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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Analyse von Beschädigungen an Bauteilen, insbesondere an Verbindungselementen und sonstigen Kleinteilen im Automobilbau.
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Bei der Montage von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugaggregaten kommt eine Vielzahl von Kleinteilen (Schrauben, Muttern, etc.) zum Einsatz, die oftmals in einer gemeinsamen Verpackung oder als Schüttgut von Lieferanten zugeliefert und in Ladungsträgern an den Verbauort in der Fahrzeugmontage transportiert werden. In diesen Verpackungen bzw. Ladungsträgern können sich die Kleinteile gegenseitig berühren und können beim Transport mit anderen Kleinteilen bzw. mit den Behälterwänden kollidieren, was Beschädigungen der Kleinteile zur Folge haben kann. Weisen die Kleinteile eine Beschichtung, insbesondere eine Korrosionsschutzschicht, auf, so kann diese Beschichtung beim Transport beschädigt werden, was im verbauten Zustand zu Korrosionsproblemen führen kann. Um derartige Beeinträchtigung frühzeitig erkennen und beseitigen zu können, soll eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, die eine systematische Analyse solcher transportbedingter Beschädigungen ermöglichen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Analyse von Beschädigungen an Bauteilen bereitzustellen, mit deren Hilfe insbesondere transportbedingte Beschädigungen an diesen Bauteilen systematisch untersucht werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Behältnis, in dem das zu prüfende Bauteil aufgenommen wird. Das Behältnis ist entsprechend größer als das zu prüfende Bauteil, so dass sich das Bauteil in dem Behältnis umher bewegen kann. Das Behältnis ist drehbar an einer Stützeinrichtung gelagert. Beim Drehen des Behältnisses trifft das zu prüfende Bauteil auf eine im Behältnis angeordnete Prallplatte auf. Durch diese Kollision mit der Prallplatte kann ein Zusammenprall des Bauteils mit anderen Bauteilen bzw. mit Behälterwandungen simuliert werden, wie es beispielsweise bei einem Transport solcher Bauteile vorkommt, wenn die Bauteile in einer gemeinsamen Verpackung aufgenommen sind, in der sie sich berühren und relativ zueinander bewegen können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es also, einen Transport des Bauteils zu simulieren und transportbedingte Beschädigungen des Bauteils hervorzurufen, wie Sie bei der Herstellung, der Auslieferung und/oder bei einem Transport im Rahmen einer Montage des Bauteils auftreten können. Nach der Kollisionsbehandlung des Bauteils in der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Bauteil auf Schädigungen untersucht werden (z. B. durch eine Analyse der Bauteiloberfläche) oder weiteren Belastungen unterzogen werden (z. B. durch Behandlung in einer Bewitterungskammer). Die bei diesen Untersuchungen gewonnenen Ergebnisse können dann genutzt werden, um den Transportprozess und/oder die Beschichtung des Bauteils zu optimieren. Dadurch können zeit- und kostenaufwendige, an den Transport anschließende Prozesse (z. B. zur Kompensation der Beschädigungen) vermieden und/oder optimiert werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es insbesondere möglich, den Transportprozess von Kleinbauteilen, beispielsweise Verbindungselementen wie Schrauben oder dergleichen, zu simulieren. Dabei kann eine Mehrzahl von Bauteilen in dem Behältnis angeordnet werden, so dass die Bauteile nicht nur mit der Prallplatte, sondern auch untereinander kollidieren können. Auf diese Weise können Transportbedingungen besonders realistisch simuliert werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es insbesondere möglich, Oberflächenbeschädigungen des Bauteils bzw. der Bauteile zu ermitteln. Weist das Bauteil beispielsweise eine Beschichtung, insbesondere eine Korrosionsschutzbeschichtung, auf, so mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung simuliert werden, ob bzw. wie diese Beschichtung durch Transportprozesse beeinträchtigt bzw. geschädigt wird. Abhängig von den Ergebnissen kann die Korrosionsschutzbeschichtung in einer solchen Weise modifiziert werden, dass transportbedingte Schädigungen reduziert werden, so dass die Bauteile ohne zeit- und kostenaufwendige Nacharbeit im Anschluss an den Transport verwendet und montiert werden können.
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Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Erzeugung und Analyse von Beschädigungen, insbesondere von transportbedingten Beschädigungen, an Bauteilen, insbesondere an Kleinteilen für einen Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren wird mindestens ein zu untersuchendes Bauteil in einen Aufnahmeraum eines Behältnisses eingebracht, und das Behältnis wird um die Drehachse relativ zu einer Stützeinrichtung gedreht. Dabei kollidiert das Bauteil mit einer in dem Aufnahmeraum vorgesehenen Prallplatte und wird dabei evtl. – je nach Form, Oberflächengestaltung etc. des Bauteils – beschädigt. Auf diese Weise können gezielt und reproduzierbar Schädigungen erzeugt werden, die im Transport- und Produktionsumfeld durch Lade-, Rüttel- und/oder Schüttvorgänge an dem Bauteil entstehen können. Im Anschluss an die Behandlung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die evtl. an dem Bauteil erzeugten Schädigungen durch Sichtprüfung und/oder durch weitere Untersuchungsmethoden analysiert werden. So kann beispielsweise eine Korrosionsschutzüberprüfung nach DEN EN ISO 9227 NSS durchgeführt werden, um den Einfluss etwaiger transportbedingter Beschädigungen auf die Korrosionsschutzbeschichtung zu ermitteln. Ergibt die Korrosionsschutzprüfung, dass die Korrosionsschutzfunktion nicht beeinflusst wurde, so können gegebenenfalls die Transportparameter und/oder die Korrosionsschutzbeschichtung entsprechend angepasst werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Behältnisses zur Aufnahme von Kleinteilen während eines Prüfvorgangs zur Analyse transportbedingter Beschädigungen an solchen Kleinteilen; und
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2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Analyse transportbedingter Beschädigungen an Kleinteilen, insbesondere an Schrauben, mit einem in 1 gezeigten Behältnis.
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2 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung 10 zur Analyse transportbedingter Beschädigungen an Kleinteilen, beispielsweise an Schrauben 12 für Kraftfahrzeuge. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Behältnis 18, das drehbar an einer Stützeinrichtung 14 befestigt ist, so dass das Behältnis 18 um eine horizontal angeordnete Drehachse 19 relativ zur Stützeinrichtung 14 gedreht werden kann.
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1 zeigt eine Schnittansicht des Behältnisses 18, das einen verschließbaren Aufnahmeraum 20 für die Schrauben 12 aufweist. Drehungen des Behältnisses 18 um die Drehachse 19 sind in 1 durch einen Richtungspfeil 22 angedeutet.
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Die Vorrichtung 10 umfasst einen (in den Figuren nicht dargestellten) Antrieb, insbesondere einen Elektromotor oder dergleichen, zur gesteuerten bzw. geregelten Drehung des Behältnisses 18. Dadurch ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit des Behältnisses 18 um die Drehachse 19 sowie die Anzahl an Umdrehungen des Behältnisses 18, die im Rahmen eines gegebenen Analysedurchgangs durchgeführt werden sollen, variabel einzustellen. Auf diese Weise können unterschiedliche Transportbedingungen für die Schrauben 12 simuliert werden.
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Wie 1 zu entnehmen ist, ist der Aufnahmeraum 20 des Behältnisses 18 wesentlich größer als die zu prüfenden Schrauben 12. Daher können sich die Schrauben 12 bei Drehen des Behältnisses 18 ungehindert im Aufnahmeraum 20 umher bewegen. Wie in 1 ferner zu erkennen ist, ist der Aufnahmeraum 20 stufenförmig ausgebildet mit Stufen 26, 26' und Prallplatten 24, 24', welche voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Fallhöhe der Schrauben 12 von der Stufe 26 auf die Prallplatte 24' von 500 mm realisiert werden. Die Prallplatten 24, 24' bestehen vorzugsweise aus einem harten Werkstoff, beispielsweise aus gehärtetem Stahl.
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Eine typische Bewegung der Schraube 12 bei Drehung des Behältnisses ist in 1 durch eine gestrichelte Linie 28 angedeutet. Die Schraube 12, die sich zunächst auf der Stufe 26 im Aufnahmeraum 20 befindet, fällt bei fortschreitender Drehung des Behältnisses 18 (Richtungspfeil 22) auf die im Aufnahmeraum 20 angeordnete Prallplatte 24', auf der sie bei weiterer Drehung des Behältnisses 18 zunächst in eine Ecke 25' rutscht und anschließend durch Rutschen entlang einer Innenwand 27' auf die Stufe 26' bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das Behältnis 18 so weit gedreht, dass die Stufe 26' sich oben befindet. Bei weiterer Drehung 22 des Behältnisses 18 rutscht die Schraube 12 auf der Stufe 26' entlang, bis sie auf die Prallplatte 24 hinunterfällt. Dies wird über eine vorgegebene Zeit bzw. eine vorgegebene Zahl von Drehungen fortgesetzt.
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Beim Aufprall auf die Prallplatten 24, 24' erfährt die Schraube 12 gegebenenfalls Beschädigungen, insbesondere Beschädigungen ihrer Antikorrosionsbeschichtung. Diese Beschädigungen können durch eine anschließende Analyse nachgewiesen bzw. untersucht werden. Durch Variieren der Drehgeschwindigkeit und/oder der Anzahl der Umdrehungen können unterschiedliche Anzahlen von Faltereignissen der Schrauben 12 eingestellt werden.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 besteht das Behältnis 18 aus Stahlblech und ist auf der Vorderseite mit einer transparenten Abdeckplatte 30 versehen, durch die hindurch ein Betreiber der Vorrichtung 10 die Bewegungen der Schraube 12 im Behältnis 18 beobachten kann. Weiterhin ist das Behältnis 18 mit einer verschließbaren Klappe 32 versehen, durch die hindurch die Schraube 12 in das Behältnis 18 ein- und ausgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DEN EN ISO 9227 NSS [0008]
