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Die Erfindung betrifft eine Prüfmessung eines Stanzbands. Insbesondere sind, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfmessung eines Stanzbands offenbart.
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Für die Ermittlung von Form- und/oder Lageabweichungen an Stanzbändern gibt es bislang kein einheitliches Vorgehen, insbesondere keine normierten Vorgaben. Dementsprechend gibt es keine einheitlichen Messmittel oder verifizierbare Messverfahren. In der Regel wird die Säbeligkeit des Stanzbands (d.h. eine Krümmung oder Durchbiegung in der Ebene des Stanzbands) angegeben, wobei der zugrundeliegende Messprozess nicht definiert ist. Auch zur Bestimmung einer Torsion von Stanzbänder (d.h., einer Verdrehung quer zur Ebene des Stanzbands) gibt es keine einheitlichen Vorgaben oder unabhängig vom Messmittel reproduzierbaren Verfahren.
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In der Patentschrift
DD 2 11 626 A1 wird eine Vorrichtung zur Messung einer Säbelkrümmung eines von einem vorgestanzten Band abgetrennten Teststreifens beschrieben, wobei der Teststreifen zwischen einer starren und einer beweglichen Prüflingsaufnahme eingespannt und dann eine Zugkraft auf das bewegliche Ende ausgeübt wird und eine Abweichung von der Geradheit des Teststreifens bei bestehender Zugkraft mittels einer mittig zwischen den beiden Prüflingsaufnahmen angeordneten optischen Messeinrichtung abgelesen wird.
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In der Gebrauchsmusterschrift
CN 201 795 763 U wird eine Vorrichtung zur Messung einer Restkrümmung einer Stahlplatte beschrieben, die eine vertikale Sicherungsplatte umfasst, an deren oberem Ende die Stahlplatte mit einer Klemme befestigt wird. Am unteren Ende der Sicherungsplatte befindet sich eine lineare Skala, von der eine horizontale Abweichung des unteren Endes der Stahlplatte von der Sicherungsplatte abgelesen werden kann.
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In der Patentschrift
JP H10-221 048 A wird eine Vorrichtung zur Messung einer Deformation eines Metallstreifens beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine vertikale Stütze, an deren unterem Ende in einem horizontalen Abstand zwei Ultraschallsensoren angebracht sind. Der Metallstreifen wird oben an der Stütze anliegend aufgehängt, und aus einer Zeitdifferenz zwischen Emission eines Ultraschallstrahls und dessen Echo wird an jedem Ultraschallsensor ein Abstand zwischen der Stütze und dem unteren Ende des Metallstreifens bestimmt und eine Deformation des Metallstreifens in einer Recheneinheit berechnet und auf einer Anzeige angezeigt.
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Auf der Webseite des Unternehmens „OTTO Vision Technology GmbH“ sind zum Anmeldezeitpunkt Prüfstationen für Stanzstreifen beschrieben, die im Liegen mittels Kameras im Gegenlichtverfahren vermessen werden. Da im Liegen vermessen wird, würde zumindest die Torsion des Stanzbands verfälscht. Die Dissertation von Dr. Lukasson-Herzig an der RWTH Aachen beschreibt auf Seite 88 die Bestimmung der Säbeligkeit aus Kameramesspunkten.
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Während eine kamerabasierte Prüfmessung für kontinuierliche Messungen an einer festen Stelle innerhalb einer Fertigungsanlage vorteilhaft sein kann, ist der Kameraeinsatz bei wechselnden Fertigungsschritten und wechselnden Maßen der Stanzbänder weniger geeignet, da die Bilderkennung für verschiedenen Fertigungsprozesse und verschiedene Maße erneut kalibriert werden muss.
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Somit ist Aufgabe der Erfindung, eine Prüfmessung von Stanzbändern zwischen verschiedenen Fertigungsschritten und für verschiedene Produkte, insbesondere anhand von Stichproben bei Übergabe und Erhalt von Halbzeug oder Rohlingen, anzugeben.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend unter teilweise Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung zur Prüfmessung eines Stanzbands bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Grundplatte mit einer horizontalen Oberfläche. Ferner umfasst die Vorrichtung einen innerhalb der Oberfläche auf der Grundplatte angeordneten ersten Abweichungsmesser. Ferner umfasst die Vorrichtung ein auf der Grundplatte vertikal stehendes Gerüst. Das Gerüst umfasst eine vertikal über dem ersten Abweichungsmesser angeordnete Tragebene und eine zwischen dem ersten Abweichungsmesser und der Tragebene angeordnete Zwischenebene. Die Tragebene umfasst eine Aufhängung, die dazu ausgebildet ist, das Stanzband in Längsrichtung vertikal hängend an einem ersten Ende des Stanzbands ortsfest und drehfest zu lagern, wobei eine Längskante des Stanzbands am ersten Ende lotrecht zu einem Referenzpunkt der Vorrichtung ist. Der auf der Grundplatte angeordnete erste Abweichungsmesser ist dazu ausgebildet, eine erste Abweichung der Längskante des Stanzbands von einer zum Referenzpunkt lotrechten Position parallel zur Oberfläche zu messen. Die Zwischenebene umfasst einen zweiten Abweichungsmesser, der dazu ausgebildet ist, eine zweite Abweichung der Längskante des Stanzbands von einer zum Referenzpunkt lotrechten Position parallel zur Oberfläche zu messen.
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Die erste Abweichung und die zweite Abweichung können jeweils eine horizontale Abweichung der Längskante des Stanzbands auf vertikal unterschiedlichen Ebenen (d.h. auf unterschiedlichen Höhen) des Gerüsts bzw. an in der Längsrichtung unterschiedlichen Stellen des Stanzbands angeben. Auf Grundlage der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung der Längskante des Stanzbands kann dessen Krümmung, beispielsweise in einer durch die Aufhängung definierten Säbeligkeitsrichtung und/oder quer dazu in einer Torsionsrichtung, bestimmt werden. Vorzugsweise kann auf Grundlage der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung der Längskante des Stanzbands eine Säbeligkeit und/oder eine Torsion des Stanzbands bestimmt werden.
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Ausführungsbeispiele der Vorrichtung ermöglichen ein einheitliches und reproduzierbares Ergebnis der Prüfmessung. Indem das zu prüfende Stanzband nur am ersten Ende eingespannt ist, frei hängen kann und/oder die ersten und zweiten Abweichungen berührungslos messbar sein können, können Ausführungsbeispiele der Vorrichtung ein einheitliches und reproduzierbares Ergebnis der Prüfmessung ergeben.
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Hierin kann die Längskante am ersten Ende oder eine Position „lotrecht zum Referenzpunkt“ sein, wenn (beispielsweise genau dann, wenn) der Referenzpunkt und die Längskante am ersten Ende bzw. der Referenzpunkt und die jeweilige Position vertikal fluchten.
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Beispielsweise kann die Vorrichtung zur Prüfmessung einer Probe des Stanzbands eingesetzt werden nach dem Bandgießen des Stanzbands, bei Erhalt des Stanzbands, nach einem Stanzvorgang oder nach einer Beschichtung (beispielsweise in einer Durchlaufgalvanik) des Stanzbands.
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Einheitliche oder übereinstimmende Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können bei kooperierenden Herstellern oder verarbeitenden Unternehmen jeweils eingesetzt werden, um eine geordnete Übergabe von Halbzeug und/oder Rohlingen zu ermöglichen. Beispielsweise können die Stanzbänder zur Herstellung elektrischer Kontaktorgane genutzt werden.
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Der erste Abweichungsmesser und/oder der zweite Abweichungsmesser können jeweils eine mechanische, und vorzugsweise berührungslose, Messung der ersten Abweichung bzw. der zweiten Abweichung ermöglichen.
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Die erste Abweichung umfasst eine Positionsabweichung in einer Säbeligkeitsrichtung, S, parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder parallel zu einer durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende. Alternativ oder ergänzend umfasst die erste Abweichung eine Positionsabweichung in einer Torsionsrichtung, T, parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder senkrecht zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende.
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Der erste Abweichungsmesser kann einen auf der Grundplatte innerhalb der Oberfläche ortsfest angeordneten Kreuztisch umfassen zur Messung der ersten Abweichung. In einer Ursprungsstellung (auch: Nullpunkt) des Kreuztisches kann ein Mittelpunkt des Kreuztisches der zum Referenzpunkt lotrechten Position entsprechen.
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Der erste Abweichungsmesser kann einen auf der Grundplatte innerhalb der Oberfläche ortsfest angeordneten Kreuztisch und einen vom Kreuztisch getragenen Winkelmesser umfassen. Der Kreuztisch kann dazu ausgebildet sein, den Winkelmesser in den zwei verschiedenen Richtungen S und T parallel zur Oberfläche zu positionieren.
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In einer Ursprungsstellung (auch: Nullpunkt oder Nullstellung) des Kreuztisches kann ein Scheitelpunkt des Winkelmessers der zum Referenzpunkt lotrechten Position entsprechen.
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Der Kreuztisch umfasst eine Translationsmechanik zur Linearbewegung des Winkelmessers in der Säbeligkeitsrichtung S parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder parallel zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende. Alternativ oder ergänzend umfasst der Kreuztisch eine Translationsmechanik zur Linearbewegung des Winkelmessers in der Torsionsrichtung T parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder senkrecht zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende.
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Die erste Abweichung kann ferner eine Winkelabweichung des Stanzbands zwischen dem ersten Ende und einem dem ersten Ende in Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Ende des Stanzbands umfassen.
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Der Winkelmesser kann eine Messlinie umfassen, die in einer Ursprungsstellung des Winkelmessers parallel zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende ist. Die Messlinie kann durch eine Drehung des Winkelmessers parallel zur Oberfläche in einer Messstellung parallel zu einer Querkante des Stanzbands am zweiten Ende oder einer Messkante am zweiten Ende des Stanzbands sein.
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Die Vorrichtung kann ferner eine am zweiten Ende des Stanzbands angeschraubte oder anschraubbare Anzeige umfassen. Die Anzeige kann eine in Verlängerung der Längskante über das zweite Ende hinausragende Spitze zur Messung der ersten Abweichung umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Anzeige eine zu der Querkante oder Fläche des Stanzbands am unteren Ende parallele Messkante umfassen. Die Messkante kann länger als die Querkante oder ein Quermaß der Fläche des Stanzbands am unteren Ende sein, beispielsweise zur Messung der Winkelabweichung.
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Der Winkelmesser kann ferner eine Abdeckung umfassen. Die Abdeckung kann über den Winkelmesser parallel zur Oberfläche längsbeweglich sein.
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Die zweite Abweichung kann eine Positionsabweichung der Längskante auf der Zwischenebene in der Säbeligkeitsrichtung S parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder parallel zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die zweite Abweichung eine Positionsabweichung der Längskante auf der Zwischenebene in der Torsionsrichtung T parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder senkrecht zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende umfassen.
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Der zweite Abweichungsmesser kann einen Längenmesser zur Messung der Positionsabweichung in der Säbeligkeitsrichtung S parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder parallel zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende umfassen. Alternativ oder ergänzend kann der zweite Abweichungsmesser einen Längenmesser zur Messung der Positionsabweichung in der Torsionsrichtung T parallel zur Oberfläche der Grundplatte und/oder senkrecht zu der durch die Aufhängung festgelegten Fläche des Stanzbands am ersten Ende umfassen.
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Jeder der Längenmesser kann jeweils auf einer Verschiebungsmechanik zur Verschiebung des jeweiligen Längenmessers quer zur jeweiligen Messrichtung S bzw. T in der Zwischenebene gelagert sein.
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Das Stanzband kann berührungsfrei hängen, vorzugsweise in der Zwischenebene und/oder vertikal über dem ersten Abweichungsmesser.
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Eine Länge des Stanzbands in der Längsrichtung kann kleiner als ein und/oder im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen der Aufhängung und dem ersten Abweichungsmesser sein.
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Aus einem in der Messstellung am Winkelmesser ablesbaren Abweichungswinkel der Querkante am zweiten Ende des Stanzbands kann eine Torsion des Stanzbands bestimmbar sein. Alternativ oder ergänzend kann aus der ersten Abweichung und einer zweiten Abweichung eine Säbeligkeit des Stanzbands bestimmbar sein.
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Ein Scheitelpunkt des Winkelmessers kann in der Ursprungsstellung des Kreuztisches lotrecht zum Referenzpunkt sein. In einer Messstellung des Kreuztisches steht der Scheitelpunkt des Winkelmessers vertikal unter der Längskante des Stanzbands an einem dem ersten Ende in der Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Ende.
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Der Referenzpunkt kann an der Tragebene angeordnet sein.
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Die Grundplatte kann auf mindestens 3, vorzugsweise 4, Beinen stehen, von denen mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, in vertikaler Richtung längenverstellbar sind. Durch die Längenverstellung kann die Oberfläche horizontal einstellbar sein.
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Die Oberfläche der Grundplatte kann zumindest im Wesentlichen rechteckig sein. Das Gerüst kann an zwei benachbarten Kanten der Oberfläche und/oder an drei von vier Ecken der Oberfläche vertikal stehend befestigt sein. Das Gerüst kann, beispielsweise an den zwei anderen Kanten und/oder an der vierten Ecke, offen zum Einsetzen und zur Entnahme des zu prüfenden Stanzbands sein.
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Die Tragebene kann ferner einen oder eine den Referenzpunkt der Vorrichtung markierenden oder festlegenden Stift und/oder Durchgangsöffnung umfassen, der bzw. die dazu ausgebildet ist, ein Lot zu lagern zur Ausrichtung des Gestells und/oder des Winkelmessers in der Ursprungsstellung mit dem Scheitelpunkt des Winkelmessers lotrecht zum Referenzpunkt.
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Die Translationsmechanik des Kreuztisches kann parallel zu jeder der zwei Richtungen einen Spindeltrieb umfassen, der dazu ausgebildet ist, den Winkelmesser zur Positionierung in der jeweiligen Richtung zu verfahren. Die Translationsmechanik kann ferner einen Wegmesser aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die Positionsabweichung der ersten Abweichung in der jeweiligen Richtung anzuzeigen.
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Optional kann der zweite Abweichungsmesser für die Säbeligkeitsrichtung und die Torsionsrichtung jeweils einen Spindeltrieb umfassen, der dazu ausgebildet ist, eine Messkante des Längenmessers in Anlage mit der Längskante des Stanzbands zu bringen. Jeder Spindeltrieb kann ferner jeweils den Längenmesser aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die Positionsabweichung der zweiten Abweichung in der jeweiligen Richtung anzuzeigen.
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Die erste Abweichung kann mittels der beiden Wegmesser in jeder der zwei Richtungen messbar sein. Ein Quadrat des Betrags der ersten Abweichung kann eine Summe der Quadrate der in jeder der zwei Richtungen gemessenen Positionsabweichungen der ersten Abweichung sein. Die Messung des Betrags der ersten Abweichung mittels des Kreuztisches kann unabhängig von einer Torsion des Stanzbands sein.
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Die zweite Abweichung kann mittels der beiden Längenmesser der Zwischenebene in jeder der zwei Richtungen messbar sein. Ein Quadrat des Betrags der zweiten Abweichung kann eine Summe der Quadrate der in jeder der zwei Richtungen gemessenen Positionsabweichungen der zweiten Abweichung sein. Die Messung des Betrags der ersten Abweichung mittels der beiden Spindeltriebe der Zwischenebene kann unabhängig von einer Torsion des Stanzbands sein.
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Die Säbeligkeit kann aus einem Betrag der ersten Abweichung und einem Betrag der zweiten Abweichung bestimmbar sein.
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Die Torsion kann dem Verhältnis zwischen der gemessenen Winkelabweichung und einem Abstand in der Längsrichtung zwischen dem ersten und zweiten Ende entsprechen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Prüfmessung eines Stanzbands bereitgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ausrichtens eines auf einer Grundplatte vertikal stehenden Gerüsts, das eine vertikal über einem ersten Abweichungsmesser angeordnete Tragebene mit einem Referenzpunkt und eine zwischen dem ersten Abweichungsmesser und der Tragebene angeordnete Zwischenebene umfasst, und des Ausrichtens des innerhalb einer Oberfläche der Grundplatte angeordneten ersten Abweichungsmessers in einer Ursprungsstellung, wobei ein Mittelpunkt des ersten Abweichungsmessers lotrecht zum Referenzpunkt der Vorrichtung ist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Befestigens des Stanzbands an der Tragebene mittels einer Aufhängung, wobei das Stanzband in Längsrichtung vertikal hängt und an einem ersten Ende des Stanzbands ortsfest und drehfest gelagert ist, und wobei eine Längskante des Stanzbands am ersten Ende lotrecht zum Referenzpunkt der Vorrichtung ist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Messens mittels des ersten Abweichungsmessers einer ersten Abweichung der Längskante des Stanzbands von einer zum Referenzpunkt lotrechten Position parallel zur Oberfläche. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Messens auf der Zwischenebene mittels eines zweiten Abweichungsmessers einer zweiten Abweichung der Längskante des Stanzbands von einer zum Referenzpunkt lotrechten Position parallel zur Oberfläche.
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Das Verfahren kann ferner jedes Merkmal, oder einen entsprechenden Verfahrensschritt, umfassen, das oder der im Kontext des Vorrichtungsaspekts offenbart ist. Beispielsweise kann der erste Abweichungsmesser einen auf der Grundplatte innerhalb der Oberfläche ortsfest angeordneten Kreuztisch und einen vom Kreuztisch getragenen Winkelmesser umfassen, dessen Scheitelpunkt dem Mittelpunkt entspricht. Das Messen der ersten Abweichung kann ein Positionieren des Scheitelpunkts vertikal unter der Längskante an einem dem ersten Ende in der Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Ende umfassen. Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Messens einer Winkelabweichung mittels des Winkelmessers an einer Querkante des Stanzbands am zweiten Ende oder einer Messkante am zweiten Ende des Stanzbands umfassen.
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Nachfolgend werden weitere Merkmale unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Prüfmessung eines Stanzbands gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen ersten Abweichungsmessers, der in der Vorrichtung der 1 einsetzbar ist;
- 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen Winkelmessers, der in der Vorrichtung der 1 oder dem ersten Abweichungsmesser der 2 einsetzbar ist;
- 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer exemplarischen Aufhängung, die in der Vorrichtung der 1 einsetzbar ist;
- 5 eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen zweiten Abweichungsmessers, der in der Vorrichtung der 1 einsetzbar ist;
- 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer exemplarischen Verschiebungsmechanik des zweiten Abweichungsmessers, die in der Vorrichtung der 1 oder dem zweiten Abweichungsmesser der 5 einsetzbar ist;
- 7 eine schematische Ansicht eines ersten Beispiels eines Stanzbands mit Säbeligkeit, das in der Vorrichtung der 1 prüfbar ist; und
- 8 eine schematische Ansicht eines zweiten Beispiels eines Stanzbands mit Säbeligkeit, das in der Vorrichtung der 1 prüfbar ist.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zur Prüfmessung eines Stanzbands. In der in 1 gezeigten Situation ist ein Lot zur Ausrichtung der Vorrichtung 100 in der Vorrichtung 100 eingespannt. Bei der Prüfmessung ist anstelle des Lots das Stanzband eingespannt. 7 und 8 zeigen Beispiele des allgemein mit Bezugszeichen 200 bezeichneten Stanzbands.
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Die Vorrichtung 100 umfasst eine Grundplatte 102, beispielsweise aus Edelstahl, mit einer horizontalen Oberfläche 104. Innerhalb der Oberfläche 104 ist auf der Grundplatte 102 ein erster Abweichungsmesser 106-108 befestigt, beispielsweise geschraubt oder geschweißt. Auf der Grundplatte 102 ist ein Gerüst 110 vertikal stehend angeordnet. Das Gerüst 110 umfasst eine vertikal über dem ersten Abweichungsmesser 106-108 angeordnete Tragebene 112 und eine zwischen dem ersten Abweichungsmesser 106-108 und der Tragebene 112 angeordnete Zwischenebene 114. Vorzugsweise ist ein vertikaler Abstand zwischen dem ersten Abweichungsmesser 106-108 und der Zwischenebene 114 gleich oder ähnlich einem vertikalen Abstand zwischen der Zwischenebene 114 und der Tragebene 112.
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Zur Erläuterung des in der Vorrichtung 100 eingespannten oder einspannbaren Stanzbands 200 wird im Folgenden Bezug genommen auf Kanten, Enden und/oder Flächen eines allgemeinen Stanzbands 200, wobei die Bezugszeichen der 7 und der 8 der Erläuterung dienen, ohne dass die Offenbarung auf Form- oder Lageabweichungen der Beispiele der 7 und der 8 beschränkt ist.
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Beispielsweise kann mittels der Vorrichtung 100 die Konformität von Form und Lage des Stanzbands 200 bestätigt werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Säbeligkeit und/oder die Torsion des Stanzbands 200 jeweils kleiner als eine Toleranzgrenze ist.
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Die Tragebene 112 umfasst eine Aufhängung 116, die dazu ausgebildet ist, das Stanzband 200 in seiner Längsrichtung 202 vertikal hängend an einem ersten Ende 204 des Stanzbands 200 ortsfest und drehfest zu lagern. Die Aufhängung 116 legt am gelagerten ersten 204 Ende eine Position und eine Ausrichtung des Stanzbands 200 fest. Die Festlegung der Position kann umfassen, dass eine Längskante 206 des Stanzbands 200 am ersten Ende 204 lotrecht zu einem Referenzpunkt 118 der Vorrichtung 100 ist.
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Der auf der Grundplatte 102 angeordnete erste Abweichungsmesser 106-108 ist dazu ausgebildet, eine erste Abweichung 120-122 der Längskante 206 des Stanzbands 200 von einer zum Referenzpunkt 118 lotrechten Position parallel zur Oberfläche 104 zu messen. Beispielsweise umfasst der erste Abweichungsmesser 106-108 Anzeigen der Abweichungen 120 und 122 in zueinander senkrechten Richtungen. Vorzugsweise umfasst der erste Abweichungsmesser 106-108 je eine Skala mit einem linearen Maßstab, an dem die Abweichungen 120 und 122 jeweils ablesbar sind.
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Die Zwischenebene 114 umfasst einen zweiten Abweichungsmesser 124-126, der dazu ausgebildet ist, eine zweite Abweichung 128-130 der Längskante 206 des Stanzbands 200 von einer zum Referenzpunkt 118 lotrechten Position parallel zur Oberfläche 104 zu messen. Beispielsweise umfasst der zweite Abweichungsmesser 124-126 Anzeigen der Positionsabweichungen 128 und 130 in zueinander senkrechten Richtungen. Vorzugsweise umfasst der zweite Abweichungsmesser 124-126 je eine Skala mit einem linearen Maßstab, an dem die Positionsabweichungen 128 und 130 jeweils ablesbar sind.
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Die erste Abweichung 120-122 und die zweite Abweichung 128-130 können eine Säbeligkeit des Stanzbands 200 angeben oder auf Grundlage der ersten Abweichung 120-122 und der zweiten Abweichung 128-130 kann die Säbeligkeit des Stanzbands 200 bestimmt werden oder bestimmbar sein.
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Vorzugsweise umfasst die Aufhängung 116 eine Klemmfläche 208', welche die Ausrichtung einer Fläche 208 des Stanzbands 200 an dessen eingespanntem Ende, d.h., am ersten Ende 204, festlegt. Mit anderen Worten kann die Festlegung der Ausrichtung mittels der Aufhängung 116 umfassen, dass die Fläche 208 des Stanzbands 200 am ersten Ende 204 des Stanzbands 200 parallel zu der Klemmfläche 208' der Vorrichtung 100 ist.
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Eine Richtung, die sowohl parallel zur Klemmfläche 208' (bzw. der Fläche 208 des Stanzbands 200 am eingespannten ersten Ende 204) als auch parallel zur Oberfläche 104 ist, wird hierein als X-Richtung oder Säbeligkeitsrichtung S bezeichnet. Die zur Oberfläche 104 parallele und zur Säbeligkeitsrichtung S senkrechte Richtung wird hierin als Y-Richtung oder Torsionsrichtung T bezeichnet.
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Die erste Abweichung kann einer Positionsabweichung der Längskante 206 an einem zweiten Ende 210 des Stanzbands 200, das dem ersten Ende 204 des Stanzbands 200 gegenüberliegt, umfassen. Indem ein Mittelpunkt des ersten Abweichungsmessers 106-108 mit der Längskante 206 am zweiten Ende 210 in vertikale Deckung gebracht wird, kann die Positionsabweichung in der Säbeligkeitsrichtung S und der Torsionsrichtung T gemessen werden. Die erste Abweichung kann die Positionsabweichung der Längskante 206 auf Höhe des ersten Abweichungsmessers 106-108 in der Säbeligkeitsrichtung S und der Torsionsrichtung T umfassen.
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Die zweite Abweichung kann die Positionsabweichung der Längskante 206 auf der Höhe der Zwischenebene 114 in der Säbeligkeitsrichtung S und der Torsionsrichtung T umfassen.
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Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 umfassen eine Messeinrichtung zum Ermitteln von Form- und Lageabweichungen, die auch als Säbeligkeit bzw. Torsion (d.h. Verdrehung) bezeichnet werden, von Stanzbändern.
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Der erste Abweichungsmesser 106-108 umfasst vorzugsweise einen auf der Grundplatte 102 innerhalb der Oberfläche 104 ortsfest angeordneten Kreuztisch 106 und einen vom Kreuztisch 106 getragenen Winkelmesser 108. Der Kreuztisch 106 ist dazu ausgebildet, den Winkelmesser 108 in einer zur Oberfläche 104 parallelen Ebene in beiden Richtungen zu positionieren.
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Der Winkelmesser 108 ist dazu ausgebildet, eine Torsion des Stanzbands 200 am zweiten Ende 210 gegenüber dem ersten Ende 204, d.h. gegenüber der durch die Aufhängung 116 mittels der Klemmfläche 208' festgelegten Ausrichtung, zu messen.
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Die erste Abweichung umfasst eine Winkelabweichung 109 (d.h. einen Winkel der Torsion), beispielsweise zwischen einer Querkante (quer zur Längsrichtung 202) des Stanzbands 200 am zweiten Ende 210 und der Klemmfläche 208' oder zwischen der Querkante und der Säbeligkeitsrichtung S. Ein Scheitelpunkt des Winkelmessers 108 kann dem Mittelpunkt des Kreuztisches 106 entsprechen.
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In einer Nullstellung des Kreuztisches 106 kann der Scheitelpunkt des Winkelmessers 108 der zum Referenzpunkt 118 lotrechten Position entsprechen. In einer Nullstellung des Winkelmessers 108 kann eine Messlinie des Winkelmessers 108 parallel zu der durch die Aufhängung 116 festgelegten Ausrichtung, beispielsweise parallel zur Klemmfläche 208' und/oder der Säbeligkeitsrichtung S, sein.
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Die Winkelabweichung 109 kann gemessen werden, indem die Messlinie des Winkelmessers 108 parallel zur Querkante des Stanzbands 200 am zweiten Ende 210 gedreht wird. Der Winkelmesser 108 umfasst eine Anzeige der Winkelabweichung 109.
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Der zweite Abweichungsmesser 124-126 umfasst vorzugsweise einen an der Zwischenebene 114 ortsfest angeordneten Längenmesser 124 zur Messung einer Positionsabweichung in der Säbeligkeitsrichtung S und einen an der Zwischenebene 114 ortsfest angeordneten Längenmesser 126 zur Messung einer Positionsabweichung in der Torsionsrichtung T. Eine Nullstellung der Längenmesser 124 und 126 kann (beispielsweise aufgrund der Ausrichtung des Gerüsts 110) der zum Referenzpunkt 118 lotrechten Position entsprechen.
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Einzelne Details des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100, die jeweils einzeln realisiert sein können, werden nachstehend abschnittsweise und/oder anhand einzelner Bildausschnitte der 1 beschrieben.
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Der Kreuztisch 106 kann zwei einachsigen Linearführungssysteme 106 und 106.2 umfassen.
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Die Vorrichtung 100 umfasst ein gerade ausgerichtetes Gestell 110 mit mindestens 3 vertikalen Pfosten, beispielsweise 3 Pfosten 110, 110.2 und 110.3 in 3 von 4 Ecken der rechteckigen Oberfläche 104. Vorzugsweise bleibt eine Ecke der rechteckigen Oberfläche 104 ohne Pfosten, um den Innenraum der Vorrichtung 100 zum Einhängen des zu messenden Stanzbands 200 und/oder zum Messen der ersten und/oder zweiten Abweichung.
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Die Aufhängung 116 ist eine Stanzbandbefestigung, welche das Stanzband 200 (genauer: dessen Längskante 206) exakt vertikal über dem Mittelpunkt des ersten Abweichungsmessers 106-108 in dessen Nullstellung ortsfest lagert. Beispielsweise steht die Längskante 206 des mittels der Aufhängung 116 befestigten ersten Endes 204 des Stanzbands 200 exakt vertikal über dem Scheitelpunkt des Winkelmessers 108 in der Nullstellung des Kreuztisches 106.
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Vorzugsweise ist die Grundplatte 102 auf Füßen 132 gelagert, deren Länge in vertikaler Richtung veränderlich ist, um die Oberfläche 104 horizontal auszurichten. Beispielsweise steht die Grundplatte 102 auf 4 Füßen, von denen mindestens 3 oder alle längenveränderlich sind. Beispielsweise umfasst jeder längenveränderliche Fuß 132 einen Schaft, dessen Längsrichtung vertikal ist. Ein Außengewinde des Schafts steht mit einem Innengewinde einer Durchgangsöffnung der Grundplatte 102 drehbar in Eingriff.
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Vorzugsweise wird bei der Prüfmessung am unteren Ende, d.h. am zweiten Ende 210, des Stanzbandes 200 eine Anzeige angeschraubt, die hierin allgemein mit Bezugszeichen 134 bezeichnet wird. In der in der 1 gezeigten Situation ist stattdessen ein Lotgewicht 133 befestigt. Optional kann die Anzeige 134 auch als Lotgewicht 133 eingesetzt werden.
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Eine Spitze der Anzeige 134 ragt in Verlängerung der Längskante 206 über das zweite Ende 210 hinaus. Vorzugsweise ist ein Gewicht (oder eine Masse) der Anzeige 134 als Teil der Prüfmessung (beispielsweise als Teil eines Messprotokolls) definiert. Optional umfasst die Anzeige 134 eine Messkante, die hierin allgemein mit Bezugszeichen 135 bezeichnet ist. Die Messkante 135 ist parallel zu der Querkante des Stanzbands 200 am unteren Ende 210. Die Messkante ist vorzugsweise länger als die Querkante des Stanzbands 200, um bei der Messung der Winkelabweichung 109 die Messlinie des Winkelmessers 108 parallel zu der Messkante (und damit parallel der Querkante) auszurichten.
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Alternativ oder ergänzend kann als Teil der Prüfmessung definiert sein, welche Längskante 206 des Stanzbands 200 (beispielsweise die von der Aufhängung 116 umfasste Längskante 206 oder die Längskante 206 „hinten“) und/oder welche Flächenseite an der Längskante 206 (beispielsweise die der freien Ecke der Oberfläche 104 zugewandte Flächenseite oder die „Vorderseite“) bei der Messung der ersten und zweiten Abweichungen vermessen wird. D.h. es gibt eine definierte Längskante 206, die in der Nullstellung des Kreuztisches 106 genau über dem Scheitelpunkt stände, wenn das Stanzband 200 gerade wäre.
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2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen ersten Abweichungsmessers 106-108, der im Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 der 1 einsetzbar ist.
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Die Anzeige der Abweichung in der Säbeligkeitsrichtung S kann einen Zeiger 120 und eine Skala 120 mit Linearmaßstäben (z.B. -100 mm bis 0 bis +100 mm) umfassen. Die Anzeige der Abweichung in der Torsionsrichtung T kann einen Zeiger 122 und eine Skala 122 mit Linearmaßstäben (z.B. -100 mm bis 0 bis +100 mm) umfassen. In beiden Achsen (d.h. in beiden Richtungen S und T) ist der Nullpunkt der Skala (beispielsweise aufgrund der Ausrichtung des Gerüsts 110) die Nullstellung des Kreuztisches 106, in welcher der Scheitelpunkt 138 des Winkelmessers 108 lotrecht unter dem Referenzpunkt 118 steht.
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Die erste und/oder die zweite Abweichung (genauer: die jeweilige Positionsabweichung) kann je Richtung S und T als ein (beispielsweise positives oder negatives) Längenmaß gemessen werden, beispielsweise um zu messen, um wieviel Millimeter der Stanzstreifen 200 aus der Mitte hängt.
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Um die Torsion (d.h., die Verdrehung) des Stanzstreifens 200 zu messen, ist auf dem Mittelpunkt des Kreuztisches 106 ein 360°-Winkelmesser 108 angebracht, so dass der Mittelpunkt des Kreuztisches 106 der Scheitelpunkt 138 des Winkelmessers 108 ist. Ein Ablesepfeil ermöglicht das Ablesen der Winkelabweichung 109. In der Nullstellung des Winkelmessers 108, d.h., wenn eine Messlinie 136 parallel zur Säbeligkeitsrichtung S ist, steht der Ablesepfeil bei 0° hervor.
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Der Winkelmesser 108 umfasst ferner eine Abdeckung 140. Die Abdeckung 140 schützt den Winkelmesser 108 bei der Befestigung des Stanzbands 200 mittels der Aufhängung 116. Seitlich des Winkelmessers 108 sind an gegenüberliegend horizontale Nuten 142 vorgesehen, deren offene Seiten einander zugewandt sind. Die Abdeckung 140 ist entlang der Nuten über den Winkelmesser 108 längsbeweglich. Die Abdeckung 140 kann im Wesentlichen quadratisch sein. Zwei parallele Seiten der Abdeckung 140 gleiten in den jeweiligen Nuten 142. Eine der beiden anderen Seiten weist eine Griffleiste der Abdeckung 140 auf.
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Am unteren Ende 210 des Stanzstreifens 200 ist die Anzeige 134 am Stanzstreifen 200 angebracht.
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Zunächst wird der Scheitelpunkt 138 mittels des Kreuztisches 106 zur Längskante 206 am unteren Ende 210 des Stanzbands 200 bewegt. Dadurch ist die erste Abweichung (in S- und T-Richtung) ablesbar.
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Der Winkelmesser 108 wird über dem Scheitelpunkt 138 gedreht, bis die Messlinie 136 des Winkelmessers 108 parallel zur Messkante 135 der Anzeige 134 des herunterhängenden Stanzstreifens 200 steht. Die Winkelabweichung 109 (beispielsweise eine Gradzahl) kann am Ablesepfeil des Winkelmessers 108 abgelesen werden.
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In einer bevorzugten Variante des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 umfasst diese eine Grundplatte 102 und ein darauf aufgebautes Gestell 110. Die Grundplatte 102, die Zwischenebene 114 und die Tragebene 112 können Platten umfassen, wobei die Zwischenebene 114 eine Durchgangsausnehmung aufweist, durch die das an der Aufhängung 116 befestigte Stanzband 200 frei hängen kann. Das Gestell 110 kann Profilteile umfassen.
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3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen Winkelmessers 108, der in der Vorrichtung der 1 oder dem ersten Abweichungsmesser der 2 einsetzbar ist. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer exemplarischen Aufhängung 116, die in der Vorrichtung der 1 einsetzbar ist.
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Das Gestell 110 steht gerade, d.h., vertikal, auf der Grundplatte 102. Vorzugsweise ist das Gestell 110 ausgerichtet, z. B. mit einem Lot 144, so dass eine als Referenzpunkt 118 dienende Lotbefestigung 146 und der Scheitelpunkt 138 des Winkelmesser 108 auf dem Kreuztische 106 bei dessen Nullstellung exakt vertikal übereinanderliegen. Mit anderen Worten, der Scheitelpunkt des Winkelmessers 108 auf dem Kreuztisch 106 ist in der Nullstellung des Kreuztisches 106 lotrecht zum Referenzpunkt 118 der Vorrichtung 100.
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Der Kreuztisch 106 ist mittig zum Referenzpunkt 118 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten: ein Mittelpunkt des Kreuztisches, der beispielsweise dem Scheitelpunkt 138 des Winkelmessers 108 entspricht, ist lotrecht zum Referenzpunkt 118.
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Die Klemmfläche 208' (auch: Befestigungsplatte) der Aufhängung 116 des Stanzbandes 200 steht senkrecht über dem Kreuztisch 106 und befestigt das Stanzband 200 so, dass dessen Längskante 206 am ersten Ende 204 mit dem Referenzpunkt 118 fluchtet.
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In der Nullstellung (auch: Ursprungsstellung) steht der Kreuztisch 106 in allen Linearachsen auf null. Der Mittelpunkt des Kreuztisches 106 entspricht dem Scheitelpunkt 138 des Winkelmessers 108, welcher in der Nullstellung des Kreuztisches 106 vertikal unter dem Referenzpunkt 118 steht. Wenn der 360°-Winkelmesser 108 auf 0° steht, d.h. die Messlinie 136 gleich der Null-Line des Winkelmessers 108 ist, ist die Messlinie 136 parallel zur Säbeligkeitsrichtung S.
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Das zu messende Stanzband 200 kann auf eine Länge von 1000 mm geschnitten sein. Das Stanzband 200 kann auch als Stanzstreifen bezeichnet werden.
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Die Säbeligkeit und/oder die Verdrehung des Stanzbandes 200 können aus der ersten Abweichung (d.h. der Positionsabweichung 120 in der Richtung S und der Positionsabweichung 122 in der Richtung T und/oder der Winkelabweichung 109) sowie der zweiten Abweichung 128-130 (d.h. der Positionsabweichung 128 in der Richtung S und der Positionsabweichung 130 in der Richtung T) bestimmt werden.
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Wie beschrieben kann durch Einstellen der Linearführungssysteme 106 und 106.2 in S-Richtung bzw. T-Richtung die Positionsabweichung sowie die Gradzahl der Winkelabweichung 109 gemessen werden.
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5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines exemplarischen zweiten Abweichungsmessers 124-126, der beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 der 1 einsetzbar ist.
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In der Mitte des hängenden Stanzbandes 200 (beispielsweise bei einer Länge in der Längsrichtung 202 von 500 mm vom ersten Ende 204) befinden sich zwei Linearmaßstäbe 124 und 126 als Beispiele der Längenmesser des zweiten Abweichungsmessers 124-126 auf der Zwischenebene 114. Die Linearmaßstäbe 124 und 126 sind zur Messung der Positionsabweichungen 128 bzw. 130 in ihrer Längsrichtung (d.h. der jeweiligen Messrichtung) verschiebbar. Die Linearmaßstäbe 124 und 126 umfassen eine Anzeige der jeweiligen Positionsabweichung 128 bzw. 130, die auf null eingestellt ist, wenn die gemessene Position vertikal unter dem Referenzpunkt 118 steht.
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6 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer exemplarischen Verschiebungsmechanik des zweiten Abweichungsmessers 124-126, die beispielsweise im Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 der 1 oder dem zweiten Abweichungsmesser 124-126 der 5 einsetzbar ist.
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Optional sind die Linearmaßstäbe 124 und 126 quer zur ihrer jeweiligen Messrichtung in der Zwischeneben 114 mittels der Verschiebungsmechanik verschiebbar gelagert. Dadurch kann eine Messkante des jeweiligen Linearmaßstabs 124 und 126 auf die definierte Längskante 206 des Stanzbands 200 geschoben werden. Beispielsweise umfasst der Linearmaßstab 124 einen Zeiger 148, der die Verschiebung quer zur Säbeligkeitsrichtung S als der Messrichtung auf einer Skala 150 anzeigt. Der Linearmaßstab 126 umfasst einen Zeiger 152, der die Verschiebung quer zur Torsionsrichtung T als der Messrichtung auf einer Skala 154 anzeigt.
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Jeder der Linearmaßstäbe 124 und 126 umfasst eine Anzeige (beispielsweise ein Sichtfenster mit Ablesemarkierung), an der die jeweilige Positionsabweichung 128 bzw. 130 ablesbar ist, d.h. um welche Länge (beispielsweise um wieviel Millimeter) das Stanzband 200 bei der Zwischenebene 114 (beispielsweise einer Position in der Längsrichtung 202 von 500 mm) von einer zum Referenzpunkt 118 lotrechten Position abweicht (d.h. von der Mitte abweicht).
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Die Säbeligkeit schließt eine Krümmung (beispielsweise eine Durchbiegung) in der eigenen Ebene des Stanzbands 200 ein. Die Säbeligkeit kann wie beschrieben für eine definierte Länge (beispielsweise 1000 mm) des Stanzbands 200 als Wert der Positionsabweichung 120 und 128 in der Säbeligkeitsrichtung S (hier: X-Richtung) und/oder (beispielsweise bei Torsion) als Wert der Positionsabweichung 122 und 130 in der Torsionsrichtung T (hier: Y-Richtung) gemessen werden, beispielsweise pro Länge des Stanzbands 200.
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Die Torsion schließt eine Verdrehung um die Längsrichtung 202 des Stanzbands 200 ein. Die Torsion kann für die definierte Länge (beispielsweise 1000 mm) des Stanzbands 200 als Wert in der Winkelabweichung 109 gemessen werden, beispielsweise pro Länge des Stanzbands 200.
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7 und 8 zeigen jeweils eine schematische Ansicht eines ersten bzw. zweiten Beispiels eines Stanzbands 200 mit Säbeligkeit, das in der Vorrichtung der 1 prüfbar ist.
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Das Stanzband kann als Werkstück oder Halbzeug ist. Beispielsweise können aus dem Stanzband Kontakte gefertigt werden. Das Stanzband kann zumindest abschnittsweise beschichtet sein. Beispielsweise können spätere Kontaktstellen eine Schicht Gold aufweisen.
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Die Säbeligkeit kann die Krümmung des Stanzbands 200 innerhalb der eigenen Ebene des Stanzbands 200 sein. Die Säbeligkeit kann auf Grundlage zumindest der Abweichung in der X-Richtung bestimmbar sein. Die Messung der Positionsabweichung in X- und Y-Richtung kann ferner ermöglichen, eine Torsion des Stanzbands 200 zu bestimmen. Alternativ oder ergänzend kann die Winkelabweichung 109 direkt gemessen werden.
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Die 7 und die 8 zeigen schematisch Beispiele der Säbeligkeit des Stanzbands 200. Eine in 7 schematisch gezeigte über die gesamte Länge vorliegende Säbeligkeit kann auf Grundlage der an der Zwischenebene gemessenen Positionsabweichung bestimmt werden. Eine in 8 schematisch gezeigte endseitige Säbeligkeit des Stanzbands 200 kann auf Grundlage der am ersten Abweichungsmesser 106-108 gemessenen Positionsabweichung bestimmt werden. Eine Torsion des Stanzbands 200 kann auf Grundlage der am ersten Abweichungsmesser 106-108 gemessenen Winkelabweichung 109 bestimmt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 102
- Grundplatte
- 104
- Oberfläche der Grundplatte
- 106-108
- Erster Abweichungsmesser
- 106
- Kreuztisch des ersten Abweichungsmessers
- 108
- Winkelmesser des ersten Abweichungsmessers
- 110
- Gerüst
- 112
- Tragebene
- 114
- Zwischenebene
- 116
- Aufhängung
- 118
- Referenzpunkt
- 120-122
- Erste Abweichung
- 120
- Positionsabweichung in Säbeligkeitsrichtung der ersten Abweichung
- 122
- Positionsabweichung in Torsionsrichtung der ersten Abweichung
- 124-126
- Zweiter Abweichungsmesser
- 124
- Längenmesser in Säbeligkeitsrichtung des zweiten Abweichungsmessers
- 126
- Längenmesser in Torsionsrichtung des zweiten Abweichungsmessers
- 128-130
- Zweite Abweichung
- 128
- Positionsabweichung in Säbeligkeitsrichtung der zweiten Abweichung
- 130
- Positionsabweichung in Torsionsrichtung der zweiten Abweichung
- 132
- Füße der Grundplatte
- 133
- Lotgewicht
- 134
- Am zweiten Ende angeschraubte oder anschraubbare Anzeige
- 135
- Messkante der Anzeige
- 136
- Messlinie des Winkelmessers
- 138
- Scheitelpunkt des Winkelmessers
- 140
- Abdeckung des Winkelmessers
- 142
- Nut der Abdeckung
- 144
- Lot
- 146
- Befestigung des Lots
- 148
- Zeiger der Verschiebungsmechanik in Torsionsrichtung
- 150
- Skala der Verschiebungsmechanik in Torsionsrichtung
- 152
- Zeiger der Verschiebungsmechanik in Säbeligkeitsrichtung
- 154
- Skala der Verschiebungsmechanik in Säbeligkeitsrichtung
- 200
- Stanzband
- 202
- Längsrichtung des Stanzbands
- 204
- Erstes Ende des Stanzbands
- 206
- Längskante des Stanzbands
- 208
- Eingespannte Fläche des Stanzbands
- 208'
- Klemmfläche der Aufhängung
- 210
- Zweites Ende des Stanzbands
