DE3840789A1 - Pruefgeraet fuer die guete der verbindung zwischen zwei bauteilen, insbesondere einem blech und einem schweissbolzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Betrachtet man den bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung, nämlich die Überprü­ fung der Verbindung zwischen einem Blech und einem Schweißbolzen, das heißt einer Verbindung, wie sie beispielsweise im Automobilbau häufig vorkommt, so besteht auch in der Produktion Interesse an einer Aussage darüber, ob die Schweißbolzen vorgegebe­ ne Belastungen aushalten oder schon bei geringeren Belastungen "ausgeknöpft" werden. In der Versuchsphase wird man dagegen nicht, wie in der Produktion, eine zerstörungs­ freie Prüfung vornehmen, sondern eher diejenige Belastung ermitteln, bei der die Zer­ störung der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät der beschriebenen Gattung zu schaffen, das infolge geringen Platzbedarfs mobil ist und reproduzierbare Werte für die jeweilige Belastung der untersuchten Verbindung liefert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteran­ sprüche.

Bei der Erfindung werden in vorteilhafter Weise sowohl die Klemmkräfte zum Ergreifen des zweiten Bauteils, also im bevorzugten Einsatzfall eines Schweißbolzens, als auch die hier als Zugkräfte erzeugten Beanspruchungskräfte auf pneumatischem oder hydrauli­ schem Wege durch dieselben Einrichtungen, nämlich die Kolben-Zylinder-Anodnung, den Spreiznocken und die beiden zweiarmigen Schwenkhebel, hervorgerufen. Dabei ist durch die Federanordnung dafür Sorge getragen, daß bei Beginn der Axialbewegung des Spreiz­ nockens zunächst nur das Ergreifen bzw. Einklemmen des zweiten Bauteils unter weitge­ hender Vermeidung von Axialbewegungen der beiden Schwenkhebel auftritt, so daß diese Axialbewegungen, die zur Einleitung der Beanspruchungskräfte in das zweite Bauteil erforderlich sind, erst dann auftreten, wenn die Schwenkhebel mit ihren Klemmbacken das zweite Bauteil sicher ergriffen haben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das gesamte Prüfgerät,

Fig. 2 eine um 90° gegenüber Fig. 1 geschwenkte Seitenansicht des unteren Teils des Geräts und die

Fig. 3 und 4 die in Fig. 1 bei III-III und IV-IV angedeuteten Schnittan­ sichten.

Der Grundkörper 1 des Prügeräts bildet in seinem in Fig. 1 oberen Teil den Zylinder 2 der ferner den Kolben 3 nebst Kolbenstange 4 enthaltenden Kolben-Zylinder-Anord­ nung 5 und weist von diese Anordnung 5 nach unten weisende wangenförmige Fortsätze 6 und 7 (siehe insbesondere die Fig. 3 und 4) auf, die mit parallel zur Geräteachse 8 verlaufenden Langlöchern 9, 10, 11 und 12 die beiden Schwenkachsen 13 und 14 für die sich gegenüberstehenden zweiarmigen Schwenkhebel 15 und 16 führen. Die Schwenk­ achsen 13 und 14 durchsetzen ferner praktisch spielfrei Bohrungen 17, 18, 19 und 20 in der in Draufsicht H-förmigen Auflageplatte 21 für die nur in Fig. 1 erkennbare Druck­ feder 22, die sich auf der Rückseite des an der Kolbenstange 4 gehaltenen, konusförmi­ gen Spreiznockens 23 abstützt. Die Druckfeder 22 nebst Auflageplatte 21 sorgt also da­ für, daß beim Fehlen einer ausreichend großen, in Fig. 1 nachoben gerichteten Kraft die beiden Schwenkhebel 15 und 16 in ihrer tiefsten Stellung gehalten sind.

Betrachtet man nun die beiden Schwenkhebel 15 und 16 genauer, so erkennt man jeweils zwei Arme 24, 25 und 26, 27, von denen die Arme 25 und 27 mit schwimmend gelagerten Klemmbacken 28 und 29 versehen sind, die der Form und Größe des hier vorliegenden Schweißbolzens 30 angepaßt sind, der mit dem Blech 31 verbunden ist. Die in Fig. 1 oberen Arme 24 und 26 der beiden Schwenkhebel 15 und 16 tragen dagegen Rollen 32, mit denen sie sich unter der Wirkung der durch Federn 33 und 34 radial nach außen gegen das Gehäuse 35 vorgespannten Kugeln 36 und 37 auf den Umfang des Spreiz­ nockens 23 schräg von oben her auflegen.

Zur Durchführung der Prüfung der Güte der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 30 und 31 wird das beschriebene Gerät mit dem aus den beiden an die Wangen 6 und 7 angeschraubten Profilteilen 38 und 39 (siehe Fig. 2) bestehenden, die Klemmbacken 28 und 29 untergreifenden Niederhalter so auf die Oberfläche des Blechs 31 aufgesetzt, daß der Schweißbolzen 30 die im Niederhalter 38, 39 vorgesehene Ausnehmung 40 durchsetzt und damit in den Bereich zwischen den beiden Klemmbacken 28 und 29 ragt. Erfolgt nun­ mehr eine Druckbeaufschlagung des in Fig. 1 unterhalb des Kolbens 3 erkennbaren Druckraums 41 durch Betätigen des Ventils 42 mittels des Handhebels 43, so bewegt sich der Kolben 3 unter Mitnahme der Kolbenstange 4 und des Spreiznockens 23 in Fig. 1 nach oben, wobei er über die Rollen 32 auf die beiden Schwenkhebel 15 und 16 Kräfte ausübt, die sowohl Komponenten in Richtung nach oben, das heißt parallel zur Geräte­ achse 8, als auch in radialer Richtung besitzen. Infolge der noch relativ starken Span­ nung der Druckfeder 22 bewirkt diese in einer ersten Bewegungsphase des Spreiznockens 23 ein Verharren der Schwenkachsen 13 und 14 und damit der Schwenkhebel 15 und 16 in der untersten Stellung, so daß nur ein Schwenken der beiden Schwenkhebel 15 und 16 im Sinne einer Annäherung der Klemmbacken 28 und 29 und damit im Sinne eines festen Ergreifens des Schweißbolzens 30 auftritt. Erst mit zunehmender Aufwärtsverlagerung des Spreiznockens 23 nimmt dieser unter Wahrung der Klemmkräfte für den Schweißbol­ zen 30 und Ausnutzung des durch die Langlöcher 9, 10, 11 und 12 gegebenen Be­ wegungsspielraums die Schwenkhebel 15 und 16 in axialer Richtung mit, so daß diese - unter Abstützung des gesamten Prüfgeräts über den Niederhalter 38, 39 auf der Ober­ fläche des Blechs 31 - über den jeweiligen Druck in dem Druckraum 41 vorgebbare Prüfkräfte auf die Verbindung ausüben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erfolgt die Druckmittelzufuhr zu der in dieser Figur unteren Druckkammer 41 über die Druckmittelleitung 44, die sich über Kanäle 45 in der Kolben­ stange 4 erstreckt, während die Druckmittelzufuhr zu der in der Figur oberen Druckkam­ mer 46 direkt über die Druckmittelleitung 47 erfolgt, die in die nach oben gerichtete Wand des Zylinders 2 einmündet. In diesem Ausführungsbeispiel findet als Druckmittel komprimierte Luft Anwendung.

Die in Fig. 1 obere Druckkammer 46 dient dazu, den Spreiznocken 23 entgegen der Wir­ kung der Druckfeder 22 vor Beginn des eigentlichen Prüfvorgangs nach unten zu bewe­ gen, so daß sich die Spreizbacken 28 und 29 unter der Wirkung der Federn 33 und 34 radial nach außen bewegen können.

Mit der Erfindung ist also ein Prüfgerät der gattungsgemäßen Art geschaffen, das bei kompaktem Aufbau von den Eigenheiten der jeweiligen Bedienungsperson unabhängige, das heißt reproduzierbare Prüfdaten zu gewinnen gestattet.

Claims (8)

1. Prüfgerät für die Güte der Verbindung zwischen einem ersten Bauteil und einem von dessen Oberfläche örtlich abstehenden zweiten Bauteil, insbesondere zwischen einem Blech und einem Schweißbolzen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei zwei­ armige Schwenkhebel (15, 16), deren eine Arme (25, 27) als Klemmbacken zum Er­ greifen des zweiten Bauteils (30) ausgebildet sind und deren andere Arme (24, 26) sich auf einem Spreiznocken (23) abstützen, um beiderseits der Längsachse (8) des Geräts und quer zu dieser verlaufende Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar und be­ grenzt achsparallel verschiebbar an einem zugleich einen Niederhalter (38, 39) zur Auflage auf dem ersten Bauteil (31) tragenden Grundkörper (1) gelagert sind, der ferner eine druckmittelbetätigte, mit dem Spreiznocken (23) in axialer Antriebsver­ bindung stehende Kolben-Zylinder-Anordnung (5) aufnimmt, und daß den Schwenkhe­ beln (15, 16) eine sie in Richtung erstes Bauteil (31) vorspannende Federanordnung (21, 22) zugeordnet ist.

2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (13, 14) in achsparallelen Langlöchern (9, 10, 11, 12) in Wangen (6, 7) des Grundkörpers (1) geführt sind.

3. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung eine von den Schwenkachsen (13, 14) durchsetzte, Ausnehmungen für die Schwenkhebel (15, 16) aufweisende Auflageplatte (21) für zumindest eine Druckfeder (22) enthält.

4. Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreiznocken (23) zwi­ schen der Kolben-Zylinder-Anordnung (5) und der Auflageplatte (21) angeordnet ist und etwa die Form eines auf die Kolben-Zylinder-Anordnung (5) weisenden Konus besitzt, und daß die Druckfeder (22) zwischen Auflageplatte (21) und Rückseite des Spreiznockens (23) eingespannt ist.

5. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ande­ ren Arme (24, 26) rückseitig über radial federnd gelagerte Kugeln (36, 37) an einem mit dem Grundkörper (1) verbundenen Gehäuse (35) abgestützt sind.

6. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nieder­ halter (38, 39) die Klemmbacken (28, 29) untergreift und dort mit einer Ausnehmung (40) zum Durchtritt des zweiten Bauteils (30) versehen ist.

7. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüf­ gerät zur abwechselnden Druckbeaufschlagung von beiderseits des Kolbens (3) in der Kolben-Zylinder-Anordnung (5) gebildeten Druckkammern (41, 46) eine Ventilanord­ nung (42) mit einem Betätigungshebel (43) aufweist.

8. Prüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu einer der Druckkam­ mern (41) führende Druckmittelleitung (44) sich durch eine Kolbenstange (4) der Kol­ ben-Zylinder-Anordnung (5) erstreckt.