DE102017206443B4 - Vorrichtung zur Diagnose einer Fügequalität eines Plattenelements - Google Patents

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Abstract

Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement (140), die an einem Plattenelement (140) befestigbar ist, an welchem ein Schweißabschnitt (145) für eine Diagnose der Fügequalität bildbar ist, umfassend:eine Vibrationsübertragungskomponente (150), die in einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements (140) angeordnet ist;eine erste Anschlusskomponente (155a), die jeweils mit einer Oberfläche eines Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist;eine zweite Anschlusskomponente (155b), die jeweils mit einer Oberfläche des anderen Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist;eine Oszillatoranordnung (110), um dem einen Endabschnitt der Vibrationsübertragungskomponente (150) eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz zuzuführen;einen Sensor (115), der in einem vorbestimmten Abstand von dem Oszillator (110) angeordnet ist und in Kontakt mit der Vibrationsübertragungskomponente (150) ist, um so eine Charakteristik der Vibration während einer Bewegung entlang der Vibrationsübertragungskomponente (150) zu erfassen; undeinen Analysierabschnitt (120), der eine Charakteristik eines vorbestimmten Bereiches des Plattenelements (140) analysiert, der der Vibrationsübertragungskomponente (150) entspricht, indem eine in dem Sensor (115) erfasste Vibrationscharakteristik analysiert wird.

Description

  • Hintergrund
  • (a) Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Qualität eines Schweißabschnitts zu diagnostizieren, indem eine Schwingung mit einer vorbestimmten Frequenz an einen vorbestimmten Bereich übertragen wird, indem die empfangene Schwingung analysiert und eine Charakteristik eines Fügeabschnitts bestimmt wird.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Durch Schweißen bearbeitete Komponenten, welche an einer Fahrzeugkarosserie angebracht sind, wie zum Beispiel eine Motorhaube, werden durch Koppeln einer Mehrzahl von Platten bzw. Blechen oder Komponenten mit Hilfe von Punktschweißen hergestellt.
  • Es existiert ein Verfahren, bei dem Ultraschallwellen auf einen Punktschweißabschnitt gerichtet werden und wobei dann ein Durchmesser einer Schweißlinse auf Grundlage der davon reflektierten Welle bestimmt wird, und zwar als ein Verfahren zur Untersuchung einer Qualität eines Schweißabschnitts einer durch Schweißen bearbeiteten Komponente.
  • Weiterhin existiert ein Verfahren zum Untersuchen einer Qualität eines Schweißabschnitts, indem eine Schallwelle auf einen Punktschweißabschnitt gerichtet wird und dann die von dem Schweißabschnitt reflektierte Welle analysiert wird.
  • Zusätzlich wird auch ein Verfahren zum Untersuchen einer Qualität eines Schweißabschnitts durch Verwenden einer Ultraschallsonde offenbart. Weiterhin gibt es ein Verfahren zum Untersuchen einer Qualität eines Schweißabschnitts, wobei ein Transducer an einem vorderen Endabschnitt einer Elektrode einer Punktschweißmaschine angebracht ist und wobei eine von einem Schweißabschnitt empfangene elastische Welle analysiert wird.
  • Dabei kann eine Genauigkeit bei den oben aufgeführten Lösungsvorschlägen verschlechtert sein, wobei es schwierig sein kann, eine reale Verbindungskraft eines Schweißabschnitts zu untersuchen, wenn eine Qualität der durch Schweißen bearbeiteten Komponente mit Hilfe eines Frequenzanalyseabschnitts bestimmt wird.
  • Aus der DE 100 28 571 A1 ist ein Verfahren zum Analysieren von punktgeschweißten Metallblech-Strukturen bekannt, die Kräften unterworfen werden, die eine oder mehrere Grund-Versagensarten, wie Scherspannung, Rotation in einer Ebene, Ablösung, Normalspannung oder irgendeine Kombination derselben fördern, mit: (I) Vorsehen punktgeschweißter Metallblechteststücke zur Analyse ausgewählter Versagensarten der zu analysierenden Struktur und Unterwerfen derselben progressiv wachsenden Kräfte, die schließlich Versagen in dem ausgewählten Versagensmodus hervorrufen, um so Last- und Verschiebungs-Messtestdaten herzustellen; (II) Analysieren der Daten der Basisarten, um Festigkeits- und Steifigkeitsinformationen von Schweißpunkten abzuleiten und zu extrahieren und sodann Oberflächenanpassung der extrahierten Daten zur Herstellung einer Datenbank; (III) Erstellen eines mathematischen Computermodells zur Simulation der Versagensarten von Schweißpunkten der Struktur und Einsetzen von Datenbankwerten, um simulierte physikalische Tests der Struktur zu ermöglichen; (IV) Erstellen eines kumulierten Versagenskriteriums für die punktgeschweißte Struktur, das ins Verhältnis setzt (a) die aus dem populierten mathematischen Modell für ausgewählte Kombinationen von Lasten, Dauer und Strukturdicken resultierende Festigkeitsinformation, und (b) die aus den Testdaten abgeleiteten Kombinationen von Festigkeitsinformationen; (V) Lösen des Kriteriums um zu bestimmen, ob es Versagen für die Kombination der resultierenden Festigkeits- und anderer Werte angibt.
  • Die EP 2 946 869 A1 offenbart außerdem ein Verfahren zur Prüfung des Schweißzustandes von ultraschallgeschweißten plattenförmigen Elementen, das die folgenden Schritte umfasst: Messen der Energie, die auf einen Amboss übertragen wurde, wenn mehrere plattenförmige Elemente, die auf dem Amboss gestapelt sind, ultraschallgeschweißt werden, während eine Sonotrode, die gegen die plattenförmigen Elemente schwingt, gedrückt wird; und Bestimmen der Qualität des Schweißzustandes der plattenförmigen Elemente auf der Grundlage der im Messschritt gemessenen Energie.
  • Die Offenbarung dieses Abschnitts soll einen Hintergrund der Erfindung bereitstellen. Die Anmelderin weist daraufhin, dass dieser Abschnitt Information enthalten kann, die vor dieser Anmeldung zugänglich war. Durch Bereitstellen dieses Abschnitts erkennt die Anmelderin jedoch an, dass keine in diesem Abschnitt enthaltene Information einen Stand der Technik bildet.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um eine Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement bereitzustellen, mit den Vorteilen einer Zeitersparnis beim Messen, einer verbesserten Handhabung für einen Nutzer und einer direkten Bestimmung einer Steifigkeit eines geschweißten Bereiches im Hinblick auf das Messen einer Steifigkeit eines vorbestimmten Bereiches eines geschweißten Plattenelements durch Verwenden einer Vibrationscharakteristik.
  • Ein Aspekt der Erfindung stellt ein System zum Testen eines Zielobjekts (Metallkomponente, Platte bzw. Blech) mit einer Mehrzahl von Schweißpunkten bereit. Das System scannt das Zielobjekt, um eine Biegesteifigkeit an mehreren Stellen des Zielobjekts zu bestimmen. Die Biegesteifigkeit ist ein Maß für eine Schweißqualität von Schweißpunkten, die in einem entsprechenden Abschnitt des Zielobjekts gebildet worden sind.
  • Das System untersucht eine Biegesteifigkeit an mehreren Stellen, um einen Abschnitt oder eine Stelle des Zielobjekts zu bestimmen, wo eine Biegesteifigkeit im Vergleich zu anderen Abschnitten relativ gering ist. Wenn das System eine relativ geringe Biegesteifigkeit identifiziert, und zwar als ein potentieller Hinweis auf eine schlechte Qualität der Punktschweißung, dann speichert das System diese Information, die einen Abschnitt des Zielobjekts identifizieren kann, der eine relativ geringe Biegesteifigkeit für die weitere Bearbeitung (zusätzliches Punktschweißen) aufzeigt.
  • In den wie in 1 dargestellten Ausführungsformen wird eine Vibrationsübertragungskomponente 150 über einem Abschnitt eines Zielobjekts 140 einschließlich wenigstens eines Schweißpunkts verschoben (schraffierter Kreis im Zielobjekt 140). In den Ausführungsformen ist die Vibrationsübertragungskomponente 150 unter Verwendung von Verbindern 115a, 115b mit dem Zielobjekt 140 verbunden, während die Verbinder das Zielobjekt 140 nicht direkt berühren. Wenn die Vibrationskomponente in Reaktion auf den Betrieb des Schwingungserzeugers 110 vibriert, werden die Schwingungen über die Verbinder (155a, 155b, 155c, 155d) mechanisch an das Zielobjekt 140 übertragen. Die Sensoren 115 nehmen Signale auf, welche die Vibrationseigenschaften der Vibrationskomponente 150 und des entsprechenden Abschnitts des Zielobjekts 140 zwischen zwei Verbindern (zwischen 155a und 155b) repräsentieren. Die Signale werden für eine Berechnung eines die Qualität der Schweißpunkte (vier schraffierte Kreise zwischen den Verbindern 155a, 155b) repräsentierenden Maßes bearbeitet. In den Ausführungsformen erzeugt der Schwingungserzeuger 110 Schwingungen in einem Frequenzbereich zwischen 260 Hz und 340 Hz.
  • Eine Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann an einem Plattenelement angebracht sein, an welchem ein Schweißabschnitt zur Diagnose der Fügequalität ausgebildet ist. Die Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement kann eine Vibrationsübertragungskomponente umfassen, die in einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements angeordnet ist; eine erste Anschlusskomponente, die jeweils mit einer Oberfläche eines Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente und der einen Oberfläche des Plattenelements in Kontakt ist; eine zweite Anschlusskomponente, die jeweils mit einer Oberfläche des anderen Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente und der einen Oberfläche des Plattenelements im Kontakt ist; eine Oszillatoranordnung, um dem einen Endabschnitt der Vibrationsübertragungskomponente eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz zuzuführen; einen Sensor, der in einem vorbestimmten Abstand von dem Oszillator angeordnet ist und in Kontakt mit der Vibrationsübertragungskomponente ist, um so eine Charakteristik der Vibration während einer Bewegung entlang der Vibrationsübertragungskomponente zu erfassen; und einen Analysierabschnitt, der eine Charakteristik eines vorbestimmten Bereiches des Plattenelements analysiert, der der Vibrationsübertragungskomponente entspricht, indem eine in dem Sensor erfasste Vibrationscharakteristik analysiert wird.
  • Die Vibrationsübertragungskomponente kann ein Stahl-Material enthalten, und der Fügeabschnitt kann einen Abschnitt aufweisen, der punktgeschweißt ist.
  • Die ersten und zweiten Anschlusskomponenten können Permanentmagnete sein.
  • Die ersten und zweiten Anschlusskomponenten können an die eine und an die andere Oberfläche des Plattenelements angeschlossen sein, und dritte und vierte Anschlusskomponenten können auf entsprechenden Abschnitten angeordnet sein, welche den ersten und zweiten Anschlusskomponenten entsprechen.
  • Die Fügequalität-Diagnosevorrichtung kann weiterhin Verbindungsdrähte umfassen, welche die erste Anschlusskomponente mit der dritten Anschlusskomponente und die zweite Anschlusskomponente mit der vierten Anschlusskomponente verbinden.
  • Die Sensoren können mit einem vorbestimmten Spalt in einer Längenrichtung der Vibrationsübertragungskomponente angeordnet sein.
  • Der Sensor kann ein Beschleunigungssensor sein.
  • Die Vibrationsübertragungskomponente kann ein Acrylmaterial enthalten.
  • Der Analysierabschnitt kann einen vorbestimmten Bereich des Plattenelements analysieren, bei welchem die Vibrationsübertragungskomponente angeordnet ist.
  • Die Fügequalität-Diagnosevorrichtung kann weiterhin ein Display umfassen, welches Daten anzeigt, die von dem Analysierabschnitt analysiert wurden.
  • Die Vibrationsübertragungskomponente kann Seite an Seite mit der einen Oberfläche des Plattenelements angeordnet sein, und die Charakteristik des vorbestimmten Bereichs kann eine Biegesteifigkeit des Plattenelements sein.
  • Eine Diagnosevorrichtung, die auf einer Außenfläche eines Plattenelements angebracht ist, um so eine Charakteristik des Plattenelements zu diagnostizieren, kann eine Vibrationsübertragungskomponente umfassen, die in einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements angeordnet ist; eine erste Anschlusskomponente, die jeweils mit einer Oberfläche eines Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente und der einen Oberfläche des Plattenelements in Kontakt ist; eine zweite Anschlusskomponente, die jeweils mit einer Oberfläche des anderen Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente und der einen Oberfläche des Plattenelements in Kontakt ist; eine Oszillatoranordnung, um der Vibrationsübertragungskomponente eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz zuzuführen; und einen Sensor, der in einem vorbestimmten Abstand von dem Oszillator angeordnet ist und in Kontakt mit der Vibrationsübertragungskomponente ist, um so eine Charakteristik der Vibration während einer Bewegung entlang der Vibrationsübertragungskomponente zu erfassen.
  • Die Diagnosevorrichtung kann weiterhin einen Analysierabschnitt umfassen, der eine Charakteristik eines vorbestimmten Bereiches des Plattenelements analysiert, der der Vibrationsübertragungskomponente entspricht, indem eine in dem Sensor erfasste Vibrationscharakteristik analysiert wird.
  • Das Plattenelement kann einen Schweißabschnitt aufweisen.
  • Der Analysierabschnitt kann für eine Analyse der Steifigkeit des Plattenelements eingestellt sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2, 3, 4 und 5 sind schematische Darstellungen, welche Fügequalität-Diagnosevorrichtungen für Plattenelemente gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
    • 6, 7 und 8 sind Auftragungen, welche Analyseergebnisse einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
    • 9 ist eine schematische Darstellung, welche ein Theorie-Modell einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Signalerzeuger
    105
    Hochspannungsverstärker
    110
    Oszillator
    115
    Sensor
    120
    Frequenz-Analysierabschnitt
    125
    Display
    130
    Eingabe- und Ausgabe-Gerät
    140
    Plattenelement
    145
    Schweißabschnitt
    150
    Vibrationsübertragungskomponente
    155a
    erste Anschlusskomponente
    155b
    zweite Anschlusskomponente
    155c
    dritte Anschlusskomponente
    155d
    vierte Anschlusskomponente
    155
    Anschlusskomponente
    160
    Verbindungsdraht
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Für ein besseres Verständnis und eine eindeutigere Beschreibung sind die Größe und Dicke jeder in den Zeichnungen dargestellten Komponente nicht maßstabsgetreu gezeigt, wobei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt sind. Dicken sind vergrößert dargestellt, um bestimmte Abschnitte und Bereiche klar hervorzuheben.
  • Die Zeichnungen und die Beschreibung sollen darstellend und nicht beschränkend sein, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in dieser Beschreibung kennzeichnen.
  • In der folgenden Beschreibung sollen unterscheidende Bezeichnungen der Komponenten hinsichtlich „erster“, „zweiter“ usw. die Bezeichnungen unterteilen, da die Bezeichnungen der Komponenten die gleichen sind und ihre Reihenfolge nicht explizit festgelegt ist.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug auf 1 umfasst eine Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement als Baukomponenten: ein Plattenelement 140, einen Schweißabschnitt 145, einen Signalerzeuger 100, einen Hochspannungsverstärker 105, einen Oszillator 110, eine Vibrationsübertragungskomponente 150, einen Sensor 115, eine erste, zweite, dritte und vierte Anschlusskomponente 155a, 155b, 155c und 155d, einen Verbindungsdraht 160, eine Eingabe- und Ausgabe-Vorrichtung 130, einen Frequenz-Analysierabschnitt 120 sowie ein Display 125.
  • Der Signalerzeuger 100 erzeugt ein vorbestimmtes Frequenzsignal, und der Hochspannungsverstärker 105 verstärkt das erzeugte Frequenzsignal und überträgt dann das verstärkte Signal an den Oszillator 110.
  • Im Detail weist das Plattenelement 140 eine Struktur auf, die durch den Schweißabschnitt 145 punktgeschweißte Platten oder Bleche aufweist, wobei die Schweißabschnitte 145 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen zwei Platten angeordnet sind.
  • Die Vibrationsübertragungskomponente 150 ist mit einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements 140 beabstandet, wobei die erste Anschlusskomponente 155a zwischen einem Endabschnitt der Vibrationsübertragungskomponente 150 und dem Plattenelement 140 angeordnet ist, und wobei die zweite Anschlusskomponente 155b zwischen dem anderen Endabschnitt der Vibrationsübertragungskomponente 150 und dem Plattenelement 140 angeordnet ist.
  • Die dritte Anschlusskomponente 155c ist auf der anderen Oberfläche der ersten Anschlusskomponente 155a befestigt, und die vierte Anschlusskomponente 155d ist auf der anderen Oberfläche der zweiten Anschlusskomponente 155b angebracht. Zusätzlich verbindet der eine Verbindungsdraht 160 die erste Anschlusskomponente 155a und die dritte Anschlusskomponente 155c, und der andere Verbindungsdraht 160 verbindet die zweite Anschlusskomponente 155b und die vierte Anschlusskomponente 155d.
  • Die ersten und zweiten Anschlusskomponenten 155a und 155b können an der Vibrationsübertragungskomponente 150 befestigt sein, wobei die ersten, zweiten, dritten und vierten Anschlusskomponenten 155a, 155b, 155c und 155d aus Permanentmagneten hergestellt sein können, die an dem ersten Plattenelement 140 anhaften.
  • 2, 3, 4 und 5 sind schematische Darstellungen, welche Fügequalität-Diagnosevorrichtungen für Plattenelemente gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Mit Bezug auf 2 bis 5 können eine Länge, eine Dicke und eine Breite der Vibrationsübertragungskomponente 150 in Abhängigkeit eines Designs variiert werden, wobei Größen, Dicken und Längen der ersten, zweiten, dritten und vierten Anschlusskomponenten 155a, 155b, 155c und 155d ebenso in Abhängigkeit eines Designs variiert werden können, wobei der Verbindungsdraht 160 aus einem leitfähigen Material oder aus einem Halbleitermaterial als ein elastisches Element hergestellt sein kann.
  • Vier Punktschweißabschnitte (Schweißpunkte) können in Entsprechung mit der Vibrationsübertragungskomponente 150 ausgebildet sein, wobei die Anzahl an Schweißabschnitten und ein Spalt dazwischen in Abhängigkeit einer Ausführungsform variiert werden können.
  • Weiterhin müssen die dritten und vierten Anschlusskomponenten 155c und 155d nicht bereitgestellt sein, wobei die ersten und zweiten Anschlusskomponenten 155a und 155b aus Permanentmagneten hergestellt sein können und wahlweise Gummi, Plastik und Metallmaterialien oder Nicht-Metallmaterialien enthalten können.
  • Zusätzlich kann der Sensor 115 ein Beschleunigungssensor sein, wobei der Sensor 115 mit einem vorbestimmten Abstand in einer Längenrichtung oder einer Breitenrichtung der Vibrationsübertragungskomponente 150 angeordnet sein kann.
  • Weiterhin können die ersten und zweiten Anschlusskomponenten 155a und 155b entlang des Plattenelements 140 ausgebildet sein, so dass ein Anschlussbereich gleichmäßig aufrechterhalten wird.
  • 6, 7 und 8 sind Auftragungen, welche Analyseergebnisse einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren.
  • Mit Bezug auf 6 repräsentiert eine horizontale Achse entsprechende untersuchte Bereiche und eine vertikale Achse stellt eine Biegesteifigkeit dar.
  • Der Analysierabschnitt 120 kann eine Biegesteifigkeit von entsprechenden Bereichen durch eine Analyse von Vibrationsdaten bestimmen.
  • Wie in 6 gezeigt ist, sind Biegesteifigkeiten eines ersten Bereichs, eines zweiten Bereichs, eines achten Bereichs und eines neunten Bereichs relativ gering, und Biegesteifigkeiten von dritten, vierten, fünften, sechsten und siebenten Bereichen sind relativ hoch.
  • Somit kann festgestellt werden, dass die Fügequalität der Schweißabschnitte des ersten, zweiten, achten und neunten Bereichs relativ schlecht ist.
  • Mit Bezug auf 7 stellt eine horizontale Achse eine Position des Plattenelements 140 dar, und eine vertikale Achse stellt eine Biegesteifigkeit dar.
  • Wie in 7 dargestellt ist, werden die Biegesteifigkeiten von weniger als 2,4 auf der linken Seite und von 3,2 auf der rechten Seite dargestellt. Das heißt, die einen Defekt aufweisenden Biegesteifigkeiten der linken Seite sind gering.
  • Mit Bezug auf 8 repräsentiert eine horizontale Achse eine von dem Oszillator 110 an die Vibrationsübertragungskomponente 150 übertragene Frequenz, wobei eine vertikale Achse Merkmale der Frequenz darstellt, die an den Sensor 115 entlang der auf dem Plattenelement 140 befestigten Vibrationsübertragungskomponente 150 übertragen wurde.
  • Wie in 8 dargestellt ist, unterscheiden sich Merkmale der an den Sensor 115 übertragenen Frequenzen eines linken Flansches (bzw. Anschlusses), der einen Defekt aufweist, von einem rechten Flansch, der normal ist.
  • Ein Frequenzmerkmal (d.h. Frequenzcharakteristik) ist niedrig an dem linken Flansch, der einen Defekt aufweist, im Vergleich zu dem rechten Flansch, der normal ist. In dieser Hinsicht wird die Charakteristik für einen Fall dargestellt, wo sich die Anregungsfrequenz in einem Bereich von etwa 120 Hz bis 335 Hz befindet.
  • 9 ist eine schematische Darstellung, welche ein Theorie-Modell einer Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Mit Bezug auf 9 besteht ein Theorie-Modell einer Struktur aus der Vibrationsübertragungskomponente 150, die auf dem Schweißbereich befestigt ist, der durch die Anschlusskomponenten 155a, 155b, 155c und 155d gemessen wird, und zwar unter der Annahme, dass der Schweißbereich einem äquivalenten Trägerelement entspricht.
  • Zusätzlich kann eine Biegesteifigkeit durch direkten oder indirekten Vergleich eines real-erzeugten Frequenzwertes mit einem durch Verwenden des Theorie-Modells berechneten Ergebniswerts angenommen bzw. vorhergesagt werden.
  • Während diese Erfindung in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll davon ausgegangen werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern die Erfindung soll vielmehr verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken.

Claims (16)

  1. Fügequalität-Diagnosevorrichtung für ein Plattenelement (140), die an einem Plattenelement (140) befestigbar ist, an welchem ein Schweißabschnitt (145) für eine Diagnose der Fügequalität bildbar ist, umfassend: eine Vibrationsübertragungskomponente (150), die in einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements (140) angeordnet ist; eine erste Anschlusskomponente (155a), die jeweils mit einer Oberfläche eines Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist; eine zweite Anschlusskomponente (155b), die jeweils mit einer Oberfläche des anderen Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist; eine Oszillatoranordnung (110), um dem einen Endabschnitt der Vibrationsübertragungskomponente (150) eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz zuzuführen; einen Sensor (115), der in einem vorbestimmten Abstand von dem Oszillator (110) angeordnet ist und in Kontakt mit der Vibrationsübertragungskomponente (150) ist, um so eine Charakteristik der Vibration während einer Bewegung entlang der Vibrationsübertragungskomponente (150) zu erfassen; und einen Analysierabschnitt (120), der eine Charakteristik eines vorbestimmten Bereiches des Plattenelements (140) analysiert, der der Vibrationsübertragungskomponente (150) entspricht, indem eine in dem Sensor (115) erfasste Vibrationscharakteristik analysiert wird.
  2. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vibrationsübertragungskomponente (150) ein Stahl-Material enthält, und wobei der Fügeabschnitt einen Abschnitt aufweist, der punktgeschweißt ist.
  3. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Anschlusskomponenten (155a, 155b) Permanentmagnete sind.
  4. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Anschlusskomponenten (155a, 155b) an die eine und an die andere Oberfläche des Plattenelements (140) angeschlossen sind, und wobei dritte und vierte Anschlusskomponenten (155c, 155d) auf entsprechenden Abschnitten angeordnet sind, welche den ersten und zweiten Anschlusskomponenten (155a, 155b) entsprechen.
  5. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin umfassend: Verbindungsdrähte, welche die erste Anschlusskomponente (155a) mit der dritten Anschlusskomponente (155c) und die zweite Anschlusskomponente (155b) mit der vierten Anschlusskomponente (155d) verbinden.
  6. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Sensoren (115) mit einem vorbestimmten Spalt in einer Längenrichtung der Vibrationsübertragungskomponente (150) angeordnet sind.
  7. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Sensor (115) ein Beschleunigungssensor ist.
  8. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vibrationsübertragungskomponente (150) ein Acrylmaterial enthält.
  9. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Analysierabschnitt (120) einen vorbestimmten Bereich des Plattenelements (140) analysiert, bei welchem die Vibrationsübertragungskomponente (150) angeordnet ist.
  10. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: ein Display (125), welches Daten anzeigt, die von dem Analysierabschnitt (120) analysiert wurden.
  11. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vibrationsübertragungskomponente (150) Seite an Seite mit der einen Oberfläche des Plattenelements (140) angeordnet ist, und wobei die Charakteristik des vorbestimmten Bereichs eine Biegesteifigkeit des Plattenelements (140) ist.
  12. Fügequalität-Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Plattenelement (140) aus zwei Platten besteht, die durch Schweißabschnitte (145) zusammengefügt sind.
  13. Diagnosevorrichtung, die auf einer Außenfläche eines Plattenelements (140) angebracht ist, um so eine Charakteristik des Plattenelements (140) zu diagnostizieren, umfassend: eine Vibrationsübertragungskomponente (150), die in einem vorbestimmten Abstand von einer Oberfläche des Plattenelements (140) angeordnet ist; eine erste Anschlusskomponente (155a), die jeweils mit einer Oberfläche eines Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist; eine zweite Anschlusskomponente (155b), die jeweils mit einer Oberfläche des anderen Endabschnitts der Vibrationsübertragungskomponente (150) und der einen Oberfläche des Plattenelements (140) in Kontakt ist; eine Oszillatoranordnung (110), um der Vibrationsübertragungskomponente (150) eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz zuzuführen; und einen Sensor (115), der in einem vorbestimmten Abstand von dem Oszillator (110) angeordnet ist und in Kontakt mit der Vibrationsübertragungskomponente (150) ist, um so eine Charakteristik der Vibration während einer Bewegung entlang der Vibrationsübertragungskomponente (150) zu erfassen.
  14. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 13, weiterhin umfassend: einen Analysierabschnitt (120), der eine Charakteristik eines vorbestimmten Bereiches des Plattenelements (140) analysiert, der der Vibrationsübertragungskomponente (150) entspricht, indem eine in dem Sensor (115) erfasste Vibrationscharakteristik analysiert wird.
  15. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Plattenelement (140) einen Schweißabschnitt (145) aufweist.
  16. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Analysierabschnitt (120) für eine Analyse der Steifigkeit des Plattenelements (140) eingestellt ist.
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