DE4100410A1 - Verfahren zur ueberwachung der qualitaet einer pressverbindung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung der Qualität einer Preßverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Solchen Qualitätskontrollen von Preßverbindungen, die nur während des Preßvorgangs selbst durchgeführt werden können, kommen bei den heutigen hohen Qualitätsanforderungen eine immer größere Bedeutung zu.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (Dr. B. Sünder "Pressenüberwachung als Verbundsystem", Hottinger Baldwin Meßtechnik GmbH, Darmstadt) werden während des Preßvorgangs die Preßkräfte über der Einpreßzeit gemessen und on-line bezüglich Einhaltung bestimmter Toleranzgrenzen ausgewertet. Zusätzlich kann eine Maximumüberwachung durchgeführt und der Zeitgradient des Einpreßkraftverlaufs auf Einhaltung von Grenzen überwacht werden.

Bei diesem Verfahren ist vorausgesetzt, daß die Preßteile der Preßverbindungen selbst vorgegebene Toleranzen, insbesondere Längentoleranzen, einhalten. Ist dies nicht der Fall, so tritt ein Versatz des Preßkraftverlaufs auf und die Auswertung führt zu einer falschen Qualitätsbeurteilung der Preßverbindung.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß Längentoleranzen der zu Verpressenden Teile keinen Einfluß auf die Qualitätsüberwachung der Preßverbindung mehr haben. Bei jedem Einpreßvorgang werden unabhängig von der Länge des einzupressenden Teils immer die für die Qualitätssicherung richtigen Einpreßkräfte vor Erreichen des Endes des Einpreßvorgang erfaßt und zur Qualitätsprüfung ausgewertet. Das Ende des Einpreßvorgang ist dadurch festgelegt, daß entweder die beiden Preßteile auf Anschlag gelangen oder das Preßwerkzeug auf Block fährt. Damit verbunden ist der erhebliche Gradientenanstieg der Einpreßkraft, was erfindungsgemäß als der eine Wegpunkt des Prüfbereichs herangezogen wird. Hiervon ausgehend wird der Prüfbereich sinnvollerweise auf etwa 50% des vom Einpreßteil zurückgelegten Einpreßwegs begrenzt. Die am Prüfwegpunkt während des vorausgegangenen Einpreßvorgangs erfaßten und gespeicherten Meßwerte werden nun off-line dem Sollwertvergleich auf Einhaltung vorgegebener Toleranzgrenzen unterzogen, und man erhält somit eine exakte Aussage über die Qualität der Preßverbindung Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines Einpreßvorgangs in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils schematisch eine Preßverbindung mit angesetztem Preßwerkzeug (ausschnittweise) vor (Fig. 1) und nach (Fig. 2) dem Einpreßvorgang,

Fig. 3 ein Diagramm des Verlaufs der Einpreßkraft F über den Einpreßweg s bei der Herstellung der Preßverbindung gemäß Fig. 1 und 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 und 2 beispielhaft zu sehende Preßverbindung besteht aus einem Kopfbolzen 10, der einen zylindrischen Zapfen 11 und einen über den Zapfen 11 radial überstehenden Flanschkopf 12 aufweist, und aus einer Platte 13 mit einer Bohrung 14, in welcher der Zapfen 11 mit Preßsitz sitzt, wobei der Flanschkopf 12 mit seiner Überstehenden Anschlagschulter 121 an der Platte 13 anliegt. Die Herstellung der Preßverbindung erfolgt mittels einer Pressenspindel, deren Pressenstempel 15 nach koaxialer Ausrichtung von Kopfbolzen 10 und Bohrung 14 in der Platte 13 eine axiale Kraft auf den Flanschkopf 12 ausübt. Ein Kraftsensor 16 im Pressenstempel 15 mißt die dabei auf den Kopfbolzen 10 ausgeübte Preßkraft F und ein Wegsensor 17 den dabei vom Pressenstempel 15 zurückgelegten Hub oder Einpreßweg 5. Beide Meßwerte werden fortlaufend erfaßt und in einem Speicher einer Auswerteeinheit 18 abgelegt. Ein Diagramm des Verlaufs der Preßkraft F in Abhängigkeit vom Einpreßweg s ist in Fig. 3 dargestellt. In der Auswerteeinheit 18 sind außerdem die Sollwerte der Preßkräfte in Zuordnung zum Einpreßweg sowie die zulässigen Toleranzgrenzen abgespeichert.

Mit den abgespeicherten Meßwerten wird nunmehr die Überwachung der Qualität der Preßverbindung wie folgt durchgeführt: Während des Einpreßvorgangs werden aus den von dem Kraftsensor 16 und dem Wegsensor ausgegebenen Meßwerten F und s laufend der Weggradient dF/ds der Einpressung bestimmt. Wenn sich dabei am Ende des Einpreßvorgangs der Weggradient extrem erhöht, wird der Wegpunkt s₃ (Fig. 3) der Gradientenänderung festgestellt. Nunmehr wird ausgehend vom Wegpunkt s₃ der Gradientenänderung in der Bediensoftware eine Wegstrecke Δs festgelegt. Diese Wegstrecke umfaßt maximal etwa 50% des gesamten beim Einpreßvorgang zurückgelegten Einpreß­ weges s.

Die Wegstrecke Δs ergibt im Einpreßverlauf den Wegpunkt s₁. Für diesen Wegpunkt werden die Toleranzgrenzen, also Sollwerte F_max und F_min, festgelegt. In der Auswerteeinheit 18 werden nun die im vorangegangenen Einpreßvorgang abgespeicherten Meßwerte innerhalb des Prüfbereiches mit den Sollwerten auf Einhaltung der Toleranzgrenzen F_max und F_min verglichen. Liegt der aktuelle Prozeßwert F₁ innerhalb der Toleranz­ grenzen F_max und F_min, so wird die hergestellte Preßverbindung als "gut" klassifiziert, und auf einer an der Auswerteinheit 18 angeschlossenen Anzeige 19 erscheint ein Gutsignal. Am Ende des Einpreßvorganges beim Messen der Einpreßkraft F_ABSCHALT wird die Preßspindel abgeschaltet.

Claims (1)

1. Verfahren zur Überwachung der Qualität einer Preßverbindung, bei welchem eine während des Einpreßvorgangs auf die Preßverbindung ausgeübte Einpreßkraft in Zuordnung zu einem durch Relativverschiebung der Preßteile zurückgelegten Einpreßweg gemessen wird, die Meßwerte mit Sollwerten verglichen werden und bei Einhalten von um die Sollwerte festgelegter Toleranzgrenzen die Preßverbindung als "gut" klassifiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte (F, s) laufend abgespeichert und aus den Meßwerten laufend der Gradient (dF/ds) der Einpressung bestimmt wird, daß der Wegpunkt (s₃) einer am Ende des Einpreßvorgangs auftretenden extremen Gradientenänderung festgestellt wird, daß ein Prüfwegpunkt (20) vom Wegpunkt (s₃) der extremen Gradientenänderung aus zu kleineren Einpreßwegen (s) hin festgelegt wird und daß die am Prüfwegpunkt (s₁) abgespeicherten Meßwerte (F) dem Sollwertvergleich unterzogen werden.