DE202018101857U1

DE202018101857U1 - Spaltmessvorrichtung und System

Info

Publication number: DE202018101857U1
Application number: DE202018101857.4U
Authority: DE
Original assignee: Bentley Motors Ltd
Current assignee: Bentley Motors Ltd
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2028-04-06
Also published as: GB2561366B; GB201705816D0; FR3065066A1; FR3065066B1; GB2561366A

Abstract

Vorrichtung zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen von benachbarten Teilen, wobei die Vorrichtung einen Hauptkörper, mindestens ein erste Blatt, welches fest relativ zu dem Hauptkörper angebracht ist und mindestens ein zweites Blatt aufweist, welches für eine relative Bewegung zu dem Hauptkörper angebracht ist, wobei das mindestens erste eine Blatt eine erste Referenzoberfläche zum Eingriff mit einer ersten der gegenüberliegenden Flächen definiert, und das mindestens eine zweite Blatt eine zweite Referenzoberfläche zum Eingriff mit der anderen der gegenüberliegenden Flächen definiert, wobei die Vorrichtung eine digitale Anzeige und elektronische Steuermittel aufweist zum Erhalten einer Messung repräsentativ für einen Abstand zwischen der ersten und der zweiten Referenzoberfläche und um die Messung auf dem digitalen Display anzuzeigen, wobei die Vorrichtung eine elastische Vorspannanordnung aufweist zum Aufbringen einer Kraft, um die ersten und zweiten Blätter auseinander in eine erste Richtung zu bewegen, um die erste und zweite Referenzoberfläche in Kontakt mit jeweiligen gegenüberliegenden Flächen bei der Benutzung zu bringen, wobei die ersten und zweiten Blätter versetzt zueinander in einer zweiten Richtung sind, welche senkrecht zu der ersten Richtung ist, wobei das zweite Blatt beweglich gegen die Vorspannkraft in einer dritten Richtung entgegen der erste Richtung in eine Einführposition bewegbar ist, in der mindestens das eine erste Blatt und das mindestens eine zweite Blatt im Wesentlichen koplanar zueinander sind.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in oder in Bezug auf eine Messvorrichtung zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen benachbarter Teile. Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen eine selbstausrichtende Messvorrichtung und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Messvorrichtung, die in freihändiger Weise abgelesen werden kann. Ein anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein System, welches angepasst werden kann, den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberfläche benachbarter Teile und/oder die Bündigkeit der äußeren Oberfläche der Teile zu messen.
Hintergrund der Erfindung
Es besteht oft die Anforderung, einen Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberfläche benachbarter Teile genau zu messen. Zum Beispiel ist es im Automobilsektor notwendig, den Spalt zwischen Kanten benachbarter Karosserieteile zu messen, um die Verarbeitungsqualität sicherzustellen. Dies ist ein besonderes Anliegen auf dem Markt für Luxusfahrzeuge, in dem sehr geringe Toleranzen eingehalten werden, um sicherzustellen, dass die Spalten zwischen benachbarten Karosserieteilen klein und gleichmäßig sind. Es besteht auch die Anforderung, die relative Bündigkeit zwischen den Außenflächen benachbarter Karosserieteile zu messen.
Verschiedene bekannte Vorrichtungen wurden verwendet, um den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen zwischen benachbarten Teilen zu messen. Fühlerlehren weisen eine Vielzahl von Klingen oder Blättern mit unterschiedlichen Dicken auf. Diese können individuell oder in Kombination miteinander verwendet werden und zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen von zwei Teilen platziert werden, um den Spalt zwischen diesen zu messen. Eine genaue Messung beim Verwenden von Fühlerlehren hängt stark von den Fähigkeiten des Individuums ab, sicherzustellen, dass die Klingen im richtigen Winkel eingeführt werden und vom Beurteilen der korrekten Passform der Einpassung.
Eine andere bekannte Vorrichtung zum Messen von Spalten ist die Nunius-Schieblehre. Nunius-Schieblehren weisen zwei Blätter auf, von denen eines relativ zu einer Hauptskala fixiert ist und eines relativ zu der Hauptskale beweglich ist. Referenzflächen der Blätter werden in Kontakt mit den gegenüberliegenden Oberflächen platziert, die den Spalt, welcher gemessen werden soll, definieren und der Abstand zwischen den Referenzoberflächen der Blätter wird von einer Kombination von der Hauptskala und einer Nunius-Skala, die mit dem beweglichen Blatt assoziiert ist, abgelesen, um eine Messung des Spaltes anzubieten. Die akkurate Verwendung einer Nunius-Schieblehre erfordert ebenfalls ein hohes Maß an Fertigkeit. Die Blätter müssen in der korrekten Orientierung in Bezug auf die Oberflächen parallel zu den gegenüberliegenden Oberflächen eingesetzt werden und die Schieblehre muss ruhig gehalten werden, wenn die Messung abgelesen wird. Schieblehren können alternativ als mechanisches Zahnstangensystem verwendet werden, wobei die relative Verschiebung zwischen den zwei Blättern auf einer Messuhr angezeigt und vom Benutzer identifiziert werden muss. Messuhren sind einfacher interpretierbar als Nunius-Skalen, jedoch fehleranfällig, wenn sie nicht in der richtigen Position abgelesen werden. Kürzlich wurde die Entwicklung von digitalen Messschieber beobachtet, die einen elektronischen Wandler enthalten, um die Verschiebung der beweglichen Blätter in ein elektronisches Signal umzuwandeln, welches proportional zu dem Abstand zwischen den Referenzflächen der Blätter ist und einen Bildschirm aufweisen, um die resultierende Messung anzuzeigen. Der elektronische Wandler verwendet häufig eine induktive kapazitive oder magnetische Positionserfassungstechnologie. Digitale Messschieber haben den Vorteil, dass der gemessene Abstand leicht abgelesen werden kann, sind jedoch immer noch auf die Fähigkeit des Bedieners angewiesen, sie korrekt zu positionieren.
Da die gegenwärtigen Vorrichtungen im Wesentlichen manuell bedient werden, gibt es ein gewisses Maß an Benutzerfehlern. Zum Beispiel weisen Schieblehren bewegliche und oft schmale Blätter auf und es ist leicht solche Vorrichtungen relativ zu den gegenüberliegenden Oberflächen falsch auszurichten, was zu ungenauen Messungen führt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Messvorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen anzugeben, die die Nachteile der bekannten Messvorrichtung zumindest teilweise überwindet und/oder beseitigt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen von benachbarten Teilen anzugeben, welche im Wesentlichen selbst ausrichtend ist.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen anzugeben, die nicht in Position gehalten werden muss, um die Messung auszuführen.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung ein Messsystem anzugeben, welches konfiguriert sein kann, um den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen von benachbarten Teilen und/oder die Bündigkeit der äußeren Oberfläche der Teile zu messen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aspekte der Erfindung beziehen sich auf eine Messvorrichtung oder auf ein Messsystem.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen vorgesehen, wobei die Vorrichtung einen Hauptkörper, mindestens ein erstes Blatt, welches relativ fest zu dem Hauptkörper angebracht ist und mindestens ein zweites Blatt aufweist, welches beweglich relativ zu dem Hauptkörper ist, wobei das wenigstens erste Blatt eine erste Referenzfläche zum Eingriff mit einem ersten der gegenüberliegenden Fläche definiert und das wenigstens zweite Blatt eine zweite Referenzfläche zum Eingriff mit der anderen der gegenüberliegenden Flächen definiert, wobei die Vorrichtung eine digitale Anzeige und elektronische Steuermittel zum Erhalten einer Messung aufweist, welche einen Abstand zwischen der ersten und der zweiten Referenzoberfläche darstellt und um die Messung auf der digitalen Anzeige darzustellen, wobei die Vorrichtung eine elastische Vorspannanordnung zum Aufbringen einer Kraft aufweist, die dazu tendiert, die ersten und zweiten Blätter auseinander in eine Richtung zu bewegen, um die ersten und zweiten Referenzoberflächen in Kontakt mit den jeweiligen der gegenüberliegenden Flächen in Benutzung zu bringen, wobei das erste und das zweite Blatt zueinander in einer zweiten Richtung, die senkrecht zu ersten Richtung ist, versetzt sind, wobei das zweite Blatt beweglich gegen eine Federkraft in einer dritten Richtung ist, welche entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewegbar ist, in einer Einführposition, in welcher mindestens das eine erste Blatt und das mindestens eine zweite Blatt im Wesentlichen koplaner zueinander sind.
Die elastische Vorspannanordnung kann eine ausreichende Vorspannkraft aufbringen, so dass während der Verwendung die erste und die zweite Referenzoberfläche automatisch in Ausrichtung mit den gegenüberliegenden Oberflächen der Teile gebracht werden. Das reduziert das Risiko, dass die Vorrichtung bei der Messung falsch ausgerichtet wird.
Die elastische Vorspannanordnung kann eine ausreichende Vorspannkraft aufbringen, so dass während der Verwendung die erste und zweite Referenzoberfläche an gegenüberliegenden Oberflächen der Teile mit einer ausreichenden Kraft geklemmt werden, um im Wesentlichen das gesamte Gewicht der Vorrichtung zu tragen. Dies verringert ebenfalls das Risiko, dass die Vorrichtung während einer Messung falsch ausgerichtet ist und gestattet es einem Benutzer, die Messung im Wesentlichen frei Hand durchzuführen.
In einer Ausführungsform sind zwei erste Blätter vorgesehen, wobei die ersten Referenzflächen, die durch die ersten Blätter definiert ist, koplanar sind. In diesem Fall kann nur ein zweites Blatt zwischen den beiden ersten Blättern angeordnet sein. Jedes Blatt hat eine Breite von 3mm oder mehr. Die Blätter können alle dieselbe Breite oder mindestens eines/einige können unterschiedliche Breiten aufweisen.
Die Vorrichtung kann 20 g bis 40 g wiegen und die elastischen Vorspannmittel können eine Vorspannkraft von mindestens 3 N bis 6 N aufbringen. Die Vorrichtung kann 25 g bis 30 g wiegen und die elastischen Vorspannmittel können eine Vorspannkraft von mindestens 4 N bis 5 N aufbringen. Der Hauptkörper kann aus leichtgewichtigen Materialien wie etwa Polymermaterialien bestehen.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Schieber, der für eine lineare Bewegung relativ zu dem Hauptkörper angebracht ist, auf, wobei das mindestens eine zweite Blatt fest an dem Schieber montiert ist. In einer Ausführungsform weisen die elektronischen Steuermittel eine Wandleranordnung zum Erzeugen eines ersten Signales, welches proportional zu der Position/Verschiebung des Schiebers relativ zu dem Hauptkörper (zum Beispiel einer Bezugsposition des Schiebers) ist.
Der Hauptkörper kann eine ebene dritte Referenzfläche zum Eingriff mit einer Außenfläche eines ersten der verwendeten Teile definieren.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Befestigungsanordnung zum Aufnehmen einer weiteren Messvorrichtung zum Messen der Bündigkeit der äußeren Flächen von benachbarten Teilen in Gebrauch auf. In einer Ausführungsform weist die Befestigungsanordnung eine Befestigung, welche in die erste Richtung von einem Ende des Hauptkörpers über das mindestens eine erste Blatt hervorsteht auf, so dass, während der Verwendung die Blätter in dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des ersten und zweiten benachbarten Teils mit der dritten Referenzoberfläche in Eingriff mit einer äußeren Oberfläche eines ersten der benachbarten Teils sind, hervorsteht, wobei sich die Befestigung über die äußere Fläche eines zweiten der benachbarten Teile hinausstreckt. Die Befestigung kann eine vierte Referenz in einem vorbestimmten Abstand von der dritten Referenzoberfläche definieren, die senkrecht zur Ebene der dritten Referenzoberfläche gemessen wird. Die Befestigung kann eine Öffnung zur Aufnahme eines Schiebers der weiteren Messvorrichtung bei der Verwendung definieren. Die Befestigung kann mindestens einen Magneten enthalten.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Messsystem vorgesehen, aufweisend eine erste Messvorrichtung, konfiguriert zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberfläche eines Paares von benachbarten Teilen und eine zweite Messvorrichtung konfiguriert zum Messen der Bündigkeit der äußeren Flächen des Paares von benachbarten Teilen in Kombination mit der ersten Vorrichtung, wobei die zweite Vorrichtung lösbar an der ersten Vorrichtung montierbar ist.
Jede der ersten und zweiten Messvorrichtungen kann eine digitale Messvorrichtung mit einem elektronischen Kontrollsystem, welches einen Bildschirm zum Anzeigen einer Messung aufweist, sein.
Die erste Messvorrichtung kann konfiguriert sein, um in der Lage zu sein, den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines Paares von benachbarten Teilen zu messen, wenn sie mit oder ohne der zweiten Messvorrichtung verwendet wird.
In einer Ausführungsform weist das System eine Schnellbefestigungsanordnung auf, welche es ermöglicht, die zweite Vorrichtung ohne Verwendung von Werkzeugen an der ersten Vorrichtung zu befestigen.
Das System kann eine magnetische Befestigungsanordnung zum Anbringen der zweiten Messvorrichtung an die erste Messvorrichtung aufweisen. In einer Ausführungsform hat die erste Messvorrichtung eine erste Befestigung und die zweite Messvorrichtung eine zweite Befestigung, wobei die erste und die zweit Befestigung miteinander in Eingriff bringbar sind, um die zweite Messvorrichtung an der ersten Messvorrichtung anzuordnen, wobei mindestens ein Magnet in jeder, der ersten und der zweiten Befestigung eingebaut ist, wobei die Magneten so konfiguriert sind, dass, wenn die erste und zweite Befestigung in einer gewünschten Orientierung zusammengebracht werden, die Magneten in der ersten und zweiten Befestigung zueinander angezogen werden, um die zweite Messvorrichtung an Ort und Stelle an der ersten Vorrichtung zu halten.
Die erste Messvorrichtung kann eine Messvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sein. In einer Ausführungsform, in der die erste Messvorrichtung eine planare dritte Referenzoberfläche zum in-Eingriff-Bringen mit einer äußeren Fläche des ersten der verwendeten Teile aufweist, weist die zweite Messvorrichtung einen zweiten Hauptkörper, einen zweiten Schlitten, welcher relativ zu dem zweiten Hauptkörper beweglich ist, auf, wobei ein Ende des zweiten Schlittens vom zweiten Hauptkörper hervorsteht und eine dritte Referenz zum in-Eingriff-Bringen mit einer äußeren Fläche eines zweiten der benachbarten Teilen in Verwendung definiert, wobei die zweite Vorrichtung eine digitale Anzeige und elektronische Steuermittel aufweist, zum Erhalten einer Messung representativ für einen Abstand zwischen der vierten Referenz und der dritten Referenzoberfläche und um die Messung auf der digitalen Anzeige anzuzeigen.
Figurenliste
Um die Erfindung besser zu verstehen, werden im Folgenden - nur beispielhafte - Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen

1 eine perspektivische Ansicht von vorne auf eine Seite einer Ausführungsform einer Messvorrichtung nach einem Aspekt der Ausführungsform ist;
2 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite zur gegenüberliegenden Seite der Messvorrichtung aus 1 ist,
3 eine Draufsicht von vorne auf die Messvorrichtung aus den Figuren 1 und 2 während der Verwendung beim Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen ist;
4 eine Seitenansicht der Messvorrichtung aus 3 ist, wobei die benachbarten Teile im Querschnitt gezeigt sind, um den Eingriff der Blätter der Vorrichtung in den Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Teile darzustellen;
5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der 1 bis 4 ist, wobei eine Endkappe über die Blätter montiert ist;
6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Vorrichtung und der Endkappe von 5 ist;
7 eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform eines Messsystems nach einem Aspekt der Erfindung ist, welches konfiguriert werden kann, um den Spalt zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen und/oder die Bündigkeit der äußeren Flächen der Teile zu messen;
8 eine perspektivische Ansicht des Messsystems aus 7 in einer zusammengebauten Form ist;
9 eine weitere perspektivische Ansicht des zusammengebauten Messsystems aus 7 ist;
10 eine Draufsicht von oben auf das zusammengebaute Messsystem der Figuren 7 bis 9 während der Verwendung beim Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen und der Bündigkeit der äußeren Flächen der Teile ist; und
11 eine Seitenansicht des Messsystems aus 10 ist, wobei die benachbarten Teile im Querschnitt gezeigt sind, um darzustellen, wie das System in Eingriff mit den Teilen während der Verwendung ist.

In der folgenden Beschreibung werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch für jede Ausführungsform um 100 erhöht.
Eine erste Ausführungsform einer Messvorrichtung 10 gemäß einem Aspekt der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Die Messvorrichtung 10 ist eine digitale Messlehre zur Verwendung beim Messen des Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14 von benachbarten Teilen 16, 18. Die Messvorrichtung 10 ist insbesondere zum Messen des Spaltes zwischen benachbarten Platten einer Kraftfahrzeugkarosserie geeignet. Jedoch kann die Messvorrichtung auch für anderen Anwendungen verwendet werden und könnte entsprechend modifiziert werden.
Die Messvorrichtung 10 hat einen Hauptkörper 20, der verschiedene Steuerelektroniken beinhaltet, einschließlich eines Anzeigebildschirms 22. Der Hauptkörper 20 weist eine Basis 24 und eine Abdeckung 26 auf, welche entfernbar an der Basis montiert ist. Eine Außenfläche 28 der Basis 24, welche eine Rückfläche des Hauptkörpers 20 ist, ist planar und definiert eine Referenzoberfläche zum Eingriff mit einer Außenfläche 30 eines ersten der Teile 16 bei der Verwendung.
Ein Paar erster Blätter 32 ist an einer Endfläche 34 der Basis 24 an einem ersten Ende des Hauptkörpers angebracht. Die Endfläche ist im Wesentlichen eben und erstreckt sich quer zum Hauptkörper 20. Die ersten Blätter sind identisch zueinander und haben eine Form von dünnen, ebenen Platten. Die ersten Blätter 32 sind voneinander beabstandet, eines zu jeder Seite des Hauptkörpers hin und stehen über die hintere Fläche 28 des Hauptkörpers vor. Die vorstehenden Bereiche von jedem Blatt 32 definieren eine Referenzoberfläche 36, welche in dieser Ausführungsform nach innen zu dem Hauptkörper weist. Die Referenzflächen 36 der ersten Blätter 32 sind entlang der Ebene der Endfläche 34 des Hauptkörpers koplanar zueinander ausgerichtet, um parallel zu der gegenüberliegenden Fläche 12 des ersten der benachbarten Teile 16 bei Verwendung ausgerichtet zu sein. Ein langgestreckter Schieber 38 ist an dem Hauptkörper 20 für eine lineare Bewegung relativ zum Hauptkörper in einer Längsrichtung montiert. Der Schieber ist mittig zum Hauptkörper 20 ausgerichtet, so dass eine Längsachse des Schiebers parallel zu oder in Ausrichtung mit einer Längsachse des Hauptkörpers 20 ist. Der Hauptteil des Scheibers 38 ist innerhalb des Hauptkörpers 20 zwischen der Basis 24 und der Abdeckung 26. Jedoch ermöglicht eine Öffnung 40 am ersten Ende des Hauptkörpers, dass ein erster Endbereich 42 des Schiebers zwischen den beabstandeten ersten Blättern 32 außerhalb des Hauptkörpers vorsteht. Ein zweites Blatt 44 ist fest an dem ersten Ende des Schiebers fixiert. Das zweite Blatt 44 ist ähnlich wie die ersten beiden Blätter 32 und hat die Form einer dünnen ebenen Platte, die über die hintere Fläche 28 des Hauptkörpers hinausragt. Das zweite Blatt 44 ist parallel zu den ersten Blättern und eine nach außen gerichtete Seite 46 des zweiten Blattes 44, definiert eine Referenzoberfläche zum Eingriff in die gegenüberliegende Oberfläche 14 des zweiten Teils 18 während der Verwendung. Die Referenzoberfläche 46 des zweiten Blattes 44, in dieser Ausführungsform, ist vom Hauptkörper 20 weg nach außen gerichtet. Die ersten Blätter 32 und das zweite Blatt 44 haben im Wesentlichen die gleiche Dicke.
Der Schieber 38 ist durch eine Zugfeder 48 elastisch vorgespannt, um sich in Richtung des Pfeiles A zu bewegen, so dass das zweite Blatt 44 von den ersten Blättern 32 nach außen verschoben ist. Der Schieber 38 kann jedoch manuell in die entgegengesetzte Richtung zum Pfeil A bewegt werden, um das zweite Blatt 44 in eine Einsetzposition zu bringen, in der es nahe oder in einer Linie mit den ersten Blättern 32 ist, um die Blätter in den Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14 von benachbarten Teilen einzusetzen. Die Zugfeder 48 ist zwischen dem Hauptgehäuse 20 und dem Schieber 38 wirksam und in dieser Ausführungsform eine Schraubenfeder, die an einem Ende mit einer Öffnung 50 in der Basis 24 und an dem anderen Ende mit einem Haken oder einem Vorsprung 52 an dem Schieber in Eingriff ist. Die Bewegung des Schiebers 38 in der Richtung des Pfeiles A ist durch Mittel von entsprechenden Anschlägen (nicht gezeigt) auf dem Schieber 38 und dem Hauptkörper oder einer anderen Anschlagsanordnung begrenzt und die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass die Feder 48 immer gespannt ist, sogar wenn der Schieber vollständig verschoben ist. Der Bereich der Bewegung des Schiebers 38 wird abhängig von der maximalen Größe des zu messenden Spaltes passend gewählt. Während eine Zugfeder 28 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, um den Schieber 38 vorzuspannen, kann jede geeignete Einrichtung zum Vorspannen des Schiebers 38 angepasst werden, einschließlich anderer Formen von Federn, so wie Kompressionsfedern oder ein elastisches Band. Das Anordnen der ersten und zweiten Blätter koplanar in der Einsetzposition bedeutet, dass die Blätter in den schmalstmöglichen Spalt eingeführt werden können, abhängig nur von der Dicke der Blätter. Wenn die Vorrichtung jedoch zum Messen von Spalten verwendet wird, die immer größer sind als die Dicke der Blätter, könnte das zweite Blatt leicht von den ersten Blättern in der Einführposition versetzt sein, vorausgesetzt die Blätter sind ausreichend nah bei einander, so dass sie in den schmalsten Spalt eingesetzt werden können, der mit der Vorrichtung voraussichtlich gemessen werden soll.
Das elektronische Steuersystem, das in dem Hauptkörper 20 untergebracht ist, weist ein Mittel zum Bestimmen der Verschiebung/Position des Schiebers 38 relativ zum Hauptgehäuse 20 (zum Beispiel relativ zu einer Referenzposition des Schiebers in dem Hauptkörper) und Verarbeitungsmittel auf, zum Verwenden der Verschiebung/Positionsdaten um eine Messung zu erhalten, die den Abstand zwischen den Referenzflächen 36 der ersten Blätter 32 und der Referenzfläche 46 des zweiten Blattes 44 angibt, gemäß der Längsrichtung des Schiebers (das heißt in der Bewegungsrichtung A senkrecht zur Ebene, in der die Referenzflächen der ersten Blätter vorgesehen sind). Das elektronische Steuersystem weist auch Mittel zum Anzeigen der erhaltenen Messung auf einem Anzeigebildschirm 22 auf. Die Verschiebung/Position des Schiebers 38 kann unter Verwendung jeglicher geeigneter Mittel detektiert werden. Das kann einen Wandler beinhalten, der ein erstes Signal proportional zur Verschiebung/Position des Schiebers 38 relativ zum Hauptkörper produziert und das elektronische Steuersystem kann Prozessormittel haben, die einen geeigneten Algorithmus verwenden, um den Abstand zwischen den Referenzflächen 32 der ersten Blätter und der Referenzfläche 44 des zweiten Blattes basierend auf dem Signal des Wandlers zu bestimmen.
Der Anzeigebildschirm 22 ist in einer Öffnung 54 in einer Wand 56 der Abdeckung angebracht, die eine Vorderseite des Hauptkörpers definiert, so dass die Anzeige einfach zu sehen ist, währen die Vorrichtung in Verwendung ist. Verschiedene Steuerungen für die Vorrichtung sind ebenfalls auf der Vorderseite angeordnet, einschließlich eines An/Ausschalters 58, eines Messeinheitsauswahlschalters 60 und eines Rücksetzschalters 62. Eine Energieversorgung für das elektronische Steuersystem ist innerhalb des Hauptkörpers 20 untergebracht und kann die Form einer Batterie, die austauschbar sein kann, aufweisen.
Das elektronische Steuersystem kann konfiguriert sein, die Messung in jeder beliebig gewünschten Längeneinheit wie beispielsweise Millimeter oder Inches oder dergleichen anzuzeigen. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Benutzer die Einheiten, in denen die Messung angezeigt wird, unter Verwendung des Messeinheitsauswahlschalters 60 selektiv in einer Auswahl von Optionen umschalten.
Um die Vorrichtung 10 zu kalibrieren, wird der Nullrücksetzschalter 62 gedrückt, während die Vorrichtung eingeschaltet ist und das zweite Blatt 44 wird in eine Kalibrierungsposition gehalten. Die Kalibrierungsposition kann eine Position sein, in der die Referenzoberfläche 46 des zweiten Blattes 44 koplanar mit den Referenzoberflächen 36 der ersten Blätter ist, was einen Abstand von Null zwischen den Referenzflächen entspricht und damit einem Nullspalt. Dies ist jedoch nicht wesentlich und die Referenzfläche 46 des zweiten Blattes 44 kann von den Referenzflächen 36 der ersten Blätter 32 in der Kalibrierungsposition versetzt sein, wobei die elektronische Steuerung konfiguriert ist, einen Versatz zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann das zweite Blatt 44 mit den ersten Blättern 32 in der Kalibrierungsposition koplanar sein, so dass die Referenzoberflächen 36, 46 um die Dicke der Blätter 32, 44 versetzt zueinander sind. Die Vorrichtung 10 kann mit einem Hilfsmittel ausgestattet sein, um das zweite Blatt 44 in der korrekten Kalibrierungsposition relativ zu dem Hauptkörper 20 zu halten, während die Vorrichtung kalibriert wird. 5 und 6 zeigen eine Endkappe 60, die lösbar an dem ersten Ende der Vorrichtung 10 montierbar ist und einen Anschlag zum Halten des zweiten Blattes in der Kalibrierungsposition aufweist. Die Endkappe 60 kapselt die Blätter 32, 44 ein und kann an der Vorrichtung montiert werden, wenn sie nicht in Verwendung ist, um die Blätter 32, 44 zu schützen, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung vor der Verwendung neu kalibriert wird.
Die Verwendung der Vorrichtung 10 zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Flächen 12, 14 von benachbarten Teilen 16, 18 wird nun unter Bezugnahme insbesondere auf die 3 und 4 beschrieben.
Die Vorrichtung 10 wird angeschaltet und sofern nötig, rekalibriert unter Verwendung der Endkappe 60, wie oben beschrieben. Wenn die Endkappe entfernt ist, kann die Vorrichtung mit einer Hand, normalerweise mit der rechten Hand, in Position gebracht werden. Die Bedienperson legt ihren Daumen auf das zweite Blatt 44 und ihre Finger auf das gegenüberliegende Ende des Hauptkörpers und drückt den Schieber 38 nach innen, um das zweite Blatt 44 in eine Position zu bringen, in der es ausreichend nahe an den ersten Blättern 32 ist, um es zu ermögliche, dass die Blätter in einen Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen 12, 14 der ersten und zweiten benachbarten Teile 16, 18 eingesetzt werden. Der Bediener positioniert die Vorrichtung 10 so, dass die hintere Fläche 28 des Hauptkörpers nahe der äußeren Fläche eines ersten der Teile 12 ist und ordnet die Blätter in dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Teilen 12, 14 an. Sobald die Blätter 32, 44 in den Spalt eingesetzt sind, drückt der Bediener sanft die hintere Fläche 28 des Hauptkörpers in Kontakt mit der äußeren Fläche 30 des ersten Teils 12 und lässt den Schieber 38 los, so dass die Feder 48 den Schieber 38 nach außen vorspannt, wenn der Schieber sich nach außen in Richtung des Pfeils A bewegt, wird die Referenzfläche 46 des zweiten Blattes 44 in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche 14 des zweiten Teils 18 gebracht und eine Reaktionskraft sichert, dass die Referenzflächen 36 der ersten Blätter 32 in Kontakt mit der gegenüberliegenden Fläche 12 des ersten Teiles 16 gebracht werden, wenn sie es nicht bereits sind.
Die Feder 48 übt eine ausreichende Vorspannkraft auf, so dass die Blätter 32, 44 fest zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14 eingeklemmt sind. Dies bringt die Referenzoberflächen der Blätter 32, 44 automatisch in eine parallele Ausrichtung mit den gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14, so dass die Vorrichtung korrekt ausgerichtet für eine akkurate Messung des Spaltes ist. Dieser Prozess wird durch die Verwendung der Blätter 32, 44, welche relativ breit sind, gemessen in einer Ebene parallel zu den gegenüberliegenden Oberflächen, unterstützt. Die von der Feder 48 aufgebrachte Vorspannkraft ist ausreichend, dass mit den Blättern zwischen die gegenüberliegenden Flächen 12, 14 geklemmt, der Bediener nur eine minimale Kraft auf den Hauptkörper ausüben muss, um die Vorrichtung in Position zu halten, während die Messung abgelesen wird, wodurch sichergestellt wird, dass der Bediener einen minimalen Effekt auf die Genauigkeit der Messung hat. Tatsächlich ist in einer besonders vorteilhaften Anordnung die durch die Feder 48 aufgebrachte Vorspannkraft ausreichend, dass die Klemmkraft das Gewicht der Vorrichtung 10 tragen kann, so dass ein Bediener die Vorrichtung überhaupt nicht halten muss, sobald die Blätter ein Eingriff mit den gegenüberliegenden Flächen 12, 14 sind. So kann der Bediener die Vorrichtung 10 freigeben, sobald sie in Position ist und das Ablesen der Messung freihändig durchführen. Dies ist nicht nur von einem praktischen Gesichtspunkt vorteilhaft, da es dem Benutzer ermöglicht, die Messung abzulesen und aufzuzeichnen, ohne die Vorrichtung 10 in Position halten zu müssen, sondern auch Bedienfehler verringert, da die Vorrichtung automatisch ausgerichtet und positioniert ist. In einer Ausführungsform ist die durch die Feder aufgebrachte Vorspannungskraft ausreichend, dass die Klemmkraft das Gewicht der Vorrichtung 10 selbst tragen kann, wenn die gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14 im Wesentlichen vertikal verlaufen.
Es versteht sich, dass das obige Verfahren nicht genau befolgt werden muss und ein Bediener die Vorrichtung 10 auf verschiedene Arten halten und manipulieren kann, um sie in Position zu bringen, um einen Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen benachbarter Teile zu messen. Zum Beispiel könnte der Bediener das Gerät 10 mit beiden Händen positionieren.
Die Breite W der Blätter 32, 44 ist geeignet gewählt, dass sichergestellt ist, dass sie korrekt mit den gegenüberliegenden Oberflächen 12, 14 ausgerichtet sind, und das Profil der gegenüberliegenden Oberflächen berücksichtigt. Wenn die Vorrichtung verwendet wird, um den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen zu messen, die im Allgemeinen gerade und parallel zueinander sind, können relativ breite Blätter verwendet werden, wenn aber die gegenüberliegenden Oberflächen gekrümmt sind, können Blätter mit geringerer Breite erforderlich sein. Allgemein gesprochen ist die Vorrichtung 10 hauptsächlich zur Verwendung beim Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen gedacht, die gerade und parallel sind, zumindest in dem Bereich, in dem die Vorrichtung 10 eingebracht wird. Die Blätter 32, 44 können alle die gleiche Breite haben oder sie können unterschiedliche Breiten haben. In einer Ausführungsform haben die ersten Blätter 32 die gleiche Breite und das zweite Blatt 44 eine unterschiedliche Breite. In den Ausführungsformen kann jedes der Blätter eine Breite von 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm oder mehr aufweisen.
Die Blätter 32, 44 müssen dünner sein als der kleinste zu messende Spalt, aber stark genug, um unter der Federbelastung nicht auszulenken. Die Blätter 32, 44 können aus beliebigen geeigneten Materialien hergestellt sein, die den obigen Beschränkungen unterliegen, einschließlich ohne Einschränkungen: Metall, Polymermaterial und Verbundmaterialien. In einer Ausführungsform sind die Blätter 32, 44 aus gehärtetem Stahlblechmaterial hergestellt und können eine Dicke von mindestens 0,2 mm oder mindestens 0,3 mm oder mindestens 0,4 mm aufweisen.
Damit die durch die Feder 48 aufgebrachte Klemmkraft das Gewicht der Vorrichtung 10 ohne Verwendung einer übermäßig starken Federkraft tragen kann, ist die Vorrichtung 10 vorteilhafterweise relativ leicht ausgeführt. Währen der Hauptkörper 20 aus irgendwelchen geeigneten Materialien hergestellt sein kann, wird er vorteilhafterweise aus leichten Materialein hergestellt. Zum Beispiel können die Basis 24 und die Abdeckung 26 aus Polymermaterialien geformt sein.
In einer Ausführungsform hat die Vorrichtung eine Gesamtlänge im Bereich von 60mm bis 70 mm und eine Breite im Bereich von 25 mm bis 35 mm. In einer Ausführungsform wiegt die Vorrichtung 30 g und die Feder bringt eine Kraft im Bereich von 3 N bis 6 N über dem Bewegungsbereich des Schiebers 38 auf. Es ist jedoch klar, dass das Gewicht der Vorrichtung mit einer entsprechenden Änderung der Federkraft variiert werden kann. In einer Ausführungsform hat die Vorrichtung das Gewicht im Bereich von 20 g bis 40 g oder im Bereich von 25 g bis 35 g.
In der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist der Schieber 38 durch die Feder 48 vorgespannt, um sich in Richtung des Pfeils A zu bewegen, so dass das zweite Blatt 44 von dem ersten Ende des Hauptkörpers 20 weg nach außen bewegt wird. Jedoch ist in einer modifizierten Version der Vorrichtung 10 die Richtung der Bewegung des Schiebers 38 umgedreht, so dass die Feder 48 den Schieber 38 einwärts in die gegensätzliche Richtung des Pfeils A zieht. In diesem Fall definieren die äußeren Oberflächen der ersten Blätter 32 die Referenzoberflächen zum Eingriff mit der gegenüberliegenden Oberfläche 14 des zweiten Teils 18 und die innere Oberfläche 66 des zweiten Blattes 44 definiert eine Referenzoberfläche zum Eingriff mit der gegenüberliegenden Oberfläche 12 des ersten Teils. In einer solchen modifizierten Vorrichtung 10 kann ein Bereich des Schiebers von einem zweiten Ende des Hauptkörpers 20 gegenüberliegend dem Ende, an dem die Blätter angebracht sind, hervorstehen und mit einer Formation versehen sein, wie einer Lasche, die von einem Benutzer ergriffen werden kann, um den Schieber zu bewegen, um so die ersten und zweiten Blätter für das Einsetzen in den zu messenden Spalt auszurichten.
6 bis 8 zeigen ein Messvorrichtungssystem 100 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, welches verwendet werden kann den Spalt zwischen gegenüberliegenden Flächen von benachbarten Teilen und/oder die Bündigkeit der äußeren Oberflächen der benachbarten Teile zu messen. Das System 100 ist insbesondere geeignet den Spalt zwischen/die Bündigkeit von benachbarten Paneelen von Kraftfahrzeugkarosserien zu messen. Jedoch kann das System auch für andere Anwendungen verwendet werden und könnte entsprechend modifiziert werden.
Das Messvorrichtungssystem 100 hat eine erste Messvorrichtung 110' und eine zweite Messvorrichtung 110" welche lösbar an der ersten Vorrichtung 110' befestigt ist. Die erste Vorrichtung 110' ist ausgestaltet, um den Spalt zwischen gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 von benachbarten Teilen 116, 118 zu messen und kann unabhängig von der zweiten Vorrichtung 110" verwendet werden. Die zweite Messvorrichtung 110" ist ausgelegt die Bündigkeit der äußeren Oberflächen 130, 130' von zwei benachbarten Teilen zu messen, wenn sie in Kombination mit der ersten Messvorrichtung 110' verwendet wird.
Die erste Messvorrichtung 110' ist konstruiert und wird im Wesentlichen wie oben in Bezug auf die modifizierte Version der Messvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform bedient. Dementsprechend, hat die erste Messvorrichtung 110' einen ersten Hauptkörper 120', welcher verschiedene Steuerelektroniken einschließlich einer ersten Bildschirmanzeige 122' aufnimmt. Der erste Hauptkörper 120' weist eine erste Basis 124' und eine erste Abdeckung 126' auf, welche entfernbar an der ersten Basis angebracht ist. Eine äußere Oberfläche 128' der ersten Basis 124', welche die hintere Fläche des ersten Hauptkörpers 120' bildet, ist plan und definiert eine Referenzoberfläche für den Eingriff mit einer Außenfläche 130 des ersten der benachbarten Teile 116 während der Verwendung.
Ein Paar von ersten Blättern 132 ist an einer Endfläche 134' der ersten Basis 124' an dem ersten Ende des ersten Hauptkörpers 120' befestigt. Die Endfläche 134' ist im Wesentlichen eben und erstreckt sich quer zum ersten Hauptkörper 120'. Die ersten Blätter 132 sind identisch zueinander und haben die Form von dünner ebener Platten. Die ersten Blätter 132 sind voneinander beabstandet eines zu jeder Seite des ersten Hauptkörpers 120' und stehen über die hintere Fläche 128' des ersten Hauptkörpers hervor. Der vorstehende Bereich jedes Blattes 132' definiert eine Referenzoberfläche 138, welche in dieser Ausführungsform vom ersten Hauptkörper 120' weg nach außen weist. Die Referenzflächen 136 der ersten Blätter 132 sind koplanar zueinander ausgerichtet und parallel zu der ebenen Endfläche 134' des ersten Hauptkörpers, um so parallel zu den gegenüberliegenden Flächen 112, 114 der benachbarten Teile 116, 118 in der Verwendung ausgerichtet zu sein.
Ein erster langgestreckter Schieber 138' ist an dem ersten Hauptkörper 120' für eine lineare Bewegung relativ zu dem ersten Hauptkörper in einer Längsrichtung senkrecht zu der Ebene der Referenzoberflächen 136 der ersten Blätter 132 angebracht. Der Schieber ist mittig auf dem ersten Hauptkörper 120' ausgerichtet so dass eine Längsachse des Schiebers parallel zu und ausgerichtet mit einer Längsachse des ersten Hauptkörpers 120' ist. Der Großteil des ersten Schiebers 138' ist innerhalb des ersten Hauptkörpers 120' zwischen der ersten Basis 124' und der ersten Abdeckung 126' angeordnet. Jedoch ermöglicht eine Öffnung 140' in der ersten Basis an dem ersten Ende des ersten Hauptkörpers 120' dass ein erster Endbereich des ersten Schiebers 138' zwischen den beanstandeten ersten Blättern 132 außerhalb des ersten Hauptkörpers 120' hervorsteht. Ein zweites Blatt 144 ist fest am ersten Ende 142' des ersten Schiebers 138' montiert. Das zweite Blatt 144 ist ähnlich zu den ersten Blättern 132 und hat die Form einer dünnen ebenen Platte, welche über die Endfläche 128' des ersten Hauptkörpers 120' hervorsteht. Das zweite Blatt 144 ist parallel zu den ersten Blättern 132 ausgerichtet und eine nach innen gerichtete Fläche 146 des zweiten Blattes 144 definiert eine Referenzfläche zum Eingriff mit der gegenüberliegenden Oberfläche 112 des ersten der benachbarten Teile 116 im Gebrauch bei der Verwendung. Die Referenzoberfläche 146 des zweiten Blattes 144 ist in dieser Ausführungsform nach Innen zum ersten Hauptkörper 120' hin ausgerichtet. Die ersten Blätter 132 und das zweite Blatt 144 haben im Wesentlichen dieselbe Dicke zueinander.
Der erste Schieber 138' ist elastisch vorgespannt, um sich in Richtung des Pfeils B zu bewegen, so dass das zweite Blatt 144 relativ zu den ersten Blättern 132 nach innen Richtung des ersten Hauptkörpers 120' verschoben wird. Der erste Schieber 138' kann manuell in entgegengesetzter Richtung zu dem Pfeil B bewegt werden, um das zweite Blatt 144 nahe an oder ausgerichtet mit den ersten Blättern 132 zu bringen, zum Einführen der Blätter in den Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 der benachbarten Teile. Die Bewegung des ersten Schiebers 138' in Richtung des Pfeils B wird durch entsprechende Anschläge (nicht gezeigt) an dem Schieber und an dem ersten Hauptkörper oder einer anderen Anschlagsanordnung begrenzt. Der erste Schieber 138' kann durch irgendeine geeignete Anordnung vorgespannt sein, einschließlich einer der oben diskutierten, um dem Schieber 38 in dem ersten Ausführungsform der Messvorrichtung 10 vorzuspannen. Der Bewegungsbereich des ersten Schiebers 138' wird nach Bedarf ausgewählt abhängig von der Maximalgröße des zu messenden Spaltes. Die Öffnung 140' ist geeignet dimensioniert und geformt, um einen gewünschten Bewegungsbereich des ersten Schiebers 138' zu ermöglichen.
Wie in der Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform weist das elektronische Steuersystem in der ersten Messvorrichtung 110' Mittel zum Bestimmen der Verschiebung/Position des ersten Schiebers 138' relativ zu dem ersten Hauptgehäuse 120' und Verarbeitungsmittel, zur Verwendung der Verschiebung-/Positionsdaten, um eine Messung zu erhalten, die den Abstand zwischen den Referenzflächen 136 der ersten Blätter 134 und der Referenzfläche 146 des zweiten Blattes 145 angibt, gemessen in der Richtung der Bewegung des ersten Schiebers 138' (beispielsweise in der Richtung der Längsachse des Hauptkörpers/Schiebers senkrecht zu den Ebenen der Referenzflächen der Blätter) und Mittel zum Anzeigen der erhaltenen Messung auf dem ersten Anzeigebildschirm 122' auf. Für Einzelheiten des Steuersystems soll der Leser auf die Beschreibung der obigen ersten Ausführungsform 10 Bezug nehmen.
Wie bei der ersten Ausführungsform einer Messvorrichtung 10 gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist die auf den ersten Schieber 138' ausgeübte Vorspannkraft ausreichend, dass die Blätter 132, 144 fest zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 geklemmt sind. Dies bringt automatisch die Referenzflächen der Blätter 132, 144 in parallele Ausrichtung mit den gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114, so dass die Vorrichtung korrekter ausgerichtet für eine genaue Messung des Spaltes ist. Zumindest dort, wo die erste Vorrichtung 110' alleine verwendet wird, um einen Spalt zu messen, ist die Vorspannkraft, welche aufgebracht wird ausreichend, dass die Blätter zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 eingeklemmt sind, so dass der Benutzer nur eine minimale Kraft auf den ersten Hauptkörper 110' anwenden muss, um die Vorrichtung in Position zu halten, während die Spaltmessung gelesen wird. Dies stellt sicher, dass der Bediener die Genauigkeit der Messung minimal beeinflusst. Tatsächlich, ist in einer besonders vorteilhaften Anordnung, die angelegte Vorspannkraft ausreichend, dass die Klemmkraft das Gewicht der ersten Messvorrichtung 110' tragen kann, so dass ein Bediener die Vorrichtung überhaupt nicht halten muss, wenn die Blätter die gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 in Eingriff genommen haben. In einer Ausführungsform ist die angelegte Vorspannungskraft ausreichend, dass die Klemmkraft das Gewicht der ersten Messvorrichtung 110' selbst dann tragen kann, wenn die gegenüberliegenden Oberflächen 112, 114 sich im Wesentlichen vertikal erstrecken.
Die erste Messvorrichtung 110' unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass sie eine erste Halterung 168' hat, an der die zweite Messvorrichtung 110" angebracht ist. Die erste Halterung 168' hat die Form eines Elements oder Flansches, welches in einer Längsrichtung des Hauptkörpers 120'/Schiebers 138' von der Endfläche 134' der ersten Basis 124' nach außen vorsteht. Die erste Halterung 168' ist ausgestaltet, so dass sie über die äußere Oberfläche 130' eines zweiten der benachbarten Teile 118 hervorsteht, wenn sich die erste Messvorrichtung 110' mit ihrem Hauptkörper 120' auf der äußeren Oberfläche 130 des ersten der benachbarten Teile 116 befindet und die Blätter 132, 144 im Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen 112, 114 der Teile sind. Eine obere oder nach vorne weisende Oberfläche 140 der ersten Halterung ist im Wesentlichen eben und definiert eine Referenzfläche, die in einem bekannten Abstand von der äußeren, nach hinten weisenden Referenzfläche 128' der ersten Basiseinheit 124' ist. Eine niedrigere oder nach hinten weisende Fläche 124 des ersten Halterungsbauteils 168' ist in einem Abstand nach oben/vorwärts von der äußeren nach hinten weisenden Fläche 128' der ersten Basis 124' beabstandet, der geeignet ist den größten zu erwartenden Grad an Versatz zwischen den äußeren Oberflächen 130, 130' von benachbarten Teilen 116, 118, welche gemessen werden sollen aufzunehmen. Die erste Halterung 168' hat eine Öffnung 173, die sich von der oberen Oberfläche 170 zu der unteren Oberfläche 172 erstreckt und durch welche ein Endbereich des Schiebers 138" der zweiten Messvorrichtung 110' durchtreten kann, wie weiter unten beschrieben.
Die zweite Messvorrichtung 110' ist ähnlich zu der ersten Messvorrichtung 110' und hat einen zweiten Hauptkörper 120", welcher verschiedene Steuerelektronik mit einem zweiten Anzeigebildschirm 122' aufnimmt. Der zweite Hauptkörper 120" weist eine zweite Basis 124' und eine zweite Abdeckung 126' auf, die entfernbar an der zweiten Basis montierbar ist.
Ein zweiter längsgestreckter Schieber oder Kolben 138' ist an dem zweiten Hauptkörper 120" für eine lineare Bewegung relativ zu dem Hauptkörper in einer Längsrichtung montiert. Der zweite Schieber 138" ist in der Mitte des zweiten Hauptkörpers 120' ausgerichtet, so dass eine Längsachse des Schiebers parallel zu und in Ausrichtung mit einer Längsachse des zweiten Hauptkörpers 120" ist. Der Hauptteil des zweiten Schiebers 138" ist innerhalb des zweiten Hauptkörpers 120" zwischen der zweiten Basis 124" und der zweiten Abdeckung 126" angeordnet. Eine Öffnung 140" am ersten Ende des zweiten Hautkörpers 120" ermöglicht jedoch, dass ein erster Endbereich 142" des zweiten Schiebers 138" außerhalb des zweiten Hauptkörpers 120" vorsteht.
Eine Endfläche 174 am ersten Endbereich des zweiten Schiebers 138" definiert eine Referenzflächen für den Kontakt mit einer Außenfläche 138' eines zweiten der benachbarten Teile 118 während der Verwendung und erstreckt sich in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Schiebers 138". Der zweite Schieber 138" ist elastisch durch eine Spannfeder oder eine andere Vorspanneinrichtung in die Richtung des Pfeiles C (senkrecht zu der Bewegungsrichtung B des ersten Schiebers 138' in dem angenommenen System) vorgespannt, so dass der erste Endbereich 142" sich wegbewegt von dem Hauptkörper 120", so dass während der Verwendung die Endfläche 174 zu der Außenfläche 130" des zweiten der benachbarten Teil 118 vorgespannt ist. Jedoch kann der zweite Schieber 138" manuell in die gegensätzliche Richtung gegen die Vorspannkraft bewegt werden, um die Endfläche 174 näher an den Hauptkörper 120" zu bewegen. Der Bewegungsbereich des zweiten Schiebers 138" ist durch Anschläge begrenzt, die zwischen dem zweiten Hauptkörper 120" und dem zweiten Schieber 138" wirken.
Der zweite Hauptkörper 120" hat eine zweite Halterung 168" an seinem ersten Ende, welche als Teil der Basis 124" ausgeführt ist. Die zweite Halterung 168" hat die Form eines Elementes oder Flansches, dass sich parallel zu der Endfläche des Hauptkörpers 120" erstreckt, das heißt quer zum Hauptkörper in einer Ebene senkrecht zur Achse/Bewegungsrichtung des zweiten Schiebers 138". Eine Öffnung 176 erstreckt sich durch die zweite Halterung 168", durch die der zweite Schieber 138" verläuft. Eine äußere Fläche 178 der zweiten Halterung 168" ist eben und erstreckt sich in einer Ebene senkrecht zu der Achse/Bewegungsrichtung der zweiten Einheit und ist konfiguriert, um auf der nach oben/vorwärts ausgerichteten Fläche 170 des ersten Halterungsbauteils 168' zu sitzen, wenn die zweite Vorrichtung 110" auf der ersten Vorrichtung 110' angebracht ist. Die Anordnung ist so konfiguriert, dass, wenn die zweite Vorrichtung 110" an der ersten Vorrichtung 110' angebracht ist, die äußere Fläche 178 der zweiten Halterung 168" eine Referenz definiert, welche in einem bekannten Abstand von der hinteren Fläche/Referenzfläche 128' des ersten Hauptkörpers 120' ist. Entsprechend ist, wenn die Rückfläche 128' des ersten Hauptkörpers 120' in Kontakt mit der äußeren Fläche 130' des ersten der benachbarten Teile 116 ist, die Referenzfläche 178 der zweiten Halterung 168" in einem bekannten Abstand über der äußeren Fläche 130 des ersten der benachbarten Teile 116 positioniert. Da ferner die Referenzfläche 168 relativ zu dem zweiten Hauptkörper 120" fixiert ist, ist der zweite Hauptkörper 120" ebenso in einem bekannten Abstand über der äußeren Oberfläche 130 des ersten der benachbarten Teile 116 positioniert.
Die zweite Messvorrichtung 110" hat ein elektronisches Steuersystem, welches in dem zweiten Hauptkörper 120" angeordnet ist, dass demjenigen der ersten Messvorrichtung 110' ähnlich ist und ähnlich zu dem der Messvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform. Das Steuersystem weist ein Mittel zum Bestimmen der Verschiebung/Position des zweiten Schiebers 138" relativ zu dem zweiten Hauptkörper 120" (zum Beispiel relativ zu einer Referenz wie einer Referenzoberfläche 178) und Verarbeitungsmittel auf zur Verwendung der Verschiebungs-/Positionsdaten, um eine Messung zu erhalten, welche anzeigend für die gemessene Distanz in der axialen Richtung des zweiten Schiebers 138' zwischen der Endfläche 164 des zweiten Schiebers 138" und der Referenzebene der hinteren Fläche 128' des ersten Hauptkörpers ist, welches anzeigend für die Bündigkeit der äußeren Flächen 130, 130' der benachbarten Teile ist.
Um die zweite Messvorrichtung 110" sicher an die erste Vorrichtung 110' zu befestigen, ist mindestens ein Magnet in jede der ersten und zweiten Halterungen 168', 168" eingebettet. Die Anordnung ist derart konfiguriert, dass die Pole des/der Magneten in einer der Halterungen 168' gegensätzlich positioniert sind, relativ zu dem/den Polen der Magneten in der anderen Halterung 168", so dass wenn die zweite Halterung 168" in einer gewünschten korrekten Orientierung auf dem ersten Halterungsbauteil 168' positioniert ist, die Magneten sich einander anziehen und die zweite Vorrichtung 110' fest in Position auf der ersten Vorrichtung 110' halten. Dies bietet eine einfache und schnell montierbare Verbindung zum Montieren der zweiten Vorrichtung 110" an der ersten Vorrichtung 110', die keine Werkzeuge zum Montieren oder Demontieren erfordert und die sicherstellt, dass die zweite Vorrichtung 110" immer an der ersten Vorrichtung 110' in der richtigen Orientierung angebracht ist. Andere Schnellverbindungsanordnungen können verwendet werden, wie zum Beispiel die Verwendung von lösbaren Federklammern oder einer Drehverbindung, wie zum Beispiel ein Bajonettverschluss oder dergleichen. In diesem Fall, können mechanische Anordnungen verwendet werden, um sicherzustellen, dass die zweite Vorrichtung 110" in der korrekten Ausrichtung an der ersten Vorrichtung 110' montiert ist. Dies kann ineinandergreifende Ausformungen an den zwei Halterungen aufweisen, die beispielsweise nur in einer gewünschten Ausrichtung zusammengebaut werden können.
Die zweite Messvorrichtung 110" weist ähnliche Steuerungen an der Vorderseite des Hauptkörpers 120" auf, wie die erste Messvorrichtung 110' und die Vorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, inklusive einem An/Ausschalter 158", einem Messeinheitsauswahlschalter 160" und einen Nullrücksetzschalter 162". Eine Energieversorgung für das elektronische Steuersystem ist in dem Hauptkörper der zweiten Einheit 120' vorgesehen und kann die Form einer Batterie annehmen, die austauschbar sein kann.
Die zweite Messvorrichtung 110" kann in ähnlicher Weise wie die erste Messvorrichtung 110' und die Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform durch Halten des zweiten Schiebers 138" an einer bestimmten Kalibrierposition relativ zu dem zweiten Hauptkörper 120' und durch Drücken des Nullrücksetzschalters kalibriert werden. Die Kalibrierungsposition kann eine sein, in der die Endfläche 174 des zweiten Schiebers 138" axial von der Referenzfläche 178 des zweiten Halterungselementes 168" beabstandet ist, der gleich dem vertikalen Abstand zwischen der hinteren Fläche 128' der Basis 124" und der oberen Referenzfläche 170 des ersten Hatlerungsbauteils 168' ist, dies ist die Position, die der zweite Schieber 138" einnehmen würden, wenn die Außenflächen 130, 130' der benachbarten Teile bündig sind. Jedoch ist dies nicht wesentlich und das Steuersystem kann konstruiert sein, um die zweite Messvorrichtung 110" mit ihrem Schieber 138" in jeder vorbestimmten Position relativ zu dem Hauptkörper 120" zu kalibrieren.
Im Gebrauch kann die erste Messvorrichtung 110' alleine verwendet werden, um den Spalt zwischen den gegenüberliegenden Flächen 112, 114 der benachbarten Teile auf ähnliche Weise wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform 10 beschrieben, mit der hinteren Fläche 128' mit dem ersten Hauptkörper 120' in Kontakt mit der äußeren Fläche 130 des ersten Teils 116 zu messen. Um anschließend die relative Bündigkeit der äußeren Oberflächen 130, 130' der Teile zu messen wird die zweite Messvorrichtung 110" eingeschaltet und kalibriert, sofern erforderlich. Während sich die erste Messvorrichtung 110' noch auf dem ersten der benachbarten Teile befindet, wird die zweite Messvorrichtung 110" in der oben beschriebenen Weise an der ersten Vorrichtung 110' montiert. Wenn die zwei Vorrichtungen zusammengebaut sind, steht der zweite Schieber 138' durch die Öffnung in dem ersten Halterungsbauteil 168' vor und seine Endfläche 174 steht mit der Außenfläche 130' des zweiten der Teile in Eingriff. Das Steuersystem der zweiten Vorrichtung 110" erfasst die Verschiebung/Position des zweiten Schiebers 138" relativ zu dem zweiten Hauptkörper 120" und verwendet diese Daten, um die Bündigkeit der äußeren Oberflächen der benachbarten Teile zu bestimmen und die daraus resultierende Messung wird auf dem zweiten Bildschirm 122' angezeigt.
Durch anfängliches Messen des Spaltes unter Verwendung der ersten Messvorrichtung 110' kann die Messung im Wesentlichen freihändig durchgeführt werden, wie in Bezug auf die erste Ausführungsform einer Vorrichtung 10 beschrieben wurde, wodurch die Wahrscheinlichkeit minimiert wird, dass ein Benutzer einen Fehler bei der Messung durch falsches Ausrichten der ersten Einheit erzeugt. Anschließend, wenn die zweite Messvorrichtung 110" angebracht ist, kann die Klemmkraft, welche durch die Blätter der ersten Vorrichtung 110' aufgebracht wird, nicht groß genug sein, um das kumulierte Gewicht der ersten und der zweiten Vorrichtung 110', 110" zu halten, insbesondere wenn die zweite Vorrichtung 110" nach außen vorragt, wenn sie auf einer vertikal orientierten Oberfläche verwendet wird und der Bediener muss die Vorrichtung möglicherweise in einer Position halten, zumindest in einem gewissen Ausmaß. Es besteht jedoch viel weniger Gefahr, dass der Benutzer die Vorrichtung beim Messen der Bündigkeit falsch ausrichtet, da es nur notwendig ist, die hintere Fläche 128' der ersten Vorrichtung 110' bündig mit der äußeren Oberfläche 130 des ersten Teils zu halten.
Bei einem alternativen Verfahren können die erste und die zweite Vorrichtung 110', 110" anfänglich zusammengebaut werden und beide in eine Position bewegt werden, um gleichzeitig sowohl den Spalt als auch die Bündigkeit zu messen. Während der Benutzer die zusammengebauten Vorrichtungen 110', 110" in gewissen Ausmaß stützen muss, wird durch das Vorspannen der Blätter 123, 144 in Eingriff mit dem gegenüberliegenden Oberflächen 112, 144 der benachbarten Teile sichergestellt, dass die Blätter korrekt ausgerichtet mit den gegenüberliegenden Flächen sind und das Risiko des Einführens eines Fehlers durch falsche Ausrichtung minimiert.
Die obigen Ausführungsformen wurde nur beispielhaft beschrieben. Viele Variationen sind möglich, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Während beispielsweise verschiedene Referenzoberflächen in den offenbarten Ausführungsformen als glatte, ebene Oberflächen beschrieben sind, ist dies nicht wesentlich. Eine Oberfläche eines Teils, die als eine Referenz dienen soll, kann eine Mehrzahl von konvexen Merkmalen oder erhabenen Kontaktpunkten aufweisen, welche äußerste Enden haben, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die eine Referenzoberfläche definieren. Zum Beispiel könnte die hintere Fläche 28, 128' der Basis der Spaltmessvorrichtung 10, 110' die auf der äußeren Oberfläche 30, 130 eines ersten der benachbarten Teile angeordnet ist, eine Anzahl von Vorsprüngen, wie Grate oder Höcker aufweisen, wobei die äußeren Enden der Vorsprünge alle in einer gemeinsamen Ebene zum Eingriff mit der äußeren Oberfläche 30, 130 des ersten der benachbarten Teile ausgerichtet sind. In ähnlicher Weise müssen die Referenzflächen der Blätter nicht flach sein und können gerippt, mit Vertiefungen oder auf andere Weise profiliert sein, solange sie Merkmale aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene für den Kontakt mit der relevanten Oberfläche der zu messenden Teile sind.

Claims

Vorrichtung zum Messen eines Spaltes zwischen gegenüberliegenden Oberflächen von benachbarten Teilen, wobei die Vorrichtung einen Hauptkörper, mindestens ein erste Blatt, welches fest relativ zu dem Hauptkörper angebracht ist und mindestens ein zweites Blatt aufweist, welches für eine relative Bewegung zu dem Hauptkörper angebracht ist, wobei das mindestens erste eine Blatt eine erste Referenzoberfläche zum Eingriff mit einer ersten der gegenüberliegenden Flächen definiert, und das mindestens eine zweite Blatt eine zweite Referenzoberfläche zum Eingriff mit der anderen der gegenüberliegenden Flächen definiert, wobei die Vorrichtung eine digitale Anzeige und elektronische Steuermittel aufweist zum Erhalten einer Messung repräsentativ für einen Abstand zwischen der ersten und der zweiten Referenzoberfläche und um die Messung auf dem digitalen Display anzuzeigen, wobei die Vorrichtung eine elastische Vorspannanordnung aufweist zum Aufbringen einer Kraft, um die ersten und zweiten Blätter auseinander in eine erste Richtung zu bewegen, um die erste und zweite Referenzoberfläche in Kontakt mit jeweiligen gegenüberliegenden Flächen bei der Benutzung zu bringen, wobei die ersten und zweiten Blätter versetzt zueinander in einer zweiten Richtung sind, welche senkrecht zu der ersten Richtung ist, wobei das zweite Blatt beweglich gegen die Vorspannkraft in einer dritten Richtung entgegen der erste Richtung in eine Einführposition bewegbar ist, in der mindestens das eine erste Blatt und das mindestens eine zweite Blatt im Wesentlichen koplanar zueinander sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elastische Vorspannanordnung ausreichend Vorspannkraft aufbringt, so dass während der Verwendung die erste und zweite Referenzoberfläche automatisch in Ausrichtung mit den gegenüberliegenden Flächen der benachbarten Teile gebracht werden.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elastische Vorspannanordnung eine ausreichende Vorspannkraft aufbringe, so dass während der Verwendung die erste und zweite Referenzoberfläche an die gegenüberliegenden Oberflächen der benachbarten Teile mit ausreichender Kraft geklemmt werden, um im Wesentlichen das gesamte Gewicht der Vorrichtung zu stützen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwei erste Blätter vorhanden sind, wobei die ersten Referenzoberflächen, welche durch die ersten Blätter definiert werden, koplanar zueinander sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein zweites Blatt mittig zwischen den zwei ersten Blättern angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jedes Blatt eine Breite von 3 mm oder mehr aufweist.
Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung im Bereich von 20 g bis 40 g wiegt und die elastische Vorspannmittel eine Vorspannkraft von mindestens 4 N aufbringt.
Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Schieber aufweist, welcher zur linearen Bewegung relativ zu dem Hauptkörper angebracht ist, wobei das mindestens eine zweite Blatt fest an dem Schieber montiert ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die elektronischen Steuermittel eine Wandleranordnung aufweist zum Erzeugen eines ersten Signales, welches proportional zu der Position/Verschiebung des Schiebers relativ zu dem Hauptkörper ist.
Messvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Hauptkörper eine ebene dritte Referenzoberfläche definiert, um sie während des Gebrauchs in Eingriff mit einer Oberfläche eines ersten der Teile zu bringen.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung eine Halterungsanordnung zum Aufnehmen einer weiteren Messvorrichtung zum Messen der Bündigkeit der äußeren Oberflächen der benachbarten Teile während der Verwendung aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Halterungsanordnung eine Halterung aufweist, welche in der ersten Richtung von einem Ende des Hauptkörpers über das mindestens eine Blatt derart hervorsteht, dass während der Verwendung, wenn die Blätter in dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des ersten und zweiten benachbarten Teiles platziert sind, mit der dritten Referenzoberfläche in Eingriff mit einer äußeren Oberfläche des ersten der benachbarten Teile ist, wobei die Halterung sich über die äußere Oberfläche des zweiten der benachbarten Teile erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Halterung eine vierte Referenz in einem vorbestimmten Abstand von der dritten Referenzoberfläche definiert, gemessen senkrecht zu der Ebene der dritten Referenzoberfläche.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Halterung eine Öffnung zur Aufnahme eines Schiebers der weiteren Messvorrichtung in der Verwendung definiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei mindestens ein Magnet in der Halterung aufgenommen ist.