DE19801330A1 - Verfahren zum Durchführen von Messungen zur Qualitätskontrolle der Außenflächen von Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen von Messungen zur Qualitätskontrolle der Außenflächen von Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von Tübbings aus Stahlbeton im Wege der Vorfertigung für Tunnelauskleidungen wird eine sehr große Herstellgenauigkeit gefordert. Durch Verwendung spezieller Schalungen und äußerste Sorgfalt läßt sich zwar die geforderte Genauigkeit erzielen; es ist jedoch unabdingbar, daß die Einhaltung der Genauigkeit regelmäßig kontrolliert wird. Nicht nur wegen der Form der Tübbings, sondern deshalb, weil bei der Kontrolle nicht nur die Maßhaltigkeit der Außenabmessungen, sondern auch die Stetigkeit der Flächen kontrolliert werden muß, eignen sich für solche Messungen nur berührungslos, also im Wege räumlicher Vorwärtsschritte arbeitende Meßgeräte, wie Servotheodolit, Videotheodolit, Videokameras oder dergleichen.

Die Anforderungen an die Genauigkeit, mit der die einzelnen Flächen der Tübbings bei der Maßkontrolle zu erfassen sind, steigen in der Reihenfolge der Aufzählung

• - Außenseite (der Tunnelauskleidung)
• - Innenseite (der Tunnelauskleidung)
• - ebene Kontaktflächen (zu benachbarten Tübbings).

Das hierbei übliche Verfahren kann anhand der Fig. 1 erläutert werden, das schematisch in Schrägansicht von innen einen Tübbing 1 zeigt. Zur Durchführung dieser Kontrollmessungen wird der Tübbing 1 auf einen Bock aus etwa 15 bis 20 Offsetstäben 2 aufgelagert. Alle diese Offsetstäbe 2 haben die gleiche Länge, sind aber zur Überbrückung unterschiedlicher Distanzen in einer teleskopartigen Führung untergebracht. An jedem Offsetstab 2 befinden sich zwei Meßpunkte, mittels deren die Länge und die Richtung erfaßt werden können. Auf diese Weise kann die bei der Auflagerung jeweils untere Fläche 3 des Tübbings 1 kontrolliert werden.

Die Kontrolle der übrigen fünf Flächen erfolgt berührungslos. Dabei ist den vier Eckpunkten des liegend aufgelagerten Tübbings jeweils ein Servotheodolit 4 zugeordnet. Diagonal stehen sich Theodolite mit Laserausrüstung und Theodolite mit Videoausrüstung gegenüber. Jeder Punkt der - oberen - Außenfläche 5 und der vier ebenen Kontaktflächen 6, 7, 8 und 9 kann damit von einem Theodolitenpaar, bestehend aus einem Lasertheodoliten und einem Videotheodoliten, angesprochen werden.

Die Kontrollmessungen erfolgen automatisch; sie werden durch einen Masterfile im PC gesteuert. Dabei gibt der Lasertheodolit, gesteuert vom Masterfile des PC, einen temporären Richtpunkt 10 auf einer Fläche vor, der vom Videotheodoliten erkannt und erfaßt wird. Mit Hilfe der Koordinaten der so gemessenen Punkte können die Lage und Stetigkeit, im Falle der Kontaktflächen Ebenflächigkeit der übrigen Flächen ermittelt werden. Durch Verschneidung der Flächen ergeben sich die Ist-Maße des Tübbings.

Unter Anwendung dieses Verfahrens läßt sich eine Meßgenauigkeit von 0,10 bis 0,15 mm erreichen. Ursächlich dafür ist der teilweise schleifende Schnitt zwischen dem Laserstrahl und der Tübbingfläche, durch den der Schwerpunkt der Meßpunktfläche vom jeweiligen Videotheodolit nicht präzise genug erkannt und erfaßt werden kann.

Für die Ebenflächigkeit der Kontaktflächen, also der Stirnflächen, die im endgültigen Tunnelausbau mit anderen Tübbings in Kontakt treten, wird eine Genauigkeit von 0,10 mm gefordert. Für den einzelnen Meßpunkt ergibt sich daraus eine Genauigkeit von 0,05 bis 0,07 mm, die bei der Messung eingehalten werden muß, mit den bekannten Meßverfahren aber nicht eingehalten werden kann.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um die Genauigkeit der Messungen für die Tübbingkontrolle zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Vorgabe von Meßpunkten aus retroreflektierender Farbe wird zunächst der Vorteil erreicht, daß die Meßpunkte auch bei schleifenden Schnitten präzise erkannt und erfaßt werden. Der extremen Genauigkeit des automatisch ablaufenden Kontrollmeßverfahrens wird dadurch Rechnung getragen, daß die Meßpunkte, die ebenfalls mit großer Genauigkeit angebracht werden müssen, damit sie vom Theodolit oder dem Bild aus der Videogrammetrie als Meßmarke erkannt und erfaßt werden, mittels einer Schablone angebracht werden, die zumindest die relative Zuordnung der einzelnen Punkte einer Fläche exakt vorgibt. Durch die Möglichkeit der Anlage solcher Schablonen an einer Kante des Tübbings kann auch erreicht werden, daß die Meßpunkte auch bezüglich der zu kontrollierenden Fläche exakt plaziert werden können.

Farben mit lichtreflektierenden Eigenschaften, beispielsweise mit Zusätzen von kleinen Glaskugeln, kugelförmigem Sand oder ähnlichem mineralischen kleinteiligen Material sind bekannt, beispielsweise von Fahrbahnmarkierungen für Zwecke des Verkehrs her. Diese Farbe kann sowohl in Form vorgefertigter selbstklebender Markierungen als auch unmittelbar aufgetragen werden, was den Vorteil höchster Genauigkeit durch Anschmiegen an die echte Oberfläche des betreffenden Tübbings hat. Die Erfindung ermöglicht so eine fast vollständige Automatisierung der Kontrollmessungen einschließlich der Auswertung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 2 näher erläutert. Diese zeigt in einer Explosionsdarstellung die sechs Außenflächen eines Tübbings aus Stahlbeton, an denen Kontrollmessungen vorzunehmen sind. Damit soll die Anwendung der Erfindung aber keinesfalls auf derartige Tübbings eingeschränkt werden; das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich für alle anderen Bauteile anwendbar, an denen mit ähnlichen Verfahren Kontrollmessungen vorzunehmen sind, zumal zu erwarten sein dürfte, daß die Videogrammetrie zukünftig das Meßmittel zur Qualitätskontrolle schlechthin vor allem im Maschinenbau, Flugzeugbau, Automobilbau usw. sein wird.

Der in Fig. 2 isometrisch angedeutete Tübbing hat, wie bereits oben erwähnt, sechs Außenflächen; die konvexe, der Auskleidung zugekehrte Außenfläche 3, die konkave, der Innenseite der Auskleidung zugekehrte Innenfläche 5 sowie zwei ebene rechteckige Seitenflächen 6, 8 und zwei ebene gekrümmte Stirnflächen 7, 9.

Entsprechend den Anforderungen an die Meßgenauigkeit werden die Kontrollmessungen auf unterschiedliche Art und Weise vorgenommen.

Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit den Kontaktflächen 6 und 8 sowie 7 und 9, an die die höchsten Anforderungen hinsichtlich Meßgenauigkeit gestellt werden. Auf diesen Flächen werden mit Hilfe von Schablonen 11 bzw. 12a und 12b Punkte aus retroreflektierender Farbe aufgetragen. Die Schablonen 11 bzw. 12a, 12b haben jeweils eine Anzahl von in bestimmten Abständen voneinander und in bestimmter Anordnung angeordneten Durchbrechungen 13, die auf einer eng umgrenzten Fläche den Durchtritt von zum Beispiel aufgesprühter Farbe gestatten, die so unmittelbar auf die zu messende Oberfläche gelangt und auf dieser reflektierende Meßpunkte bildet. Im Bereich der durch die Durchbrechungen 13 gebildeten Öffnungen können natürlich auch selbstklebende Meßpunkte mit retroreflektierender Farbe entsprechender Größe exakt positioniert werden.

Die Schablonen 11 bzw. 12a, 12b können aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Sie können an einem oder an mehreren Rändern Aufkantungen oder sonstige Markierungen aufweisen, um sie mit entsprechenden Außenkanten des Tübbings zur Anlage bringen zu können. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Meßpunkte immer an denselben Stellen zu liegen kommen, was sich natürlich dann auch auf die Messungen selbst beschleunigend auswirkt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Durchführen von Messungen zur Qualitätskontrolle der Außenflächen von Bauteilen, insbesondere Betonfertigbauteilen, wie Tübbings oder dergleichen, im Wege berührungsloser, räumlicher Vorwärtsschritte mittels geeigneter Meßgeräte, wie Servotheodolit, Videotheodolit oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu kontrollierenden Flächen (6, 7, 8, 9) der Bauteile (1) als Meßmarken dienende Punkte aus retroreflektierender Farbe aufgebracht und mittels der Meßgeräte anvisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Punkte auf die betreffenden Flächen Schablonen (11, 12a, 12b) aufgelegt werden, die an den Stellen der zu erzeugenden Punkte Durchbrechungen (13) zum Aufbringen der Punkte aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die retroreflektierende Farbe auf die Flächen der Bauteile unmittelbar zum Beispiel durch Aufsprühen aufgetragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit retroreflektierender Farbe versehene, rückseitig selbstklebend beschichtete Meßpunkte aufgebracht werden.