DE102009024565A1 - Method for mounting and testing pressing part i.e. fastening clip, utilized for holding elements of interior lining of motor vehicle, involves guiding movement of test body upto predetermined target force threshold of counter acting force - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Montage- und Prüfverfahren für ein Einpressteil und ein Werkzeug für dessen Ausführung, insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen, wobei das Einpressteil bevorzugt eine fluidische Verbindung zwischen einem Flüssigkeitsreservoir und einem daran angeschlossenen Flüssigkeitsabzugsschlauch herstellt.The The invention relates to an assembly and test method for a press-fit part and a tool for its execution, in particular for use in the manufacture of motor vehicles, wherein the Einpressteil preferably a fluidic connection between a liquid reservoir and a connected thereto Produces liquid extraction hose.
Befestigungselemente, die in einer Aufnahme eines Halterungselements einrasten, werden für eine Vielzahl von Montageaufgaben bei der Fahrzeugherstellung verwendet. Dabei können Einpressteile konisch zulaufende Flächen aufweisen, die entweder die Umrandung einer Aufnahmeöffnung in einer Halterung oder elastische Elemente am Einpressteil beim Einführen elastisch verformen. Bei einer korrekten Montage erfolgt ab einer gewissen Einführungstiefe des Einpressteils ein Einrasten, indem Hinterschneidungen an zungenförmigen Elementen des Einpressteils die Umrandung der Aufnahmeöffnung in der Halterung rückseitig hintergreifen. Derartige Einpressteile können als Befestigungsclips ausgebildet sein und beispielsweise zur Halterung von Elementen der Innenraumverkleidung eines Fahrzeugs dienen.Fasteners, which engage in a receptacle of a support member, are for a variety of assembly tasks in vehicle manufacturing used. It can Einpressteile tapered Have surfaces that either the border of a receiving opening in a holder or elastic elements on Einpressteil when Insert elastically deform. For a correct installation takes place at a certain insertion depth of the press-in part a snapping, by undercuts on tongue-shaped Elements of the press-in the border of the receiving opening behind in the holder behind. Such Einpressteile can be designed as fastening clips and, for example for supporting elements of the interior trim of a vehicle serve.
Da für Einpressteile lediglich eine Beaufschlagung mit einer Presskraft für die Montage notwendig ist und keine Drehbewegung ausgeführt wird, resultiert eine Kosten- und Zeitersparnis. Aus diesem Grund werden Einpressteile zunehmend auch für sicherheitsrelevante Halterungen, etwa zur Ausbildung einer Befestigung für Airbags, verwendet. Des Weiteren können Einpressteile zur Kopplung von Komponenten fluidischer Systeme im Fahrzeug angewandt werden, die beispielsweise zur Bevorratung und zum Transport von Kraftstoff dienen. Dabei tritt bei typischen Fahrzeuganwendungen die Problematik auf, dass aufgrund beengter Bauraumverhältnisse ein Reservoir für ein solches fluidisches System in einem Bereich eines Motorraums anzuordnen ist, der nach der Installation wesentlicher Komponenten des Fahrzeugantriebs nur schwer zugänglich ist. Vielfach besteht daher bei der Montage keine Möglichkeit zur Einsicht in solchermaßen enge und verwinkelte Bauraumbereiche, sodass die Ankopplung eines Einpressteils von einem Monteur blind ausgeführt werden muss. Solche unter erschwerten Bedingungen per Hand ausgeführte Montagearbeiten bergen eine gewisse Fehlerwahrscheinlichkeit, sodass zur Qualitätssicherung eine Prüfung der ordnungsgemäßen Montage eines Einpressteils ausgeführt werden muss.There for Einpressteile only an admission with a Press force is necessary for the assembly and no rotational movement is executed results in a cost and time savings. For this reason, press-fit parts are increasingly being used for safety-relevant holders, for example for the formation of a fastening used for airbags. Furthermore, press-fit parts be applied to the coupling of components of fluidic systems in the vehicle, for example, for storing and transporting fuel serve. In this case occurs in typical vehicle applications, the problem on that due to restricted space conditions a reservoir for such a fluidic system in an area of a Engine compartment, which is essential after installation Vehicle drive components are difficult to access is. In many cases, therefore, there is no possibility during assembly for insight into such narrow and angular space, so that the coupling of an insert part of a fitter blind must be executed. Such under difficult conditions per Manual assembly work carries a certain probability of error, so that for quality assurance an examination of the proper installation of a press-fit part must become.
Wird
für eine Montageprüfung eine visuelle Inaugenscheinnahme
vorgenommen, besteht die Schwierigkeit darin, menschliche Fehler
bei der Inspektion auszuschließen. Des Weiteren ist eine
standardisierte und fortlaufend ausgeführte Dokumentation
der Montageprüfung für diesen Ansatz sehr zeitaufwändig.
Daher wurde vorgeschlagen, bereits bei der Montage eines Einpressteils
die auf das Bauteil aufgebrachten Montagekräfte zu messen
und mittels einer automatisierten Verarbeitung des Kraftmesssignals
eine Montageprüfung auszuführen. Ein solches Verfahren
wird beispielsweise durch die
Die
Schwierigkeit einer derartigen Prüfung besteht darin, aus
dem üblicherweise komplexen Kraftverlauf eine sichere Bestimmung
des Endmontagezustands abzuleiten. Dabei kann das Einpressteil sowohl
durch eine stoßartige Presskraft als auch durch eine über
eine längere Zeit aufrechterhaltene Presskraft geringerer
Kraftstärke sicher montiert werden. Derart unterschiedliche,
ordnungsgemäße Montagevarianten sind bezüglich
des Kraftsignals von einem Verkanten oder anderen Schwierigkeiten
bei der Einführung des Einpressteils zu unterscheiden.
Aufgrund dieser Problematik wird durch die
Des
Weiteren beschreibt die
Um
die Aussagesicherheit einer Montageüberwachung zu erhöhen,
wird durch die
In vielen Fällen ist die montagesynchrone Überwachung beim Einbau von Einpressteilen entweder zu aufwändig, da ein Monteur insbesondere bei einer komplexen Einbausituation ein kombiniertes Montageprüfwerkzeug verwenden muss, sodass vielfach die bei einer Handmontage gegebene haptische Rückmeldung fehlt. Des Weiteren kann eine derartige montagesynchrone Kontrolle aufgrund ständig wechselnder Einbauvarianten zu komplex oder zu fehleranfällig sein. Daher wird vielfach bevorzugt, die Montage von Einpressteilen per Hand oder mit einem nur für diesen Zweck ausgebildeten Montagewerkzeug auszuführen und nachträglich die korrekte Ausführung der Montage zu überprüfen.In In many cases, the assembly-synchronous monitoring when installing Einpressteilen either too expensive because a fitter in particular in a complex installation situation must use combined assembly testing tool, so many times the haptic feedback given during a manual installation is missing. Furthermore, such assembly-synchronous control due to constantly changing installation variants too complex or to be error prone. Therefore, it is often preferred the assembly of pressed parts by hand or with an only for To carry out this purpose trained assembly tool and subsequently the correct execution of the assembly to check.
Ein
Beispiel für ein Prüfwerkzeug zur nachträglichen
Inspektion montierter Befestigungsclips für einen Fahrzeug-Airbag
ist aus der
Zur Positionsbestimmung können elektrooptische Sensoren verwendet werden oder mechanische Messtaster mit integrierten Federelementen, die einen hinreichenden Anlagekontakt der Messspitze am Gegenstück sicherstellen. Die Schwierigkeit bei der Verwendung eines solchen Prüfwerkzeugs besteht darin, dass die genannte Positionsbestimmung präzise auszuführen ist. Dabei ist es notwendig, bereits geringe Lageabweichungen oder eine geringfügige Verkippung des Einpressteils in der Aufnahmeöffnung in der Halterung, die ein vollständiges Einrasten der Hinterschneidungselemente verhindert, sicher zu detektieren. Demnach ist eine empfindliche Sensorik zur Lagebestimmung notwendig, die wiederum selbst eine Quelle von Fehlmessungen darstellen kann.to Position determination can be used electro-optical sensors or mechanical probes with integrated spring elements that a sufficient contact of the measuring tip with the counterpart to ensure. The difficulty in using such Testing tool is that the said position determination precise execution. It is necessary already slight positional deviations or a minor one Tilting the Einpressteil in the receiving opening in the bracket, which is a complete engagement of the undercut elements prevents safe detection. Accordingly, one is sensitive Sensors for position determination necessary, which in turn itself Source of erroneous measurements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfverfahren und ein hierfür verwendetes Prüfwerkzeug für ein Einpressteil anzugeben, das Montagefehler sicher detektiert und sich durch ein hohes Maß an Robustheit auszeichnet. Dabei soll auch ein ungeübter Benutzer Prüfkontrollen bei gleichbleibender Prüfqualität ausführen können. Zugleich soll das Verfahren bzw. die Prüfvorrichtung eine automatische Dokumentation ermöglichen. Gemäß einer Weitergestaltung soll das erfindungsgemäße Verfahren die Montage des Einpressteils einschließen und das verwendete Werkzeug als kombiniertes Montage- und Prüfwerkzeug dienen.Of the Invention is based on the object, a test method and a test tool used for this purpose to specify a press-in part that reliably detects assembly errors and is characterized by a high degree of robustness. It should also an untrained user testing controls perform at the same test quality can. At the same time, the method or the test device enable automatic documentation. According to one Further design of the inventive method is the Include assembly of the press-fit part and the one used Tool to serve as a combined assembly and testing tool.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object underlying the invention is achieved by the features of the independent claims. advantageous Embodiments emerge from the subclaims.
Die Erfinder haben erkannt, dass zur Montageprüfung anstatt einer präzisen Positionsbestimmung der Einbaulage des Einpressteils eine vorbestimmte Prüfkraft in Montagerichtung mittels eines Montage- und Prüfwerkzeugs auf das Einpressteil aufzubringen ist, sodass teilmontierte oder in die Montageöffnung verklemmte Einpressteile in einen ordnungsgemäßen Montagezustand überführt werden. Für den Fall, dass die Montage und die Prüfung des Montageerfolgs in einem Schritt ausgeführt werden, erfolgt die Abnahme des Werkzeugs nicht unmittelbar nach dem Ausführen des für die Montage üblichen Kraftverlaufs. Stattdessen wird die in Montagerichtung wirkende Kraft weiter erhöht bis die Kraftschwelle für ein positives Prüfsignal erreicht ist.The Inventors have recognized that for assembly testing instead a precise position determination of the installation position of the press-fit a predetermined test load in the mounting direction means an assembly and testing tool to apply the press-fit is so partially mounted or jammed in the mounting hole Pressed parts converted into a proper mounting state become. In the event that the assembly and the test of Assembly success in a step to be carried out the removal of the tool not immediately after the execution the usual power curve for mounting. Instead the force acting in the mounting direction is further increased until the force threshold for a positive test signal is reached.
Das erfindungsgemäße Montage- und Prüfwerkzeug umfasst einen Prüfkörper, an den sich zur Handhabung vorteilhafterweise ein Hebel mit einem Handgriff anschließt. Mit dem Prüfkörper wird bei der Prüfung bzw. der kombinierten Montage und Prüfung eine Kraft in Montagerichtung auf das Einpressteil erzeugt. Dabei wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Prüfkörper mit einer zum Montagekopf des Einpressteils komplementär ausgestalteten Aufnahme versehen, sodass das Einpressteil im Verlauf der Druckbeaufschlagung seitlich geführt wird.The Inventive assembly and testing tool includes a specimen to be used for handling advantageously a lever with a handle connects. With the test specimen is at the test or the combined assembly and testing a force in Mounting direction generated on the press-fit. It is in accordance with a advantageous embodiment of the test specimen with one designed to be complementary to the mounting head of the press-fit Mount so that the press-in part during the pressurization is guided laterally.
Am erfindungsgemäßen Montage- und Prüfwerkzeug ist am Prüfkörper wenigstens ein elastisches Element und vorzugsweise zwei oder mehrere elastische Elemente vorgesehen, die sich im Verlauf der Prüfung gegen die Halterung, in der die Montageöffnung ausgebildet ist, abstützen. Hierdurch entsteht eine Gegenkraft zur Bewegung des Prüfwerkzeugs entgegen der Montagerichtung. Das elastische Element bzw. die Gesamtheit der elastischen Elemente sind erfindungsgemäß so dimensioniert, dass im Verlauf der Bewegung die von diesen erzeugte Gegenkraft bis zu einer vorbestimmten Sollkraftschwelle ansteigt, sodass die auf den Montagekopf des Einpressteils wirkende Kraft in Montagerichtung über der Montagekraftschwelle für das ordnungsgemäße Einrasten des Einpressteils in der Montageöffnung liegt.At the inventive assembly and testing tool is at the specimen at least one elastic element and preferably two or more elastic elements are provided, extending in the course of testing against the bracket, in which is formed the mounting hole, support. This creates a counterforce to the movement of the test tool contrary to the mounting direction. The elastic element or the whole the elastic elements are according to the invention dimensioned that in the course of the movement generated by these Counterforce increases up to a predetermined setpoint threshold, so that the force acting on the mounting head of the press-fit in mounting direction above the mounting force threshold for the proper engagement of the press-fit located in the mounting hole.
Für eine mögliche Ausgestaltung eines elastischen Elements am Prüfkörper wird ein Tastkörper mit einem Endlagenschalter verwendet, der mittels eines Federelements kraftbeaufschlagt wird. Vorteilhafterweise werden wenigstens zwei solcher Tastkörper verwendet. Bei einer Bewegung des Prüfwerkzeugs in Montagerichtung entsteht durch die Wirkung der Federelemente eine rückstellende Kraft, die in der Summe beim Erreichen der jeweiligen Endlagenschalter wenigstens der Sollkraftschwelle entspricht und somit über die Montagekraftschwelle hinaus, die für ein erfindungsgemäßes Einrasten des Einpressteils in der Montageöffnung notwendig ist, zusätzliche Kräfte wirken. Der Kraftüberschuss soll dabei so gewählt sein, dass auch für den Fall eines verkanteten Einpressteils ein sicheres Einrasten und damit eine ordnungsgemäße Montage resultiert.For a possible embodiment of an elastic element on the test body, a probe body is used with a limit switch, which is subjected to a force by means of a spring element. Advantageously, at least two such Tastkör used by. During a movement of the test tool in the mounting direction, a restoring force is produced by the action of the spring elements, which in sum when reaching the respective limit switches at least the desired force threshold and thus beyond the mounting force threshold, which is necessary for an inventive snapping the press-fit in the mounting hole, additional forces act. The excess force should be chosen so that even in the case of a tilted press-in a secure engagement and thus proper assembly results.
Durch geeignete Maßnahmen zur Führung des Prüfkopfs des Prüfwerkzeugs relativ zur Halterung sowie des Montagekopfs des Einpressteils im Prüfkörper des Montage- und Prüfwerkzeugs wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass die Richtung der aufgebrachten Prüfkraft in Montagerichtung gerichtet ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Erzeugung der Prüfkraft so ausgeführt, dass eine Annäherungsbewegung des Montage- und Prüfwerkzeugs relativ zum in der Montageöffnung befindlichen Einpressteil ausgeführt wird und das Montage- und Prüfwerkzeug bis zu einer vorbestimmten, nicht notwendigerweise exakt vermessenen Position gegenüber der Halterung, in der die Montageöffnung ausgebildet ist, geführt wird. Dabei ist durch die elastischen Elemente sichergestellt, dass beim Erreichen der geforderten Annäherung an die Halterung eine rückstellende Kraft gegen die Prüfbewegung entsteht, die die Montagekraft für das Einpressteil hinreichend deutlich übersteigt. Diese Gegenkraft muss eine die Prüfung ausführende Person überwinden, um ein positives Prüfungssignal zu erzeugen. Dabei wird bereits bei einer der für die Prüfung notwendigen Sollkraftschwelle vorausgehenden, niedrigeren Kraftschwelle ein Montagefehler durch das endgültige Einrasten des Einpressteils korrigiert.By suitable measures for guiding the test head the test tool relative to the holder and the mounting head of the press-fit in the test body of the assembly and Test tool is advantageously ensured that the direction of the applied test force in the mounting direction is directed. In a preferred embodiment, the generation the test load executed so that an approaching movement of the assembly and testing tool relative to in the mounting hole is carried out Einpressteil and the assembly and test tool up to a predetermined, not necessarily exactly measured position opposite the holder, in the mounting opening is formed, guided becomes. It is ensured by the elastic elements that when reaching the required approach to the holder a restoring force against the test movement arises, the sufficient mounting force for the Einpressteil clearly exceeds. This drag must be an exam Overcome person to a positive Generate test signal. It is already at a the required force threshold required for the test preceding lower threshold of force due to a mounting error corrected the final engagement of the Einpressteil.
Um mittels des Prüfkörpers auf das bereits montierte Einpressteil eine die eigentliche Montagekraft überschreitende Sollkraftschwelle auszuüben, kann zwischen dem Montagekopf des Einpressteils und dem Prüfkörper ein Kompressionselement vorliegen. Dies kann wiederum als Tastkörper mit einem Federelement und einem Endlagenschalter ausgestaltet sein. Für eine einfachere Gestaltung liegt der Montagekopf des Einpressteils am Prüfkörper auf Block und die Annäherung des Prüfwerkzeugs gegen die Halterung bis zum Erreichen einer Sollkraftschwelle für die Gegenkraft resultiert in einer Verformung eines hierfür vorgesehenen Elements am Einpressteil oder der Halterung im Bereich der Montageöffnung.Around by means of the test specimen on the already mounted Einpressteil a the actual assembly force bordering Target force threshold exercise, can between the mounting head of the press-fit part and the test piece a compression element available. This can turn as a probe body with a spring element and be configured a limit switch. For one simpler design is the mounting head of the press on the Test specimen on block and the approach of the test tool against the holder until it reaches a set force threshold for the counterforce results in a deformation of an element provided for this purpose Pressed part or the holder in the region of the mounting hole.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Figurendarstellungen genauer erläutert. In diesen ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:following the invention is based on an embodiment in Connection with figure representations explained in more detail. These details show:
Zur
Aufnahme des Montagekopfs
Im
Scheitel der Aufnahme
Aufgrund
der parallelen Ausrichtung der Aufnahmen für die Federelemente
Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind denkbar. So besteht beispielsweise
die Möglichkeit, die vom Montage- und Prüfwerkzeug
- 11
- Montage- und PrüfwerkzeugAssembly- and testing tool
- 22
- Prüfkörperspecimen
- 33
- Stielstalk
- 44
- Führungselementguide element
- 55
- Flüssigkeitsreservoirliquid reservoir
- 66
- Einpressteilpressed-in
- 7.1, 7.27.1 7.2
- Rastelementlocking element
- 8.1, 8.28.1 8.2
- Hinterschneidungundercut
- 99
- Halterungbracket
- 1010
- Montageöffnungmounting hole
- 1111
- FlüssigkeitsabzugsschlauchLiquid withdrawal tube
- 12.1, 12.212.1, 12.2
- elastisches Elementelastic element
- 13.1, 13.213.1, 13.2
- Federelementspring element
- 14.1, 14.214.1, 14.2
- Tastkörpersensing body
- 15.1, 15.215.1, 15.2
- EndlagenschalterLimit switches
- 1616
- Auswerteeinheitevaluation
- 1717
- Aufnahmeadmission
- 1818
- Montagekopfmounting head
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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