DE4214561A1 - Vorrichtung zum Prüfen der richtigen Verrastung von miteinander verclipsten Teilen, insbesondere Kunststoffteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der richtigen Verra­ stung von miteinander verclipsten Teilen, insbesondere Kunststoffteilen, wobei eine Rastnase eines ersten Teils nach Durchtritt durch eine Öffnung in einem zweiten Teil hinter der Öffnung am zweiten Teil formschlüssig ge­ halten ist.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Zusammenbau von Kraftfahrzeug-Stoßfängern. Früher ist es üblich gewesen, die Kunststofftei­ le des Kraftfahrzeug-Stoßfängers durch Ultraschall miteinander zu ver­ schweißen. Dies hat aber den Nachteil, daß für das Recycling der Teile die­ se nicht mehr ohne weiteres voneinander trennbar sind. Heutzutage ist es aber eine Forderung, daß man aus mehreren Komponenten zusammengesetz­ te Kunststoffteile wieder in ihre Einzelkomponenten zerlegen kann, um sie einer Wiederverwertung zuführen zu können.

Deshalb ist man dazu übergegangen, die Kunststoffteile miteinander zu verclipsen. Zu diesem Zweck weist das eine Teil eine Rastnase und das an­ dere Teil eine dazu korrespondierende Öffnung auf, durch die die Rastnase hindurchgesteckt wird, so daß diese nach dem Durchtritt hinter der Öff­ nung einrastet und dadurch die beiden miteinander zu verbindenden Teile derart gehalten werden, daß sie nicht mehr ohne weiteres voneinander ge­ löst werden können, da sie durch Formschluß miteinander verrastet sind.

Ein Problem beim Verclipsen von Kunststoffteilen stellt dabei jedoch die Prüfung fest, ob die beiden Teile auch wirklich richtig miteinander ver­ clipst worden sind. Beispielsweise ist es durchaus denkbar, daß durch einen Maschinenfehler die Rastnase des einen Teils nicht die Öffnung des anderen Teils durchdrungen hat, so daß überhaupt keine Verclipsung stattgefunden hat. Beispielsweise ist es auch weiterhin durchaus denkbar, daß die Rastnase zwar die Öffnung durchdrungen hat, daß aber die Rast­ nase beim Verclipsen plattgedrückt worden ist und somit keine Verrastung im Sinne eines Formschlusses stattgefunden hat. Aus diesem Grunde ist eine Bedienungsperson beauftragt, eine visuelle Prüfung durchzuführen, ob eine ordnungsgemäße Verrastung stattgefunden hat. Dies hängt jedoch von der Sorgfalt der entsprechenden Person ab und ist daher ungenau und darüber hinaus auch umständlich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der auf einfache und sichere Weise überprüft werden kann, ob die Teile richtig miteinander verclipst sind.

Als technische Lösung wird eine im Bereich der Soll-Position der korrekt verrasteten Rastnase angeordnete Abtasteinrichtung vorgeschlagen.

Der Vorteil einer derartigen Abtasteinrichtung zum Prüfen der richtigen Verrastung von miteinander verclipsten Teilen, insbesondere Kunststofftei­ len ist, daß damit eine automatische Prüfung durchgeführt werden kann, ob die Teile auch richtig miteinander verclipst sind oder ob beispielsweise während des Verrastungsvorganges die Rastnase plattgedrückt worden ist und daher nicht formschlüssig hinter der Öffnung zu liegen kommt. Die Abtasteinrichtung ermittelt dabei, ob die Rastnase ihre vorgegebene Soll- Position nach dem Verclipsen eingenommen hat. Dies schließt ein, daß die Abtasteinrichtung auch ermittelt, ob die Rastnase (in Toleranzgrenzen) ihre Soll-Form während des Verrastungsvorganges beibehalten hat. Sobald die Abtasteinrichtung feststellt, daß sich an einer genau vorgegebenen Position keine Rastnase befindet, wird ein entsprechender Fehler gemeldet. Die Po­ sitionierung der Abtasteinrichtung wird dabei davon abhängen, welche Ab­ weichungen der Rastnase noch toleriert werden können.

Es ist zwar durchaus denkbar, die Abtasteinrichtung mechanisch in der Art eines Fühlers auszubilden, doch ist in einer bevorzugten Weiterbildung die Abtasteinrichtung berührungslos ausgebildet. Dies läßt sich mit her­ kömmlichen Methoden auf einfache Weise technisch realisieren und ist vor allem wenig verschleißanfällig, da keine mechanisch beanspruchten Teile benötigt werden.

Vorzugsweise kann es sich dabei bei der Abtasteinrichtung um einen opti­ schen Sensor handeln. In einer besonderen Ausbildung hiervon ist dabei die Abtasteinrichtung durch eine Lichtschranke gebildet, bei der sich auf der einen Seite der Rastnase der Sensor und auf der anderen Seite der Empfänger befindet. Eine derartige Lichtschranke läßt sich auf technisch einfache Weise realisieren. Der Sender und der Empfänger sind dabei vor­ zugsweise an einen Lichtleiter bzw. an ein Glasfaserkabel angeschlossen. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der eigentliche Sender und der ei­ gentliche Empfänger örtlich relativ weit weg von der Prüfposition angeord­ net werden können, so daß zur Erzeugung der Lichtschranke nur der ent­ sprechende Leiter zur Prüfposition hingeführt bzw. von dieser weggeführt ist. Dadurch ergibt sich ein wenig störungsanfälliger Aufbau. Die Licht­ schranke erstreckt sich parallel zur querverlaufenden Vorderkante der Rastnase und ist dabei etwas in den Querschnittsbereich der Rastnase ver­ setzt, so daß bei korrekt verclipster Rastnase die Lichtschranke durch die Rastnase unterbrochen wird und dies die entsprechende Auswerteeinheit erkennt. Sobald die Rastnase sich nicht in der vorgegebenen Position be­ findet oder gar deformiert ist, wird die Lichtschranke nicht unterbrochen, so daß die Auswerteeinheit eine entsprechende Fehlermeidung abgibt.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung schlägt vor, daß die Abtasteinrich­ tung an einem Einpreßkopf für die Verrastung angeordnet ist. Dadurch vereinfacht sich weiterhin der konstruktive Gesamtaufbau, da für die Anordnung der Abtasteinrichtung nicht ein separater Träger verwendet wird, sondern diejenige Einrichtung, die für das Verclipsen der mitein­ ander zu verrastenden Teile verantwortlich ist, nämlich der Einpreßkopf. Neben dem bereits erwähnten einfachen konstruktiven Aufbau ergibt sich weiterhin eine exakte Positionierung der Abtasteinrichtung. Bei dem Ein­ preßkopf kann es sich beispielsweise um eine Hülse handeln, die auf die Rastnase aufgeschoben wird und in deren Mantelfläche die Abtasteinrich­ tung angeordnet ist. Beispielsweise münden in dieser Mantelfläche die bei­ den bereits erwähnten Lichtleiter bzw. Glasfaserkabel.

Eine weitere Weiterbildung schlägt vor, daß der Einpreßkopf derart steuer­ bar ist, daß er nach der Verrastung so weiterfährt und dabei das Teil mit der Öffnung so verformt, daß die Abtasteinrichtung eine Position außerhalb der Prüfposition für die Rastnase einnimmt, und daß anschließend der Ein­ preßkopf wieder in die Verrastungsposition und damit in die Prüfposition für die Rastnase zurückführbar ist. Mit dieser Weiterbildung wird somit ein zweistufiges Prüfverfahren vorgeschlagen. In der ersten Stufe wird mittels des Einpreßkopfes die Verrastung durchgeführt und dabei der Einpreßkopf noch ein Stückchen derart weiterbewegt, daß das Teil mit der Öffnung mit­ genommen wird und nachgibt und sich dabei derart verformt, daß ein Zwi­ schenraum zwischen der Rastnase und dem Teil mit der Öffnung erzeugt wird. Da sich somit die Rastnase nicht in ihrer Soll-Position befindet, mel­ det dies die Abtasteinrichtung der Auswerteeinheit. In der zweiten Stufe fährt der Einpreßkopf dann wieder zurück. Aufgrund der Eigenelastizität des durch den Einpreßkopf zunächst ausgewichenen Teils kehrt dieses wie­ der in die Ausgangsposition und damit in die Verrastungsposition zurück. In dieser Position befindet sich der Einpreßkopf in der Prüfposition, wobei bei ordnungsgemäß verrasteter Rastnase der zunächst gebildete Zwischen­ raum sich wieder geschlossen hat, was die Abtasteinrichtung der Auswerte­ einheit meldet. Durch diese zweistufige Verfahrensdurchführung wird eine hohe Sicherheit in der Verrastungsprüfung erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen der richtigen Verrastung von miteinander verclipsten Kunststoffteilen wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Verrastungs- und Prüfvorrichtung vor dem Verclipsen;

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 nach dem Verclipsen;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in Fig. 2;

Fig. 4a bis d die verschiedenen Stufen des Verclips- und Prüfvor­ ganges.

In den Zeichnungen sind zwei Teile 1, 1′ in Form von Kunststoffteilen zu erkennen, die zur gegenseitigen Sicherung miteinander verclipst werden sollen. Zu diesem Zweck weist das eine Teil 1 eine Rastnase 2. auf. Die Rastnase 2 ist dabei an einem Fortsatz 3 des Teils 1 am freien Ende ange­ formt. Korrespondierend zu der Rastnase 2 des einen Teils 1 weist das an­ dere Teil 1′ eine Öffnung 4 auf. Für den Verrastungsvorgang wird diese Öffnung 4 des Teils 1′ auf die Rastnase 2 des Teils 1 aufgeschoben.

Die Verrastung der beiden miteinander zu verbindenden Teile 1, 1′ erfolgt mittels eines Einpreßkopfes 5, welcher schematisch angedeutet ist und der verschiebbar an einem ebenfalls schematisch angedeuteten Werkzeughalter 5′ angedeutet ist. Dieser Einpreßkopf 5 dient gleichermaßen der Aufnahme einer Abtasteinrichtung 6, welche erkennen soll, ob nach dem Eindrücken des Teils 1′ in das Teil 1 eine richtige Verrastung stattgefunden hat, d. h. ob die Rastnase 2 formschlüssig hinter der Öffnung 4 des Teils 1′ zu lie­ gen kommt, wie dies in Fig. 2 erkennbar ist. Die Abtasteinrichtung 6 wird durch eine Lichtschranke L gebildet, deren Sender 7 und Empfänger 8 schematisch dadurch angedeutet sind, daß entsprechende Glasfaserkabel 9 zugeführt bzw. weggeführt sind. Die Lichtschranke L ist dabei parallel zur Vorderkante 10 der Rastnase 2 ausgerichtet.

Die Prüfvorrichtung funktioniert wie folgt:

In Fig. 1 und 4a ist die Situation vor dem Eindrücken dargestellt. Das Teil 1′ mit der Öffnung 4 befindet sich dabei mit etwas Abstand vor dem Teil 1 mit der Rastnase 2, wobei das Teil 1′ noch nicht ganz in Verbindung mit dem Einpreßkopf 5 steht, welche auch die Abtasteinrichtung 6 mit den Glasfaserkabeln 9 trägt.

Zum Eindrücken des Teils 1′ auf das Teil 1 mit der Rastnase 2 wird der Einpreßkopf 5 zusammen mit dem Teil 1′ in der Zeichnung nach rechts be­ wegt. Der Einpreßkopf 5 steht dabei in Verbindung mit dem Teil 1′. Die Öffnung 4 des Teils 1′ wird dabei auf die Rastnase 2 des Teils 1 derart aufgesteckt, daß die Rastnase 2 die Öffnung 4 durchdringt. Da die Quer­ schnittsgestalt der Rastnase 2 etwas größer ist als die Querschnittsgestalt der Öffnung 4, wird letztere beim Durchdringen der Rastnase 2 etwas auf­ geweitet. Sobald die Rastnase 2 die Öffnung 4 aber passiert hat, nimmt aufgrund der Eigenelastizität die Öffnung 4 wieder ihre ursprüngliche Form an, so daß die Rastnase 2 formschlüssig hinter der Öffnung 4 des Teils 1′ zu liegen kommt. Dies ist in Fig. 2 sowie 4b zu erkennen. Der Ein­ preßkopf 5 wird dabei zusammen mit dem Teil 1′ noch etwas weiterbewegt, so daß sich ein Zwischenabstand Z zwischen der Rastnase 2 und dem Teil 1′ bildet. Dies ist in Fig. 4c dargestellt. In dieser Stufe liegt die Licht­ schranke L im Bereich dieses Zwischenabstandes Z, also unterhalb der Querschnittsgestalt der Rastnase 2, so daß die Lichtschranke L nicht un­ terbrochen ist und eine entsprechende Meldung an eine Auswerteeinheit dahingehend abgibt, daß sich die Rastnase 2 nicht in ihrer Soll-Position bezüglich zum Teil 1′ befindet.

Anschließend wird der Einpreßkopf 5 wieder zurückgefahren, und zwar in diejenige Position, in der unmittelbar das Einclipsen der Rastnase 2 in der Öffnung 4 stattgefunden hat. Dies ist in Fig. 4d dargestellt. Da in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine ordnungsgemäße Verrastung der Rastnase 2 stattgefunden hat und diese beispielsweise nicht plattgedrückt worden ist, wird die Lichtschranke L durch die Rastnase 2 in ihrer Soll­ position sowie aufgrund ihrer Soll-Form unterbrochen und eine entspre­ chende Meldung an die Auswerteeinheit dahingehend abgegeben, daß eine ordnungsgemäße Verrastung stattgefunden hat. Wäre aufgrund eines Maschinenfehlers keine Verrastung erfolgt, indem die Rastnase 2 nicht in die Öffnung 4 eingedrungen wäre, oder wäre die Rastnase 2 während des Ver­ rastungsvorganges plattgedrückt worden, so würde die Lichtschranke L nicht unterbrochen werden, so daß eine entsprechende Meldung an die Auswerteeinheit dahingehend abgegeben würde, daß keine ordnungsgemäße Verrastung erfolgt ist.

Bezugszeichenliste

 1 Teil
 1′ Teil
 2 Rastnase
 3 Fortsatz
 4 Öffnung
 5 Einpreßkopf
 5′ Werkzeughalter
 6 Abtasteinrichtung
 7 Sender
 8 Empfänger
 9 Glasfaserkabel
10 Vorderkante
L Lichtschranke
Z Zwischenabstand

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Prüfen der richtigen Verrastung von miteinander verclipsten Teilen (1, 1′), insbesondere Kunststoffteilen, wobei eine Rastnase (2) eines ersten Teils (1) nach Durchtritt durch eine Öffnung (4) in einem zweiten Teil (1′) hinter der Öffnung (4) am zweiten Teil (1′) formschlüssig gehalten ist, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Soll-Position der korrekt verrasteten Rastnase (2) angeordnete Abtasteinrichtung (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ tasteinrichtung (6) berührungslos ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ tasteinrichtung (6) durch eine Lichtschranke (L) gebildet ist, bei der sich auf der einen Seite der Rastnase (2) der Sender (7) und auf der anderen Seite der Empfänger (8) befindet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtasteinrichtung (6) an einem Einpreßkopf (5) für die Verrastung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ preßkopf (5) derart steuerbar ist, daß er nach der Verrastung so wei­ terfährt und dabei das Teil (1′) mit der Öffnung (4) so verformt, daß die Abtasteinrichtung (6) eine Position außerhalb der Prüfposition für die Rastnase (2) einnimmt, und daß anschließend der Einpreßkopf (5) wieder in die Verrastungsposition und damit in die Prüfposition für die Rastnase (2) zurückfahrbar ist.