DE102014014783A1

DE102014014783A1 - Verfahren zur Überprüfung einer in einem Bauteil eingebrachten Materialschwächung

Info

Publication number: DE102014014783A1
Application number: DE201410014783
Authority: DE
Inventors: Oliver Hasenöhrl
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-10-04
Filing date: 2014-10-04
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung mindestens einer in einem Bauteil (1) eingebrachten Materialschwächung (2), wobei wenigstens ein Parameter der Materialschwächung (2) ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird die Materialschwächung (2) zumindest abschnittsweise mit einem Kontrastmittel (4) versehen, wobei das Bauteil (1) im Bereich des mit dem Kontrastmittel (4) versehenen Abschnitts aufgetrennt wird und der mit dem Kontrastmittel versehene Abschnitt der Materialschwächung (2) senkrecht zu einer Trennebene (6) optisch erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer in einem Bauteil eingebrachten Materialschwächung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die DE 199 35 244 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen der Restwandstärke dünner flexibler Materialien nach das Material nicht völlig durchtrennenden Einschnitten oder dgl. Hautschwächungen, wobei eine Messprobe des Materials zwischen Haltebacken einer Haltevorrichtung eingelegt wird, der Einschnitt durch die gekrümmte Form von Auflageflächen der Haltebacken um ein festgelegtes Maß auseinandergezogen wird, die die Messprobe haltenden Haltebacken mit einem einstellbaren Druck gegeneinandergepresst werden, der Einschnitt der Messprobe in der Fokalebene einer optischen Vergrößerungseinrichtung positioniert wird und wobei die Restwandstärke durch Verschiebung der Haltebacken mit der Messprobe relativ zu der optischen Vergrößerungseinrichtung und Bestimmung des Verschiebeweges ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Überprüfung einer in einem Bauteil eingebrachten Materialschwächung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zur Überprüfung einer in einem Bauteil eingebrachten Materialschwächung wird mindestens ein Parameter der Materialschwächung ermittelt.
Erfindungsgemäß wird die Materialschwächung zumindest abschnittsweise mit einem Kontrastmittel versehen, wobei das Bauteil im Bereich des mit dem Kontrastmittel versehenen Abschnitts aufgetrennt wird und der mit dem Kontrastmittel versehene Abschnitt der Materialschwächung senkrecht zu einer Trennebene optisch erfasst wird.
Das Kontrastmittel verstärkt einen Kontrast zwischen der Materialschwächung und dem Material des Bauteils innerhalb einer Trennebene, so dass Konturen der Materialschwächung in Abhängigkeit vorgegebener Kontrastverhältnisse optisch erfasst und automatisch ausgewertet werden können. Das Kontrastmittel verteilt sich dabei innerhalb der geschwächten Materialanteile und hebt sich somit optisch von ungeschwächten Materialbereichen, welche weniger Kontrastmittel aufnehmen, ab. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit eine genaue, kosteneffiziente und prozesssichere Auswertung der Materialschwächung möglich. Das Bauteil ist beispielsweise ein Verkleidungsteil zur Anordnung in einem Fahrzeug, wobei die Materialschwächung eine Sollbruchstelle zur Realisierung einer Abdeckung für einen Airbag darstellt. Mittels des Verfahrens ist somit eine Fahrzeugsicherheit gegenüber dem Stand der Technik verbesserbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Bauteil mit einer Materialschwächung in Draufsicht,
2 schematisch einen Ausschnitt aus dem Bauteil gemäß 1 mit einem Abschnitt der Materialschwächung und einem Kontrastmittel in Draufsicht,
3 schematisch der Ausschnitt gemäß 2 und einer Markierung für einen aus dem Bauteil herauszutrennenden Bereich, und
4 schematisch eine Schnittdarstellung der Materialschwächung mit dem Kontrastmittel.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch ein Bauteil 1 mit zwei Materialschwächungen 2 in einer Draufsicht.
Das Bauteil 1 ist beispielsweise ein sogenannter I-Tafelträger zur Anordnung in einem Fahrzeug, welcher beispielsweise als Formpressteil aus einem Kunststoff, z. B. ein Hybridbauteil aus Polyurethan und Polypropylen, hergestellt wird.
Eine der Materialschwächungen 2 verläuft im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung einer Längsausdehnung des Bauteils 1. Eine weitere Materialschwächung 2 verläuft ausgehend von der längs gerichteten Materialschwächung 2 quer zu dieser in Richtung eines die Materialschwächung 2 umlaufenden Rands 3.
Die Materialschwächungen 2 und der umlaufende Rand 3 stellen beispielsweise eine Abdeckung für einen Airbag dar, wobei die Materialschwächungen 2 Sollbruchstellen sind, die eine Wandstärke des Bauteils 1 in diesem Bereich reduzieren.
Die Materialschwächungen 2 können mittels Laserperforation, Fräsung oder Messerschnitt in das Bauteil 1 eingebracht werden, wobei die Materialschwächungen 2 derart in das Bauteil 1 eingebracht werden, dass diese auf einer Oberfläche des Bauteils 1 möglichst nicht sichtbar sind.
Für eine möglichst korrekte Funktion der Abdeckung des Airbags, ist es erforderlich, die Materialschwächungen 2 entsprechend festgesetzter Vorgaben auszubilden. Dazu werden bei einem Herstellungsprozess der Abdeckung prozessbegleitende Messungen durchgeführt, die vorgegebene Parameter der Materialschwächungen 2 erfassen. Als Parameter werden dabei eine Wanddicke, Stegbreiten, Restwandstärken, Flächenträgheitsmomente und/oder ein Traganteil des Bauteils 1 ermittelt, wobei ein Traganteil ein verbleibendes, ungeschwächtes Material innerhalb des Verlaufs der Materialschwächung 2 ist. Damit ist durch Ermittlung der o. g. Parameter eine Güte der Abdeckung ermittelbar.
Zur automatischen Auswertung der Messergebnisse schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, welches nachfolgend beschrieben wird.
2 zeigt dazu einen Ausschnitt aus dem Bauteil 1 gemäß 1, wobei ein Abschnitt der Materialschwächung 2 mit einem Kontrastmittel 4 versehen ist.
Das Kontrastmittel 4 ist eine Flüssigkeit oder ein Pulver, welche bzw. welches einen Farbstoff enthält, der sich optisch von einer Farbe des Bauteils 1 unterscheidet.
Das Kontrastmittel 4 wird in den Abschnitt der Materialschwächung 2 eingeblasen, eingesprüht oder eingegossen, wobei das Kontrastmittel 4 vorerst oberflächlich in die Materialschwächung 2 eindringt.
3 zeigt einen nächsten Schritt des Verfahrens, wobei auf dem gemäß 2 gezeigten Bauteil 1 eine Trennlinie 5 dargestellt ist, an der ein den mit Kontrastmittel 4 versehenen Abschnitt der Materialschwächung 2 umfassender Teil des Bauteils 1 herausgetrennt wird. Das Heraustrennen des Teils kann mittels aus dem Stand der Technik bekannter Trennverfahren, z. B. Laserschneiden, Messerschnitt, usw., erfolgen.
In einem nächsten, nicht gezeigten Schritt, wird der herausgetrennte Teil im Bereich der Materialschwächung 2 aufgetrennt. Das Kontrastmittel 4 verteilt sich dabei derart in der Materialschwächung 2, dass ein optischer Kontrast zwischen geschwächten Material und ungeschwächten Material im Bereich einer Trennebene 6 deutlich sichtbar ist, wie es 4 zeigt.
4 zeigt dazu eine Draufsicht auf die Materialschwächung 2 senkrecht zur Trennebene 6, wobei ein geschwächter Materialbereich innerhalb der Materialschwächung 2 schraffiert dargestellt ist. Die in den 1 bis 3 gezeigte Oberfläche des Bauteils 1 ist hierbei in Betrachtungsrichtung unten angeordnet, wobei eine bisher nicht gezeigte gegenüberliegende Seite des Bauteils 1 in Betrachtungsrichtung oben angeordnet ist und z. B. eine einem Innenraum des Fahrzeuges abgewandte Seite darstellt. Die in 4 gezeigte obere Seite des Bauteils 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine thermische Isolierung auf.
Aufgrund des mittels des Kontrastmittels 4 verstärkten optischen Kontrasts zwischen den geschwächten und ungeschwächten Materialbereichen innerhalb der Materialschwächung 2 kann mittels einer geeigneten Datenverarbeitung eine automatische Ermittlung der o. g. Parameter der Materialschwächung erfolgen, wobei die Materialschwächung 2 optisch erfasst und anschließend z. B. mittels entsprechend geeigneter Bildverarbeitungsprogramme ausgewertet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19935244 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Überprüfung mindestens einer in einem Bauteil (1) eingebrachten Materialschwächung (2), wobei wenigstens ein Parameter der Materialschwächung (2) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung (2) zumindest abschnittsweise mit einem Kontrastmittel (4) versehen wird, wobei das Bauteil (1) im Bereich des mit dem Kontrastmittel (4) versehenen Abschnitts aufgetrennt wird und der mit dem Kontrastmittel versehene Abschnitt der Materialschwächung (2) senkrecht zu einer Trennebene (6) optisch erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem optisch erfassten Abschnitt der Materialschwächung (2) der mindestens eine Parameter elektronisch ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als der mindestens eine Parameter eine Wanddicke, eine Stegbreite, ein Flächenträgheitsmoment, eine Restwandstärke und/oder ein Traganteil eines ungeschwächten Materialbereichs der Materialschwächung (2) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel (4) in die Materialschwächung (2) eingeblasen, eingesprüht oder eingegossen wird.