DE102014217038A1 - Method for testing a head rest of a joining element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Kopfauflage eines Fügeelementes umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Bauteils (6) und eines Fügeelementes (1), wobei das Fügeelement (1) einen Schaft (2) und einen Kopf (3) umfasst, und wobei der Schaft (2) im Bauteil (6) steckt, Senden eines Signals (17) in den möglichen Spalt (8) zwischen einer Unterseite (4) des Kopfes (3) und einer dem Kopf (3) zugewandten Oberseite (7) des Bauteils (6), Empfangen des gesendeten Signals (17) und Entscheiden, ob die Unterseite (4) des Kopfes (3) zumindest stellenweise auf der Oberseite (7) des Bauteils (6) aufliegt, basierend auf dem Empfangenen Signal (17) oder auf der Tatsache, dass kein Signal (17) empfangen wird.The invention relates to a method for testing a head rest of a joining element comprising the following steps: providing a component (6) and a joining element (1), wherein the joining element (1) comprises a shaft (2) and a head (3), and wherein the shaft (2) is inserted in the component (6), sending a signal (17) into the possible gap (8) between a lower side (4) of the head (3) and an upper side (7) of the component facing the head (3) (6), receiving the transmitted signal (17) and deciding whether the underside (4) of the head (3) rests at least in places on the upper side (7) of the component (6) based on the received signal (17) or the fact that no signal (17) is received.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Kopfauflage eines Fügeelementes sowie eine entsprechende Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for testing the head rest of a joining element and to a corresponding testing device for carrying out the method.
Bei der Überprüfung der Kopfauflage eines Fügeelementes, beispielsweise einer Schraube, einer Niete oder eines Nagels, wird überprüft, ob die Unterseite des Kopfes auf dem entsprechenden Bauteil zumindest stellenweise aufliegt. Die Kopfauflage stellt ein wichtiges Qualitätsmerkmal für die Funktionsfähigkeit der Verbindung dar. Im Stand der Technik wird die Kopfauflage üblicherweise mittels Sichtprüfungen in Kombination mit Fühlerlehren überprüft. Diese Prüfung ist jedoch zeitaufwendig und vom Knowhow des Prüfers abhängig, da sie nicht automatisiert durchgeführt werden kann. Alternativ zur Kopfauflage könnte auch ein Kopfüberstand gemessen werden. Dies ist jedoch aufgrund der Toleranzen des Fügelementes nicht zielführend.When checking the headrest of a joining element, such as a screw, a rivet or a nail, it is checked whether the bottom of the head rests on the corresponding component at least in places. The head rest is an important quality feature for the functionality of the connection. In the prior art, the head rest is usually checked by means of visual checks in combination with feeler gauges. However, this test is time-consuming and dependent on the expertise of the examiner, since it can not be carried out automatically. As an alternative to the head rest, a head overhang could also be measured. However, this is not expedient due to the tolerances of the Fügelementes.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren zum Prüfen einer Kopfauflage eines Fügeelementes anzugeben, das automatisiert durchführbar ist und korrekte Prüfergebnisse liefert. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine entsprechende Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.It is an object of the present invention to provide a method for testing a head rest of a joining element, which is automated and supplies correct test results. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a corresponding test device for carrying out the method.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.The object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.
Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen einer Kopfauflage eines Fügeelementes. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: (i) Bereitstellen eines Bauteils und eines Fügeelementes, wobei das Fügeelement einen Schaft und einen Kopf umfasst, und wobei der Schaft im Bauteil steckt. Entscheidend für die Überprüfung der Kopfauflage ist das dem Kopf zugewandte Bauteil. Selbstverständlich kann der Schaft des Fügeelementes in mehreren miteinander zu verbindenden Bauteilen stecken. Insbesondere wird das Verfahren an Bauteilen eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise an Blechen, angewandt. Zwischen einer Unterseite des Kopfes und einer dem Kopf zugewandten Oberseite des Bauteils kann zumindest stellenweise ein Spalt verbleiben. In einem zweiten Verfahrensschritt (ii) erfolgt ein Senden eines Signals in diesen möglichen Spalt zwischen der Unterseite des Kopfes und der Oberseite des Bauteils. Ferner erfolgt ein Empfangen (iii) des gesendeten Signals. Basierend auf dem empfangenen Signal, oder basierend auf der Tatsache, dass kein Signal empfangen wird, wird im Verfahrensablauf (iv) entschieden, ob die Unterseite des Kopfes zumindest stellenweise auf der Oberseite des Bauteils aufliegt. Das Signal kann an mehreren Stellen durch den möglichen Spalt gesendet werden. Dadurch kann die Kopfauflage, also die Berührung zwischen der Unterseite des Kopfes und der Oberseite des Bauteils, an verschiedenen Stellen überprüft werden. Dadurch kann auf die genaue Ausgestaltung der Kopfauflage geschlossen werden. Je nach Anforderungen an die Qualität der gesetzten Verbindung, kann basierend auf der überprüften Kopfauflage entschieden werden, ob die Verbindung den Qualitätsanforderungen entspricht oder nicht.Thus, the object is achieved by a method for testing a head rest of a joining element. The method comprises at least the following steps: (i) providing a component and a joining element, wherein the joining element comprises a shaft and a head, and wherein the shaft is inserted in the component. Decisive for the inspection of the head rest is the component facing the head. Of course, the shaft of the joining element can be stuck in a plurality of components to be joined together. In particular, the method is applied to components of a motor vehicle, for example to sheets. Between a bottom of the head and a head facing the top of the component may at least in places remain a gap. In a second method step (ii), a signal is sent into this possible gap between the underside of the head and the upper side of the component. Further, receiving (iii) the transmitted signal occurs. Based on the received signal, or based on the fact that no signal is received, it is decided in the procedure (iv) whether the underside of the head rests at least in places on the upper side of the component. The signal can be sent in several places through the possible gap. This allows the headrest, so the contact between the bottom of the head and the top of the component to be checked at various points. This can be concluded that the exact design of the headrest. Depending on the requirements of the quality of the set connection, it can be decided based on the checked headrest whether the connection meets the quality requirements or not.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise ein optisches Signal verwendet. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen Laserstrahl.In the context of the method according to the invention advantageously an optical signal is used. This is preferably a laser beam.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Sendevorrichtung zum Aussenden des Signals und eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen des Signals auf gegenüberliegenden Seiten des Kopfes angeordnet werden. Das Signal läuft somit durch den möglichen Spalt hindurch. Wenn das Signal auf der gegenüberliegenden Seite von der Empfangsvorrichtung empfangen wird, so kann daraus geschlossen werden, dass zumindest an dieser Stelle keine Kopfauflage vorhanden ist. Wenn das Signal von der Empfangseinheit nicht empfangen wird, wird daraus geschlossen, dass an dieser Stelle eine Kopfauflage vorhanden ist.Furthermore, it is preferably provided that a transmitting device for transmitting the signal and a receiving device for receiving the signal are arranged on opposite sides of the head. The signal thus passes through the possible gap. If the signal is received on the opposite side of the receiving device, then it can be concluded that at least at this point no headrest is present. If the signal is not received by the receiving unit, it is concluded that there is a head rest there.
Alternativ dazu ist es auch möglich, die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung auf der gleichen Seite zu positionieren. Bei vorhandener Kopfauflage an der entsprechenden Stelle wird an das Signal vom Material des Kopfes oder vom Material des Bauteils reflektiert und kann von der Empfangseinheit empfangen werden. In diesem Fall würde man bei Empfangen eines Signals auf das Vorhandensein einer Kopfauflage an der entsprechenden Stelle schließen.Alternatively, it is also possible to position the transmitting device and the receiving device on the same side. When the head rest is present in the appropriate place, the signal is reflected from the material of the head or from the material of the component and can be received by the receiving unit. In this case, upon receiving a signal, one would conclude that a head rest is present at the appropriate location.
Vorteilhafterweise wird die Kopfauflage an mehreren Stellen überprüft. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung um das Fügeelement rotiert werden. Insbesondere erfolgt diese Rotation um eine Achse des Schaftes. Alternativ kann die Rotation auch um eine zur Achse des Schaftes parallele Achse erfolgen. Dadurch wird bei Rotation stets der radiale Abstand zur Achse des Schaftes variiert, sodass an sehr unterschiedlichen Stellen gemessen wird.Advantageously, the headrest is checked at several points. For this purpose, it is preferably provided that the transmitting device and the receiving device are rotated about the joining element. In particular, this rotation takes place about an axis of the shaft. Alternatively, the rotation can also take place about an axis parallel to the axis of the shaft. As a result, the radial distance to the axis of the shaft is always varied during rotation, so that it is measured at very different locations.
Alternativ oder zusätzlich zur Rotation der Sendevorrichtung und der Empfangsvorrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Sender und Empfänger und/oder bandförmige Sender und Empfänger verwendet werden, sodass gleichzeitig an mehreren Stellen oder über einem breiten Bereich geprüft werden kann.As an alternative or in addition to the rotation of the transmitting device and the receiving device, it is preferably provided that a plurality of transmitters and receivers and / or band-shaped transmitters and receivers are used, so that testing can be carried out simultaneously at several points or over a wide range.
Der mögliche Spalt zwischen Unterseite des Kopfes und Oberseite des Bauteils ist relativ klein. Dementsprechend wird das Signal parallel zur Oberseite des Bauteils mit einem Abstand von höchstens 2 mm durch den möglichen Spalt gesendet. Insbesondere beträgt der Abstand höchstens 1 mm, besonders vorzugsweise höchstens 0,2 mm. The possible gap between the bottom of the head and top of the component is relatively small. Accordingly, the signal is transmitted parallel to the top of the component at a distance of at most 2 mm through the possible gap. In particular, the distance is at most 1 mm, particularly preferably at most 0.2 mm.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafter Weise zum Prüfen der Kopfauflage an Fließlochschrauben, Blindnieten, Schrauben oder Nägeln verwendet. Der Fachmann versteht, dass das erfindungsgemäße Verfahren an allen Fügeelementen mit einem Kopf angewendet werden kann.The method according to the invention is advantageously used for testing the head support on flow-piercing screws, blind rivets, screws or nails. The skilled person understands that the method according to the invention can be applied to all joining elements with one head.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des soeben beschriebenen Verfahrens. Die im Rahmen des Verfahrens beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Unteransprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendungen für die Prüfvorrichtung.The invention further comprises a testing device for carrying out the method just described. The advantageous embodiments and subclaims described in the context of the method find correspondingly advantageous applications for the testing device.
Die Prüfvorrichtung umfasst eine Sendevorrichtung zum Senden des Signals, eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen des Signals und eine Recheneinheit zum Entscheiden, ob die Unterseite des Kopfes zumindest stellenweise auf der Oberseite des Bauteils aufliegt. Die Recheneinheit arbeitet dabei basierend auf dem empfangenen Signal beziehungsweise auf der Tatsache, dass kein Signal empfangen wird.The testing device comprises a transmitting device for transmitting the signal, a receiving device for receiving the signal and a computing unit for deciding whether the underside of the head rests at least in places on the upper side of the component. The arithmetic unit works based on the received signal or on the fact that no signal is received.
Wie bereits beschrieben, wird die Prüfvorrichtung, insbesondere die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung, um den Kopf rotiert, sodass an unterschiedlichen Stellen gemessen wird. Vorteilhafterweise werden hierzu die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung in ein Element integriert, das auf den Kopf aufsteckbar ist, beispielsweise in Form einer Überwurfmutter.As already described, the testing device, in particular the transmitting device and the receiving device, is rotated about the head so that it is measured at different locations. Advantageously, for this purpose, the transmitting device and the receiving device are integrated into an element which can be plugged onto the head, for example in the form of a union nut.
Die Sendevorrichtung umfasst zum Senden des optischen Signals bevorzugt einen ersten Spiegel zum Umleiten des optischen Signals und somit zum Einleiten des Signals in den möglichen Spalt. Der Spiegel befindet sich zumindest teilweise im Bereich von 0 bis 2 mm über der Oberseite des Bauteils, um das Signal möglichst dicht über der Oberseite des Bauteils einzuleiten.The transmitting device preferably comprises a first mirror for redirecting the optical signal for transmitting the optical signal and thus for introducing the signal into the possible gap. The mirror is at least partially in the range of 0 to 2 mm above the top of the component to initiate the signal as close as possible to the top of the component.
Vorteilhafterweise umfasst auch die Empfangsvorrichtung einen entsprechenden Spiegel, um das Signal möglichst knapp über der Oberseite des Bauteils umzuleiten.Advantageously, the receiving device also includes a corresponding mirror to redirect the signal as close as possible above the top of the component.
Das entsprechende Fügeelement wird vorteilhafterweise mit einem Fügewerkzeug gesetzt. Dieses Fügewerkzeug ist beispielsweise ein Nietwerkzeug oder ein Schraubwerkzeug. Vorteilhafterweise werden die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung in dieses Fügewerkzeug integriert, sodass direkt im Anschluss an das Setzen des Fügelementes auch die Kopfauflage überprüft werden kann.The corresponding joining element is advantageously set with a joining tool. This joining tool is for example a riveting tool or a screwing tool. Advantageously, the transmitting device and the receiving device are integrated in this joining tool, so that directly after the setting of the Fügelementes and the headrest can be checked.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung entsprechende Mittel umfasst, um zu überprüfen, ob die Prüfeinrichtung plan auf der Oberseite des Bauteils aufliegt.Furthermore, it is preferably provided that the test device comprises corresponding means to check whether the test device rests flat on the top of the component.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung bieten eine automatisierte Möglichkeit zur Ermittlung der Kopfauflage. Dies bedeutet Vorteile in Bezug auf Zeit und Zuverlässigkeit bei der Überprüfung der Kopfauflage. Zudem kann mittels der Erfindung auch die genaue Position der Kopfauflage identifiziert werden.The method according to the invention and the test device according to the invention offer an automated possibility for determining the head rest. This means advantages in terms of time and reliability in the inspection of the headrest. In addition, the exact position of the headrest can be identified by means of the invention.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures. Show it:
Im Folgenden wird anhand der
Das Bauteil
Bei Berührung der Unterseite
Zur Überprüfung der Kopfauflage wird mittels der Prüfvorrichtung
Die Prüfvorrichtung
Die Sendevorrichtung
Die beiden Spiegel
Der Sender
Über Datenleitungen sind der Sender
Zusätzlich oder alternativ zur Rotation der Sendevorrichtung
Die Sendevorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fügeelementjoining element
- 22
- Schaftshaft
- 33
- Kopfhead
- 44
- Unterseitebottom
- 55
- Achseaxis
- 66
- Bauteilcomponent
- 77
- Oberseitetop
- 88th
- Spaltgap
- 99
- PrüfvorrichtungTester
- 1010
- Sendevorrichtungtransmitting device
- 1111
- Sendertransmitter
- 1212
- Erster SpiegelFirst mirror
- 1313
- Empfangsvorrichtungreceiving device
- 1414
- Empfängerreceiver
- 1515
- Zweiter SpiegelSecond mirror
- 1616
- Recheneinheitcomputer unit
- 1717
- Signalsignal
- 1818
- Pfeilarrow
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CN112605642A (en) * | 2019-12-19 | 2021-04-06 | 阿特拉斯柯普科工业技术(德国)有限公司 | Method for detecting connecting elements, in particular hot-melt self-tapping elements, in the event of a fault being detected |
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