DE10237776B4

DE10237776B4 - Method for monitoring the joining process of a clip with a component

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Publication number: DE10237776B4
Application number: DE2002137776
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Schulze-Beiering (FH); Konrad Dipl.-Ing. Wirth (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Schulze-Beiering Georg Dipl-Ing (fh) 7234 De; Wirth Konrad Dipl-Ing (fh) 75233 Tiefenbr De
Priority date: 2002-08-17
Filing date: 2002-08-17
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2022-08-18
Also published as: DE10237776A1

Abstract

Verfahren zur Überwachung eines Fügeprozesses zwischen zwei Bauteilen (2, 5), insbesondere zwischen einem Anbauteil (5) und einem Karosserieteil (2) im Zuge der Fahrzeugmontage,
– wobei das erste Bauteil (5) mindestens einen Clip (12) mit einem Rastelement (20) aufweist,
– und wobei das zweite Bauteil (2) mindestens eine Aussparung (13) aufweist, welche ein Einrasten des Rastelements (20) des Clips (12) ermöglicht,
– bei welchem Verfahren
– die während des Fügens des Clips (12) in die Aussparung (13) aufgebrachte Fügekraft mit Hilfe eines hydraulischen oder pneumatischen Kraftgebers (32) aufgebracht wird,
– der zeitliche Verlauf der Fügekraft gemessen wird,
– und diese Fügekraft-Messung zur Beurteilung des Fügeergebnisses verwendet wird,
– wobei als Kriterium für eine ordnungsgemäße Montage des Clips
– ein Kraftanstieg (I),
– gefolgt von einem Kraftabfall (II)
– gefolgt von einem weiteren Kraftanstieg (III) im zeitlichen Verlauf der Fügekraft verwendet...Method for monitoring a joining process between two components (2, 5), in particular between an attachment (5) and a body part (2) in the course of vehicle assembly,
- wherein the first component (5) has at least one clip (12) with a latching element (20),
- And wherein the second component (2) has at least one recess (13) which allows a latching of the latching element (20) of the clip (12),
- in which method
The joining force applied during the joining of the clip (12) into the recess (13) is applied by means of a hydraulic or pneumatic force transmitter (32),
- the time course of the joining force is measured,
And this joining force measurement is used to evaluate the joining result,
- being used as a criterion for proper installation of the clip
A force increase (I),
- followed by a power loss (II)
- followed by another increase in force (III) in the course of the joining force ...

Description

Die Erfindung betrifft ein, Verfahren zur Überwachung eines Fügeprozesses zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen einem Anbauteil und einem Karosserieteil im Zuge der Fahrzeugmontage.The The invention relates to a method for monitoring a joining process between two components, in particular between an attachment and a Body part in the course of vehicle assembly.

In der Automobilindustrie werden zur Anbindung von Anbauteilen an Karosserieteile – insbesondere im Innenraum von Fahrzeugen – vielfach als „Clips" bekannte Halteelemente eingesetzt. Ein solcher Clip ist beispielsweise aus der EP 877 171 B1 bekannt. Der Clip umfaßt einen – in der Regel bolzenförmigen – Grundkörper mit einem Kopfteil, welches an dem Anbauteil befestigbar ist, und mit einem zulaufenden Ende, das in eine Aussparung des Karosserieteils eingeführt wird. Weiterhin weist der Clip Rastelemente auf, welche in der Regel auf dem Umfang des Grundkörpers angeordnet sind und welche nach dem ordnungsgemäßen Einführen und Einrasten des Clips in die Aussparung des Karosserieteils die Ränder der Aussparung hintergreifen und somit einen festen Sitz des Clip in die Aussparung sicherstellen.In the automotive industry, retaining elements which are often known as "clips" are used to connect attachment parts to body parts-in particular in the interior of vehicles EP 877 171 B1 known. The clip comprises a - usually bolt-shaped - basic body with a head part, which is attachable to the attachment, and with a tapered end, which is inserted into a recess of the body part. Furthermore, the clip has latching elements, which are usually arranged on the circumference of the base body and which engage behind the edges of the recess after the proper insertion and locking of the clip in the recess of the body part and thus ensure a tight fit of the clip in the recess.

Herkömmlicherweise erfolgt das Fügen eines solchen mit Clips versehenen Anbauteils mit der Fahrzeugkarosserie derart, daß ein Werker das Anbauteil ergreift, gegenüber dem Karosserieteil ausrichtet und die Clips per Hand in die entsprechenden Aussparungen hineindrückt. Zum Einrasten der Clips in die Aussparungen übt der Werker in der Regel eine impulsartige Kraft auf das zu fügende Anbauteil aus, indem er im Bereich des zu befestigenden Clips mit der Faust oder der Handfläche auf das Anbauteil schlägt. So ist beispielsweise aus der DE 196 50 925 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Werker mit der Hand oder mit Hilfe eines Hammers den Clip in die Aussparung hineintreibt.Conventionally, the joining of such attached with clips attachment to the vehicle body is carried out such that a worker takes the attachment, aligns with respect to the body part and pushes the clips by hand into the corresponding recesses. To engage the clips in the recesses, the worker usually exerts a pulse-like force on the attachment to be joined by beating in the region of the clip to be fastened with the fist or the palm of the attachment. For example, from the DE 196 50 925 A1 a method is known in which a worker with the hand or with the aid of a hammer drives the clip into the recess.

Da viele dieser Anbauteile im schlecht von außen zugänglichen Fahrzeuginneren angebracht werden müssen, bedeutet dies oftmals eine Kraftanstrengung unter ergonomisch ungünstigen Arbeitsbedingungen. Dies führt zu einer hohen körperlichen Belastung des betroffenen Werkers und kann weiterhin Fehlausrichtungen oder Verkantungen des Anbauteils während der Montage zur Folge haben, welche zu bleibenden Schäden und/oder zu einem fehlerhaften Einrasten der Clips führen können. – Um hier Abhilfe zu schaffen, wurden voll- oder teilautomatisch arbeitende Montagewerkzeuge entwickelt, welche mittels pneumatisch oder hydraulisch wirkender Kraftgeber Fügekräfte auf das Anbauteil ausüben, wodurch die mit dem Anbauteil verbundenen Clips in die auf dem Karosserieteil vorgesehenen Aussparungen hineingedrückt werden.There many of these attachments are mounted in poorly accessible from the outside vehicle interior have to, This often means an effort under ergonomically unfavorable Working conditions. this leads to to a high physical stress of the affected worker and may continue to misalignments or Tilting of the attachment during the result of assembly, which permanent damage and / or can lead to a faulty locking of the clips. - To remedy this, Fully or partially automatic assembly tools were developed, which By means of pneumatically or hydraulically acting force transmitter joining forces exercise the attachment, causing the clips connected to the attachment in the on the body part provided recesses are pushed.

Beim manuellen Fügen von Clips erfolgt die Beurteilung, ob ein betreffender Clip ordnungsgemäß in die zugehörige Aussparung eingerastet ist, in der Regel „nach Gefühl" bzw. durch Lauschen auf ein „Einrastgeräusch" und unterliegt daher der subjektiven Einschätzung des Werkers. Beim Fügen der Clips mit Hilfe eines voll- oder teilautomatisch wirkenden Montagewerkzeugs ist dieses Feedback weiter reduziert. Die Folge sind fehlerhaft oder unvollständig eingerastete Clips, welche im späteren Betrieb des Fahrzeugs störende Klappergeräusche oder eine mangelhafte Fügefestigkeit des Anbauteils zur Folge haben. Diese Problematik wird verschärft durch die Tatsache, daß sich viele Clipverbindungen in schlecht (oder überhaupt nicht) einsehbaren Bereichen des Fahrzeugs befinden, so daß eine Sichtkontrolle des ordnungsgemäßen Einrastens des Clips durch den Werker bzw. im Rahmen einer späteren Qualitätskontrolle nicht möglich ist.At the manual joining Clips are judged as to whether a clip is properly inserted into the clip associated Recess is engaged, usually "by feeling" or by listening for a "locking noise" and is therefore subject the subjective assessment of the worker. When joining the clips using a fully or partially automatic assembly tool this feedback is further reduced. The result is incorrect or incomplete latched clips, which in the later Operation of the vehicle disturbing rattling noises or a poor joint strength of the attachment result. This problem is exacerbated by the fact that yourself many clip connections in bad (or not at all) accessible Are areas of the vehicle, so that a visual inspection of the proper engagement the clip by the worker or as part of a later quality control not possible is.

Aus der DE 196 50 925 A1 ist bekannt, die Fügekraft prozessbegleitend mit Hilfe eines in den Kraftgeber integrierten Kraftsensors zu messen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der bei ei nem manuellen Fügen des Clips auftretende zeitliche Kraftverlauf von Clip zu Clip sehr unterschiedlich ausfällt und stark davon abhängt, in welcher Weise, in welcher Stärke und an welcher Stelle des Bauteils der Kraftimpuls aufgebracht wird. Daher ist bei einer manuellen Clipmontage mit einer Beobachtung des Zeitverlaufs der Fügekraft keine objektive Bewertung des Fügeergebnisses möglich.From the DE 196 50 925 A1 It is known to measure the joining force during the process by means of a force sensor integrated into the force transducer. However, it has been shown that the time force curve occurring in egg nem manual joining of the clip varies greatly from clip to clip and strongly depends on the manner in which strength and at which point of the component of the force pulse is applied. Therefore, in a manual clip assembly with an observation of the time course of the joining force no objective evaluation of the joining result is possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen das ordnungsgemäße Einrasten eines Clips in eine Aussparung während der Montage prozeßbegleitend überwacht werden kann.Of the The invention is therefore based on the object, a method available with the help of which the proper engagement of a clip in a recess during the assembly monitored during the process can be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Danach wird das Fügen des Clips mit Hilfe eines pneumatischen oder hydraulischen Kraftgebers durchgeführt. Die während des Fügens des Clips in die Aussparung aufgebrachte Fügekraft wird gemessen, und die dabei gewonnenen Meßwerte werden in einer geeigneten Weise ausgewertet und zur Beurteilung des Fügeergebnisses – insbesondere des ordnungsgemäßen Einrastens des Clips in die Aussparung – herangezogen.After that will the joining the clip using a pneumatic or hydraulic power transmitter carried out. The while of joining of the clip in the recess applied joining force is measured, and become the measured values obtained evaluated in a suitable manner and for the assessment of the joining result - in particular proper latching of the clip in the recess - used.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine erhebliche Erhöhung der Prozeßsicherheit beim teil- oder vollautomatisierten Fügen von Clipsverbindungen. Die Messung der Fügekraft erfolgt prozeßsynchron zum eigentlichen Fügeprozeß und erfordert daher keinen zusätzlichen Prozeßschritt und somit auch keinen zusätzlichen Zeitaufwand. Das Verfahren ist weiterhin einfach und kostengünstig, da es – außer einem Kraftaufnehmer und einer Auswerteeinheit – keine zusätzlichen Apparaturen benötigt. Durch Einsatz dieses Verfahrens kann eine prozeßbegleitende 100%-Kontrolle der Fügeergebnisse durchgeführt werden, was einerseits eine sofortige Rückmeldung auf eventuell vorliegende Fehler im Fügeprozeß und/oder Defekte des zu fügenden Clips gestattet. Damit kann eine erhebliche Erhöhung der Fahrzeugqualität erreicht werden.The method according to the invention enables a considerable increase in process reliability in the partially or fully automated joining of clip connections. The measurement of the joining force is process synchronous to the actual joining process and therefore requires no additional process step and thus no additional time. The method is also simple and inexpensive, since it - except a force transducer and an evaluation - requires no additional equipment. By using this method, an in-process 100% inspection of the joining results can be carried out, which on the one hand allows immediate feedback on possible defects in the joining process and / or defects of the clip to be joined. This can be a significant increase in vehicle quality can be achieved.

Die Verwendung eines hydraulischen oder pneumatischen Kraftgebers ermöglicht einerseits eine hochgenau einstellbare und reproduzierbare Fügekraft; weiterhin kann durch Verwendung eines Kraftgebers sichergestellt werden, daß die Kraftausübung reproduzierbar an genau derselben Stelle des Anbauteils stattfindet. Dies ermöglicht ein teil- oder vollautomatisiertes Fügen von Clipsverbindungen, das von subjektiven Einflüssen (Kraftausübung und Beurteilung des Fügeergebnisses durch den Werker) unabhängig ist und somit ein reproduzierbares, prozeßsicheres Verbinden der Bauteile gewährleistet.The Use of a hydraulic or pneumatic power transmitter allows one hand highly accurate adjustable and reproducible joining force; can continue through Use of a force transducer to ensure that the exercise of force reproducible takes place in exactly the same place of the attachment. This allows a partially or fully automated joining of clip connections, that of subjective influences (exercise of power and judgment of the joining result by the worker) independently is and thus a reproducible, process-reliable connection of the components guaranteed.

Es ist zweckmäßig, die Fügekraft impulsartig aufzubringen; dies imitiert die beim manuellen Fügen der Clips aufgebrachten Kräfte, die in der Regel aus einem Klopfen des betreffenden Bereichs mit der Faust, mit dem Handteller oder mit einem Hammer bestehen. Die Clips sind nämlich in der Regel für ein manuelles Einrasten konstruiert, so daß durch eine impulsartige Fügekraft das beste Fügeergebnis – begleitet von einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand – erreicht werden kann. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Fügekraft lokal im Bereich des Clips aufgebracht wird: Auf diese Weise wird nämlich der zum Fügen notwendige Kraftaufwand minimiert. Weiterhin wird durch eine exakt lokalisierte Kraftausübung sichergestellt, daß die Vorschubrichtung des Clips während des Fügens genau parallel zu dem in die Aussparung eindringenden Ende erfolgt, so daß eine Verwindung des Clips, die ansonsten während der impulsartigen Kraftausübung zu einem Bruch (oder sonstigen Schäden) des Clips führen kann, wirkungsvoll unterbunden wird.It is appropriate, the joining force impulsive; this mimics the manual joining of the Clips applied forces, which usually comes from a knocking of the affected area with fist, with the palm of your hand or with a hammer. The Namely, clips are usually for designed a manual locking, so that by a pulse-like joining force the best joining result - accompanied from a comparatively low effort - can be achieved. Further Advantages arise when the joining force is local in the area of the clip is applied: In this way, namely the necessary for joining Effort minimized. Furthermore, by an exactly localized exertion of force made sure that the Feed direction of the clip during of joining exactly parallel to the end entering the recess, so that one Twisting of the clip, which otherwise during the impulsive power exercise too a break (or other damage) lead the clip can be effectively prevented.

Zum Verbinden der beiden Bauteile kommt eine Vorrichtung zum Einsatz, den mindestens einen Kraftgeber zur Ausübung der Fügekraft, den mindestens einen Kraftaufnehmer zur Messung der Fügekraft sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Meßwerte umfaßt. Kraftgeber und Kraftaufnehmer sind vorteilhafterwei se gemeinsam auf einem beweglichen Montagewerkzeug angeordnet, in dem während des Fügeprozesses eines der Bauteile – in der Regel das Anbauteil – eingespannt ist, während das andere Bauteil – in der Regel das Karosserieteil – stationär gehalten wird. Das Montagewerkzeug kann beispielweise an einem geeignet geformten Handlingsgerät befestigt sein, mit Hilfe dessen auch schwer zugängliche Bereiche im Inneren der Karosserie erreicht werden können, in denen beim manuellen Fügen der Clips die notwendige Fügekraft vom Werker nur unter ergonomisch sehr ungünstigen Bedingungen aufgebracht werden kann.To the Connecting the two components, a device is used, the at least one force transmitter for exercising the joining force, the at least one Force transducer for measuring the joining force and an evaluation unit for evaluating the measured values. Force transmitter and force transducer are vorteilwei se together on a movable assembly tool arranged in the while of the joining process one of the components - in usually the attachment - clamped is while the other component - in usually the body part - kept stationary becomes. The mounting tool can, for example, on a suitably shaped Handlinggerät be attached, with the help of which also hard to reach areas inside the bodywork can be achieved where in manual joining the clips the necessary joining force applied by the worker only under ergonomically very unfavorable conditions can be.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Fügekraft durch eine pneumatisch betriebene Kolben-Zylinder-Einheit aufgebracht. Diese Kolben-Zylinder-Einheit ist zweckmäßigerweise in einer solchen Weise auf dem (das Anbauteil haltenden) Montagewerkzeug angeordnet, daß sie auf die Außenseite des Anbauteils im Bereich des (auf der Anbauteil-Innenseite befestigten) Clips wirkt. Eine solche pneumatisch betriebene Kolben-Zylinder-Einheit übt – durch impulsartige Erhöhung des Gasdrucks – eine impulsartige Kraft auf den ihr gegenüberliegenden Bereich des Anbauteils aus, welche dem manuellen Eindrücken der Clips ähnelt und einen vergleichsweise geringen Kraftaufwand erfordert.In an advantageous embodiment of the invention, the joining force applied by a pneumatically operated piston-cylinder unit. This piston-cylinder unit is suitably in such Way on the (the attachment holding) assembly tool arranged, that she on the outside of the attachment in the area of (attached on the inside of the attachment) Clips works. Such a pneumatically operated piston-cylinder unit exercises - by impulsive increase of gas pressure - one impulsive force on the opposing area of the attachment out, which the manual impressions the clips is similar and requires a relatively small amount of force.

Bei Verwendung einer Kolben-Zylinder-Einheit als Kraftgeber ist der Kraftaufnehmer zweckmäßigerweise an den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit gekoppelt. Dies gestattet einen besonders einfachen Meßaufbau und stellt eine reproduzierbare, von Störeinflüssen freie Messung der Fügekraft sicher.at Use of a piston-cylinder unit as a force transmitter is the Force transducer expediently to the piston of the piston-cylinder unit coupled. This allows a particularly simple measurement setup and provides a reproducible, interference-free measurement of the joining force for sure.

Vorteilhafterweise ist das Montagewerkzeug auf einem Industrieroboter montiert, mit Hilfe dessen das Montagewerkzeug mitsamt dem im Montagewerkzeug gehaltenen Anbauteil vollautomatisch gegenüber dem Karosserieteil positioniert wird. Anschließend werden vollautomatisch die Kraftgeber aktiviert, so daß die Clips des Anbauteils in die Aussparungen des Karosserieteils hineingedrückt werden; prozeßsynchron werden die Fügekräfte gemessen, um Qualitätsaussagen bezüglich des Fügeergebnisses zu erhalten. Dies ermöglicht einen vollautomatischen Fügeprozeß mit integrierter Qualitätskontrolle.advantageously, the assembly tool is mounted on an industrial robot, with Help of which the assembly tool together with in the assembly tool held attachment fully automatically positioned relative to the body part becomes. Subsequently Fully automatic, the power sensors are activated, so that the clips the attachment are pressed into the recesses of the body part; process synchronously the joining forces are measured to quality statements in terms of of the joining result to obtain. this makes possible a fully automatic joining process with integrated Quality control.

Zur Beurteilung des Fügeergebnisses wird der zeitliche Verlauf der Fügekräfte gemessen und ausgewertet. Aus der Analyse des zeitlichen Verlaufs der Fügekräfte können Charakteristika für einen erfolgreichen Verlauf des Fügevorgangs abgeleitet werden, und diese Charakteristika können verwendet werden, um den Kraftverlauf automatisch zu analysieren. Insbesondere kann die zeitliche Folge von schnellen Anstiegen und Abfällen der Fügekräfte zur Beurteilung eines ordnungsgemäßen Fügeprozesses verwendet werden. Weiterhin kann aus den Anstiegen und Abfällen der Fügekräfte eine Unterscheidung verschiedener möglicher Fehler während des Fügeprozesses abgeleitet werden, was beispielsweise ein Erkennen einer fehlerhaften Zuführung des Clips an die Fügestelle, eines unterbliebenen Einrastens der Rastelemente des Clips während des Fügens, eines defekten Clips etc. ermöglicht.To assess the joining result, the time course of the joining forces is measured and evaluated. From the analysis of the time course of the joining forces, characteristics for a successful course of the joining process can be derived, and these characteristics can be used to automatically analyze the course of force. In particular, the time sequence of rapid increases and decreases in the joining forces can be used to assess a proper joining process. Furthermore, a distinction of various possible errors during the joining process can be derived from the increases and decreases of the joining forces, which, for example, a detection of incorrect feeding of the clip to the joint, a failed Einras least the locking elements of the clip during joining, a defective clip, etc. allows.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt nicht nur die Messung, sondern auch die Auswertung der aufgenommenen Fügekraftdaten prozeßsynchron, so daß eine Beurteilung des Fügeergebnisses ohne zeitlichen Versatz zum Fügeprozeß erfolgen kann. Im Falle der Detektion eines Fehlers kann der Fügevorgang – z.B. unter Ausgabe eines Fehlersignals – unterbrochen werden, um die fehlerhafte Clipverbindung zu überprüfen und/oder das Montagewerkzeug neu zu justieren. Liegt in einem Bereich eine Fehlverbindung vor, so kann – bei nichterfolgtem Einrasten – durch nochmalige Kraftausübung der betreffende Clip zum Einrasten gebracht werden, oder – bei Vorliegen eines defekten Clips – die Fügestelle durch Ersetzen des defekten Clips durch einen funktionsfähigen Clip – bereits während des Montagevorgangs repariert werden. Auf diese Weise kann die Zahl der aufgrund klappernder Clips auftretenden Reklamationen wirksam reduziert werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention takes place not only the measurement, but also the evaluation of the recorded joining force data process synchronization, so that one Assessment of the joining result done without a time offset to the joining process can. In case of detection of an error, the joining process - e.g. under issue an error signal - interrupted to check the faulty clip connection and / or the mounting tool to readjust. If there is an incorrect connection in one area, so can - at Failure to catch - by repeated exercise of power the clip in question are made to latch, or - if present a broken clip - the joint by replacing the defective clip with a functional clip - already while be repaired during the assembly process. In this way, the number the due to rattling clips occurring complaints effective be reduced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail; there demonstrate:

1 eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie mit anzufügendem Verkleidungsteil; 1 a side view of a vehicle body to be added with trim part;

2 eine perspektivische Ansicht eines Anbauteils (Innen-Verkleidungsteil der Rückwandtür); 2 a perspective view of an attachment (interior trim part of the rear wall door);

3 eine schematische Darstellung der Prozeßschritte beim Einrasten eines Clips in eine Aussparung:
3a: Ausrichten der Clipspitze in der Aussparung;
3b: Eindrücken des Clips und Verformung der Rastelemente des Clips durch die Ränder der Aussparung;
3c: Eingerasteter Clip; 3 a schematic representation of the process steps when snapping a clip into a recess:
3a : Aligning the clip tip in the recess;
3b : Impressing the clip and deforming the locking elements of the clip through the edges of the recess;
3c : Locked clip;

4a: eine schematische Seitenansicht eines Montagewerkzeugs mit einem darin aufgenommenen Anbauteil; 4a a schematic side view of an assembly tool with a built-in attachment therein;

4b: eine schematische Seitenansicht des Montagewerkzeugs während dem Anclipsen des im Montagewerkzeug gehaltenen Anbauteils an das Karosserieteil; 4b a schematic side view of the mounting tool during the clipping of the mounting tool held in the attachment part to the body part;

5 eine schematische Darstellung unterschiedlicher gemessener Kraft-/Zeitverläufe beim Fügen von Clips in eine Aussparung:
5a: ordnungsgemäßes Fügeergebnis;
5b: defekter Clip (verbogene/fehlende Rastelemente); 5 a schematic representation of different measured force / time courses when joining clips in a recess:
5a : correct joining result;
5b : defective clip (bent / missing locking elements);

6 eine schematische Darstellung eines Kraft-/Zeitverlaufs mit den zur Auswertung benutzten Schwellwerten. 6 a schematic representation of a force / time curve with the thresholds used for the evaluation.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie 1 mit einer Rückwandtür 2' aus Stahlblech, an deren dem Fahrzeuginnenraum 3 zugewandte Seite 4 während der Fahrzeug-Endmontage ein Verkleidungsteil 5' befestigt wird. Die Befestigung erfolgt mit Hilfe einer Clipverbindung. Die Rückwandtür 2', an der über eine Clipsverbindung ein Verkleidungsteil 5' befestigt ist, stellt ein Ausführungsbeispiel eines Karosseriebauteils 2 dar, das über eine Clipverbindung mit einem Anbauteil 5 verbunden ist. 1 shows a side view of a vehicle body 1 with a back door 2 ' made of sheet steel, at the vehicle interior 3 facing side 4 during vehicle final assembly a cowling 5 ' is attached. The attachment takes place with the help of a clip connection. The back door 2 ' , on the clip connection via a trim part 5 ' is attached, provides an embodiment of a body component 2 This is via a clip connection with an attachment 5 connected is.

Das Verkleidungsteil 5', welches in 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist, umfaßt eine Platte 6 aus Kunststoff, ein im oberen Bereich der Platte 6 befestigtes Wischermodul 7 mit Wischermotor und Spindel, eine Zusatz-Bremsleuchte 8 sowie ein im unteren Bereich der Platte 6 befestigtes Schloß 9. Auf seiner der Innenseite 4 der Rückwandtür 2' zugewandten Seite 10 weist die Kunststoffplatte 6 des Verkleidungsteils 5' mehrere Schlitze 11 auf, in die Clips 12 eingeschoben sind. Diese Clips 12 werden im Rahmen der Montage des Verkleidungsteils 5' in entsprechende Aussparungen 13 in das der Karosserieinnenseite 4 zugewandte Innenblech 14 der Rückwandtür 2' eingeführt und dort verrastet. Dieser Einrastvorgang ist schematisch in 3a bis 3c dargestellt, die den Clip 12 und die Aussparung 13 in einer Detaildarstellung in Schnittansicht zeigen.The fairing part 5 ' which is in 2 is shown in a perspective view, comprising a plate 6 made of plastic, one in the upper part of the plate 6 fixed wiper module 7 with wiper motor and spindle, an additional brake light 8th as well as one in the lower part of the plate 6 attached lock 9 , On his inside 4 the back door 2 ' facing side 10 has the plastic plate 6 of the trim part 5 ' several slots 11 on, in the clips 12 are inserted. These clips 12 be part of the assembly of the trim part 5 ' in corresponding recesses 13 in the inside of the body 4 facing inner sheet metal 14 the back door 2 ' introduced and locked there. This latching process is schematically in 3a to 3c shown the clip 12 and the recess 13 in a detail view in sectional view show.

Wie aus 3a ersichtlich ist, umfaßt der Clip 12 einen Grundkörper 15 mit einem flächigen Kopfteil 16, welches in einen der Schlitze 11 des Verkleidungsteils 5' eingeschoben ist. Die Form und Breite des Schlitzes 11 ist so dimensioniert, daß der Clip 12 einerseits im Schlitz 11 seitlich verschiebbar ist (Pfeil 17 in 3a) und daß der Kopfteilrand andererseits in einer solchen Weise über den Schlitzrand überkragt, daß der Clip 12 nicht aus dem Schlitz 11 hinausrutschen kann. Das dem Kopfteil 16 gegenüberliegende Ende 18 des Clips 12 ist mit einer zulaufenden Spitze 19 versehen. Weiterhin weist der Clip 12 mehrere (im vorliegenden Fall vier) Rastelemente 20 auf, welche auf dem Umfang des Grundkörpers 15 angeordnet sind. Der Clip 12 besteht aus einem elastischen Werkstoff, so daß die Rastelemente 20 durch eine seitliche Kraftausübung (wie durch die Pfeile 21 in 3a angedeutet) in Richtung Clipachse 22 hin verbogen werden können und beim Nachlassen dieser Kraft selbsttätig in ihre Ausgangslage zurückfedern. Die Clips 12 sind typischerweise Spritzgußteile aus einem elastischen Kunststoff; sie können auch aus einem metallischen Werkstoff bestehen und sind dann – insbesondere, wenn sie zum Verbinden metallischer Bauteile 2, 5 verwendet werden – mit einer Beschichtung versehen, um Kontaktkorrosion im Berührungsbereich zwischen Clip 12 und Bauteil 2, 5 zu vermeiden.How out 3a it can be seen, the clip includes 12 a basic body 15 with a flat headboard 16 which is in one of the slots 11 of the trim part 5 ' is inserted. The shape and width of the slot 11 is dimensioned so that the clip 12 on the one hand in the slot 11 is laterally displaceable (arrow 17 in 3a ) And that the headboard edge on the other hand in such a way over the edge of the slot overhangs that the clip 12 not out of the slot 11 can slip out. The headboard 16 opposite end 18 of the clip 12 is with a tapering tip 19 Provided. Furthermore, the clip points 12 several (in the present case four) locking elements 20 on which on the circumference of the main body 15 are arranged. The clip 12 consists of an elastic material, so that the locking elements 20 by a lateral exertion (as shown by the arrows 21 in 3a indicated) in the direction of the clip axis 22 can be bent back and automatically spring back to their original position upon release of this force. The clips 12 are typically injection molded parts made of an elastic plastic; they can also consist of a metallic material and are then - especially if they are used to connect metallic components 2 . 5 used who the - provided with a coating to contact corrosion in the contact area between clip 12 and component 2 . 5 to avoid.

Zum Fügen des Anbauteils 5 mit dem Karosserieteil 2 werden zunächst die Clips 12 in die Schlitze 11 des Anbauteils 5 hineingeschoben. Dann wird das Anbauteil 5 so gegenüber dem Karosserieteil 2 positioniert, daß jeder Clip 12 gegenüber der ihm entsprechenden Aussparung 13 des Karosserieteils 2 zu liegen kommt (siehe 3a). Anschließend wird das Anbauteil 5 auf das Karosserieteil 2 zu bewegt (Bewegungsrichtung 23 in 3a), wobei die zulaufende Spitze 19 des Clips 12 in die Aussparung 13 eindringt. Aufgrund der konischen Gestalt der Spitze 19 wird der im Schlitz 11 verschieblich gelagerte Clip 12 dabei in die Aussparung 13 hineingeführt, so daß kleine Ungenauigkeiten in der Lage des Anbauteils 5 gegenüber dem Karosserieteil 2 ausgeglichen werden. Wird das Anbauteil 5 weiter in Richtung Karosserieteil 2 gedrückt, so kommen die Rastelemente 20 in Kontakt mit den Rändern 24 der Aussparung 13 und werden durch diese in Richtung der Clipachse 22 verformt (siehe 3b). Sobald beim weiteren Eindrücken der Clips 12 die Nasen 25 der Rastelemente 20 die Ränder 24 der Aussparung 13 passiert haben, schnappen die Rastelemente 20 elastisch in ihre Ausgangslage zurück, hintergreifen dann die Ränder 24 der Aussparung 13 und ziehen dabei den Clip 12 so weit in die Aussparung 13 hinein, bis ein zwischen Rastelementen 20 und Kopfteil 16 vorgesehener Federteller 26 flächig auf der dem Anbauteil 5 gegenüberliegenden Seite 4 des Karosserieteils 2 aufliegt. Rastelemente 20 und Federteller 26 wirken dabei in einer solchen Weise zusammen, daß der Clip 12 gegenüber dem Karosserieteil 2 verspannt wird und einen festen Sitz in der Aussparung 13 des Karosserieteils 2 hat.For joining the attachment 5 with the body part 2 be the clips first 12 in the slots 11 of the attachment 5 pushed. Then the attachment will be 5 so opposite the body part 2 positioned that every clip 12 opposite to the corresponding recess 13 of the body part 2 to come to rest (see 3a ). Subsequently, the attachment is 5 on the body part 2 moved to (direction of movement 23 in 3a ), with the tapered tip 19 of the clip 12 in the recess 13 penetrates. Due to the conical shape of the tip 19 that will be in the slot 11 slidably mounted clip 12 in the recess 13 inserted, so that small inaccuracies in the location of the attachment 5 opposite the body part 2 be compensated. Will the attachment 5 continue towards the body part 2 pressed, then come the locking elements 20 in contact with the edges 24 the recess 13 and through this in the direction of the clip axis 22 deformed (see 3b ). As soon as further impressions of the clips 12 the noses 25 the locking elements 20 the edges 24 the recess 13 have happened, snap the locking elements 20 elastic back to their original position, then reach behind the edges 24 the recess 13 and pull the clip 12 so far into the recess 13 into, until one between locking elements 20 and headboard 16 provided spring plate 26 flat on the attachment 5 opposite side 4 of the body part 2 rests. locking elements 20 and spring plate 26 act together in such a way that the clip 12 opposite the body part 2 is clamped and a tight fit in the recess 13 of the body part 2 Has.

Für diese Montage des Verkleidungsteils 5' an die Rückwandtür 2' wird ein Montagewerkzeug 27 eingesetzt, das in 4a in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt ist. Dieses Montagewerkzeug 27 umfaßt einen Rahmen 28, der an einem Arm eines (beispielsweise sechsachsigen) Industrieroboters 29 befestigt ist und durch diesen bewegt wird. Der Rahmen 28 umfaßt mehrere Unterdruck-Saugnäpfe 31, mit Hilfe derer das Verkleidungsteil 5' in einer definierten Position im Rahmen 28 gehalten wird. Weiterhin sind auf dem Rahmen 28 mehrere Kraftgeber 32 vorgesehen, die so angeordnet sind, daß je ein Kraftgeber 32 einem Fügebereich 33 auf dem Verkleidungsteil 5' zugeordnet ist, im Bereich dessen sich ein Clip 12 befindet. Die Kraftgeber 32 wirken auf die der Innenseite 10 abgewandte Sichtseite 39 des Verkleidungsteils 5', so daß durch Betätigung der Kraftgeber 32 eine Kraft in Vorschubrichtung 23 der Clips 12 ausgeübt werden kann. Die Kraftgeber 32 sind als pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten 34 ausgebildet: Jede Kolben-Zylinder-Einheit 34 ist über ein Steuerventil 35 an eine Druckluftversorgung 36 angebunden; durch Betätigung des Ventils 35 kann die Kolben-Zylinder-Einheit 34 impulsförmig mit Druckluft beaufschlagt werden, wodurch der Kolben 37 impulsartig in Richtung des Verkleidungsteils 5' getrieben wird (Pfeil 23 in 4a) und beim Auftreffen auf das Verkleidungsteil 5' eine impulsartige Kraft im Fügebereich 33 ausübt. Diese impulsartige Kraft treibt den Clip in die ihm gegenüberliegende Aussparung 13 des Karosserieteils 2 hinein und bewirkt – wie in 3a bis 3c dargestellt – ein Verrasten des Clips 12 in dieser Aussparung 13. Um dabei eine Beschädigung der dem Kolben 37 gegenüberliegenden Außenfläche 39 des Verkleidungsteils 5' zu vermeiden, kann die Stirnseite 38 des Kolbens 37 mit einem weichen Werkstoff beschichtet sein.For this assembly of the trim part 5 ' to the back door 2 ' becomes an assembly tool 27 used that in 4a is shown in a schematic sectional view. This assembly tool 27 includes a frame 28 , the one arm of a (for example, six-axis) industrial robot 29 is attached and moved by this. The frame 28 includes several vacuum suction cups 31 with the help of which the trim part 5 ' in a defined position in the frame 28 is held. Continue to be on the frame 28 several force transmitters 32 provided, which are arranged so that each a force transmitter 32 a joining area 33 on the fairing part 5 ' is assigned, in the area of which is a clip 12 located. The force transmitter 32 act on the inside 10 facing away from view 39 of the trim part 5 ' , so that by operation of the force transmitter 32 a force in the feed direction 23 the clips 12 can be exercised. The force transmitter 32 are as pneumatic piston-cylinder units 34 formed: Each piston-cylinder unit 34 is via a control valve 35 to a compressed air supply 36 connected; by actuating the valve 35 can the piston-cylinder unit 34 pulsed with compressed air, causing the piston 37 impulsive in the direction of the fairing part 5 ' is driven (arrow 23 in 4a ) and when hitting the fairing part 5 ' a pulse-like force in the joining area 33 exercises. This impulsive force drives the clip in the opposite recess 13 of the body part 2 into and effects - as in 3a to 3c shown - a clip of the clip 12 in this recess 13 , In order to damage the piston 37 opposite outer surface 39 of the trim part 5 ' To avoid the front side 38 of the piston 37 be coated with a soft material.

Jeder Kraftgeber 32 ist mit einem Kraftaufnehmer 40 versehen, mit Hilfe dessen die während der impulsartigen Kraftausübung wirkende Fügekraft gemessen wird. Der Kraftaufnehmer 40 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf dem Kolben 37 der Kolben-Zylinder-Einheit 34 angeordnet und mißt somit unmittelbar die seitens des Kolbens 37 auf das Verkleidungsteil 5' ausgeübten Kräfte. Wird die Kolben-Zylinder-Einheit 34 mit Druck beaufschlagt, so wird die Stirnseite des Kolbens 37 gegen das Verkleidungsteil 5' gedrückt, wobei die dabei auftretende Druckkraft durch den Kraftaufnehmer 40 gemessen wird. Das Ausgangs signal des Kraftaufnehmers 40 wird (wie in 4a gestrichelt angedeutet) über einen Meßverstärker einer Auswerteeinheit 48 zugeleitet, in der die aufgenommenen Meßwerte weiterverarbeitet werden.Every force transmitter 32 is with a force transducer 40 provided with the help of which the joining force acting during the impulse-like exertion of force is measured. The force transducer 40 is in the present embodiment on the piston 37 the piston-cylinder unit 34 arranged and thus measures directly on the part of the piston 37 on the fairing part 5 ' exerted forces. Will the piston-cylinder unit 34 pressurized, so the front side of the piston 37 against the fairing part 5 ' pressed, with the pressure force occurring by the force transducer 40 is measured. The output signal of the force transducer 40 will (as in 4a indicated by dashed lines) via a measuring amplifier of an evaluation unit 48 in which the recorded measured values are further processed.

Zur Montage des Verkleidungsteils 5' an der Rückwandtür 2' wird das Verkleidungsteil 5' zunächst mit Hilfe des an den Roboterarm 29 angeflanschten Montagewerkzeugs 27 aufgenommen (siehe 4a). Hierzu wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Verkleidungsteil 5' mit Hilfe des Montagewerkzeugs 27 von einem Warenträger 49 abgehoben, auf dem das Verkleidungsteil 5' dem Roboter 29 dargeboten wird. Um das Verkleidungsteil 5' in einer reproduzierbaren Weise vom Warenträger 49 aufnehmen zu können, ist das Montagewerkzeug 27 schwimmend auf dem Roboterarm 29 gelagert (was in 4a durch die Federn 42 angedeutet ist) und weiterhin mit einem Anschlag 30 versehen, mit Hilfe dessen das Verkleidungsteil 5' – unabhängig von der genauen Ausrichtung des Warenträgers 49 – reproduzierbar ausgerichtet im Montagewerkzeug 27 aufgenommen werden kann. Im Regelfall sind mehrere Anschläge 30 notwendig, welche in unterschiedlichen Bereichen und Richtungen mit dem Verkleidungsteil 5' zusammenwirken, um das Verkleidungsteil 5' hochgenau ausgerichtet im Montagewerkzeug 27 aufnehmen zu können.For mounting the trim part 5 ' at the back door 2 ' becomes the fairing part 5 ' first with the help of the robot arm 29 flanged mounting tool 27 recorded (see 4a ). For this purpose, in the present embodiment, the trim part 5 ' with the help of the assembly tool 27 from a goods carrier 49 lifted, on which the fairing part 5 ' the robot 29 is presented. To the trim part 5 ' in a reproducible manner from the product carrier 49 to be able to record is the assembly tool 27 floating on the robot arm 29 stored (what in 4a through the springs 42 indicated) and continue with a stop 30 provided with the help of which the trim part 5 ' - regardless of the exact orientation of the product carrier 49 - Reproducibly aligned in the assembly tool 27 can be included. As a rule, there are several attacks 30 necessary, which in different areas and directions with the cowling 5 ' interact to the trim part 5 ' highly accurately aligned in the assembly tool 27 to be able to record.

Ist das Verkleidungsteil 5' in der gewünschten Lage und Ausrichtung im Montagewerkzeug 27 fixiert, so wird das Montagewerkzeug 27 mitsamt dem Verkleidungsteil 5' durch den Roboter 29 zur geöffneten Rückwandtür 2' der Karosserie 1 hin verschoben. Das Montagewerkzeug 27 wird dabei in eine solche Lage geschwenkt, daß das Verkleidungsteil 5' der Innenseite 4 der Rückwandtür 2' gegenüberliegt und die Spitzen 19 der Clips 12 durch eine Vorschubbewegung des im Montagewerkzeug 27 gehaltenen Verkleidungsteils 5' in die Aussparungen 13 der Rückwandtür 2' eingeführt werden können (siehe 4b). Die lagegenaue Justierung des Montagewerkzeugs 27 gegenüber der Rückwandtür 2' erfolgt mit Hilfe von Fixierbolzen 43 mit konisch geformten Spitzen, die bei Annäherung an die Rückwandtür 2' in kreisför mige Fixierlöcher 44 auf der Rückwandtür 2' einrasten. Aufgrund der schwimmenden Lagerung 42 des Montagewerkzeugs 27 auf dem Roboterarm 29 folgt das Montagewerkzeugs 27 beim Vorschub in Richtung Rückwandtür 2' der Führung durch die Fixierlöcher 44, wodurch das schwimmend gelagerte Montagewerkzeug 27 gegenüber der Rückwandtür 2' ausgerichtet wird.Is the fairing part 5 ' in the desired th position and orientation in the assembly tool 27 fixed, then the assembly tool 27 together with the trim part 5 ' through the robot 29 to the open back door 2 ' the body 1 postponed. The assembly tool 27 is thereby pivoted in such a position that the trim part 5 ' the inside 4 the back door 2 ' opposite and the tips 19 the clips 12 by a feed movement of the assembly tool 27 held fairing part 5 ' in the recesses 13 the back door 2 ' can be introduced (see 4b ). The positionally accurate adjustment of the assembly tool 27 opposite the back door 2 ' done with the help of fixing bolts 43 with conically shaped tips, which when approaching the back door 2 ' in kreisför shaped fixing holes 44 on the back wall door 2 ' engage. Due to the floating storage 42 of the assembly tool 27 on the robot arm 29 follows the assembly tool 27 when feeding towards the rear wall door 2 ' the guide through the fixation holes 44 , whereby the floating bearing assembly tool 27 opposite the back door 2 ' is aligned.

Nebenbei bemerkt ist es nicht unbedingt notwendig, daß die Spitzen 19 der Clips 12 hochgenau zu den Mittellagen der Aussparungen 13 ausgerichtet sind. Wie in 3a bis 3c dargestellt, reicht es vielmehr aus, wenn die Spitzen 18 der Clips 12 in die Aussparungen 13 eindringen, da die Clips 12 – wie oben beschrieben – mit Spiel in den Schlitzen 11 des Verkleidungsteils 5' gehalten werden, so daß die Clips 12 kleine Verschiebungen durchführen können und beim Eindringen in die zugehörige Aussparung 13 hochgenau ausgerichtet werden.By the way, it is not absolutely necessary that the tips 19 the clips 12 highly accurate to the middle layers of the recesses 13 are aligned. As in 3a to 3c rather, it is enough if the tips are 18 the clips 12 in the recesses 13 penetrate, because the clips 12 - as described above - with game in the slots 11 of the trim part 5 ' be held so that the clips 12 small displacements and when penetrating into the associated recess 13 be aligned with high precision.

Ist das Verkleidungsteil 5' in der richtigen Ausrichtung gegenüber der Rückwandtür 2' positioniert, so werden (gleichzeitig oder nacheinander) die Kraftgeber 32 aktiviert, die dann einen impulsartigen Druck auf die ihnen gegenüberliegenden Fügebereiche 33 ausüben und dadurch die Clips 12 in die ihnen gegenüberliegenden Aussparungen 13 der Rückwandtür 2' hineintreiben. Die Betätigung der Steuerventile 35, über die den Kolben-Zylinder-Einheiten 34 die Druckluft zugeführt wird, erfolgt mit Hilfe einer Steuereinheit 47, welche an die Steuereinheit des Roboters 29 gekoppelt sein kann, um einen vollautomatischen Prozeßablauf zu ermöglichen. Während des Eindrückens der Clips 12 wird die Rückwandtür 2' mit Hilfe eines externen Fixierrahmens 45 lagegesichert, um den Stoß der Kraftgeber 32 aufzufangen und ein Zurückweichen der Rückwandtür 2' als Ganzes zu verhindern.Is the fairing part 5 ' in the correct orientation with respect to the rear wall door 2 ' positioned, then (simultaneously or successively) the force transmitter 32 activated, which then a pulse-like pressure on the opposite joining areas 33 exercise and thereby the clips 12 in the opposite recesses 13 the back door 2 ' into drive. The actuation of the control valves 35 , about the piston-cylinder units 34 the compressed air is supplied by means of a control unit 47 connected to the control unit of the robot 29 can be coupled to enable a fully automatic process flow. While impressing the clips 12 will be the back door 2 ' with the help of an external fixing frame 45 Position secured to the shock of the force transmitter 32 to catch and a back of the back door 2 ' as a whole to prevent.

Prozeßbegleitend zum Fügen jedes Clips 12 wird unter Verwendung der auf den Kolben 37 angeordneten Kraftaufnehmern 40 der zeitliche Verlauf der Kräfte gemessen, die während des Eindrücken des Clips 12 auf den Kolben 37 der Kolben-Zylinder-Einheit 34 wirken. Dieser zeitliche Kraftverlauf wird prozeßbegleitend mit Hilfe der Auswerteeinheit 48 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 48 ist mit einem Monitor 41 versehen, auf dem die zeitliche Folge der Meßwerte graphisch dargestellt wird. Die Triggerung des Meßprozesses des Kraftaufnehmers 40 erfolgt durch das Auslösen des Steuerventils 35 des zugehörigen Kraftgebers 32, so daß ein wohldefinierter Beginn des Meßprozesses gegeben ist.Process accompanying to the joining of each clip 12 is using the on the piston 37 arranged load cells 40 The time course of the forces measured during the impressions of the clip 12 on the piston 37 the piston-cylinder unit 34 Act. This temporal force curve is accompanied by process with the help of the evaluation unit 48 evaluated. The evaluation unit 48 is with a monitor 41 on which the temporal sequence of the measured values is graphically represented. The triggering of the measurement process of the force transducer 40 is done by triggering the control valve 35 the associated force transmitter 32 , so that a well-defined beginning of the measurement process is given.

Ein Beispiel für eine registrierte Kraft/Zeit-Charakteristik bei einem ordnungsgemäßen Einführen und Einrasten des Clips 12 in die Aussparung 13 ist in 5a dargestellt. Diese Charakteristik weist vier distinkte Bereiche auf:

I. einen Kraftanstieg (Bereich I in 5a), der dem Einfädeln und dem beginnenden Eindrücken der Clipspitze 19 in die Aussparung 13 entspricht (siehe 3a) und bis zu einem Maximum 50 führt, bei dem die Nasen 25 der Rastelemente 20 des Clips 12 die Höhe des Randes 24 der Aussparung 13 erreicht haben (maximale elastische Verformung der Rastelemente 20 – siehe 3b);
II. einen an das Kraftmaximum 50 anschließenden starken Kraftabfall (Bereich II in 5a) auf ein Kraftminimum 51; in diesem Bereich II eilt der Clip 12 durch Zurückschnappen der Rastelemente 20 dem Kraftgeber 32 voraus, bis er seine konstruktiv vorgegebene Endlage (3c) erreicht hat;
III: einen schnellen, monotonen Kraftanstieg (Bereich III in 5a), welcher durch das Auftreffen des Kraftgebers 32 auf den eingerasteten Clip 12 entsteht und durch den Federteller 26 des Clips 12 gedämpft wird; der Kraftgeber 32 erreicht innerhalb dieses Zeitabschnitts seine Endposition;
IV. einen Ausschwingbereich (Bereich IV in 5a), der durch einen Ausschwingvorgang der Kraftkurve gekennzeichnet ist; er entsteht durch ein Rückschwingen des Federtellers 26 in Verbindung mit der Endlage des Kraftgebers 32.

An example of a registered force / time characteristic in the proper insertion and locking of the clip 12 in the recess 13 is in 5a shown. This characteristic has four distinct areas:

I. an increase in force (area I in 5a ), the threading and the beginning of pressing the clip tip 19 in the recess 13 corresponds (see 3a ) and up to a maximum 50 leads, where the noses 25 the locking elements 20 of the clip 12 the height of the edge 24 the recess 13 have reached (maximum elastic deformation of the locking elements 20 - please refer 3b );
II. One to the maximum force 50 subsequent strong drop in force (area II in 5a ) to a minimum force 51 ; in this area II the clip rushes 12 by snapping back the locking elements 20 the force transmitter 32 until it reaches its constructively prescribed end position ( 3c ) has reached;
III: a fast, monotonous increase of force (area III in 5a ), which by the impact of the force transmitter 32 on the locked clip 12 arises and through the spring plate 26 of the clip 12 is dampened; the force transmitter 32 reaches its final position within this period of time;
IV. A swing-out area (area IV in 5a ), which is characterized by a decay of the force curve; it is created by a return swing of the spring plate 26 in connection with the end position of the force transmitter 32 ,

Während das spezifische Aussehen des Bereiche I stark von der jeweiligen Fügesituation (Anfangslage des Clip 12 gegenüber dem Mittelpunkt der Aussparung 13, Kraftbedarf beim Verformen des Rastelemente 20 etc.), abhängt, stellt der Kurvenverlauf in den Bereichen II und III ein klares Indiz für ein ordnungsgemäßes Fügen des Clips 12 dar. Insbesondere tritt der charakteristische Kraftabfall in Bereich II bei allen gelungenen Clipverbindungen auf und wird – wie weiter unten beschrieben – für die Auswertung der Kraftverlaufskurve primär herangezogen. Allerdings hängt auch in den Bereichen II und III die Kraft/Zeit-Charakteristik (insbesondere die Absolutwerte der dabei durchlaufenden Kraftwerte) in starkem Maße ab von Material, Lage und Geometrie der Clips 12 sowie von der Geometrie der zu fügenden Bauteile 2, 5. Daher muß die Kurve für ein „gutes" Fügeergebnis interaktiv eingelernt werden. Dabei zeigt sich, daß die Kurve umso besser charakterisierbar ist, je „steifer" der Fügebereich 33 auf dem Anbauteil 5 und der die Aussparung 13 umgebende Bereich 51 auf dem Karosserieteil 2 ist: Je stärker diese Bereiche 33, 51 mechanisch an Stützbereiche (wie z.B. den Rahmen 28 des Montagewerkzeugs 27, die Fixierbolzen 43 bzw. die ihnen gegenüberliegenden Fixierlöcher 44, den Fixierrahmen 45 etc.) gekoppelt sind, desto klarer und besser reproduzierbar sind die Kraftabfälle und -anstiege in den Bereichen II und III.While the specific appearance of the areas I strongly depends on the respective joining situation (initial position of the clip 12 opposite the center of the recess 13 , Power requirement when deforming the locking elements 20 etc.), the curve in areas II and III is a clear indication of proper joining of the clip 12 In particular, the characteristic force drop in area II occurs in all successful clip connections and is - as described below - primarily used for the evaluation of the force curve. However, in areas II and III too, the force / time characteristics (in particular the absolute values of the force values passing through them) depend to a great extent on the material, position and geometry of the clips 12 as well as the geometry of the components to be joined 2 . 5 , Therefore, the curve must be taught in interactively for a "good" joining result It is shown that the curve is the better characterized, the stiffer the joint area 33 on the attachment 5 and the recess 13 surrounding area 51 on the body part 2 is: the stronger these areas 33 . 51 mechanically to support areas (such as the frame 28 of the assembly tool 27 , the fixing bolts 43 or the fixing holes opposite them 44 , the fixing frame 45 etc.), the clearer and more reproducible are the force drops and increases in areas II and III.

Weiterhin können beim gleichzeitigen Eindrücken mehrerer – insbesondere eng benachbarter Clips 12 – Wechselwirkungen zwischen den an diesen Clips gemessenen Kraftverläufen auftreten, welche von den zugehörigen Kraftgebern 32 ausgeübt werden. Um in einem solchen Fall eine getrennte Beurteilung des Fügeergebnisses jedes einzelnen Clips 12 zu ermöglichen, kann es zweckmäßig sein, diese Clips 12 nicht gleichzeitig, sondern zeitlich deutlich zueinander versetzt einzudrücken.Furthermore, when simultaneously pressing several - especially closely adjacent clips 12 - Interactions between the measured force curves on these clips occur, which of the associated force generators 32 be exercised. In such a case, a separate assessment of the joining result of each clip 12 it may be appropriate to use these clips 12 not at the same time but in time clearly offset from one another.

5b zeigt ein Beispiel für ein nichtordnungsgemäßes Einrasten eines defekten Clips 12 (d.h. in einem Fall, in dem einige der Rastelemente des Clip 12 fehlten bzw. verformt waren): In diesem Fall ist im Kraft/Zeit-Verlauf zwar der dem Einführen der Clipspitze 19 entsprechende Kraftanstieg (Phase I) vorhanden, aber es fehlt in der bei ordnungsgemäßem Fügen vorhandene charakteristische Kraftabfall (Phase II in 5a) gefolgt von einem großen, schnellen Kraftanstieg (Phase III in 5a); stattdessen findet ein kontinuierlicher Kraftanstieg statt, der dem Einführen des defekten Clips 12 in die Aussparung 13 – ohne begleitendes Einrasten – entspricht. 5b shows an example of improper locking of a defective clip 12 (ie in a case where some of the locking elements of the clip 12 were missing or deformed): In this case, in the force / time course, although the insertion of the clip tip 19 corresponding increase in force (phase I) is present, but there is no characteristic force drop (phase II in 5a ) followed by a large, rapid increase in strength (Phase III in 5a ); instead, there is a continuous increase in force, which is the insertion of the defective clip 12 in the recess 13 - without accompanying snap - corresponds.

Die Auswertung des Kraft-/Zeit-Verlaufs erfolgt über Grenzwertschalter in Echtzeit synchron zur Messung, wobei ein bestimmtes Kriterium erst dann (durch Grenzwertvergleich) ausgewertet wird, wenn das vorhergehende bewertet wurde. Eine geeignete Wahl der Grenzwertschalter ist in 6 dargestellt.The evaluation of the force / time curve takes place via limit value switches in real time in synchronism with the measurement, whereby a specific criterion is only evaluated (by limit value comparison) if the previous one has been evaluated. A suitable choice of limit switches is in 6 shown.

Zunächst wird überprüft, ob beim Kraftanstieg in Phase I ein vordefinierter Schwellwert Δ1 überschritten wurde. Ist dies nicht der Fall, so wird die vorliegende Clipverbindung als „nicht OK" bewertet, und die weitere Auswertung des Kraftverlaufs wird mit einer Fehlermeldung abgebrochen. Wurde der Schwellwert Δ1 überschritten, so wird durch iteratives Verfolgen des Kraftanstiegs der Maximalwert 50 ermittelt, von dem an ein Abfall der Kraft erfolgt. Der Kraftabfall (Phase FI) muß drei Kriterien erfüllen: erstens muß die Kraft – ausgehend vom Maximalwert 51 – um mehr als einen vordefinierten Schwellwert Δ2 abfallen; zweitens muß die Fügekraft beim Erreichen des Minimalwerts 51 unter einen weiteren Schwellwert Δ3 fallen, und drittens muß dieser Kraftabfall innerhalb einer Schwellzeit Δ4 erfolgt sein. Ist eines dieser drei Kriterien nicht erfüllt, so wird die vorliegende Clipverbindung als „nicht OK" bewertet, und die weitere Auswertung des Kraftverlaufs wird mit einer Fehlermeldung abgebrochen. Sind die drei Kriterien erfüllt, so wird abgeprüft, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeit (Schwellwert Δ5) ein kräftiger Kraftanstieg (Schwellwert Δ6) erfolgt. Sind auch diese beiden Kriterien erfüllt, so wird die vorliegende Clipverbindung als gelungen bewertet. Diese Art der Auswertung gestattet – auf Basis einer gemessenen Kraft/Zeit-Kurve – eine vollautomatische Echtzeit-Bewertung, ob der Clip 12 „ordnungsgemäß" oder „nicht ordnungsgemäß" in die Aussparung 13 eingeführt wurde und dort eingerastet ist.First, it is checked whether a predefined threshold Δ1 was exceeded during the increase in force in phase I. If this is not the case, then the present clip connection is evaluated as "not OK" and the further evaluation of the force curve is aborted with an error message If the threshold value Δ1 was exceeded, the maximum value is determined by iterative tracking of the force increase 50 determined, from which a drop of force takes place. The power loss (phase FI) must meet three criteria: first, the force must - starting from the maximum value 51 - fall by more than a predefined threshold Δ2; secondly, the joining force must be reached when the minimum value is reached 51 fall under another threshold .DELTA.3, and third, this drop in force must have taken place within a threshold Δ4. If one of these three criteria is not fulfilled, then the present clip connection is evaluated as "not OK" and the further evaluation of the force curve is aborted with an error message If the three criteria are fulfilled, it is checked whether within a predetermined time (threshold value Δ5 If these two criteria are met, the present clip connection is evaluated as successful.This type of evaluation allows - based on a measured force / time curve - a fully automatic real-time evaluation of whether the clip 12 "Properly" or "improperly" in the recess 13 was introduced and locked there.

Zur Beurteilung des Gesamt-Fügeergebnisses beim Einclipsen des Verkleidungsteils 2' an die Rückwandtür 5' werden die Kraft/Zeit-Kurven sämtlicher auf diesem Verkleidungsteil 2' befindlichen Clips 12 ausgewertet und das Fügeergebnis als „nicht OK" eingestuft, wenn mindestens einer dieser Clips 12 „nicht ordnungsgemäß" gefügt wurde. In diesem Fall kann die dem „nicht ordnungsgemäß" gefügten Clip 12 entsprechenden Kraft/Zeit-Kurve (vollautomatisch) analysiert werden, um herauszufinden, was die Fehlerursache für dieses schlechte Fügeergebnis war. Ergibt diese Analyse, daß der betreffende Clip 12 an sich in Ordnung ist, jedoch nicht ordnungsgemäß gefügt wurde, so kann durch nochmalige Aktivierung des diesem Clip 12 entsprechenden Kraftgebers 32 versucht werden, den Clip 12 ordnungsgemäß in die Aussparung 13 hineinzudrücken. Falls dies nicht gelingt, oder falls die Auswertung des Kraft-/Zeit-Diagramms zeigt, daß der Clip 12 defekt ist, so kann seitens der Auswerteeinheit 48 ein Leucht- oder Tonsignal ausgelöst werden, welches das Bedienpersonal darauf hinweist, daß an der betreffenden Karosserie 1 Nacharbeit notwendig ist.To assess the overall joining result when clipping the trim panel 2 ' to the back door 5 ' The force / time curves are all on this fairing part 2 ' located clips 12 evaluated and the joining result classified as "not OK" if at least one of these clips 12 "Improperly" has been added, in which case the clip that was "improperly" attached 12 corresponding force / time curve (fully automatic) are analyzed to find out what the cause of the fault was for this poor joining result. If this analysis shows that the clip in question 12 in itself is ok, but was not properly attached, so by re-activation of this clip 12 corresponding force transmitter 32 be tried, the clip 12 properly in the recess 13 push in. If this fails, or if the evaluation of the force / time diagram shows that the clip 12 is defective, so on the part of the evaluation unit 48 a light or sound signal are triggered, which indicates the operator that on the body in question 1 Rework is necessary.

Alternativ zu der bisher beschriebenen Messung des Zeitverlaufs der Fügekraft kann zur Beurteilung der Fügequalität auch die Fügekraft als Funktion des räumlichen Vorschubs des Kolbens 37 (bzw. des Clips 12 gegenüber der Aussparung 13) herangezogen werden. In diesem Fall wird anstelle der in 5a bis 5c gezeigten Kraft/Zeit-Darstellung eine Kraft/Weg-Grafik verwendet. Die im vorgehenden beschriebenen Charakteristika des Kraftverlaufs gelten generell auch in diesem Fall, selbst wenn der eigentliche Kurvenverlauf dann etwas anders aussieht.As an alternative to the previously described measurement of the time course of the joining force, the joining force as a function of the spatial feed of the piston can also be used to assess the joining quality 37 (or the clip 12 opposite the recess 13 ) are used. In this case, instead of in 5a to 5c shown force / time graph used a force / displacement graph. The characteristics of the force curve described above generally apply in this case as well, even if the actual curve then looks somewhat different.

Wurde bisher ein (vollautomatischer) Fügeprozeß des Anbauteils 5 mit dem Karosserieteil 2 betrachtet, der mit Hilfe des von einem Industrieroboter 29 geführten Montagewerkzeugs 27 durchgeführt wird, so kann der Fügeprozeß auch teilautomatisch er folgen. In diesem Fall ist das Montagewerkzeug 27 auf einem werkergeführten Handlingsgerät montiert. Das Verkleidungsteil 5' wird zunächst durch den Werker in das Montagewerkzeug 27 eingelegt. Anschließend wird das auf dem Handlingsgerät befestigte Montagewerkzeug 27 mit dem Verkleidungsteil 5' von dem Werker manuell in der gewünschten Lage gegenüber der Rückwandtür 2' ausgerichtet. Dann löst der Werker manuell die Kraftgeber 32 aus, welche die Clips 12 in die Aussparungen 13 drücken. Die Aktivierung der Kraftgeber 32 kann entweder einzeln nacheinander oder zeitlich gemeinsam erfolgen. Auch in diesem Fall kann durch prozeßbegleitende Messung der Fügekräfte eine sofortige Rückmeldung über das Fügeergebnis erhalten werden.Was previously a (fully automatic) joining process of the attachment 5 with the body part 2 considered with the help of an industrial robot 29 guided assembly tool 27 is performed, the joining process can also be semi-automatic he follow. In this case, the assembly tool 27 mounted on a manufacturer-controlled handling device. The fairing part 5 ' is first by the worker in the assembly tool 27 inserted. subsequently, ßend is attached to the handling device mounting tool 27 with the trim part 5 ' manually by the worker in the desired position opposite the rear door 2 ' aligned. Then the worker manually releases the force transmitter 32 from which the clips 12 in the recesses 13 to press. The activation of the force transmitter 32 can be done either one at a time or in time. Also in this case can be obtained by process-accompanying measurement of the joining forces an immediate feedback on the joining result.

Alternativ zu einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 34 kann der Kraftgeber 32 auch hydraulisch betrieben werden; in diesem Fall wird der Kolben 37 mit Hilfe eines druckbeaufschlagten Fluids gegen den Fügebereich 33 des Verkleidungsteils 5' gepreßt. Weiterhin kann der Kraftgeber 32 auch mechanisch – insbesondere mit Hilfe einer vorgespannten mechanischen Feder – betrieben werden.Alternatively to a pneumatic piston-cylinder unit 34 can the force transmitter 32 also be operated hydraulically; in this case the piston 37 with the help of a pressurized fluid against the joining area 33 of the trim part 5 ' pressed. Furthermore, the force transmitter 32 also be operated mechanically - in particular by means of a prestressed mechanical spring.

Vorangehend wurde die Erfindung anhand des konkreten Ausführungsbeispiels des Fügen eines Verkleidungsteils 5' mit einer Rückwandtür 2' beschrieben. Jedoch ist die Erfindung gleichermaßen auf die prozeßbegleitende Überprüfung von Clipverbindungen zwischen beliebigen Bauteilen 2, 5 anwendbar.Previously, the invention was based on the concrete embodiment of the joining of a trim part 5 ' with a back door 2 ' described. However, the invention is equally on the process-accompanying review of clip connections between any components 2 . 5 applicable.

Claims

Method for monitoring a joining process between two components ( 2 . 5 ), in particular between an attachment ( 5 ) and a body part ( 2 ) in the course of vehicle assembly, - wherein the first component ( 5 ) at least one clip ( 12 ) with a latching element ( 20 ), and wherein the second component ( 2 ) at least one recess ( 13 ), which a latching of the locking element ( 20 ) of the clip ( 12 ) allows - in which method - the during the joining of the clip ( 12 ) in the recess ( 13 ) applied joining force by means of a hydraulic or pneumatic force transmitter ( 32 ) is applied, - the time course of the joining force is measured, - and this joining force measurement is used to assess the joining result, - as a criterion for proper installation of the clip - an increase in force (I), - followed by a drop in force (II ) - followed by a further increase in force (III) in the course of time of the joining force is used.

Method according to claim 1, characterized in that that the measurement of the joining force process synchronously is evaluated.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the joining force is impulsively applied.