DE102018218653A1 - Vorrichtung zum Ermitteln eines Abnutzungsgrads eines Halteelements, Haltesystem, Halteelement und Verfahren zum Herstellen eines Halteelements - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (7) zum Ermitteln eines Abnutzungsgrads eines ein elektrisch leitfähiges Bauteil (2) körperlich kontaktierenden Halteelements (3) eines Bauteilhalters oder eines Werkzeugs, wobei das Halteelement (3) wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper (4) mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit dem Bauteil (2) bringbaren Haltefläche (5) und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche (5) angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement (6) aufweist. Um eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Ermitteln einer Abnutzung des Halteelements (3) zu schaffen, weist die Vorrichtung (7) wenigstens eine elektrisch mit dem Sensorelement (6) verbundene und mit dem Bauteil (2) verbindbare Erzeugungseinrichtung (8) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Sensorelement (6) und dem Bauteil (2) und wenigstens eine Erfassungseinrichtung (9) zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement (6) und dem Bauteil (2) auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Abnutzungsgrads eines, ein elektrisch leitfähiges Bauteil körperlich kontaktierenden Halteelements eines Bauteilhalters oder eines Werkzeugs oder eines Messgeräts, wobei das Halteelement wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit dem Bauteil bringbaren Haltefläche und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Haltesystem zum Halten eines elektrisch leitfähigen Bauteils, aufweisend wenigstens ein das Bauteil körperlich kontaktierendes Halteelement, das wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit dem Bauteil bringbaren Haltefläche und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement aufweist. Zudem betrifft die Erfindung ein Halteelement für ein solches Haltesystem sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Halteelements.
  • Montagevorrichtungen, Klemmvorrichtungen und Haltevorrichtungen, beispielsweise von Werkzeugen, weisen häufig in körperlichen Kontakt mit einem zu bearbeitenden Bauteil bringbare Halteelemente auf, die durch einen wiederholten Gebrauch, beispielsweise in einer Serienfertigungslinie, abnutzen können. Solche Halteelemente sind in der Regel monolithisch und können beispielsweise additiv gefertigt werden. Beispielsweise werden Halteelemente in Form von Konturblöcken, die eine Oberfläche eines Fahrzeugbauteils kontaktieren, aus einem Kunststoff hergestellt.
  • Ein Verschleiß eines Halteelements bzw. eine Abnutzung desselben kann beispielsweise zu einer Fehlausrichtung von Bauteilen relativ zueinander oder zu dimensionalen Fehlern während eines an einem mit dem Halteelement gehaltenen Bauteils durchgeführten Schweißvorgangs führen. Dasselbe gilt für Messgeräte oder ähnliches, die entsprechende Halteelemente aufweisen.
  • Die US 7 270 890 B2 offenbart ein System zum Überwachen des Verschleißes eines Bauteils. Hierzu ist ein Leiter in das Bauteil in einer Tiefe von einer Oberfläche des Bauteils eingebettet, der operativ mit einer Energiequelle verbunden ist, um eine elektrische Schaltung zu bilden. Es wird der Widerstand über den Leiter gemessen. Wenn das Bauteil ein anderes Bauteil berührt, kann das Bauteil beginnen, sich zu verschleißen. Sobald die Abnutzung des Bauteils zum Leiter fortgeschritten ist, ergeben sich Änderungen des gemessenen Widerstandes. Somit kann ein Bediener informiert werden, dass das Bauteil bis zu einem bestimmten Grad abgenutzt ist und dass ein Service benötigt wird. Alternativ kann die Impedanz über den Leiter gemessen werden. Da die dielektrische Permeabilität des Materials, das den Leiter umgibt, die Impedanz beeinflussen kann, können Änderungen der Impedanz auftreten, wenn das Oberflächenmaterial des Bauteils abgenutzt wird.
  • Die US 2009 / 0 223 083 A1 offenbart ein Lager mit einem Verschleißteil, das einen Verschleißsensor aufweist. Der Verschleißsensor gibt einem Benutzer eine Rückmeldung zur nutzbaren Lebensdauer des Lagers. Der Sensor kann die Form eines Drahts haben, der in einen abnutzbaren Abschnitt des Lagers eingebettet ist, so dass, wenn sich der abnutzbare Abschnitt im Laufe der Zeit abnutzt, der Draht abgenutzt wird, wodurch ein den Draht aufweisender Stromkreis unterbrochen wird. Ein Anzeigemodul kann den Bruch des Drahts erfassen und die nutzbare Lebensdauer des Lagers bestimmen. Des Weiteren offenbart die US 2009 / 0 223 083 A1 ein Verfahren zum Überwachen des Verschleißes des Lagers, das das Überwachen von Änderungen der elektrischen Eigenschaften eines in dem Lager montierten Sensors aufweist.
  • Die US 2011 / 0 169 651 A1 offenbart ein Bauteil mit einer Oberfläche, die durch eine elektrisch leitfähige Verschleißgegenfläche einem Verschleiß unterworfen ist. Das Bauteil weist ein Substrat, eine oder mehrere Materialschichten, die über dem Substrat liegen, eine Verschleißoberflächenschicht, die über der einen oder den mehreren Materialschichten liegt, ein erstes Paar beabstandeter und elektrisch offener Verschleißsensorleiter, die in dem Substrat, in der einen oder den mehreren Materialschichten oder in der Verschleißoberflächenschicht angeordnet sind, und eine erste elektrische Verschleißwarnschaltung zum Kommunizieren mit dem ersten Leiterpaar zum Bereitstellen einer ersten Verschleißwarnung auf. Wenn die Verschleißgegenfläche überliegende Schichten abgenutzt hat, verbindet die Verschleißgegenfläche das erste Paar von Leitern miteinander, um die erste Verschleißwarnschaltung zu aktivieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Ermitteln einer Abnutzung eines Halteelements eines Bauteilhalters oder eines Werkzeugs oder eines Messgeräts zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, die wenigstens eine elektrisch mit dem Sensorelement verbundene und mit dem Bauteil verbindbare Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil und wenigstens eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil aufweist.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
  • Erfindungsgemäß kommt es zu einem körperlichen Kontakt zwischen dem mit dem Halteelement gehaltenen, elektrisch leitfähigen Bauteil, insbesondere Fahrzeugbauteil, und dem Sensorelement, wenn das Halteelement bis zu dem Sensorelement abgenutzt worden ist, wenn also die zwischen dem Bauteil und dem Sensorelement liegende Schicht des elektrisch isolierenden Körpers zumindest bereichsweise vollständig abgetragen worden ist. Da mittels der Erzeugungseinrichtung eine elektrische Spannung zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil erzeugt wird, kommt es bei dem abnutzungsbedingten unmittelbaren körperlichen Kontakt zwischen dem Bauteil und dem Sensorelement zwangsläufig zu einem elektrischen Strom durch das Bauteil und das Sensorelement, der mit der Erfassungseinrichtung erfasst wird. Aus der Erfassung des elektrischen Stroms durch das Bauteil und das Sensorelement kann somit darauf geschlossen werden, dass das Halteelement bis zu einem bestimmten Grad abgenutzt ist. Diese Information kann dazu verwendet werden, einen Austausch des abgenutzten Halteelements gegen ein neues Halteelement anzuregen. Insbesondere kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Ermitteln der Abnutzung des Halteelements vollautomatisch erfolgen, ohne dass ein Bedienpersonal eingreifen muss.
  • Die Erzeugungseinrichtung kann wenigstens eine elektrische Energiequelle aufweisen, die mit einem elektrischen Pol mit dem Sensorelement verbunden ist. Der andere elektrische Pol der elektrischen Energiequelle kann mit dem von dem Halteelement gehaltenen Bauteil verbunden werden. Dies kann beispielsweise automatisch bei einer Anstellung des Halteelements gegen das Bauteil erfolgen, wozu der Bauteilhalter bzw. das Werkzeug bzw. das Messgerät entsprechend auszubilden ist.
  • Das Sensorelement, das Bauteil und die zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil angeordnete Körperschicht des Körpers des Halteelements bilden bei nicht bis zum Sensorelement abgenutzter Körperschicht einen Kondensator aus, dessen Kapazität von der Dicke der Körperschicht zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil abhängt. Somit kann aus der elektrischen Spannung zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil auf die Dicke der Körperschicht zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil geschlossen werden, was zusätzliche Aussagen über den Abnutzungsgrad des Halteelements ermöglicht.
  • Die Erfassungseinrichtung weist wenigstens eine Strommesseinheit auf, die mit dem Sensorelement verbunden und mit dem Bauteil verbindbar ist, um den eventuell gegebenen elektrischen Strom zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil erfassen zu können. Zudem kann die Erfassungseinrichtung wenigstens eine mit der Strommesseinheit verbundene Auswertungselektronik zum Auswerten von Messsignalen der Strommesseinheit aufweisen.
  • Der elektrisch isolierende Körper des Haltebauteils kann beispielsweise teilweise oder vollständig aus einem Kunststoff hergestellt sein. Die Haltefläche des Halteelements ist vorzugsweise an die Formgebung des Abschnitts der Oberfläche des Bauteils angepasst, den das Halteelement körperlich kontaktieren soll. Hierbei kann die Haltefläche eben, gekrümmt oder anderweitig uneben ausgebildet sein.
  • Das Sensorelement kann beispielsweise flächig bzw. plattenförmig bzw. schichtförmig ausgebildet sein. Das Sensorelement ist teilweise oder vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff hergestellt. Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelbare Grad der Abnutzung des Halteelements kann durch den Abstand zwischen der Haltefläche des Halteelements und dem Sensorelement eingestellt werden. Das Sensorelement kann sich beispielsweise über mehr als 90 % einer Querschnittsfläche des Halteelements erstrecken. Das Sensorelement kann alternativ mehrere in bestimmten Bereichen, in denen eine Abnutzung erwartet wird, angeordnete elektrisch miteinander verbundene Metallstifte aufweisen.
  • Das elektrisch leitfähige Bauteil kann beispielsweise ein Fahrzeugbauteil, insbesondere ein Karosseriebauteil, sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Erfassungseinrichtung eingerichtet, nach Erfassung eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil ein elektrisches Signal auszugeben.
  • Die obige Aufgabe wird des Weiteren durch ein Haltesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst, das wenigstens eine Vorrichtung nach einer der oben genannten Ausgestaltungen oder einer Kombination von wenigstens zwei dieser Ausgestaltungen miteinander aufweist.
  • Mit dem Haltesystem sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Haltesystem dient zum Halten eines elektrisch leitfähigen Bauteils und kann ein Teil eines Bauteilhalters oder eines Werkzeugs oder eines Messgeräts sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Körper und das Sensorelement des Halteelements additiv gefertigt. Hierdurch kann das Halteelement schneller und kostengünstiger hergestellt werden. Dabei kann das Halteelement unter Verwendung von Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) hergestellt werden, also durch ein Fertigungsverfahren aus dem Bereich des Rapid Prototyping, mit dem ein Werkstück schichtweise aus einem schmelzfähigen Kunststoff und/oder aus geschmolzenem Metall aufgebaut wird. Zur Herstellung des Halteelements kann beispielsweise ein Doppelextruder eingesetzt werden, mit dem sowohl der Werkstoff des Körpers des Halteelements als auch der Werkstoff des Sensorelements extrudierbar ist. Ein Vorteil der additiven Fertigung des Sensorelements und des Körpers des Halteelements bzw. des gesamten Halteelements ist, dass auch für eine relativ komplex geformte Haltefläche des Halteelements, die eine Freiformfläche ist, ein entsprechend komplex ausgebildetes Sensorelement auf einfache Art und Weise hergestellt werden kann. Zudem kann eine gewünschte Dicke eines schichtförmig ausgebildeten Sensorelements sehr genau hergestellt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Körper aus einem Kunststoff und das Sensorelement zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt ist. Insbesondere kann der Körper unter Verwendung eines Filaments aus verschleißfestem Kunststoff additiv gefertigt werden. Das Sensorelement kann unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Filaments oder eines mit Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefüllten Kunststofffilaments additiv gefertigt werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Haltesystem wenigstens ein mit der Erzeugungseinrichtung und der Erfassungseinrichtung verbundenes weiteres Sensorelement auf, das teilweise oder vollständig in den Körper eingebettet ist und auf einer der Haltefläche des Halteelements abgewandten Seite des Sensorelements und beabstandet zu dem Sensorelement angeordnet ist. Zwischen dem Sensorelement und dem weiteren Sensorelement ist eine elektrisch isolierende Schicht des Körpers des Halteelements angeordnet. Mit dem bezüglich der Haltefläche des Halteelements tieferliegenderen weiteren Sensorelement kann ein stärkerer Abnutzungsgrad des Halteelements ermittelt werden, und zwar auf dieselbe Art und Weise, wie es oben für das Sensorelement beschrieben ist. Es lassen sich also zwei verschieden starke Abnutzungsgrade des Halteelements ermitteln. Das weitere Sensorelement kann alternativ mit einer eigenen Erzeugungseinrichtung und einer eigenen Erfassungseinrichtung verbunden sein. Das Haltesystem kann auch drei oder mehr Sensorelemente aufweisen, die ausgehend von der Haltefläche des Halteelements in einer Reihe und durch Körperabschnitte des Körpers des Halteelements beabstandet voneinander angeordnet sind. Das weitere Sensorelement kann alternativ mehrere in bestimmten Bereichen, in denen ein bestimmungsgemäß das Halteelement kontaktierendes Bauteil das Haltebauteil kontaktiert, angeordnete elektrisch miteinander verbundene Metallstifte aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Haltesystem wenigstens ein teilweise in den Körper eingebettetes Kontaktsensorelement, das auf einer der Haltefläche des Halteelements zugewandten Seite des Sensorelements und beabstandet zu dem Sensorelement angeordnet ist und wenigstens einen Abschnitt der Haltefläche bildet, und wenigstens eine weitere Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Kontaktsensorelement und dem Bauteil auf, wobei das Kontaktsensorelement mit der Erzeugungseinrichtung oder mit einer elektrisch mit dem Bauteil verbindbaren weiteren Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Kontaktsensorelement und dem Bauteil verbunden ist. Kommt es zu einem unmittelbaren körperlichen Kontakt zwischen dem Kontaktsensorelement und dem Bauteil, fließt ein elektrischer Strom durch das Kontaktsensorelement und das Bauteil, der mit der weiteren Erfassungseinrichtung erfasst werden kann. Hierdurch kann festgestellt werden, ob ein bestimmungsgemäßer Kontakt zwischen dem Halteelement und dem Bauteil gegeben ist. Die weitere Erzeugungseinrichtung und/oder die weitere Erfassungseinrichtung kann entsprechend der oben beschriebenen Erzeugungseinrichtung bzw. Erfassungseinrichtung ausgebildet sein.
  • Die obige Aufgabe wird des Weiteren durch ein Halteelement mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst, bei dem der Körper und das Sensorelement additiv gefertigt sind.
  • Mit dem Halteelement sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung bzw. das Haltesystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Halteelement schneller, kostengünstiger und mit einer komplexeren Formgebung hergestellt werden, was insbesondere für die Haftfläche und das Sensorelement des Halteelements gilt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Körper aus einem Kunststoff und das Sensorelement zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Haltesystems genannten Vorteile entsprechend verbunden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Halteelement wenigstens ein weiteres Sensorelement aufweist, das teilweise oder vollständig in den Körper eingebettet ist und auf einer der Haltefläche des Halteelements abgewandten Seite des Sensorelements und beabstandet zu dem Sensorelement angeordnet ist. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Haltesystems genannten Vorteile entsprechend verbunden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Halteelement wenigstens ein teilweise in den Körper eingebettetes Kontaktsensorelement auf, das auf einer der Haltefläche des Halteelements zugewandten Seite des Sensorelements und beabstandet zu dem Sensorelement angeordnet ist und wenigstens einen Abschnitt der Haltefläche bildet. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Haltesystems genannten Vorteile entsprechend verbunden.
  • Die obige Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst, gemäß dem der Körper und das Sensorelement unter Verwendung eines gemeinsamen 3D-Druck-Verfahrens additiv gefertigt werden.
  • Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf die Vorrichtung bzw. das Haltesystem genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann das Halteelement mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens schneller, kostengünstiger und mit einer komplexeren Formgebung hergestellt werden, was insbesondere für die Haftfläche und das Sensorelement des Halteelements gilt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Körper aus einem Kunststoff und das Sensorelement zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung des Haltesystems genannten Vorteile entsprechend verbunden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Haltesystem mit neuem Halteelement,
    • 2 eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Haltesystem mit abgenutztem Halteelement und
    • 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Haltesystem.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Haltesystem 1 zum Halten eines elektrisch leitfähigen Bauteils 2 in Form eines Fahrzeugbauteils.
  • Das Haltesystem 1 weist ein das Bauteil 2 körperlich kontaktierendes Halteelement 3 auf, das neu ist, also keine Abnutzung aufweist. Das Halteelement 3 weist einen elektrisch isolierenden Körper 4 mit einer in körperlichem Kontakt mit dem Bauteil 2 stehenden Haltefläche 5 und ein in einem Abstand zu der Haltefläche 5 angeordnetes und vollständig in den Körper 4 eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement 6 auf. Durch den Körper 4 verläuft eine Befestigungsbohrung 16, über die das Halteelement 3 an einem nicht gezeigten Bauteil des Haltesystems 1 befestigbar ist. Der Körper 4 und das Sensorelement 6 des Halteelements 3 sind additiv gefertigt. Insbesondere kann der Körper 4 aus einem Kunststoff und das Sensorelement 6 zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt sein.
  • Das Haltesystem 1 weist zudem eine Vorrichtung 7 zum Ermitteln eines Abnutzungsgrads des das elektrisch leitfähige Bauteil 2 körperlich kontaktierenden Halteelements 3 auf. Die Vorrichtung 7 weist eine elektrisch mit dem Sensorelement 6 und mit dem Bauteil 2 verbundene Erzeugungseinrichtung 8 zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Sensorelement 6 und dem Bauteil 2 auf. Zudem weist die Vorrichtung 7 eine Erfassungseinrichtung 9 zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement 6 und dem Bauteil 2 auf. Hierzu weist das Halteelement 3 eine mit dem Sensorelement 6 verbundene Leitung 10 und einen mit der Leitung 10 verbundenen Anschluss 11 auf. Die Erfassungseinrichtung 9 ist eingerichtet, nach Erfassung eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement 6 und dem Bauteil 2 ein elektrisches Signal auszugeben.
  • Das Haltesystem 1 kann zudem wenigstens ein mit der Erzeugungseinrichtung 8 und der Erfassungseinrichtung 9 verbundenes, nicht gezeigtes weiteres Sensorelement aufweisen, das teilweise oder vollständig in den Körper 4 eingebettet ist und auf einer der Haltefläche 5 des Halteelements 3 abgewandten Seite des Sensorelements 6 und beabstandet zu dem Sensorelement 6 angeordnet ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Haltesystem 1 mit abgenutztem Halteelement 3. Die Abnutzung des Halteelements 3 ist derart, dass das Bauteil 2 in unmittelbarem körperlichem Kontakt mit dem Sensorelement 6 steht, wodurch ein elektrischer Strom durch das Bauteil 2 und das Sensorelement 6 fließt, was mit der Erfassungseinrichtung 9 erfasst wird.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Haltesystem 12 zum Halten eines elektrisch leitfähigen Bauteils 2. Das Haltesystem 12 unterscheidet sich dadurch von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, dass das Haltesystem 12 zusätzlich ein teilweise in den Körper 4 eingebettetes Kontaktsensorelement 13, das auf einer der Haltefläche 5 des Halteelements 3 zugewandten Seite des Sensorelements 6 und beabstandet zu dem Sensorelement 6 angeordnet ist und wenigstens einen Abschnitt der Haltefläche 5 bildet, und eine weitere Erfassungseinrichtung 14 zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Kontaktsensorelement 13 und dem Bauteil 2 aufweist, wobei das Kontaktsensorelement 13 mit der Erzeugungseinrichtung 8 oder mit einer elektrisch mit dem Bauteil 2 verbundenen weiteren Erzeugungseinrichtung 15 zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Kontaktsensorelement 13 und dem Bauteil 2 verbunden ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Übrigen auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Haltesystem
    2
    Bauteil
    3
    Halteelement
    4
    Körper von 3
    5
    Haltefläche von 3
    6
    Sensorelement
    7
    Vorrichtung
    8
    Erzeugungseinrichtung
    9
    Erfassungseinrichtung
    10
    Leitung
    11
    Anschluss
    12
    Haltesystem
    13
    Kontaktsensorelement
    14
    weitere Erfassungseinrichtung
    15
    weitere Erzeugungseinrichtung
    16
    Befestigungsbohrung von 4
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7270890 B2 [0004]
    • US 20090223083 A1 [0005]
    • US 20110169651 A1 [0006]

Claims (13)

  1. Vorrichtung (7) zum Ermitteln eines Abnutzungsgrads eines ein elektrisch leitfähiges Bauteil (2) körperlich kontaktierenden Halteelements (3) eines Bauteilhalters oder eines Werkzeugs, wobei das Halteelement (3) wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper (4) mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit dem Bauteil (2) bringbaren Haltefläche (5) und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche (5) angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement (6) aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrisch mit dem Sensorelement (6) verbundene und mit dem Bauteil (2) verbindbare Erzeugungseinrichtung (8) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Sensorelement (6) und dem Bauteil (2) und wenigstens eine Erfassungseinrichtung (9) zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement (6) und dem Bauteil (2).
  2. Vorrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (9) eingerichtet ist, nach Erfassung eines elektrischen Stroms zwischen dem Sensorelement (6) und dem Bauteil (2) ein elektrisches Signal auszugeben.
  3. Haltesystem (1, 12) zum Halten eines elektrisch leitfähigen Bauteils (2), aufweisend wenigstens ein das Bauteil (2) körperlich kontaktierendes Halteelement (3), das wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper (4) mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit dem Bauteil (2) bringbaren Haltefläche (5) und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche (5) angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement (6) aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens eine Vorrichtung (7) nach Anspruch 1 oder 2.
  4. Haltesystem (1, 12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) und das Sensorelement (6) des Halteelements (3) additiv gefertigt sind.
  5. Haltesystem (1, 12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) aus einem Kunststoff und das Sensorelement (6) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt ist.
  6. Haltesystem (1, 12) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens ein mit der Erzeugungseinrichtung (8) und der Erfassungseinrichtung (9) verbundenes weiteres Sensorelement, das teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettet ist und auf einer der Haltefläche (5) des Halteelements (3) abgewandten Seite des Sensorelements (6) und beabstandet zu dem Sensorelement (6) angeordnet ist.
  7. Haltesystem (1, 12) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens ein teilweise in den Körper (4) eingebettetes Kontaktsensorelement (13), das auf einer der Haltefläche (5) des Halteelements (3) zugewandten Seite des Sensorelements (6) und beabstandet zu dem Sensorelement (6) angeordnet ist und wenigstens einen Abschnitt der Haltefläche (5) bildet, und wenigstens eine weitere Erfassungseinrichtung (14) zum Erfassen eines elektrischen Stroms zwischen dem Kontaktsensorelement (13) und dem Bauteil (2), wobei das Kontaktsensorelement (13) mit der Erzeugungseinrichtung (8) oder mit einer elektrisch mit dem Bauteil (2) verbindbaren weiteren Erzeugungseinrichtung (15) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung zwischen dem Kontaktsensorelement (13) und dem Bauteil (2) verbunden ist.
  8. Halteelement (3) für ein Haltesystem (1, 12) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, aufweisend wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper (4) mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit einem elektrisch leitfähigen Bauteil (2) bringbaren Haltefläche (5) und wenigstens einem in einem Abstand zu der Haltefläche (5) angeordneten und teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebetteten, elektrisch leitfähigen Sensorelement (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) und das Sensorelement (6) additiv gefertigt sind.
  9. Halteelement (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) aus einem Kunststoff und das Sensorelement (6) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt ist.
  10. Halteelement (3) nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Sensorelement, das teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettet ist und auf einer der Haltefläche (5) des Halteelements (3) abgewandten Seite des Sensorelements (6) und beabstandet zu dem Sensorelement (6) angeordnet ist.
  11. Halteelement (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens ein teilweise in den Körper (4) eingebettetes Kontaktsensorelement (13), das auf einer der Haltefläche (5) des Halteelements (3) zugewandten Seite des Sensorelements (6) und beabstandet zu dem Sensorelement (6) angeordnet ist und wenigstens einen Abschnitt der Haltefläche (5) bildet.
  12. Verfahren zum Herstellen eines Halteelements (3) für ein Haltesystem (1, 12), wobei das Halteelement (3) wenigstens einen elektrisch isolierenden Körper (4) mit wenigstens einer in körperlichen Kontakt mit einem elektrisch leitfähigen Bauteil (2) bringbaren Haltefläche (5) und wenigstens ein in einem Abstand zu der Haltefläche (5) angeordnetes und teilweise oder vollständig in den Körper (4) eingebettetes, elektrisch leitfähiges Sensorelement (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) und das Sensorelement (6) unter Verwendung eines gemeinsamen 3D-Druck-Verfahrens additiv gefertigt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) aus einem Kunststoff und das Sensorelement (6) zumindest teilweise aus Kohlenstofffasern oder einem Metallpulver gefertigt wird.
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