DE102007001048B3 - Method for engaging components of hinge, involves forming multiple ball paths by hinge outer part and hinge inner part of hinge, where hinge outer part and hinge inner part are divided into inner area and outer area by ball cage - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Prüf- und Herstellungsverfahren sowie geeignete Vorrichtungen zur Verwirklichung dieser Verfahren, die zum Gegenstand haben, die Funktionstüchtigkeit bzw. die Vollständigkeit von Gelenken insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung zu überprüfen und somit wesentlich zur Qualitätssicherung beitragen.The The present invention relates to testing and manufacturing processes and suitable devices for implementing these methods, which have the object, the functionality or completeness of joints, in particular as part of a series production and thus essential for quality assurance contribute.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Prüfung von Gelenken im bereits wenigstens teilweise montierten Zustand. Unter „Gelenk" wird insbesondere ein Drehgelenk bzw. ein Gleichlaufdrehgelenk verstanden, wie sie zur Drehmomentübertragung beispielsweise im Automobilbau eingesetzt werden. Insbesondere betrifft es auch die Kontrolle von Gelenkzapfen, Scheibengelenken und dergleichen.The The invention particularly relates to the testing of joints in the already at least partially assembled state. Under "joint" in particular a rotary joint or a constant velocity universal joint, as used for torque transmission used for example in the automotive industry. In particular, it concerns It also controls the pivot pins, disc joints and the like.
Solche Gelenke werden regelmäßig in der Weise automatisiert hergestellt, dass sie letztendlich eine Art gekapseltes System bilden, dessen innerer Aufbau am Ende des Herstellungsprozesses nicht mehr ohne weiteres einsehbar ist. Aus diesem Grund ist es erforderlich, im Fortgang dieses Herstellungsprozesses insbesondere eine Prüfung vorzunehmen, anhand derer sich feststellen lässt, ob beispielsweise alle Komponenten des Gelenks vorhanden bzw. richtig positioniert sind.Such Joints become regular in the way Automatically manufactured, that they ultimately encapsulated a kind Form system whose internal construction at the end of the manufacturing process no longer easily visible. That's why it is necessary in the course of this manufacturing process in particular an exam to determine, for example, all Components of the joint are present or correctly positioned.
Sollte beispielsweise eine der Drehmoment übertragenden Kugeln nicht an der gewünschten Kugelposition sein, so führt das im Betrieb zumindest zu einer deutlichen Mehrbelastung der vorhandenen Kugeln, so dass hier die Lebensdauer des Gelenks negativ beeinflusst wäre. Deshalb ist gerade nach dem Montieren des Gelenks eine solche Überprüfung sinnvoll und notwendig.Should For example, one of the torque transmitting balls not the desired Be ball position, so leads that during operation at least to a significant additional load of the existing balls, so that the life of the joint would be negatively affected. Therefore is just after mounting the joint such a review makes sense and necessary.
Zusätzlich ist hierbei jedoch zu berücksichtigen, dass ein solches Gelenk regelmäßig sehr komplex aufgebaut ist und nur schwer eingesehen werden kann. Die manuelle Prüfung durch Personen ist, soweit überhaupt möglich, teuer und zeitintensiv.In addition is but to take into account that such a joint is very regular is complex and difficult to see. The manual examination by persons, if at all possible, expensive and time consuming.
Dabei
sind aus der
Die
Schließlich beschreibt
die
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden mit dem eine schnelle und berührungsfreie Überprüfung des Gelenks, insbesondere der Kugeln an den gewünschten Kugelpositionen, verwirklicht werden kann. Die anzugebenden Verfahren und Vorrichtungen sollen bevorzugt auch geeignet sein, einfach in eine Serienfertigung für solche Gelenke integriert werden zu können. Ziele sind zudem, den Ausbau und die Absicherung einer automatisierten Fertigung von Drehgelenken voranzutreiben.Of these, It is an object of the present invention, with reference At least partially attributed to the prior art problems to solve. In particular, a method should be given with a fast and non-contact verification of Articulated, in particular the balls at the desired ball positions, be realized can. The methods and devices to be specified are preferred also be suitable, simply in a mass production for such Joints can be integrated. Another goal is to expand and secure an automated system To promote the production of swivel joints.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren zum Erfassen von Bauteilen eines Gelenks gemäß Patentanspruch 1, einem Herstellungsverfahren für ein Ge lenk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 sowie einer Vorrichtung zum Erfassen von Bauteilen eines Gelenks gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Zudem werden die Merkmale in der Beschreibung im Detail erläutert und spezifiziert, wobei zusätzliche besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben werden.These Tasks are solved with a method for detecting components of a joint according to claim 1, a manufacturing method for a Ge steering with the features of claim 7 and a device for detecting components of a joint according to the features of the claim 8. Further advantageous embodiments of the invention are in the each dependent formulated claims specified. It should be noted that the individual in the claims listed Features in any, technologically meaningful way with each other can be combined and show further embodiments of the invention. In addition, the Features in the description explained and specified in detail, wherein additional particularly preferred embodiments of the invention are given.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen von Bauteilen eines Gelenks, wobei das Gelenk ein Gelenkaußenteil hat, das einen zumindest einseitig offenen Hohlraum bildet, in dem ein Gelenkinnenteil, eine Mehrzahl von Kugeln und ein Fenster aufweisender Kugelkäfig positioniert sind, wobei mit dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil mehrere Kugelbahnen gebildet sind, die von dem Kugelkäfig in radiale Richtung in einen Innenbereich und einen Außenbereich unterteilt wird, wird Licht entweder in den Innenbereich geleitet und ein Parameter des hinaustretenden Lichtes im Außenbereich erfasst oder umgekehrt.at the method according to the invention for detecting components of a joint, wherein the joint is an outer joint part has, which forms an open at least one side cavity in the an inner joint part, a plurality of balls, and a window ball cage are positioned, with the outer joint part and the inner joint part a plurality of ball tracks are formed by the ball cage in radial Direction is divided into an indoor area and an outdoor area is Light is directed either to the interior and a parameter of the Outgoing light in the outdoor area recorded or vice versa.
Bevorzugt ist bei diesem Verfahren, dass das Licht in ungerichteter Form in den gewünschten Bereich des Hohlraumes eingeleitet wird, so dass dieser relativ gleichmäßig und ganzheitlich ausgeleuchtet wird. Dies kann direkt mit einer entsprechend gestalteten Lichtquelle vorgenommen werden, es ist jedoch auch möglich, eine entsprechende Optik mit Linsen, Spiegeln oder dergleichen vorzusehen, die einen entsprechenden Lichtstrahl in den gewünschten Bereich des Hohlraums einleiten kann. Insbesondere soll auf diese Weise gewährleistet sein, dass ein Fenster des Kugelkäfigs sicher ausgeleuchtet wird und wenigstens an dessen Kanten ausreichend Licht reflektiert wird, damit dies wieder detektiert werden kann. Das Verfahren zur Erkennung von leeren Fenstern ist sehr aussagekräftig und sicher. Im Gegensatz zu (optischen) Verfahren, die eine Kugel mit stark variierenden Oberflächeneigenschaften (Verschmutzung, Kratzer, Materialausprägung, usw.) identifizieren möchten, müssen bei diesem neuen Konzept im Wesentlichen nur zwei Zustände bewertet werden: Licht tritt hindurch oder nicht. So kann die Vorrichtung im Hinblick auf die Ausrichtung des Lichts und der Auswertung des erfassten Lichts relativ einfach ausgeführt sein.In this method, it is preferred that the light is introduced into the desired area of the cavity in an undirected form, so that it is illuminated relatively uniformly and holistically. This can be done directly with a suitably designed light source, but it is also possible to provide a corresponding lens with optics, mirrors or the like, which can initiate a corresponding light beam in the desired region of the cavity. In particular, it should be ensured in this way that a window of the ball cage is reliably illuminated and at least at the edges of sufficient light is reflected, so that this can be detected again. The procedure for detecting empty windows is very meaningful and safe. In contrast to (optical) processes, which want to identify a sphere with widely varying surface properties (soiling, scratches, material characterization, etc.), essentially only two states have to be evaluated in this new concept: light passes through or not. Thus, the device can be made relatively simple with regard to the alignment of the light and the evaluation of the detected light.
Dieses, insbesondere an einer vorgegebenen Stelle, hinaustretende Licht wird nun mittels zumindest eines Parameters erfasst. Grundsätzlich kann die Intensität, die Intensitätsverteilung, der Lichtstrom, die Lichtmenge (bevorzugt), die Lichtstärke, oder ein ähnlich geeigneter Parameter des hinaustretenden Lichts ermittelt werden.This, in particular at a predetermined location, outgoing light is now detected by means of at least one parameter. Basically the intensity, the intensity distribution, the luminous flux, the amount of light (preferred), the luminous intensity, or a similar one suitable parameter of the outgoing light can be determined.
Zudem ist es vorteilhaft, dass eine vorgegebene Lichtmenge in den Hohlraum mit den Bauteilen geleitet wird und das wieder hinaustretende Licht mittels zumindest eines Parameters erfasst und mit einem für dieses Gelenk charakteristischen Sollparameter verglichen wird. Dieser, das hinaustretende Licht charakterisierende, Parameter wird nun mit einem für das untersuchte Gelenk charakteristischen Sollparameter verglichen. Bevorzugt handelt es sich dabei um ein Verfahren, bei dem der erfasste Parameter und der Sollparameter der gleichen Art sind, es ist jedoch auch möglich, gegebenenfalls den erfassten Parameter in einen dem Sollparameter entsprechenden Parameter umzuwandeln bzw. umzurechnen. Bezüglich des Sollparameters ist anzumerken, dass dieser in Form eines konkreten Wertes und/oder in Form eines Wertebereiches vorgegeben werden kann. So kann beispielsweise ein Mittelwert vorgegeben sein (ggf. mit einem entsprechenden Toleranzbereich), ebenso wie (mindestens) ein Grenzwert oder es können beispielsweise auch zwei oder mehr Grenzwerte vorgegeben werden, die insbesondere einen bzw. mehreren Sollparameterbereiche definieren.moreover It is advantageous that a given amount of light in the cavity is conducted with the components and the re-emergent light detected by at least one parameter and with a for this Joint characteristic setpoint parameter is compared. This, the outgoing light characterizing parameter is now with a for the examined joint compared characteristic target parameters. This is preferably a method in which the detected Parameters and the setpoint parameter of the same kind are, it is however also possible, if necessary, the detected parameter in a the desired parameter to convert or convert the corresponding parameters. Regarding the Sollparameters it should be noted that this in the form of a concrete Value and / or in the form of a range of values can be specified. For example, an average value can be specified (possibly with a corresponding tolerance range), as well as (at least) one Limit or it can For example, two or more limits are given, which in particular define one or more desired parameter ranges.
Bezüglich des Vergleichs ist anzumerken, dass der Wert des erfassten Parameters in Bezug auf den gegebenen Grenzwert, Wertebereich bzw. Mittelwert mit Toleranzbereich des Sollparameters in Relation gesetzt werden kann. Zudem sind regelmäßig Kriterien festgelegt, die aus dem Vergleich eine Aussage generieren lassen, ob die Kugel an der gewünschten Position vorhanden ist oder nicht.Regarding the Comparison should be noted that the value of the detected parameter in relation to the given limit value, value range or mean value be set in relation to the tolerance range of the setpoint parameter can. In addition, criteria are regular which generate a statement from the comparison, whether the ball at the desired Position exists or not.
Ganz besonders bevorzugt werden folgende Rahmenbedingungen zur Durchführung des Verfahrens eingehalten: All Particular preference is given to the following framework conditions for carrying out the Procedure complied with:
Lichtstrahl:Beam:
- – Verwendung einer Mehrzahl von zumindest bereichsweise gleichmäßig verteilten Leuchtdioden (LED), insbesondere in einer zumindest bereichsweise linien- oder kreisbogenähnlichen Anordnung,- Use a plurality of at least partially uniformly distributed Light-emitting diodes (LED), in particular in an at least partially line or arc-like Arrangement,
- – Verwendung einer Mehrzahl von Leuchtdioden für eine Kugelbahn, insbesondere zumindest 3 LED pro Kugelbahn,- Use a plurality of light emitting diodes for a ball track, in particular at least 3 LEDs per ball track,
- – Verwendung von GaAlAs-IR-LED,- Use GaAlAs IR LED,
- – Verwendung von LED mit einem Abstrahlwinkel im Bereich von +/– 8° bis +/– 20°,- Use of LED with a beam angle in the range of +/- 8 ° to +/- 20 °,
- – Verwendung von LED mit einer Wellenlänge im Bereich von 750 nm bis 1000 nm, insbesondere mit einer Wellenlänge um 880 nm (Nanometer).- Use of LED with one wavelength in the range of 750 nm to 1000 nm, in particular with a wavelength around 880 nm (nanometers).
Erfasster Parameter:Captured parameter:
- – Verwendung einer Mehrzahl von zumindest bereichsweise gleichmäßig verteilten Fototransistoren, insbesondere in einer zumindest bereichsweise linien- oder kreisbogenähnlichen Anordnung,- Use a plurality of at least partially uniformly distributed Phototransistors, in particular in an at least partially line or arc-like Arrangement,
- – Verwendung einer Mehrzahl von Fototransistoren für eine Kugelbahn, insbesondere zumindest 2 Fototransistoren pro Kugelbahn,- Use a plurality of phototransistors for a ball track, in particular at least 2 phototransistors per ball track,
- – Verwendung von NPN-Silizium-Fototransistoren,- Use NPN silicon phototransistors,
- – Verwendung von Fototransistoren mit einer spektralen Fotoempfindlichkeit (S = 10% von Smax) von 380 bis 1150 nm (Naometer).- Use of phototransistors with spectral photosensitivity (p = 10% of Smax) from 380 to 1150 nm (Naometer).
Charakteristischer Sollparameter:Characteristic setpoint parameter:
- – Hier orientiert sich der erfasste Parameter an der Fotoempfindlichkeit der Fototransistoren, bei ausreichender Lichtmenge im Bereich der Fototran sistoren wird mit wenigstens einem Fototransistor ein Fotostrom generiert, so dass dieser den Sollparameter darstellt.- Here the recorded parameter is based on the photosensitivity the phototransistors, with sufficient amount of light in the Fototran transistors with at least one phototransistor a photocurrent generated, so that this represents the target parameter.
- – Weiterhin ist auch möglich, die eingebrachte Lichtleistung als Maß für den Sollwert heranzuziehen, zum Beispiel kann der Sollwert 20%, 10% oder sogar 5% der eingebrachten Lichtleistung betragen und eine Fehlstelle bei Überschreitung dieses Sollwertes angenommen werden.- Farther is possible, too, to use the introduced light output as a measure of the setpoint, For example, the setpoint may be 20%, 10% or even 5% of the introduced Light output and a defect in excess of this setpoint be accepted.
Wenn eine Kugel in gewünschter Weise in dem Kugelfenster montiert ist, dann füllt diese das Fenster soweit aus, dass nur sehr geringe Lichtanteile die gegenüberliegende Seite erreichen. Wird also in diesem Fall Licht in den Innenbereich bzw. in den Außenbereich eingeleitet, so ist im anderen Bereich keine signifikante Lichtmenge identifizierbar. Um hier besonders störungsfrei genaue Aussagen zu erhalten, können auch Lichtschutzmittel vorgesehen sein. Diese Lichtschutzmittel verlängern beispielsweise die Trennung des Innen- und Außenbereiches über den Kugelkäfig hinaus und/oder schließen diesen stirnseitig gegenüber der Lichtquelle ab.If a ball is mounted in the desired manner in the spherical window, then this fills the window so far that only very small amounts of light reach the opposite side. If, in this case, light is introduced into the inner area or into the outer area, no significant amount of light can be identified in the other area. In order to obtain particularly accurate information here, it is also possible to provide light stabilizers. For example, these sunscreen extend the separation of the inner and outer regions beyond the ball cage and / or close it frontally opposite the light source.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Parameter des hinaustretenden Lichts im Bereich zumindest mehrerer, insbesondere aller, Kugelpositionen gleichzeitig erfasst. Damit ist insbesondere ein Verfahren angegeben, das konkret die Positionierung der Drehmoment übertragenden Kugeln in einem solchen Gelenk überprüft. Gerade im Hinblick auf die Kugelkontrolle mit dem hier so genannten „Lichtfluten" wurde erstmalig eine Möglichkeit geschaffen, sicher und schnell eine fehlende Kugel im Gelenk, im Achszapfen, etc. festzustellen. Bei der ständig wachsenden Automatisierung, in der kein Personal mehr in den Verbauungsprozess des Gelenkes eingreift, kann keine persönliche, visuelle Kontrolle durchgeführt werden. Für einzelne Kugelpositionen lassen sich mit der Erfindung berührungslos und ohne mechanischen Verschleiß in einem kurzen Zeitraum sicher fehlende Kugeln erkennen. Grundsätzlich ist es möglich, mit einmaligem Durchführen dieses Verfahrens alle Kugelpositionen gleichzeitig zu erfassen, um jedoch beispielsweise die Apparatur möglichst klein zu halten, ist es auch möglich, jede Kugelposition einzeln zu überprüfen.According to one Advantageous development of the method is the parameter of outgoing light in the range of at least several, in particular all, Detected ball positions simultaneously. This is especially one Specified method, specifically the positioning of the torque transmitting balls checked in such a joint. Especially in the With regard to the ball control with the so-called "flood of light" became the first time a possibility created, safely and quickly a missing ball in the joint, in the Achszapfen, etc. determine. In the ever-growing automation, in which no more staff in the process of disposition of the joint no personal, performed visual inspection become. For individual ball positions can be contactless with the invention and without mechanical wear in Detect missing balls for a short period of time. Basically it is possible with one time performing this procedure to capture all the ball positions simultaneously, however, for example, to keep the apparatus as small as possible it also possible, each Check ball position individually.
Sollte eine solche Einzelüberprüfung erforderlich sein, so kann dies durch eine wiederholte, gleichzeitige und/oder sequentiell stattfindende Prüfung des Gelenks erfolgen, das beispielsweise sechs, acht, zehn, zwölf oder mehr Kugeln oder auch eine ungerade Anzahl von Kugeln umfasst. Bevorzugt wird dabei eine Relativbewegung zwischen dem Prüfsystem und dem Gelenk realisiert, so dass, beispielsweise bei der feststehenden Lichtquelle mit vorgegebenem Lichtstrahl, jeweils die Kugelpositionen zum Lichtstrahl hin ausgerichtet werden. Nach einem Mess- bzw. Erfassungsvorgang wird dann die nächste Kugelposition auf den vorgebbaren Lichtstrahl ausgerichtet. Zu diesem Zweck können, zum Beispiel zu Beginn einer solchen Prüfung, auch Kalibrierprozesse vorgenommen werden, die beispielsweise eine Funktionsüberprüfung der Lichtquellen und/oder der Fototransistoren zum Gegenstand haben.Should Such a single verification is required This can be done by a repeated, simultaneous and / or sequential testing of the joint, for example, six, eight, ten, twelve, or includes more balls or an odd number of balls. Prefers If a relative movement between the test system and the joint is realized, so that, for example, with the fixed light source with predetermined Light beam, each aligned the ball positions towards the light beam become. After a measurement or Acquisition process will then be the next ball position on the predeterminable light beam aligned. For this purpose, for example at the beginning of such an examination, Calibration processes are made, for example, a Function check of the Light sources and / or the phototransistors to the object.
Ein besonders einfacher Aufbau und ein auch unter Serienfertigungsbedingungen sehr sicheres Verfahren sind insbesondere gegeben, wenn eine Lichtmenge des durch wenigstens ein Fenster des Kugelkäfigs hindurch getretenen Lichtes erfasst wird.One particularly simple construction and also under mass production conditions very safe procedures are given in particular when a quantity of light of the light passed through at least one window of the ball cage is detected.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der für dieses Gelenk charakteristische Sollparameter aus einem Datenspeicher abgefragt wird. Damit ist insbesondere gemeint, dass aus einem Datenspeicher für das gerade betrachtete Gelenk der entsprechende Sollparameter, der dort gespeichert ist, abgefragt und somit für den Vergleich bereitgestellt wird. Zu diesem Zweck kann es sinnvoll sein, zunächst in einem ersten Verfahrensschritt auch die Art des Gelenkes automatisch zu bestimmen, so dass in Anbetracht des identifizierten Gelenkes der entsprechende, charakteristische Sollwert aus dem Datenspeicher abgefragt wird.Corresponding another embodiment of the method is proposed that for this joint characteristic setpoint parameters from a data store is queried. This means in particular that from a data memory for the just considered joint the corresponding setpoint parameter, there is stored, queried and thus provided for comparison becomes. For this purpose, it may be useful, first in a first step Also, to automatically determine the type of joint, so in consideration of the identified joint the corresponding, characteristic Setpoint is queried from the data memory.
Darüber hinaus wird als vorteilhaft erachtet, dass aus dem Vergleich des erfassten Parameters und des charakteristischen Sollparameters ein Kennwert für das Gelenk gebildet wird. Dieser Kennwert kann insbesondere nur zwei Zustände einnehmen. Ein Kennwert, der zum Beispiel mit „Kugelposition" bezeichnet werden könnte, kann in Abhängigkeit des Vergleiches letztendlich den Zustand „gut" und „fehlerhaft" einnehmen. Dieser Kennwert dient insbesondere dazu, letztendlich eine Bewertung der Kugelposition oder des Gelenks bzw. des Herstellungsprozesses des Gelenks vorzunehmen und gegebenenfalls eine Nachbesserung in einer relativ frühen Phase des Verbauungsprozesses des Gelenks vornehmen zu können.Furthermore is considered advantageous that the comparison of the recorded Parameters and the characteristic setpoint parameter a characteristic value for the Joint is formed. This characteristic can in particular only two conditions taking. A characteristic, for example, called "ball position" could, can depend on of the comparison ultimately take the state of "good" and "faulty". This Characteristic value serves in particular to finally evaluate the Ball position or the joint or the manufacturing process of Perform joint and, if necessary, a rework in one relatively early Phase of the jointing process of the joint.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für ein Gelenk angegeben, das zumindest folgende Schritte umfasst:
- a) Montieren einer Mehrzahl von Bauteilen in einem zumindest einseitig offenen Hohlraum des Gelenkes, wobei das Gelenk ein Gelenkaußenteil hat, das den zumindest einseitig offenen Hohlraum bildet und in dem ein Gelenkinnenteil, eine Mehrzahl von Kugeln und ein Fenster aufweisender Kugelkäfig positioniert werden, so dass mit dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil mehrere Kugelbahnen gebildet sind, die von dem Kugelkäfig in radiale Richtung in einen Innenbereich und einen Außenbereich unterteilt sind,
- b) Einleiten einer vorgegebenen Lichtmenge in den Innenbereich oder in den Außenbereich,
- c) Erfassen des im anderen Bereich wieder hinaustretenden Lichts mittels zumindest eines Parameters,
- d) Vergleichen des erfassten Parameters mit einem dieses Gelenk charakteristischen Sollparameter,
- e) Bewerten des Vergleiches,
- f) Durchführen des Schrittes a), falls die Bewertung des Vergleichs als negativ angesehen wird.
- a) mounting a plurality of components in an at least one side open cavity of the joint, wherein the joint has an outer joint part forming the at least one side open cavity and in which a joint inner part, a plurality of balls and a window having ball cage are positioned so that with the outer joint part and the inner joint part a plurality of ball tracks are formed, which are divided by the ball cage in the radial direction into an inner area and an outer area,
- b) introduction of a given amount of light into the interior or the outside area,
- c) detecting the light which emerges again in the other area by means of at least one parameter,
- d) comparing the detected parameter with a characteristic parameter characteristic of this joint,
- e) evaluating the comparison,
- f) performing step a) if the evaluation of the comparison is considered negative.
Ganz besonders bevorzugt läuft das vorstehend beschriebene Verfahren voll automatisiert ab. Darüber hinaus ist anzumerken, dass das Herstellungsverfahren durch hier angeführte Teilprozesse des Verfahrens zum Erfassen von Bauteilen eines Gelenks weiter spezifiziert werden kann.All particularly preferably runs the method described above fully automated. Furthermore It should be noted that the manufacturing process is based on sub - processes of the Method for detecting components of a joint further specified can be.
Mit Bezug auf den Schritt a) ist an dieser Stelle anzumerken, dass das Montieren das Einfüngen der Kugeln zwischen einem Gelenkaußenteil und einem Gelenkinnenteil sowie einem dazwischen positionierten Kugelkäfig umfasst. Damit sind die Innen- und Außenbereiche gebildet, die dann wechselseitig zum Einbringen und Detektieren des Lichts benutzt werden. Im Hinblick auf die Schritte b) bis e) wird insbesondere auf die vorstehenden Ausführungen zum Prüfverfahren verwiesen, wobei das Einleiten des Lichts im Außenbereich und das Erfassen des wieder austretenden Lichts im Innenbereich zwar bevorzugt ist, eine umgekehrte Vorgehensweise aber auch bei einigen Anwendungen sinnvoll sein kann. In Schritt f) wird nun veranschaulicht, dass für den Fall, dass beispielsweise das Fehlen einer Kugel identifiziert wurde, das Gelenk wieder zur Montagestation zurückgeführt wird bzw. erforderlichenfalls auch zumindest teilweise demontiert wird, bevor das Gelenk letztendlich vervollständigt wird. Dabei werden bevorzugt die Schritte a) bis f) solange durchgeführt, bis die Bewertung des Vergleichs als positiv angesehen wird. Eine negative Bewertung des Vergleichs liegt insbesondere vor, wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass der erfasste Parameter des Lichts nicht im vorgegebenen Verhältnis zum charakteristischen Sollparameter vorliegt. Dies kann für eine Kugelposition gelten oder mehrere. Bevorzugt wird dabei ein vor stehend im Detail erläutertes Prüfverfahren für zunächst alle Kugeln durchgeführt, bevor der Schritt a) zumindest teilweise wiederholt wird.With reference to step a), it should be noted at this point that the mounting is the insertion conditions of the balls between an outer joint part and an inner joint part and a ball cage positioned therebetween. Thus, the inner and outer areas are formed, which are then used mutually for introducing and detecting the light. With regard to steps b) to e), reference is made in particular to the above explanations regarding the test method, wherein the introduction of the light in the outside area and the detection of the outgoing light indoors is preferred, a reverse procedure but also be useful in some applications can. In step f) it is now illustrated that in the event, for example, that the absence of a ball has been identified, the joint is returned to the assembly station or, if necessary, also at least partially disassembled before the joint is finally completed. In this case, the steps a) to f) are preferably carried out until the evaluation of the comparison is regarded as positive. A negative evaluation of the comparison is present, in particular, if it results from the comparison that the detected parameter of the light is not present in the predetermined ratio to the characteristic desired parameter. This can apply to one or more ball positions. In this case, a test method explained in detail above for all the balls is preferably carried out before step a) is at least partially repeated.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch eine Vorrichtung zum Erfassen von in einem Hohlraum eines Gelenkes positionierten Bauteilen, insbesondere Kugeln, bereitgestellt. Das Gelenk hat ein Gelenkaußenteil, das einen zumindest einseitig offenen Hohlraum bildet, in dem ein Gelenkinnenteil, eine Mehrzahl von Kugeln und ein Fenster aufweisender Kugelkäfig positioniert sind, wobei mit dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkinnenteil mehrere Kugelbahnen gebildet sind, die von dem Kugelkäfig in radiale Richtung in einen Innenbereich und einen Außenbereich unterteilt sind. Die Vorrichtung hat eine Halterung für das Gelenk und wenigstens eine Lichtquelle, die Licht in den Innenraum oder den Außenraum abgeben kann, wobei zusätzlich mindestens eine lichtsensitive Messapparatur vorgesehen ist, mit der das im anderen Bereich wieder hinaustretende Licht erfassbar ist.a Another aspect of the invention is also followed by a device for detecting positioned in a cavity of a joint Components, in particular balls, provided. The joint has one Outer race, which forms an at least one side open cavity in which a Inner joint part, a plurality of balls and a window exhibiting ball cage are positioned, with the outer joint part and the inner joint part a plurality of ball tracks are formed by the ball cage in radial Direction are divided into an indoor area and an outdoor area. The device has a holder for the joint and at least one Light source, the light in the interior or the exterior can give, in addition at least one light-sensitive measuring apparatus is provided with the light which emerges again in the other area can be detected is.
Bei der Lichtquelle handelt es sich insbesondere um eine Mehrzahl von GaAlAs-IR-LED, die im Wesentlichen kreisförmig angeordnet sind. Die lichtsensitive Messapparatur kann beispielsweise mit einer Mehrzahl von NPN-Silizium-Fototransistoren gebildet werden.at the light source is in particular a plurality of GaAlAs IR LED, the essentially circular are arranged. The light-sensitive measuring apparatus can, for example formed with a plurality of NPN silicon phototransistors.
Regelmäßig haben die lichtsensitive Messapparatur und die Lichtquelle eine definierte Lage zueinander, die vorteilhafterweise während des Prüfverfahrens nicht verändert wird. Darüber hinaus können jedoch Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung des Gelenks gegenüber der Vorrichtung vorgesehen sein, um beispielsweise die einzelnen Kugelpositionen getrennt abfragen zu können.To have regularly the light-sensitive measuring apparatus and the light source a defined Position to each other, which advantageously during the test procedure not changed becomes. About that can out However, means for generating a relative movement of the joint against the Device may be provided, for example, the individual ball positions to query separately.
Gemäß einer (vom Gelenk unabhängigen) Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein Prüfkopf vorgesehen, der (wenigstens) eine Lichtquelle aufweist, die einen kreis förmigen Lichtstrahl abgeben kann, wobei konzentrisch und benachbart zu diesem Lichtstrahl (wenigstens) eine lichtsensitive Messapparatur positioniert ist. Insbesondere ist diese lichtsensitive Messapparatur im Inneren des kreisförmigen Lichtstrahls angeordnet. Dabei kann der kreisförmige Lichtstrahl mit einer Mehrzahl von LED oder mit einer einzelnen Lichtquelle mit einer Lichtleitvorrichtung generiert werden.According to one (independent of the joint) embodiment the device is a test head provided, which (at least) has a light source, a circular Can emit light beam, being concentric and adjacent to this Light beam (at least) positioned a light-sensitive measuring apparatus is. In particular, this light-sensitive measuring apparatus is inside of the circular Light beam arranged. In this case, the circular light beam with a Majority of LED or with a single light source with one Light guide be generated.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Messapparatur mit Datenverarbeitungsmitteln verbunden ist. Mit diesen Datenverarbeitungsmittel, die beispielsweise Prozessoren, Computer, Software und dergleichen umfassen können, erfolgt insbesondere die Umwandlung von elektrischen Signalen in Werte, die anschließend beispielsweise für einen Vergleich der Parameter verwendet werden können.In In this context, it is advantageous if the measuring apparatus with Data processing means is connected. With this data processing means, for example, processors, computers, software and the like can include In particular, the conversion of electrical signals takes place in Values that subsequently for example for one Comparison of the parameters can be used.
Schließlich wird auch als vorteilhaft erachtet, dass die Vorrichtung mit einer Regeleinheit für eine Fertigungsstraße für ein Gelenk verbunden ist. Die Regeleinheit hat insbesondere die Aufgabe, den Produktstrom bzw. den Herstellungsprozess solcher Gelenke zu regeln. Folglich kann innerhalb der Vorrichtung selbst der Prüfprozess durchgeführt und ausgewertet werden, wobei die daraus resultierenden Bewertungen des Vergleichs an die Regeleinheit weitergegeben werden, so dass das Gelenk anschließend je nach der Bewertung erneut der Montagestation oder einer weiteren, folgenden Bearbeitungsstation zugeführt werden kann. Die Regeleinheit wird hierzu die entsprechenden Transportmittel etc. anweisen.Finally will also considered advantageous that the device with a control unit for a production line for a joint connected is. The control unit has in particular the task, the Regulate product flow or the manufacturing process of such joints. Consequently, within the device itself, the testing process carried out and evaluated, with the resulting ratings of the comparison be forwarded to the control unit, so that the joint then ever after the evaluation again the assembly station or another, following processing station can be supplied. The control unit will instruct for this purpose the appropriate means of transport, etc.
Darüber hinaus wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Antriebseinheit zur Ausrichtung der wenigstens einen Lichtquelle oder der mindestens einen lichtsensitiven Messapparatur zum Gelenk vorgesehen ist. Regelmäßig wird dabei eine Ausrichtung der Lichtquellen und Messapparaturen zum Gelenk bzw. umgekehrt vorgenommen, es ist aber auch möglich, dass die Antriebseinheit die Lage der Lichtquelle bzw. der lichtsensitiven Messapparatur einzeln und/oder zueinander verändern kann.Furthermore a device is proposed in which a drive unit for aligning the at least one light source or the at least a light-sensitive measuring apparatus is provided to the joint. Regularly while an alignment of the light sources and measuring apparatuses for Joint or vice versa made, but it is also possible that the drive unit, the position of the light source or the light-sensitive Measuring apparatus individually and / or each other can change.
Schließlich kann die Vorrichtung dadurch weitergebildet sein, dass mehrere Lichtquellen und mehrere lichtsensitive Messapparaturen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die lichtsensitiven Messapparaturen innen liegend ausgebildet sind. Zusätzlich können auch weitere Messapparaturen vorgesehen sein, die z. B. die Funktionstüchtigkeit der Lichtquellen überprüfen, wobei diese dann in der Nähe der Lichtquellen außerhalb zu positionieren sind.Finally, the device can be further developed in that a plurality of light sources and a plurality of light-sensitive measuring apparatuses are arranged concentrically with one another. Preferred is an embodiment in which the light-sensitive measuring apparatuses are formed lying inside. additionally can also be provided more measuring equipment, the z. B. check the functionality of the light sources, which are then positioned in the vicinity of the light sources outside.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten zwar besonders bevorzugt sind, diese jedoch die Erfindung nicht begrenzen. Es zeigen schematisch:The Invention and the technical environment are based on the figures explained in more detail. It It should be noted that the embodiments shown in FIGS Although particularly preferred, these are not the invention limit. They show schematically:
Aus
der
Zu
diesem Zweck wird, wie hier veranschaulicht, ein vorgegebener Lichtstrahl
Zur Überprüfung, ob
tatsächlich
eine Kugel an der gerade einzeln zu prüfenden Kugelposition
In
der
Bei
dieser Ausführungsvariante
des Prüfkopfes
Die hier geprüften, hergestellten bzw. mit einer Vorrichtung zum Erfassen von Bauteilen gemäß der Erfindung bearbeiteten Gelenke finden insbesondere Einsatz bei Kraftfahrzeugen.The tested here, manufactured or with a device for detecting components according to the invention machined joints find particular use in motor vehicles.
- 11
- Gelenkjoint
- 22
- Hohlraumcavity
- 33
- Lichtstrahlbeam of light
- 44
- GelenkaußenteilOuter race
- 55
- GelenkinnenteilInner race
- 66
- KugelBullet
- 77
- Kugelkäfigball cage
- 88th
- Kugelpositionball position
- 99
- Kugelbahnball track
- 1010
- radiale Richtungradial direction
- 1111
- Innenbereichinterior
- 1212
- Außenbereichoutdoors
- 1313
- Datenspeicherdata storage
- 1414
- Vorrichtungcontraption
- 1515
- Halterungbracket
- 1616
- Lichtquellelight source
- 1717
- Messapparaturmeasuring equipment
- 1818
- DatenverarbeitungsmittelData processing means
- 1919
- Regeleinheitcontrol unit
- 2020
- Fertigungsstraßeproduction line
- 2121
- Montagestationassembly station
- 2222
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 2323
- Rotationrotation
- 2424
- Antriebseinheitdrive unit
- 2525
- Fensterwindow
- 2626
- Prüfkopfprobe
- 2727
- LEDLED
- 2828
- Lichtkreiscircle of light
- 2929
- Fototransistorphototransistor
- 3030
- Sensorkreissensor circuit
- 3131
- Kontrollsensorcontrol sensor
- 3232
- Ausnehmungrecess
- 3333
- Messsteuerungmeasurement control
- 3434
- Anschlagattack
Claims (12)
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DE200710001048 DE102007001048B3 (en) | 2007-01-03 | 2007-01-03 | Method for engaging components of hinge, involves forming multiple ball paths by hinge outer part and hinge inner part of hinge, where hinge outer part and hinge inner part are divided into inner area and outer area by ball cage |
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-
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