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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Schleppzeigers zur Ermittlung einer thermisch bedingten Bewegung eines Bauteils, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es gibt verschiedene Messmittel, mit welchen Bewegungen einer Karosserie unter Wärmeeinfluss erfasst werden können. Bei einer Messung in einem Trockenofen einer Lackieranlage tritt allerdings das Problem auf, dass diese bekannten Messmittel die in diesen Öfen auftretenden Temperaturen von bis zu 190°C nicht aushalten.
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Aus der
DE 10 2014 003 912 A1 ist ein Messsystem zur Messung der thermisch bedingten Bauteildeformationen bekannt. Dieses optische Messsystem benötigt allerdings ein Sichtfenster, durch welches das optische Messsystem in den Trocknungsofen schauen kann. Dadurch kann das Messsystem nicht an dem Fahrzeug angebracht werden und mit dem Fahrzeug mittransportiert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Messung von thermisch bedingten Bewegungen eines Bauteils bereitzustellen, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass es bei hohen Temperaturen einsetzbar ist und dass es transportabel ist, das heißt an dem Bauteil selbst angebracht werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein rein mechanisches System zur Erfassung der thermisch bedingten Bauteilbewegungen auszubilden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen Schleppzeiger zu verwenden, wobei der Schleppzeiger einen Basiskörper, eine Befestigungsvorrichtung, die an einem ersten Endbereich des Basiskörpers ausgebildet ist, und ein Anzeigeelement aufweist, das an einem zweiten Endbereich des Basiskörpers verschiebbar angeordnet ist, wobei der Schleppzeiger mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung an dem Bauteil befestigt ist, wobei der Schleppzeiger derart angeordnet ist, dass das Anzeigeelement an dem Bauteil anliegt, wobei daraufhin das Bauteil ausgehend von einer Ursprungstemperatur erwärmt oder abgekühlt wird und anschließend wieder zumindest annähernd auf die Ursprungstemperatur gebracht wird, wobei daraufhin gemessen wird, wie weit sich das Anzeigeelement auf dem Basiskörper verschoben hat. Dadurch kann der Schleppzeiger an dem Bauteil, während einem üblichen Montageschritt bzw. Fertigungsschritt angebracht werden und dadurch die thermisch bedingten Bauteilbewegungen des Bauteils während dieser Schritte gemessen werden. Die thermisch bedingte Bewegung des Bauteils bewirkt, dass das Anzeigeelement auf dem Basiskörper verschoben wird. Dadurch kann nach dem Rückführen auf die Ursprungstemperatur gemessen werden, wie stark sich das Bauteil ausgedehnt bzw. zusammengezogen hatte.
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Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Schleppzeiger ein Einstellelement aufweist, mit welchem die Reibung zwischen dem Anzeigeelement und dem Basiskörper einstellbar ist. Dadurch kann die Reibung derart eingestellt werden, dass zwar das Bauteil das Anzeigeelement auf dem Basiskörper verschieben kann, wobei gleichzeitig erreicht werden kann, dass sich das Anzeigeelement nicht allein schon durch Lageänderungen verschiebt. Dadurch kann die Verschiebung des Anzeigeelements auf dem Basiskörper, die durch die Bauteilbewegung verursacht wurde, zuverlässig gemessen werden.
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Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass der Basiskörper des Schleppzeigers ein erstes Material aufweist und das Bauteil ein zweites Material aufweist, wobei das erste Material des Schleppzeigers einen anderen Temperaturkoeffizienten aufweist als das zweite Material des Bauteils. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Basiselement des Schleppzeigers anders ausdehnt als das Bauteil. Dadurch kann das Bauteil beim thermischen Bewegen, also Ausdehnen oder Zusammenziehen, das Anzeigeelement auf dem Basiskörper verschieben.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der zweite Endbereich des Schleppzeigers durch eine Bohrung in dem Bauteil geführt wird. Dadurch ist die Lage des Schleppzeigers relativ zum Bauteil bzw. an dem Bauteil festgelegt. Dadurch, dass der Schleppzeiger durch die Bohrung geführt ist, kann sich der Schleppzeiger in axialer Richtung durch die Bohrung bewegen, so dass sich das Bauteil relativ zum Schleppzeiger ausdehnen kann und dadurch das Anzeigeelement auf dem Basiskörper des Schleppzeigers verschieben kann.
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Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass bei einer Bestimmung der Bewegung des Bauteils die thermische Ausdehnung des Schleppzeigers, insbesondere des Basiskörpers des Schleppzeigers, berücksichtigt wird. Die Bewegung des Schleppzeigers aufgrund der Temperaturerhöhung bzw. -erniedrigung kann bei Kenntnis des Temperaturkoeffizienten des Materials des Basiskörpers berechnet werden. Dadurch können die ermittelten Werte für die Bauteilbewegung korrigiert werden.
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Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der Schleppzeiger bei einem Lackierprozess des Bauteils verwendet wird, um die thermische Ausdehnung des Bauteils bei einem Trocknungsvorgang zu bestimmen. Der erfindungsgemäße Schleppzeiger eignet sich besonders, um einen Standardmontage- bzw. Herstellungsschritt anzuwenden. Dabei bietet sich die Verwendung während des Trocknungsvorgangs in einem Lackierprozess des Bauteils an. Dabei können die Vorteile des Schleppzeigers besonders günstig ausgenutzt werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine Prinzipdarstellung eines Schleppzeigers, der an einem zu messenden Bauteil angeordnet ist, wobei die Anordnung bei Ursprungstemperatur dargestellt ist,
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2 eine der 1 entsprechende Prinzipskizze, wobei die Anordnung bei einer Messtemperatur dargestellt ist, und
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3 eine der 1 und 2 entsprechende Darstellung, wobei die Anordnung bei Ursprungstemperatur dargestellt ist, nachdem die Messtemperatur erreicht wurde.
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Eine in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform einer Anordnung 11 eines Schleppzeigers 10 wird verwendet, um thermische Bewegungen von Bauteilen 12, insbesondere Karosseriebauteilen, zu messen. Der Schleppzeiger 10 weist einen Basiskörper 14, ein Anzeigeelement 16, das auf dem Basiskörper 14 verschiebbar angeordnet ist, und ein Einstellelement 18 auf, mit welchem ein Reibwert zwischen dem Anzeigeelement 16 und dem Basiskörper 14 einstellbar ist.
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Der Basiskörper 14 ist langgestreckt ausgebildet und weist einen ersten Endbereich 20 und einen zweiten Endbereich 22 auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Der Basiskörper 14 ist, wie beispielsweise in den 1 bis 3 dargestellt ist, stabförmig ausgebildet, vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Der Basiskörper 14 kann beliebige Querschnitte aufweisen, besonders günstig ist jedoch ein kreisrunder Querschnitt.
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Der Basiskörper 14 ist aus einem ersten Material hergestellt, das einen Temperaturkoeffizienten aufweist, der sich von dem Temperaturkoeffizienten des Materials des Bauteils 12 unterscheidet. Dadurch weist der Basiskörper 14 eine unterschiedliche thermisch bedingte Längenausdehnung auf, als das Bauteil 12.
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An dem ersten Endbereich 20 ist eine Befestigungsvorrichtung 24 vorgesehen, mit welcher der Basiskörper 14 und damit der Schleppzeiger 10 an dem Bauteil 12 angebracht werden kann. Die Befestigungsvorrichtung 24 weist ein an dem Basiskörper 14 ausgebildetes erstes Befestigungselement 26 und ein lösbares zweites Befestigungselement 28 auf, das an dem ersten Befestigungselement 26 befestigt werden kann und dadurch das Bauteil 12 an den Schleppzeiger 10 befestigt. Beispielsweise kann das erste Befestigungselement als Gewindebohrung in dem Basiskörper 14 ausgebildet sein, in welchen eine Schraube eingeschraubt wird. Alternativ hierzu kann auch das erste Befestigungselement 26 als ein Gewindebolzen, der an dem Basiskörper 14 ausgebildet ist, ausgebildet sein, auf welchen eine Mutter aufgeschraubt wird, um das Bauteil 12 an dem Schleppzeiger 10 zu befestigen. Selbstverständlich ist auch möglich, einen normalen Bolzen mit einer Querbohrung als das ertse Befestigungselement 26 auszubilden und einen in der Querbohrung liegenden Stift oder ein Sicherungsring als zweites Befestigungselement 28 zu verwenden.
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Das Anzeigeelement 16 ist am zweiten Endbereich 22 des Basiskörpers 14 angeordnet. Das Anzeigeelement 16 weist eine Durchführung 30 für den Basiskörper 14 auf, durch welche der Basiskörper 14 greift. Vorzugsweise ist die Durchführung 30 als Bohrung ausgebildet. Vorzugsweise weist die Durchführung 30 einen gleichartigen Querschnitt auf, wie der Basiskörper 14. Es versteht sich, dass die Querschnitte von der Durchführung 30 und dem Basiskörper 14 voneinander abweichen können, solange es möglich ist, dass das Anzeigeelement 16 auf den Basiskörper 14 aufgeschoben werden kann. Die Durchführung 30 wird von einem Basiskörper 32 des Anzeigeelements 16 umgriffen und bildet somit die Durchführung 30 aus. Vorzugsweise ist der Basiskörper 32 ringförmig ausgebildet, so dass ein kreisrunder Querschnitt der Durchführung 30 gebildet ist.
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Das Einstellelement 18 kann dadurch gebildet sein, dass in dem Basiskörper 32 eine Gewindebohrung 34 angeordnet ist, deren inneres Ende in die Durchführung 30 mündet. Dadurch kann eine Schraube oder Gewindebolzen, der in die Gewindebohrung 34 eingeschraubt wird, in die Durchführung 30 ragen und somit eine Kraft auf den Basiskörper 14 ausüben, wodurch die Reibung zwischen dem Anzeigeelement 16 und dem Basiskörper 14 erhöht wird.
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Zur Bestimmung der thermisch bedingten Bewegung des Bauteils 12 wird zunächst der Schleppzeiger 10 an dem Bauteil 12 angeordnet. Dazu wird die Befestigungsvorrichtung 24 verwendet, um den Schleppzeiger 10 mit dem Bauteil 12 zu verbinden. Dadurch wird der erste Endbereich 20 unbeweglich an dem Bauteil 12 gehalten. Der zweite Endbereich 22 wird vorzugsweise durch eine Bohrung in dem Bauteil 12 geführt. Dadurch ist eine axiale Bewegung des Basiskörpers 14 durch die Bohrung weiter möglich. Wenn sich nun das Bauteil 12 und der Basiskörper 14 unterschiedlich ausdehnen, verschiebt sich somit der Basiskörper 14 in der Bohrung des Bauteils 12.
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Das Anzeigeelement 16 wird im zweiten Endbereich 22 des Basiskörpers derart angeordnet, dass das Anzeigeelement 16 an dem Bauteil 12 anliegt. Bei unterschiedlicher Ausdehnung des Basiskörpers 14 und dem Bauteil 12 kann somit das Anzeigeelement 16 verschoben werden.
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Bei Ursprungstemperatur, die üblicherweise der Umgebungstemperatur entspricht, kann eine Nullmarkierung an dem Basiskörper 14 angebracht werden, anhand derer erkannt werden kann, wie stark das Anzeigeelement 16 ausgelenkt wurde.
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Nachdem das Anzeigeelement 16 an dem Bauteil 12 ausgerichtet wurde, erfolgt das Erwärmen oder Abkühlen der Anordnung 11. Durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung des Bauteils 12 und des Basiskörpers 14 kann das Anzeigeelement 16 verschoben werden. Nachdem die Anordnung 11 wieder auf die Ursprungstemperatur zurückgebracht wurde, kann gemessen werden, wie stark das Anzeigeelement 16 verschoben wurde. Daraus können Rückschlüsse auf die Bewegung bzw. Ausdehnung des Bauteils 12 geschlossen werden. Sind die genauen Temperaturen bekannt und wird ein erstes Material für den Basiskörper 14 verwendet, dessen Temperaturkoeffizient bekannt ist, kann die temperaturbedingte Längenausdehnung des Basiskörpers 14 bei der Bestimmung der Ausdehnung des Bauteils 12 mit berücksichtigt werden.
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Je nachdem, ob sich beim Erhitzen oder Abkühlen im zweiten Endbereich 22 eine Bewegung des Bauteils 12 relativ zu dem Anzeigeelement 16 nach außen oder nach innen erfolgt, sollte das Anzeigeelement 16 entsprechend außen oder innen angebracht werden, damit das Bauteil 12 das Anzeigeelement 16 verschieben kann.
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Die Anordnung 11 aus Bauteil 12 und Schleppzeiger 10 kann beispielsweise bei Lackiervorgängen von Karosseriebauteilen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Insbesondere der Trockenvorgang nach dem Lackieren wird üblicherweise bei hohen Temperaturen von ungefähr 180° durchgeführt. Der temperaturbeständige Schleppzeiger kann ohne Weiteres bei solchen Temperaturen eingesetzt werden, um die Bewegung, insbesondere die temperaturbedingte Bewegung der Bauteile 12 zu messen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014003912 A1 [0003]
