man auf diese Weise unterschiedliche Ausführungen von unterschiedlichen Verbindungselementtypen, kann für jede Ausführung eines Verbindungselementtypens ein korrespondierender Umrechnungsfaktor ermittelt werden.
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Die Positionierbuchse ist beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionierbuchse auch Metall umfassen. Die Positionierbuchsen-Ausnehmung ist dabei derart ausgebildet, dass diese einen im Wesentlichen identischen Durchmesser zu dem des Ultraschallsensors aufweist und somit exakt den Ultraschallsensor aufnehmen kann. Dabei ist der Ultraschallsensor derart axial in der Positionierbuchse angeordnet, dass der Sensorkopf des Ultraschallsensors mit einem vorgegebenen Bereich am ersten Ende des Verbindungselements in Kontakt ist. Typischerweise steht der Sensorkopf auch mittels eines Koppelmediums, so z.B. ein Gelmaterial, Öl oder Wasser, mit dem vorgegebenen Bereich am ersten Ende des Verbindungselementes in Kontakt, um eine zuverlässige Einspeisung des vorgegebenen Ultraschallsignals zu ermöglichen bzw. dessen reflektierten Signalanteil zuverlässig zu erfassen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist ein Außendurchmesser der Positionierbuchse im Bereich eines Sensorkopfes des Ultraschallsensors im Wesentlichen identisch mit einem Innendurchmesser der Sensorbuchsen-Ausnehmung. Dies hat den Vorteil, dass die Positionierbuchse und die Sensorbuchse derart relativ zueinander ausgerichtet sind, dass der Sensorkopf des Ultraschallsensors in dem vorgegebenen Bereich am ersten Ende des Verbindungselementes mit diesem in Kontakt ist, um eine zuverlässige Vermessung des Verbindungselementes zu ermöglichen.
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Der Außendurchmesser der Positionierbuchse und/oder der Innendurchmesser der Sensorbuchsen-Ausnehmung ist dabei vorzugsweise derart vorgegeben, dass auch eine axiale Verschiebung der Positionierbuchse in der Sensorbuchsen-Ausnehmung möglich ist. Dies ermöglicht ein Inkontaktbringen des Ultraschallsensors mit dem ersten Ende bzw. mit dem Koppelmedium am ersten Ende des zu vermessenden Verbindungselementes.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts ist der Ultraschallsensor mittels einer Fixiervorrichtung mit der Positionierbuchse mechanisch gekoppelt. Dies ermöglicht eine sichere Fixierung des Ultraschallsensors in der Positionierbuchse. Auch alternative Befestigungen des Ultraschallsensors an der Positionierbuchse sind denkbar, so z.B. kleben.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem zweiten Aspekt aus durch ein Verfahren zur Durchführung einer Messung an einem Verbindungselement mittels des Systems gemäß dem ersten Aspekt. Bei dem Verfahren wird der Kraftsensor bereitgestellt und danach die Sensorbuchse mit der ersten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt. Das Verbindungselement wird mit seinem ersten Ende mit der Sensorbuchse und mit seinem zweiten Ende mit der zweiten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt. Die Positionierbuchse wird mit dem Ultraschallsensor in die Sensorbuchsen-Ausnehmung eingeführt bis der Ultraschallsensor mit dem ersten Ende des Verbindungselementes in Kontakt ist. Mittels des Ultraschallsensors wird ein Messwert erfasst, der repräsentativ ist für einen spannungslosen Zustand des Verbindungselementes.
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In dieser Anordnung ist ein Messwert des Kraftsensors nicht erforderlich. Man macht sich aber hier die Ausrichtung des Ultraschallsensors mittels der Positionierbuchse in der Sensorbuchsen-Ausnehmung zu Nutze, um eine ausreichende Reflektion des eingespeisten Ultraschallsignals am dem reflektierenden Ende des Verbindungselementes zu erhalten.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem dritten Aspekt aus durch ein Verfahren zur Durchführung einer Messung an einem Verbindungselement mittels des Systems gemäß dem ersten Aspekt. Bei dem Verfahren wird der Kraftsensor bereitgestellt und danach die Sensorbuchse mit der ersten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt. Das Verbindungselement wird mit seinem ersten Ende mit der Sensorbuchse und mit seinem zweiten Ende mit der zweiten Seite des Kraftsensors mechanisch gekoppelt. Das Verbindungselement wird danach befestigt, so dass zwischen der ersten und zweiten Seite des Kraftsensors eine Kraft wirkt. Die Positionierbuchse mit dem Ultraschallsensor wird in die Sensorbuchsen-Ausnehmung eingeführt bis der Ultraschallsensor mit dem ersten Ende des Verbindungselementes in Kontakt ist. Mittels des Ultraschallsensors wird ein vorgegebenes Messsignal in das Verbindungselement eingespeist und davon abhängig ein Messwert erfasst. Mittels des Kraftsensors wird ein Kraftmesswert erfasst. Abhängig von dem Messwert und dem Kraftmesswert wird ein Umrechnungsfaktor ermittelt. Abhängig von diesem Umrechnungsfaktor ist eine Vorspannung des Verbindungselementes im eingebauten Zustand ermittelbar.
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Vorzugsweise ist das Messsignal als vorgegebenes Ultraschallsignal ausgebildet. Der Messwert ist vorzugsweise repräsentativ für eine Laufzeit des Ultraschallsignals in dem Verbindungselement. Der erfasste Kraftmesswert ist repräsentativ für die Kraft, die zwischen der ersten und zweiten Seite des Kraftsensors wirkt. Vorzugsweise wird die Positionierbuchse mit dem Ultraschallsensor in die Sensorbuchsen-Ausnehmung eingeführt bis der Ultraschallsensor mittels eines Koppelmediums mit dem ersten Ende des Verbindungselementes in Kontakt ist.
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In einer Ausführung des Verfahrens gemäß dem zweiten und dritten Aspekt kann in einem ersten Durchlauf des Verfahrens das Verbindungselement in dem spannungslosen Zustand vermessen werden. Aus dieser Messung wird vorzugsweise ein Nullzustandswert erfasst. Danach wird in den folgenden Durchläufen das Verbindungselement gemäß dem dritten Aspekt vermessen. Aus diesen folgenden Durchläufen werden jeweils Messwerte und die zugeordneten Kraftmesswerte erfasst, von denen abhängig wiederrum ein Umrechnungsfaktor ermittelbar ist. Vorzugsweise wird eine Differenz zwischen dem Nullzustandswert und dem jeweiligen Messwert ermittelt und diese Differenz zu dem Kraftmesswert korreliert. Davon abhängig wird für die gerade vermessene Ausführung des Verbindungselementtypens der Umrechnungsfaktor ermittelt. Vermisst man beispielsweise ein Verbindungselement in einem eingebauten Zustand, so ist dieses Verbindungselement vorzugsweise mit einer Vorspannung beaufschlagt. Erfasst man mittels des Ultraschallsensors beispielsweise einen Messwert, so z.B. eine Laufzeit des Messsignals in dem Verbindungselement, kann man abhängig von diesem und dem Umrechnungsfaktor, der dem Verbindungselement zugeordnet ist, direkt einen Wert ermitteln, der repräsentativ ist für die Vorspannung des Verbindungselementes.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die oben beschriebenen Aspekte und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können ebenfalls aus den Beispielen der Ausführungsformen entnommen werden, welche im Folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben werden.
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1 System zur Durchführung einer Messung,
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2 Verfahren zur Durchführung einer Messung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder zumindest ähnliche Elemente, Komponenten oder Aspekte verwendet. Es wird angemerkt, dass im Folgenden Ausführungsformen im Detail beschrieben werden, die lediglich illustrative und nicht beschränkend sind.
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In 1 ist ein Messsystem, im Weiteren auch als System 1 bezeichnet, in einem Längsschnitt dargestellt. Das System 1 umfasst einen Kraftsensor 10, so z.B. eine Kraftmessdose, mit einer ersten Seite 10a und einer zweiten Seite 10b. Der Kraftsensor 10 ist ausgebildet, einen Messwert auszugeben, der repräsentativ ist für eine Kraft, die zwischen der ersten Seite 10a und der zweiten Seite 10b wirkt.
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Das System 1 umfasst ferner einen Ultraschallsensor 2 und eine Positionierbuchse 4. Die Positionierbuchse 4 weist eine Positionierbuchsen-Ausnehmung 5 auf. Ein Durchmesser der Positionierbuchsen-Ausnehmung 5 ist im Wesentlichen identisch mit einem Außendurchmesser des Ultraschallsensors 2. Die Positionierbuchse 4 ist somit ausgebildet, den Ultraschallsensor 2 aufzunehmen. Zumindest ist aber die Positionierbuchsen-Ausnehmung 5 ausgebildet, den Ultraschallsensor 2 im Bereich seines Sensorkopfes aufzunehmen.
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Der Ultraschallsensor 2 ist typischerweise mittels einer Leitung 8 mit einer Auswerteeinheit elektrisch gekoppelt (nicht dargestellt).
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Das System 1 umfasst darüber hinaus eine Sensorbuchse 6 mit einer Sensorbuchsen-Ausnehmung 7. Ein Außendurchmesser der Positionierbuchse 4 im Bereich des Sensorkopfes des Ultraschallsensors 2 ist im Wesentlichen identisch mit einem Innendurchmesser der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7. Dadurch kann die Positionierbuchse 4 mit dem Ultraschallsensor 2 in die Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 geführt werden. Dabei ist der Außendurchmesser der Positionierbuchse 4 und/oder der Innendurchmesser der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 derart vorgegeben, dass eine axiale Verschiebung der Positionierbuchse 4 in y-Richtung möglich ist.
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In der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 ist ferner zumindest teilweise ein Verbindungselement 14 angeordnet. Das Verbindungselement 14 ist beispielsweise als Schraubniet ausgebildet.
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Vorzugsweise weist der Kraftsensor 10 eine Ausnehmung 16 auf. Die Sensorbuchse 10 ist vorzugsweise hohlzylinderförmig ausgebildet und weist einen Flansch 6a auf. Die Sensorbuchse 10 ist in die Ausnehmung 16 des Kraftsensors 10 einführbar bis der Flansch mit der ersten Seite 10a des Kraftsensors 10 in Kontakt ist. Mittels des Flansches 6a ist die Sensorbuchse 6 mit der ersten Seite 10a des Kraftsensors 10 mechanisch gekoppelt und kann damit auf diese erste Seite 10a des Kraftsensors 10 wirken. Alternativ können aber auch andere einem Fachmann bekannte mechanische Kopplungen angewendet werden.
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Vorzugsweise ist das Verbindungselement 14 mit einem ersten Ende 14a in der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 angeordnet. Die Sensorbuchse 6 kann eine an die Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 anschließende Öffnung 28 aufweisen, dessen Durchmesser einem Schaftdurchmesser des Verbindungselementes 14 entspricht. Weist das Verbindungselement 14 einen Kopfbereich auf, dessen Durchmesser größer ist als der Schaftdurchmesser, kann das Verbindungselement 14 durch die Öffnung geführt werden, bis der Kopfbereich eine weitere Führung verhindert. Dadurch ist das erste Ende 14a des Verbindungselementes 14 mit der Sensorbuchse 6 mechanisch gekoppelt und wirkt mittels der Sensorbuchse 6 auf die erste Seite 10a des Kraftsensors 10.
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Ein zweites Ende 14b des Verbindungselementes 14 ist mechanisch mit der zweiten Seite 10b des Kraftsensors 10 gekoppelt. Dazu kann der Kraftsensor 10 eine Sensoröffnung 30 aufweisen, durch die der Schaft des Verbindungselementes 14 im Bereich seines zweiten Endes 14b geführt wird. Mittels einer Fixierung des zweiten Endes 14b des Verbindungselementes 14, so z.B. durch eine aufgeschraubte Mutter, wird das zweite Ende 14b mit der zweiten Seite 10b des Kraftsensors 10 mechanisch gekoppelt.
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Damit wirkt das erste Ende 14a des Verbindungselementes 14 mittels der Sensorbuchse 6 auf die erste Seite 10a des Kraftsensors 10 und das zweite Ende 14b des Verbindungselementes 14 auf die zweite Seite 10b des Kraftsensors 10. Wird das Verbindungselement 14 in dieser Anordnung befestigt bzw. fixiert, bewirkt dies eine Kraft, die zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b des Kraftsensors 10 wirkt.
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Ist das Verbindungselement 14 in dem System 1 zur Vermessung befestigt, kann die Positionierbuchse 4 mit dem Ultraschallsensor 2 in der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 angeordnet und mit dem ersten Ende 14a des Verbindungselementes 14 in Kontakt gebracht werden.
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Mittels des Ultraschallsensors 2 kann beispielsweise im Rahmen eines sogenannten Impuls-Echo-Verfahren ein vorgegebenes Ultraschallsignal 20 in das Verbindungselement 14 eingespeist werden. In dem Verbindungselement 14 wird das vorgegebene Ultraschallsignal 20 am zweiten Ende 14b des Verbindungselementes 14 in einem Reflexionsbereich 24 reflektiert. Dabei kann der Reflexionsbereich 24 des zweiten Endes 14b eben sein oder ein oder mehrere bekannte Unregelmäßigkeiten aufweisen. Die Ausrichtung des Ultraschallsensors 2 relativ zu dem Verbindungselement 14 ist mittels der Positionierbuchsen-Ausnehmung 5 und/oder der Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 derart vorgegeben, dass auch bei Unregelmäßigkeiten wie beispielsweise einer oder mehrerer Ausnehmungen, das Ultraschallsignal 20 zuverlässig in Richtung des Sensorkopfes reflektiert wird.
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Vorzugsweise ist der Ultraschallsensor 2 ferner ausgebildet, das reflektierte Ultraschallsignal 20 zu erfassen. Aus einer Differenz des Zeitpunkts der Einspeisung und des Zeitpunkts des Empfangs des entsprechenden Ultraschallsignals 20 kann dessen Laufzeit in dem Verbindungselement 14 und davon abhängig eine Länge des Verbindungselementes 14 ermittelt werden. Die Laufzeit wird vorzugsweise durch die mit dem Ultraschallsensor 2 elektrisch gekoppelte Auswerteeinheit ermittelt. Mittels des Kraftsensors 10 wird ein Kraftmesswert erfasst und zur Verfügung gestellt, der repräsentativ ist für die Kraft, die zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b des Kraftsensors 10 wirkt. Abhängig von der erfassten Laufzeit und dem Kraftwert kann ein Umrechnungsfaktor für die gerade vermessene Ausführung des Verbindungselementes ermittelt werden. Vorzugsweise wird im Vorfeld einer Vermessung noch ein Nullzustandswert ermittelt, der repräsentativ ist für eine Laufzeit des Ultraschallsignals in dem spannungslosen Verbindungselement. Abhängig von der Differenz des Nullzustandswertes, der Laufzeit im gespannten Verbindungselement und dem Kraftwert wird dann der Umrechnungsfaktor ermittelt. Dabei können mehrere Verbindungselemente einer Ausführung des Verbindungselementtypes für die Ermittlung des Umrechnungsfaktors vermessen werden.
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Die Positionierbuchse 4 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionierbuchse Metall umfassen. Ferner kann die Positionierbuchse 4 einen Griffbereich 26 aufweisen, der beispielsweise eine vorgegebene Riffelung aufweist, um eine besonders sichere manuelle Handhabung zu ermöglichen.
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Die Positionierbuchse 4 weist vorzugsweise eine Fixiervorrichtung 18 auf, mittels dessen der Ultraschallsensor 2 an die Positionierbuchse 4 mechanisch gekoppelt ist. Die Fixiervorrichtung 18 ist beispielsweise als ein oder mehrere Schrauben ausgeführt, die jeweils in ein Gewinde fassen, welche jeweils in der Positionierbuchse 4 ausgeführt sind. Dabei ist die jeweilige Schraube derart in das zugeordnete Gewinde hineingedreht, so dass die Schraube kraftschlüssig mit dem Ultraschallsensor 2 gekoppelt ist. Alternativ kann die Fixiervorrichtung auch als Schnappvorrichtung oder als anderer dem Fachmann bekannter Mechanismus ausgebildet sein, um den Ultraschallsensor 2 mit der Positionierbuchse 4 mechanisch zu koppeln. Alternativ kann der Ultraschallsensor 2 auch in der Positionierbuchse 4 eingeklebt sein.
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In 2 ist ein Verfahrensablauf zur Durchführung einer Messung an einem Verbindungselement 14 dargestellt. In einem Schritt S0 wird das Verfahren gestartet.
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In einem weiteren Schritt S2 wird der Kraftsensor 10 bereitgestellt.
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In einem Schritt S4 wird die Sensorbuchse 10 mit der ersten Seite 10a des Kraftsensors 10 mechanisch gekoppelt.
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In einem weiteren Schritt S6 wird das Verbindungselement 14 mit seinem ersten Ende 14a mit der Sensorbuchse 6 mechanisch gekoppelt. Mit seinem zweiten Ende 14b wird das Verbindungselement 14 mit der zweiten Seite 10b des Kraftsensors 10 mechanisch gekoppelt.
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In einem Schritt S8 wird das Verbindungselement 14 befestigt. Befestigen bedeuten, dass bspw. das zweite Ende 14b des Verbindungselementes 14 derart befestig wird, dass zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b des Kraftsensors 10 eine Kraft wirkt. Zur Ermittlung des Nullzustandswertes wird der Schritt S8 übersprungen, das heißt es wirkt keine Kraft zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b des Kraftsensors 10.
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In einem Schritt S10 wird die Positionierbuchse 4 mit dem Ultraschallsensor 2 in die Sensorbuchsen-Ausnehmung 7 eingeführt bis der Ultraschallsensor 2 mit dem ersten Ende 14a des Verbindungselementes 14 in Kontakt ist. Alternativ kann der Kontakt zwischen dem Ultraschallsensor 2 und dem ersten Ende 14a des Verbindungselementes 14 auch mittels eines Koppelmediums, so z.B. ein Gelmaterial, Öl oder Wasser, erfolgen.
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In einem Schritt S12 wird mittels des Ultraschallsensors 14 ein Messsignal 20, so z.B. ein Ultraschallsignal, in das Verbindungselement eingespeist und davon abhängig ein Messwert erfasst, der repräsentativ ist für eine Laufzeit des Messsignals 20 in dem Vebindungselement. Ferner wird ein Kraftmesswert mittels des Kraftsensors 10 erfasst und zur Verfügung gestellt. Der Kraftmesswert ist repräsentation für eine Kraft zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b des Kraftsensors 10. Zur Ermittlung des Nullzustandswertes entspricht die Kraft zwischen der ersten und zweiten Seite 10a, 10b einem Nullwert.
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In einem Schritt S14 wird das Verfahren beendet. Für weitere Vermessungen von Verbindungselementen 14 wird jeweils das Verfahren wieder mit dem Schritt S0 begonnen.
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Mittels mehrerer Messwerte, die jeweils gemäß des Verfahrens nach 2 ermittelt werden, kann jeweils ein Umrechnungsfaktor für die gerade vermessene Ausführung des Verbindungselements ermittelt werden. Der ermittelte Umrechnungsfaktor ermöglicht eine Umrechnung von der gemessenen Laufzeit in die Länge bzw. Vorspannung. Vermisst man auf diese Weise unterschiedliche Ausführungen und/oder unterschiedliche Verbindungselementtypen, kann für jede Ausführung bzw. für jeden Verbindungselementtypen ein korrespondierender Umrechnungsfaktor ermittelt werden.
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Während die Erfindung illustriert und beschrieben wurde im Detail in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung, ist es beabsichtigt, dass derartige Illustrationen und Beschreibungen lediglich illustrativ oder exemplarisch und nicht restriktiv sind, so dass die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend“ nicht andere Elemente aus und der unbestimmte Artikel „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Alleinig der Umstand, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, beschränkt nicht den Gegenstand der Erfindung. Auch Kombinationen dieser Merkmale können vorteilhaft eingesetzt werden. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen sollen nicht den Umfang der Ansprüche beschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Ultraschallsensor
- 4
- Positionierbuchse
- 5
- Positionierbuchsen-Ausnehmung
- 6
- Sensorbuchse
- 7
- Sensorbuchsen-Ausnehmung
- 8
- Leitung
- 10
- Kraftsensor
- 10a, b
- Seiten des Kraftsensors
- 14
- Verbindungselement
- 14a, b
- Enden des Verbindungselementes
- 16
- Kraftsensor-Ausnehmung
- 20
- Messsignal
- 22
- Kopplungsmedium
- 24
- Reflexionsbereich
- 26
- Griffbereich
- 28
- Öffnung
- 30
- Sensoröffnung
- S0–S14
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010013515 B4 [0003]
- DE 102012202242 A1 [0004]
