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Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Prüfen eines Niet- oder Crimpwerkzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Prüfstands. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen eines Niet- oder Crimpwerkzeugs.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau ist es bekannt, Bauelemente von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, durch Nieten, das heißt mittels wenigstens eines als Niet ausgebildeten Verbindungselements oder aber durch Crimpen miteinander zu verbinden. Zum Verbinden der Bauelemente durch Nieten wird üblicherweise ein als Nietwerkzeug bezeichnetes Werkzeug verwendet, mittels welchem zumindest der zuvor genannte Niet gesetzt wird, um die Bauelemente mittels des Niets miteinander zu verbinden. Mittels des Nietwerkzeugs wird der Niet gesetzt, um dadurch eine Nietverbindung zwischen den Bauelementen herzustellen, welche mittels der Nietverbindung miteinander verbunden sind. Um die Bauelemente durch Crimpen miteinander zu verbinden, wird üblicherweise ein auch als Crimpwerkzeug bezeichnetes Werkzeug verwendet, mittels welchem wenigstens eine Crimpverbindung hergestellt wird, um die Bauelemente mittels der Crimpverbindung miteinander zu verbinden. Das jeweilige Werkzeug sollte beispielsweise in Anlehnung an sich auf Schraubtechniken beziehende VDI-Richtlinien insbesondere in regelmäßigen Intervallen einer Maschinenfähigkeitsprüfung (MFU) und/oder einer Prozessfähigkeitsuntersuchung (PFU) unterzogen werden, um sicherstellen oder gewährleisten zu können, dass mehrere als Niet- oder Crimpverbindungen ausgebildete Verbindungen mittels des Werkzeugs zeitlich aufeinanderfolgend wie gewünscht und somit prozesssicher hergestellt werden können.
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Die Druckschrift
DE 10 2018 207 443 B4 beschreibt eine Prüfvorrichtung für ein Nietsetzgerät mit einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Verfahrwegs der Aufnahmeeinrichtung und einer durch den Zugdorn auf die Aufnahmeeinrichtung bewirkten Kraft. Die Erfassungseinrichtung ist dazu ausgebildet, einen Verfahrweg der Aufnahmeeinrichtung und eine Kraft, die durch den Zugdorn auf die Aufnahmeeinrichtung bewirkt wird, zu erfassen. In Abhängigkeit eines Vergleichs der in einer Steuerungseinrichtung hinterlegten Kraft-Weg-Kurve, die bevorzugt aus einem realen Nietfall abgeleitet wird, mit der erfassten Kraft bzw. dem erfassten Verfahrweg, kann sichergestellt werden, ob das Nietsetzgerät auf einen konkreten Nietfall bezogen geeignet ist, eine Blindnietmutter zu setzen.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 209 746 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Funktionsfähigkeit eines Arbeitsgeräts, wobei eine Messgröße während des Betriebs erfasst wird, und wobei, wenn der Wert der Messgröße um mehr als einen vorgebbaren Schwellwert von einem Vergleichswert abweicht, auf eine Funktionseinschränkung des Arbeitsgerätes geschlossen wird, wobei ein charakteristischer Verlauf der Messgröße ausgewertet wird.
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In der Druckschrift
DE 42 15 163 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung der mechanischen und elektrischen Zuverlässigkeit von Crimpverbindungen während des Crimpens beschrieben, wobei aufgrund einer Wegmessung Sollwertabweichungen ermittelt werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 007 625 A1 zeigt ein Verfahren zum zerstörungsfreien Überprüfen einer Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, welche mittels eines Fügeelements als drittem Bauteil miteinander verbunden sind, wobei der elektrische Widerstand zwischen zwei der Bauteile erfasst wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Prüfstand, eine Verwendung eines solchen Prüfstands sowie ein Verfahren zu schaffen, so dass ein als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildetes Werkzeug einfach und präzise geprüft werden kann, um in der Folge eine besonders hohe Prozesssicherheit und Prozessqualität gewährleisten zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Prüfstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein beispielsweise als Prüfbank ausgebildeter oder auch als Prüfbank bezeichneter Prüfstand zum Prüfen eines als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs. Dies bedeutet, dass das Werkzeug beispielsweise dazu ausgebildet ist, Nietverbindungen herzustellen, um mittels der jeweiligen Nietverbindung zwei Bauelemente, insbesondere eines vorzugsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs, miteinander zu verbinden. Mit anderen Worten ist das Werkzeug vorzugsweise dazu ausgebildet, wenigstens zwei Bauelemente, insbesondere eines vorzugsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs, durch Nieten zu verbinden. Hierfür ist das Werkzeug beispielsweise dazu ausgebildet, einen Niet zu setzen, um die Bauelemente mittels des Niets miteinander zu verbinden, mithin die genannte Nietverbindung mittels des Niets herzustellen und die Bauelemente mittels der Nietverbindung und somit mittels des Niets miteinander zu verbinden. Alternativ dazu ist das Werkzeug als ein Crimpwerkzeug ausgebildet, so dass mittels des Werkzeugs Crimpverbindungen zum Verbinden von Bauelementen hergestellt werden können. Beispielsweise können mittels der jeweiligen Crimpverbindung wenigstens zwei Bauelemente insbesondere eines vorzugsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs miteinander verbunden werden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das Werkzeug beispielsweise dazu ausgebildet, die genannten Bauelemente durch Crimpen, mithin durch Herstellen der Crimpverbindung miteinander zu verbinden. Die Nietverbindung und die Crimpverbindung werden zusammenfassend auch als Verbindungen bezeichnet.
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Um die jeweilige Verbindung zeit- und kostengünstig sowie prozesssicher und somit derart herzustellen, dass die jeweilige Verbindung wenigstens ein vorgegebenes oder vorgebbares Kriterium erfüllt, weist das Werkzeug eine insbesondere elektrische oder elektronische Sensorik auf. Mittels der Sensorik und somit mittels des Werkzeugs selbst können beispielsweise Parameter, welche die jeweilige Verbindung charakterisieren, erfasst, das heißt gemessen werden, während die jeweilige Verbindung mittels des Werkzeugs hergestellt wird. Bei einem ersten der Parameter handelt es sich beispielsweise um eine auch als Werkzeugkraft oder erste Kraft bezeichnete Kraft, die, während die jeweilige Verbindung mittels des Werkzeugs hergestellt wird, von dem Werkzeug bewirkt oder ausgeübt wird. Beispielsweise übt das Werkzeug die Werkzeugkraft, während das Werkzeug die Nietverbindung herstellt, auf den Niet und/oder auf wenigstens eines der Bauteile aus, um den Niet zu setzen. Beispielsweise bewirkt oder übt das Werkzeug die Kraft auf wenigstens eines der Bauelemente aus, um die Bauelemente durch Crimpen miteinander zu verbinden. Ein zweiter der Parameter ist beispielsweise ein Weg, welcher, während das Werkzeug die jeweilige Verbindung herstellt, von einer Komponente zurückgelegt wird, insbesondere während das Werkzeug die Werkzeugkraft ausübt, das heißt bewirkt oder bereitstellt. Bei der genannten Komponente handelt es sich beispielsweise um den Niet oder um eines der Bauelemente. Bei der Komponente kann es beispielsweise um eines der Bauelemente handeln, wobei beispielsweise zumindest ein Teilbereich des einen Bauelements bei dem Herstellen der jeweiligen Verbindung, insbesondere der Crimpverbindung, beispielsweise mittels des Werkzeugs, insbesondere plastisch, verformt und dadurch relativ zu einem weiteren Teilbereich der Komponente bewegt wird, um die Crimpverbindung herzustellen. Bei der Komponente kann es sich beispielsweise um das Werkzeug beziehungsweise um einen Teilbereich des Werkzeugs handeln, insbesondere dann, wenn das Werkzeug als das genannte Nietwerkzeug ausgebildet ist. Die Komponente ist beispielsweise ein Stempel zum Setzen des Niets, wobei zum Setzen des Niets der Stempel insbesondere relativ zu einem Gehäuse und/oder translatorisch um den Weg bewegt wird, um hierdurch den Niet zu setzen. Insbesondere kann die Sensorik des Werkzeugs einen Kraft-Weg-Verlauf messen, welcher einen Zusammenhang zwischen der von dem Werkzeug ausgeübten Werkzeugkraft und dem Weg beschreibt, welcher von der Komponente zurückgelegt wird, während das Werkzeug die Werkzeugkraft ausübt und somit insbesondere die jeweilige Verbindung herstellt. Insbesondere beschreibt der Kraft-Weg-Verlauf die Werkzeugkraft über dem Weg. Das Werkzeug ist insbesondere dazu ausgebildet, die jeweilige Verbindung so lange und vorzugsweise nur so lange herzustellen, bis beispielsweise der mittels der Sensorik des Werkzeugs erfasste Kraft-Weg-Verlauf wenigstens ein vorgegebenes oder vorgebbares Kriterium erfüllt. Hierdurch kann beispielsweise vermieden werden, dass die Werkzeugkraft zu groß ist oder wird, so dass beispielsweise eine Beschädigung der Bauelemente vermieden werden kann. Ferner kann vermieden werden, dass die Werkzeugkraft zu gering ist, um beispielsweise die jeweilige Verbindung sicher auszubilden und ein unerwünschtes, vorzeitiges Lösen der Bauelemente voneinander zu vermeiden.
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Wünschenswert ist nun, dass der mittels der Sensorik des Werkzeugs erfasste oder erfassbare Kraft-Weg-Verlauf einen tatsächlichen, auf das Verbindungselement und/oder auf wenigstens eines der Bauelemente wirkenden Kraft-Weg-Verlauf entspricht oder nicht übermäßig von dem tatsächlichen Kraft-Weg-Verlauf abweicht. Daher ist es sinnvoll, das Werkzeug beispielsweise gemäß VDI-Richtlinien insbesondere in regelmäßigen Intervallen einer Maschinenfähigkeitsprüfung (MFU) und/oder einer Prozessfähigkeitsuntersuchung (PFU) zu unterziehen, um zu prüfen und in der Folge sicherzustellen, dass die Sensorik des Werkzeugs den Kraft-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen kann. Hierfür kann der erfindungsgemäße Prüfstand verwendet werden, mittels welchem somit die Sensorik des Werkzeugs oder das Werkzeug selbst geprüft werden kann.
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Der Prüfstand weist eine elektronische Recheneinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, einen Kraft-Weg-Verlauf zu ermitteln, welcher einen Zusammenhang zwischen der mittels des Werkzeugs bewirkten Kraft und dem bei einer mittels des Werkzeugs während des Bewirkens der Kraft und durch das Bewirken der Kraft bewirkten Bewegung der Komponente von der Komponente zurückgelegten Weg beschreibt. Wenn im Folgenden die Rede von dem Kraft-Weg-Verlauf ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelte Kraft-Weg-Verlauf zu verstehen. Die elektronische Recheneinrichtung ist auch dazu ausgebildet, den ermittelten Kraft-Weg-Verlauf als Ist-Verlauf mit einem Soll-Verlauf zu vergleichen. Des Weiteren weist der Prüfstand ein einen elektrischen Widerstand aufweisendes Widerstandselement auf. Die elektronische Recheneinrichtung ist dabei dazu ausgebildet einen mittels der Sensorik des Werkzeugs für den elektrischen Widerstand erfassten Ist-Wert zu ermitteln und den ermittelten Ist-Wert mit einem Soll-Wert zu vergleichen. Die elektronische Recheneinrichtung ermittelt beispielsweise den Kraft-Weg-Verlauf derart, dass mittels einer Messeinrichtung des Prüfstand die Kraft gemessen wird, welche das Werkzeug auf den Prüfstand ausübt. Außerdem misst die Messeeinrichtung beispielsweise einen Weg, welcher von einem Element des Prüfstands, insbesondere der Messeinrichtung, zurückgelegt wird, während das Werkzeug die Kraft auf den Prüfstand ausübt. Die Recheneinrichtung ermittelt beispielsweise aus der gemessenen Kraft und dem gemessenen Weg den Kraft-Weg-Verlauf.
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Vorzugsweise ist die Recheneinrichtung auch dazu ausgebildet, einen Zusammenhang zwischen dem auch als Kraft-Weg-Kurve bezeichneten oder als Kraft-Weg-Kurve ausgebildeten Kraft-Weg-Verlauf und dem Widerstand und/oder dem Ist-Wert herzustellen, das heißt zu ermitteln, insbesondere zu berechnen, wobei beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, das Werkzeug in Abhängigkeit von dem Zusammenhang zu prüfen.
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Hintergrund ist insbesondere, dass üblicherweise die mittels des Werkzeugs hergestellte oder herstellbare Verbindung nicht nur dazu verwendet wird, die Bauelemente mechanisch miteinander zu verbinden, sondern auch dafür, die Bauelemente elektrisch miteinander zu kontaktieren oder zu verbinden. Beispielsweise kann die jeweilige Verbindung genutzt werden, um eines der Bauelemente über das andere Bauelement mit einer elektrischen Masse beziehungsweise einem elektrischen Massepotential elektrisch zu kontaktieren. Dadurch, dass die Sensorik des Werkzeugs selbst den elektrischen Übergangswiderstand messen kann, kann beispielsweise das Werkzeug die Verbindung so lange und vorzugsweise nur so lange herstellen, bis beispielsweise der mittels der Sensorik des Werkzeugs gemessene, elektrische Übergangswiderstand einen insbesondere vorgebbaren oder vorgegebenen Wert aufweist oder in einem beispielsweise vorgebbaren oder vorgegebenen Bereich liegt. Dadurch kann sowohl eine vorteilhafte mechanische Verbindung als auch eine vorteilhafte elektrische Verbindung zwischen den Bauelementen gewährleistet werden. Dabei ist es auch wünschenswert, dass die Sensorik des Werkzeugs den elektrischen Übergangswiderstand präzise messen kann, so dass mittels des Werkzeugs sowohl mehrere mechanische Verbindungen als auch mehrere elektrische Verbindungen zwischen Bauelementen zeitlich aufeinanderfolgend prozesssicher hergestellt werden können. Daher ist es wünschenswert, das Werkzeug, insbesondere die Sensorik des Werkzeugs, auch dahingehend zu prüfen, ob die Sensorik des Werkzeugs den elektrischen Übergangswiderstand hinreichend präzise messen kann. Hierfür weist der Prüfstand das Widerstandselement auf.
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Beispielsweise weist der Prüfstand eine Übertragungseinrichtung auf, welche beispielsweise den mittels der Sensorik des Werkzeugs für den elektrischen Widerstand des Prüfstands erfassten Ist-Wert empfängt. Von der Übertragungseinrichtung wird der empfangene Ist-Wert beispielsweise bereitgestellt, wobei die elektronische Recheneinrichtung den bereitgestellten Ist-Wert beispielsweise empfängt und dadurch ermittelt. Der Ist-Wert wird auch als Ist-Widerstandswert bezeichnet. Der Soll-Wert wird auch als Soll-Widerstandswert bezeichnet und ist ein Soll-Wert für den elektrischen Widerstand des Widerstandselements.
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Durch Vergleichen des Ist-Verlaufs mit dem Soll-Verlauf kann beispielsweise ermittelt werden, ob der Ist-Verlauf von dem Soll-Verlauf abweicht und ob eine Abweichung des Ist-Verlaufs von dem Soll-Verlauf, mithin ein Absolutbetrag einer Differenz zwischen Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist oder den ersten Schwellenwert überschreitet. Ist beispielsweise die auch als erste Abweichung bezeichnete Abweichung des Ist-Verlaufs von dem Soll-Verlauf kleiner oder gleich dem Schwellenwert, so wird beispielsweise ermittelt, dass die Sensorik des Werkzeugs den Kraft-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen kann. Ist jedoch die erste Abweichung beispielsweise größer als der erste Schwellenwert, so wird beispielsweise ermittelt, dass die Sensorik des Werkzeugs nicht (mehr) dazu in der Lage ist, den Kraft-Weg-Verlauf hinreichend präzise zu messen. Entsprechendes gilt für den Ist-Wert und den Soll-Wert.
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Durch Vergleichen des Ist-Werts mit dem Soll-Wert kann beispielsweise ermittelt werden, ob der Ist-Wert von dem Soll-Wert abweicht und insbesondere ob eine Abweichung des Ist-Werts von dem Soll-Wert mithin ein Absolutbetrag einer Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist oder einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Ist beispielsweise die auch als zweite Abweichung bezeichnete Abweichung des Ist-Werts von dem Soll-Wert kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert, so kann darauf rückgeschlossen beziehungsweise ermittelt werden, dass die Sensorik des Werkzeugs den elektrischen Widerstand und somit auch elektrische Übergangswiderstände von mittels des Werkzeugs herzustellenden Verbindungen hinreichend präzise messen kann. Ist jedoch die zweite Abweichung größer als der zweite Schwellenwert, so wird beispielsweise ermittelt, dass die Sensorik des Werkzeugs nicht (mehr) in der Lage ist, den elektrischen Widerstand hinreichend präzise zu messen. Wird beispielsweise ermittelt, dass die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert und/oder die zweite Abweichung größer als der zweite Schwellenwert ist, so kann beispielsweise das Werkzeug einer Reparatur, einer Revision oder einer Eichung unterzogen werden, woraufhin beispielsweise die Sensorik des Werkzeugs wieder in der Lage ist, den Kraft-Weg-Verlauf beziehungsweise den elektrischen Widerstand hinreichend präzise zu messen.
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Der erfindungsgemäße Prüfstand ist somit in der Lage, insbesondere parallel und somit gleichzeitig die Sensorik des Werkzeugs sowohl dahingehend zu prüfen, ob die Sensorik den Kraft-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen kann, als auch dahingehend, ob die Sensorik des Werkzeugs den elektrischen Widerstand hinreichend präzise messen kann. Die Sensorik des Werkzeugs weist beispielsweise eine Kraft-Weg-Sensorik zum Messen des Kraft-Weg-Verlaufs sowie wenigstens einen Übergangswiderstandssensor zum Messen des elektrischen Widerstands auf. Der Prüfstand ermöglicht es nun, sowohl die Kraft-Weg-Sensorik als auch den Übergangswiderstandssensor des Werkzeugs, insbesondere parallel beziehungsweise gleichzeitig, zu prüfen. Somit kann der erfindungsgemäße Prüfstand das Werkzeug zeit- und kostengünstig prüfen.
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Die Sensorik des Werkzeugs ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen Widerstand-Weg-Verlauf zu messen, welcher einen Zusammenhang zwischen dem mittels der Sensorik gemessenen, elektrischen Widerstand und dem genannten Weg beschreibt. Die Recheneinrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen Widerstand-Weg-Verlauf, welcher einen Zusammenhang zwischen dem ermittelten Widerstand und dem Weg beschreibt, zu ermitteln und als zweiter Ist-Verlauf mit einem zweiten Soll-Verlauf zu vergleichen, wobei der zweite Soll-Verlauf beispielsweise zumindest den Soll-Wert, insbesondere mehrere Soll-Werte, des elektrischen Widerstands umfasst, und wobei der zweite Ist-Verlauf beispielsweise den Ist-Wert, insbesondere mehrere Ist-Werte, des elektrischen Widerstands umfasst. Somit ist die elektronische Recheneinrichtung insbesondere dazu ausgebildet, zu ermitteln, ob der zweite Ist-Verlauf dem zweiten Soll-Verlauf entspricht oder von dem zweiten Soll-Verlauf abweicht, wobei die elektronische Recheneinrichtung insbesondere ermitteln kann, ob eine auch als dritte Abweichung bezeichnete Abweichung des zweiten Ist-Verlaufs von dem zweiten Soll-Verlauf kleiner oder gleich einem vorgebbaren oder vorgegebenen, dritten Schwellenwert oder größer als der dritte Schwellenwert ist. Ist die dritte Abweichung kleiner oder gleich dem dritten Schwellenwert, so wird ermittelt, dass die Sensorik des Werkzeugs den Widerstand-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen kann. Ist jedoch die dritte Abweichung größer als der dritte Schwellenwert, so wird ermittelt, dass die Sensorik des Werkzeugs nicht (mehr) in der Lage ist, den Widerstand-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen zu können. In der Folge wird das Werkzeug beispielsweise der vorgenannten Revision, Reparatur oder Eichung unterzogen.
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Um mittels des Prüfstands die Sensorik insbesondere dahingehend einfach und präzise prüfen zu können, ob die Sensorik (noch) in der Lage ist, den elektrischen Widerstand hinreichend präzise messen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Prüfstand ein Kontaktelement aufweist, über welches zwischen dem Prüfstand und dem Werkzeug eine elektrisch leitende Verbindung zum Ermitteln des Ist-Werts, insbesondere durch die Sensorik des Werkzeugs, ausbildbar ist. Dadurch kann die Sensorik des Werkzeugs besonders einfach und präzise geprüft werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Ist-Wert einen durch das Werkzeug an einer Verbindung zum Verbinden der Bauelemente ausbildbaren Übergangswiderstand charakterisiert. Somit kann sichergestellt werden, dass mittels des Werkzeugs mehrere Verbindungen aufeinanderfolgend derart hergestellt werden können, dass durch die jeweilige Verbindung zwei Bauelemente nicht nur vorteilhaft mechanisch, sondern auch vorteilhaft elektrisch leitend miteinander verbunden werden können. Dadurch kann eine besonders hohe Prozesssicherheit dargestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Prüfstand eine elektronische Ausgabevorrichtung zum Ausgeben des Ist-Werts, des Soll-Werts, des Soll-Verlaufs und/oder des Ist-Verlaufs aufweist, Insbesondere umfasst die elektronische Aufnahmeeinrichtung eine auch als Bildschirm bezeichnete, elektrische oder elektronische Anzeige, auf welcher beispielsweise der Ist-Wert, der Soll-Wert, der Soll-Verlauf und/oder der Ist-Verlauf angezeigt werden kann. Dadurch kann beispielsweise einer sich in einer Umgebung des Prüfstands aufhaltenden Person die mittels des Prüfstands durchzuführende Prüfung des Werkzeugs vorteilhaft veranschaulicht werden, so dass die Person das Werkzeug einfach, präzise, zeit- und kostengünstig prüfen kann.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ausgabevorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Warnsignal auszugeben, wenn die Differenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert und/oder die Differenz zwischen dem Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf größer als der jeweilige, vorgebbare oder vorgegebene Schwellenwert ist. Insbesondere ist das Warnsignal ein in der Umgebung des Prüfstands von einer menschlichen Person optisch und/oder haptisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal, wodurch die Person besonders präzise, einfach und komfortabel auf ein Ergebnis der Prüfung des Werkzeugs hingewiesen werden kann. Dadurch kann das Werkzeug besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig sowie besonders präzise geprüft werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Prüfstand Rollelemente auf, über welche der Prüfstand in vertikaler Richtung nach unten an einem Boden verfahrbar abstützbar ist. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Prüfstand über die Rollen in vertikaler Richtung nach unten an dem Boden abgestützt ist, der Prüfstand einfach und bedarfsgerecht entlang des Bodens bewegt, beispielsweise geschoben, werden kann, während die Rollelemente an dem Boden abrollen. Somit kann beispielsweise der Prüfstand bedarfsgerecht in einer Montagehalle dort stationierte Werkzeuge anfahren, um die Werkzeuge zeit- und kostengünstig prüfen zu können, insbesondere vor Ort. Der Prüfstand ist somit besonders flexibel und kann besonders vorteilhaft zum Prüfen der Werkzeuge verwendet werden.
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Um das Werkzeug besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig mittels des Prüfstands prüfen zu können, weist der Prüfstand in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Koppeleinrichtung auf, mittels welcher das Werkzeug zerstörungsfrei lösbar koppelbar ist. Dies bedeutet, dass das Werkzeug mit der Koppeleinrichtung gekoppelt und daraufhin wieder von der Koppeleinrichtung gelöst und daraufhin mit der Koppeleinrichtung gekoppelt werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen des Werkzeugs oder der Koppeleinrichtung kommt. Beispielsweise kann das Werkzeug die Kraft über die Koppeleinrichtung auf den Prüfstand ausüben.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Messeinrichtung dazu ausbildet ist, die Kraft als eine auf die Koppeleinrichtung wirkende und mittels des mit der Koppeleinrichtung gekoppelten Werkzeugs bewirkte Kraft zu messen. Ferner ist die Messeinrichtung vorzugsweise auch dazu ausgebildet, den Weg als einen Weg zu messen, um welchen die Komponente als ein Bauelement der Koppeleinrichtung bei der mittels des Werkzeugs bewirkten Bewegung durch das Bewirken der Kraft bewegbar ist, während das Werkzeug mit der Koppeleinrichtung gekoppelt ist und die auf die Koppeleinrichtung wirkende Kraft bewirkt. Mit anderen Worten kann beispielsweise das Werkzeug mit der Koppeleinrichtung gekoppelt und daraufhin betätigt werden, wie wenn das Werkzeug die jeweilige Verbindung herstellen würde, wobei jedoch das Werkzeug nicht tatsächlich eine Verbindung herstellt, sondern das Werkzeug bewirkt die auf die Koppeleinrichtung wirkende Kraft, und das Werkzeug bewirkt, dass die Komponente, welche ein Bauelement der Koppeleinrichtung ist, um den Weg bewegt wird, insbesondere relativ zu wenigstens einem weiteren Bauelement der Koppeleinrichtung. Die Messeinrichtung misst die Kraft und den Weg, und die elektronische Recheneinrichtung ermittelten aus dem gemessenen Weg und aus der gemessenen Kraft den Kraft-Weg-Verlauf als den Ist-Verlauf. Mit anderen Worten ist die Recheneinrichtung nun vorzugsweise dazu ausgebildet, aus der mittels der Messeinrichtung gemessenen und auf die Koppeleinrichtung wirkenden Kraft und aus dem mittels der Messeinrichtung gemessenen Weg den Kraft-Weg-Verlauf als den Ist-Verlauf zu ermitteln. In der Folge kann einfach und präzise geprüft werden, ob der Ist-Verlauf dem Soll-Verlauf entspricht beziehungsweise ob die erste Abweichung den ersten Schwellenwert überschreitet oder nicht. Somit kann das Werkzeug besonders präzise geprüft werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Prüfstands gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zum Prüfen eines als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs, mittels welchem wenigstens zwei Bauelemente durch Nieten oder Crimpen miteinander verbunden werden können. Bei dem Verfahren wird mittels einer elektronischen Recheneinrichtung eines Prüfstands ein Kraft-Weg-Verlauf ermittelt, welcher einen Zusammenhang zwischen einer Kraft, welche mittels des Werkzeugs bewirkt wird, und einem Weg beschreibt, welcher von einer Komponente bei einer Bewegung der Komponente zurückgelegt wird, deren Bewegung mittels des Werkzeugs während des Bewirkens der Kraft und durch das Bewirken der Kraft bewirkt wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der ermittelte Kraft-Weg-Verlauf als Ist-Verlauf mit einem Soll-Verlauf verglichen. Der Prüfstand weist ein einen elektrischen Widerstand aufweisendes Widerstandselement aufweist. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird ein mittels einer Sensorik des Werkzeugs für den elektrischen Widerstand erfasster Ist-Wert ermittelt. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der ermittelte Ist-Wert mit einem Soll-Wert verglichen. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Vorzugsweise wird mittels der Recheneinrichtung ein Zusammenhang zwischen dem auch als Kraft-Weg-Kurve bezeichneten oder als Kraft-Weg-Kurve ausgebildeten Kraft-Weg-Verlauf und dem Widerstand und/oder dem Ist-Wert hergestellt, das heißt ermittelt, insbesondere berechnet beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung das Werkzeug in Abhängigkeit von dem Zusammenhang geprüft wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit dazugehörigen Zeichnungen.
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Dabei zeigt die einzige 1 eine schematische Perspektivansicht eines Prüfstands zum Prüfen eines als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs.
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Die einzige 1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Prüfstand 1 zum Prüfen eines als Niet- oder Crimpwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs 2. Wenn das Werkzeug 2 als ein Nietwerkzeug ausgebildet ist, können mittels des Werkzeugs 2 wenigstens zwei Bauelemente durch Nieten miteinander verbunden werden. Mit anderen Worten kann dann das Werkzeug 2 wenigstens eine Nietverbindung insbesondere dadurch herstellen, dass das Werkzeug 2 einen Niet setzt, wobei die Bauelemente mittels der Nietverbindung und somit mittels des Niets miteinander verbunden werden. Wenn das Werkzeug 2 als ein Crimpwerkzeug ausgebildet ist, kann das Werkzeug 2 wenigstens eine Crimpverbindung herstellen, um die Bauelemente mittels der Crimpverbindung und somit durch Crimpen miteinander zu verbinden. Zum Herstellen der Crimpverbindung werden beispielsweise jeweilige Teilbereich der Bauelemente mittels des Werkzeugs 2, insbesondere plastisch, verformt. Die Nietverbindung und die Crimpverbindung werden zusammenfassend auch als Verbindungen bezeichnet.
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Das Werkzeug 2 weist beispielsweise eine in 1 besonders schematisch dargestellte Sensorik 3 auf, mittels welcher beispielsweise während die jeweilige Verbindung mittels des Werkzeugs 2 hergestellt wird, ein auch als Werkzeug-Kraft-Weg-Verlauf bezeichneter Kraft-Weg-Verlauf gemessen werden kann oder gemessen wird. Der Werkzeug-Kraft-Weg-Verlauf beschreibt einen Zusammenhang zwischen einer von dem Werkzeug ausgeübten und somit bewirkten Kraft, die auch als Werkzeugkraft bezeichnet wird, und einem auch als Werkzeugweg bezeichneten Weg. Beispielsweise übt das Werkzeug 2 dann, wenn das Werkzeug 2 die jeweilige Verbindung herstellt, die Werkzeugkraft auf den oder einen Niet aus, um mittels des Niets die Nietverbindung herzustellen und die Bauelemente durch Nieten miteinander zu verbinden. Ferner ist es denkbar, dass das Werkzeug 2 beispielsweise die Werkzeugkraft auf wenigstens eines der Bauelemente ausübt, um die Bauelemente, insbesondere durch Crimpen, miteinander zu verbinden. Der genannte Weg ist ein Weg, welcher von einer Komponente zurückgelegt wird, während das Werkzeug 2 die Werkzeugkraft ausübt und somit die jeweilige Verbindung herstellt. Bei der Komponente handelt es sich beispielsweise um den Niet oder um einen Teilbereich wenigstens eines der Bauelemente oder um ein Element oder Teilbereich des Werkzeugs 2. Bei dem Teilbereich des Werkzeugs 2 handelt es sich beispielsweise um einen Stempel, mittels dem beispielsweise der Niet bewegt und dadurch gesetzt wird, um die Bauteile mittels des Niets miteinander zu verbinden. Des Weiteren ist die Sensorik 3 dazu ausgebildet, einen auch als elektrischer Übergangswiderstand bezeichneten, elektrischen Widerstand der jeweiligen, durch das Werkzeug 2 hergestellten Verbindung zu messen. Mit anderen Worten ist die Sensorik 3 auch dazu ausgebildet, einen Ist-Wert zu messen, insbesondere während das Werkzeug die jeweiligen Verbindung herstellt, wobei der Ist-Wert einen elektrischen Widerstand, insbesondere einen elektrischen Übergangswiderstand, der jeweiligen, mittels des Werkzeugs 2 herstellbaren Verbindung charakterisiert.
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Der Prüfstand 1 weist nun eine Koppeleinrichtung 4 auf, mittels welcher das Werkzeug 2 zerstörungsfrei lösbar gekoppelt ist. Während das Werkzeug 2 mit der Koppeleinrichtung 4 gekoppelt ist, wird das Werkzeug 2, beispielsweise von einer sich in einer Umgebung 5 des Prüfstands 1 aufhaltenden Person, betätig, wodurch das Werkzeug 2, insbesondere über die Koppeleinrichtung 4, auf den Prüfstand 1 eine Kraft ausübt und beispielsweise wenigstens ein erstes Bauteil der Koppeleinrichtung 4 relativ zu wenigstens einem zweiten Bauteil der Koppeleinrichtung 4 um einen Weg bewegt. Das erste Bauteil ist also eine Komponente, die durch das Bewirken der Kraft und während des Bewirkendes der Kraft bewegt wird. Mittels einer Messeinrichtung 6 des Prüfstands 1 werden die von dem Werkzeug 2 auf die Koppeleinrichtung 4 und somit auf den Prüfstand 2 ausgeübte Kraft und der Weg gemessen, um welchen das erste Bauteil durch das Bewirken der Kraft und während des Bewirkens der Kraft bewegt wird. Mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 9 des Prüfstands wird aus dem gemessen Weg und der gemessenen Kraft ein Kraft-Weg-Verlauf ermittelt, welcher einen Zusammenhang zwischen der mittels des Werkzeugs 2 bewirkten Kraft und dem bei der mittels des Werkzeugs 2 während des Bewirkens der Kraft und durch das Bewirken der Kraft bewirkten Bewegung des ersten Bauteils (Komponente) von dem ersten Bauteil zurückgelegten Weg beschreibt.
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Der Prüfstand 1 weist außerdem ein Widerstandselement 8 mit einem elektrischen Widerstand auf. Vorgesehen ist beispielsweise ein Kontaktelement 7, über welches zwischen dem Prüfstand 1 und dem Werkzeug 2 eine elektrisch leitende Verbindung ausbildbar oder ausgebildet ist. Über das Kontaktelement 7 misst beispielsweise die Sensorik 3 den zuvor genannten Ist-Wert, welcher nun den elektrischen Widerstand des Widerstandselements 8 charakterisiert. Über das Kontaktelement 7 und/oder über die Koppeleinrichtung 4 empfängt die elektronische Recheneinrichtung 9 den mittels der Sensorik 3 gemessenen Ist-Wert, welcher beispielsweise von dem Werkzeug 2 bereitgestellt wird.
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Die elektronische Recheneinrichtung 9 vergleicht nun den ermittelten Kraft-Weg-Verlauf als Ist-Verlauf mit einem Soll-Verlauf. Außerdem vergleicht die elektronische Recheneinrichtung 9 den empfangenen Ist-Wert mit einem Soll-Wert des elektrischen Widerstands des Widerstandselements 8. Ist beispielsweise eine erste Abweichung des Ist-Verlaufs von dem Soll-Verlauf kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert, so wird ermittelt, dass die Sensorik 3 den Kraft-Weg-Verlauf hinreichend präzise messen kann. Ist jedoch die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert, so kann die Sensorik 3 den Kraft-Weg-Verlauf nicht hinreichend präzise messen. Wird beispielsweise ermittelt, dass eine zweite Abweichung des Ist-Werts von dem Soll-Wert kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, so wird ermittelt, dass die Sensorik 3 den elektrischen Widerstand hinreichend präzise messen kann. Ist diese zweite Abweichung jedoch größer als der zweite Schwellenwert, so wird ermittelt, dass die Sensorik 3 den elektrischen Widerstand nicht hinreichend präzise messen kann.
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Der Prüfstand 1 weist eine Ausgabeeinrichtung 10 mit einem Bildschirm 11 auf, auf welchem beispielsweise das Ist-Wert, der Soll-Wert, der Soll-Verlauf und/oder Ist-Verlauf angezeigt werden können. Die Ausgabeeinrichtung 10 ist dabei insbesondere dazu ausgebildet, ein von einer sich in der Umgebung 5 aufhaltenden Person optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbares Warnsignal auszugeben, wenn die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert und/oder die zweite Abweichung größer als der zweite Schwellenwert ist. Der Prüfstand 1 weist außerdem auch als Rollen bezeichnete Rollelemente 12 auf, über welche der Prüfstand 1 in vertikaler Richtung nach unten an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird der Prüfstand 1 entlang des Bodens und somit relativ zu dem Boden bewegt, insbesondere geschoben, während der Prüfstand 1 in vertikaler Richtung nach unten hin über die Rollelemente 12 an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Rollelemente 12 direkt an dem Boden ab. Dadurch kann der Prüfstand 1, welcher eine Prüfbank ist, bedarfsgerecht verfahren werden, um somit beispielsweise Werkzeuge wie das Werkzeug 2 vor Ort präzise und einfach prüfen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Prüfstand
- 2
- Werkzeug
- 3
- Sensorik
- 4
- Koppeleinrichtung
- 5
- Umgebung
- 6
- Messeinrichtung
- 7
- Kontaktelement
- 8
- Widerstandselement
- 9
- elektronische Recheneinrichtung
- 10
- Ausgabeeinrichtung
- 11
- Bildschirm
- 12
- Rollelement
