EP2035191A1 - Setzwerkzeug für selbst verhakende befestigungsclips, montagesicherungs- und protokollsystem für selbst verhakende befestigungsclips mit dem setzwerkzeug, und verfahren zur absicherung des montagevorgangs der befestigungsclips mit dem setzwerkzeug - Google Patents

Setzwerkzeug für selbst verhakende befestigungsclips, montagesicherungs- und protokollsystem für selbst verhakende befestigungsclips mit dem setzwerkzeug, und verfahren zur absicherung des montagevorgangs der befestigungsclips mit dem setzwerkzeug

Info

Publication number
EP2035191A1
EP2035191A1 EP07764921A EP07764921A EP2035191A1 EP 2035191 A1 EP2035191 A1 EP 2035191A1 EP 07764921 A EP07764921 A EP 07764921A EP 07764921 A EP07764921 A EP 07764921A EP 2035191 A1 EP2035191 A1 EP 2035191A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
setting tool
self
setting
clips
fastening clips
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07764921A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Böhm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Copco Tools Central Europe GmbH
Original Assignee
TBB Industrial Tools Services GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TBB Industrial Tools Services GmbH filed Critical TBB Industrial Tools Services GmbH
Publication of EP2035191A1 publication Critical patent/EP2035191A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B31/00—Hand tools for applying fasteners

Definitions

  • the invention relates to a setting tool for self-locking fastening clips. More specifically, a setting tool for manual or semi-automatic setting of self-locking fastening clips.
  • the fastening clips are usually made of polyamide or spring steel and are custom-made for the respective application or offered as standard versions.
  • Such fastening clips may for example have a head to which a spreading or plug-in anchor with a plate or laterally projecting support tabs is formed.
  • the anchor is pressed with the setting tool, for example, by two aligned holes of two superimposed and to be joined sheets or sheet metal parts.
  • the arms of the armature are radially compressed and spread apart again when the free ends of the arms are passed through the two holes.
  • the plate or the support tabs on the head are braced against the arms of the armature in the axial direction, so that the armature is pressed on the other side of the plates and ensures a uniform fit of the attachment under loads from different directions.
  • Other such fastening clips are equipped at the top with a fir tree-shaped foot and a plate.
  • the plug foot is pressed into the holes.
  • the radially outwardly projecting slats are oriented and dimensioned so as to prevent the foot from slipping back and to ensure a firm fit.
  • the invention relates to a Montagetechnischs- and protocol system for such mounting dips with the setting tool. With the help of mounting dips especially safety-related components to be mounted reliably.
  • An example is vehicle occupant restraint systems (airbags) that are attached to the roof frame of a motor vehicle. So far, these safety-relevant components are fastened with screws.
  • the invention relates to a method for securing the assembly process of the fixing dips with the setting tool.
  • the invention is therefore based on the problem, in particular to save costs for the vehicle manufacturer, a setting tool for self-locking mounting dips, a Montagetechnischs- and protocol system for self-hooking mounting dips with the setting tool, and to provide a method for securing the assembly process of the mounting dips with the setting tool.
  • the invention teaches a setting tool forsverha- kende fastening clips, with a distal portion and a proximal portion, wherein the distal portion has a receptacle for a to be placed in a component opening Befest Trentsdips, and with a sensor for the setting process recorded characteristic values and forwarded for evaluation, the characteristic measured values the events "fixing dips fixed in the opening" and “mounting dips is pressed and hooked" play.
  • the senor is arranged between the distal section and the proximal section.
  • the distal portion and the proximal portion may be two mutually movable parts, which are two nested parts, or to each other held, longitudinally displaceable, or linearly movable by means of a screw drive parts.
  • the senor is a force sensor disposed between the distal portion and the proximal portion. This force sensor detects actuation force relayed from the proximal section to the distal section for setting the fastening clip.
  • the senor has a first spring
  • the senor may comprise a second spring / switch arrangement, the spring arrangement of which is arranged and dimensioned such that it deforms when the fastening clip is inserted further into the opening under the actuating force, and whose switch assembly is arranged and dimensioned to be actuated when the event "mounting clips is depressed and hooked" occurs.
  • the receptacle for the fastening clips can be moved by means of an electric, hydraulic or pneumatic motor in order to carry out the setting process of the fastening clip 25.
  • an electric, hydraulic or pneumatic motor can be both manually operated, ie also by robotic or automatic handling machines, or actuated by placement machines setting tools.
  • the measured values characteristic of the setting process can be detected from an increase in current consumption of the electric motor or an increase in the fluid pressure in the hydraulic or pneumatic motor.
  • the occurrence of the event "fastening clips is pressed in and hooked" is to be regarded as a signal for a successful setting process of the fastening clip and this signal can also serve to increase a piece counter.
  • setting tools may also be an electrical, hydraulic, pneumatic or mechanical switch is provided, as events "of the mounting clips is taken from the recording" at the beginning of a setting process, and "the fastening clips is free from the recording” at the end of a setting process detected.
  • Inventive placement tools of the embodiments described above may be connected to a data acquisition and evaluation circuitry via a data and power supply line, or may include a transmitter for wireless data transmission to a wireless receiver of the data acquisition and evaluation circuitry.
  • the setting tool may have a transmitter operating in the 433 or 868 MHz, 2.4 GHz range (or other suitable, preferably license-free frequency bands) or by infrared transmission.
  • the invention relates to a mounting securing and recording system for self-locking fastening clips, with a setting tool of the type described above, a data acquisition and evaluation electronic circuit for characteristic events of assembly and / or setting operations in order to process characteristic measured values obtained by the setting tool, and a display device to display process information on the assembly and / or setting operations, as well as a data interface to a central quality assurance computer system to send a log of the respective assembly and / or setting operations.
  • the data acquisition and evaluation electronic circuit compares the obtained measured values with desired measured values for respective setting operations with respect to predetermined tolerances, and outputs resulting comparison results and / or compliance with the predetermined tolerances on the display device.
  • the data acquisition and Ausenseelektronikscnies at the beginning of a multiple setting operations assembly process resets a piece counter, is incremented after each setting operation of the piece counter, and when reaching a predetermined number and if all executed setting operations have met the predetermined tolerances, a component processing counter increments.
  • the data acquisition and Ausenseelektronikscnies output information on the attachment operations and the assembly operations on the display device.
  • the invention relates to a method for securing the mounting operation of fastening clips with the setting tool and the Montagetechnischs- and protocol system according to the preceding claims, comprising the following steps: detecting for a setting process with the setting tool characteristic measurements by means of the sensor of the setting tool, forwarding the characteristic measured values for evaluation, the characteristic measurement values representing the events "fixing clips fixed in the opening" and “fixing clips being pressed and hooked”, comparing the characteristic measured values with desired measured values for respective assembly operations with respect to predetermined tolerances, and emitting documents documenting the respective assembly operations Logs to a central quality assurance computer system.
  • One of the important features of the method according to the invention for securing the assembly process is that the transmitted logs contain information as to whether all setting operations of a mounting operation are carried out correctly.
  • This may include a check whether all fastening clips of a component are set, whether all fastening clips of a component are properly joined and locked, or whether one or more fastening clips of a component has been operated two or more times the setting tool.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view in longitudinal section through an inventive setting tool for self-hooking fastening clips.
  • a setting tool for self-hooking fastening clips is shown.
  • This setting tool is intended to set by hand such mounting clips, for example, to attach an airbag to the roof frame of a vehicle.
  • the details of the vehicle or the airbag are for the understanding of the invention here immaterial and therefore not illustrated or explained.
  • the setting tool 10 has - based on the handling by a fitter - a distal portion 12 and a proximal portion 14.
  • the proximal portion 14 is formed as a handle and has corresponding recessed grips 14a for the hand of the fitter.
  • the distal portion 12 has a receptacle 16 for a fastening clip to be placed in a component opening.
  • the shape of the receptacle 16 depends on the design of the seating fastening clip or its counterpart to the receptacle 16.
  • the fastening clip is essentially mushroom-shaped and has a cap with a circular blind hole into which the receptacle 16 shaped as a cylindrical pin can dip.
  • a switch 18 is integrated to detect the events "the mounting clips is released from the receptacle 16" and "the mounting clips is received by the receptacle 16" and forward as electrical signals.
  • the distal section 12 has a shape widening approximately in the form of a circle cone toward the proximal section 14, in which a stepped blind hole 22 open towards the proximal section 14 is formed.
  • the distal portion 12 and the proximal portion 14 are two mutually movable parts which are inserted into each other.
  • a pin 24 integrally formed on the proximal portion 14 is guided in the longitudinal direction (up and down in FIG. 1), which carries a force or pressure sensor 26 at its free end (in FIG.
  • the sensor 26 is disposed between the distal portion and the proximal portion in the blind hole 22.
  • a coil spring 32 arranged in the blind hole 22 resiliently supports the distal section against the proximal section.
  • the pin 24 tapers towards its free end with a step 28 whose dimensions correspond to a step in the blind hole 22 and limits the maximum stroke of the distal portion 12 relative to the proximal portion 14 of the setting tool 10.
  • the force or pressure sensor 26 is thus arranged between the distal portion 12 and the proximal portion 14 and detects a forwarded from the proximal portion 12 to the distal portion 14 actuating force for setting the fastening clip. From the detected actuating force characteristic measured values are forwarded for evaluation for the setting process.
  • a line 18a which is shown only schematically, to a signal conditioning circuit 40 which also processes the signals coming from the force or pressure sensor 26 so that they can be transmitted to a 2.4 GHz transmitter / Receiver 42 fed by a battery 44, radiating radio frequency signals via an antenna 46 can be fed. All of these components are housed in the proximal portion 14, but may also be located in the distal portion.
  • an optical indicator 50 which, for example, fixes the events “mounting clips in the opening” and “mounting clips pressed and hooked", but also the events “the mounting clips are picked up” Beginning of a setting process, and “the fixing clips is released from the recording” at the end of a setting process can display.
  • the setting tool 10 is part of a mounting and logging system and communicates wirelessly via its transmitter / receiver 42 for data transmission to a receiver 60 of a data acquisition and evaluation circuit 62.
  • the data acquisition and evaluation circuit 62 can be used for the characteristic events of assembly operations be a common industrial PC with appropriate peripherals to process received from the setting tool 10 characteristic readings.
  • This industrial PC has a display device 46, for example a screen for displaying process information about the setting processes, as well as a data interface 48 to a central Quality assurance computer system 80 to send a log of the respective setting process.
  • the abscissa of the force-displacement diagram in FIG. 2 illustrates the time and the ordinate the actuation force for setting the fastening clip forwarded by the force or pressure sensor from the proximal section 12 to the distal section 14.
  • Event time of mounting clips is recorded by the recording a
  • Fixing clips are pressed in and hooked on e
  • the fastening clips are released from the holder f
  • the events a and f (the fastening clip is taken from the recording” and “the fastening clips is released from the recording") detected by the switch 18, while the other events b, c, d, and e from the force curve of Be deduce actuation force.
  • the data acquisition and evaluation circuitry 62 compares the measurements of the characteristic events with desired measurements for respective set operations with respect to predetermined tolerances. In addition, the comparison results and / or the compliance with the predetermined tolerances on the display device 46 will be expressed. Furthermore, in the data acquisition and evaluation electronics circuit, a piece count is reset at the beginning of a multiple set operation assembly process. This piece counter is incremented after each setting operation, the piece count. Upon reaching a predetermined number of pieces and if all performed setting operations have complied with the specified tolerances, a component processing counter is incremented. Information on the fastening operations and the mounting operations are then output to the display device.
  • the data acquisition and evaluation circuitry also detects the elapsed time between a "fixture clip is free from capture” event at the end of a fixture event and a subsequent "capture fixture capture” event at the beginning of the next fixture event to determine therefrom whether in the next assembly process, a new component opening is loaded with a mounting clip.
  • the method according to the invention thus comprises the following steps: detection of measurement values characteristic of a setting process with the setting tool by means of the sensor of the setting tool, forwarding of the characteristic measured values for evaluation, the characteristic measured values being at least the events "fastening clips in the opening fixed” and “fastening clips” and comparing the characteristic measured values with desired measured values for respective assembly operations with respect to predetermined tolerances.Furthermore, in the method, the transmission of protocols documenting the respective assembly operations to a central quality assurance computer system can be provided.
  • the transmitted logs may contain information as to whether all setting operations of a mounting operation are performed correctly, whether all mounting clips of a component are set, if all mounting clips of a component are properly joined and latched, and / or if one or more mounting clips of a component two or more times the setting tool has been actuated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

Bei einem Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, mit einem Setzwerkzeug ist eine Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung für charakteristische Ereignisse von Montagevorgängen vorgesehen, um von dem Setzwerkzeug erhaltene charakteristische Messwerte zu verarbeiten, und eine Anzeigeeinrichtung, um Prozessinformationen zu den Setzvorgängen darzustellen, sowie eine Datenschnittstelle zu einem zentralen Qualitätssicherungsrechnersystem, um ein Protokoll über den jeweiligen Setzvorgang auszusenden.

Description

SETZWERKZEUG FÜR SELBST VERHAKENDE BEFESTIGUNGSCLIPS,
MONTAGESICHERUNGS- UND PROTOKOLLSYSTEM FÜR SELBST VERHAKENDE BEFESTIGUNGSCLIPS MIT DEM SETZWERKZEUG, UND VERFAHREN ZUR ABSICHERUNG DES MONTAGEVORGANGS DER BEFESTIGUNGSCLIPS MIT DEM SETZWERKZEUG
Beschreibung
Bereich der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips. Genauer gesagt ein Setzwerkzeug zum manuellen oder halbautomatischen Setzen von selbst verhakenden Befestigungsclips. Die Befestigungsclips sind in der Regel aus Polyamid oder aus Federstahl geformt und werden für den jeweiligen Einsatzzweck sondergefertigt oder als Standardausführungen angeboten.
Derartige Befestigungsclips können zum Beispiel einen Kopf haben, an den ein Spreiz- oder Steckanker mit einem Teller oder mit seitlich abstehenden Abstützlaschen angeformt ist. Der Anker wird mit dem Setzwerkzeug zum Beispiel durch zwei miteinander fluchtende Bohrungen zweier aufeinander liegender und aneinander zu fügender Bleche oder Blechteile gedrückt. Dabei werden die Arme des Ankers radial zusammengedrückt und spreizen sich wieder auseinander, wenn die freien Enden der Arme durch die beiden Bohrungen hindurchgeführt sind. Der Teller oder die Abstützlaschen am Kopf verspannen sich gegen die Arme des Ankers in axialer Richtung, so dass der Anker auf der anderen Seite die Bleche gedrückt wird und für einen gleich- mäßig guten Sitz der Befestigung bei Belastungen aus unterschiedlichen Richtungen sorgt. Andere derartige Befestigungsclips sind am Kopf mit einem tannenbaumförmi- gen Fuß und einem Teller ausgestattet. Der Steckfuß wird in die Bohrungen gedrückt. Die radial nach außen ragenden Lamellen sind so orientiert und dimensioniert, dass sie ein Zurückrutschen des Fußes verhindern und für einen fes- ten Sitz sorgen. Neben den beiden vorstehend erläuterten Ausführungsformen gibt es eine Vielzahl anderer Formen von Befestigungsclips, die jedoch alle mehr oder weniger ähnlich gestaltet sind und funktionieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Montagesicherungs- und Protokollsystem für solche Befestigungsdips mit dem Setzwerkzeug. Mit Hilfe der Befestigungsdips sollen insbesondere auch sicherheitsrelevante Bauteile zuverlässig montiert werden. Ein Beispiel sind Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme (Airbags), die am Dachrahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt werden. Bisher werden diese sicherheitsrelevanten Bauteile mit Schrauben befestigt. Diese bewährte und sichere Befestigungsart wird jedoch vom KFZ-Hersteller als zu zeit- und kostenintensiv erachtet. Ein Wechsel auf andere Befestigungsarten wurde bisher zumindest für sicherheitsrelevante Bauteile abge- lehnt, da keine Möglichkeit bestand, den Befestigungsvorgang schnell, zuverlässig und dokumentierbar auszuführen.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs der Befestigungsdips mit dem Setzwerkzeug.
Der Erfindung zugrunde liegendes Problem
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, insbesondere zur Kosteneinsparung beim KFZ-Hersteller, ein Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsdips, ein Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsdips mit dem Setzwerkzeug, und ein Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs der Befestigungsdips mit dem Setzwerkzeug bereitzustellen.
Erfindungsgemäße Lösung
Als Lösung dieses Problems lehrt die Erfindung ein Setzwerkzeug für selbst verha- kende Befestigungsclips, mit einem distalen Abschnitt und einem proximalen Abschnitt, wobei der distale Abschnitt eine Aufnahme für einen in eine Bauteilöffnung zu setzenden Befestigungsdips aufweist, und mit einem Sensor, der für den Setzvorgang charakteristische Messwerte erfasst und zur Auswertung weiterleitet, wobei die charakteristischen Messwerte die Ereignisse „Befestigungsdips in der Öffnung fixiert" und „Befestigungsdips ist eingedrückt und verhakt" wiedergeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeuges für selbst verhakende Befestigungsdips ist der Sensor zwischen dem distalen Abschnitt und dem proximalen Abschnitt angeordnet.
Dabei können der distale Abschnitt und der proximale Abschnitt zwei gegeneinander bewegbare Teile sein, die zwei ineinander gesteckte Teile sind, oder aneinander gehaltene, längsverschiebliche, oder mittels eines Schraubantriebs linear verfahrbare Teile sind.
In einer Ausführungsform ist der Sensor ein Kraftsensor, der zwischen dem distalen 5 Abschnitt und dem proximalen Abschnitt angeordnet ist. Dieser Kraftsensor erfasst vom proximalen Abschnitt auf den distalen Abschnitt weitergeleitete Betätigungskraft zum Setzen des Befestigungsclips.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeuges für lo selbst verhakende Befestigungsclips hat der Sensor eine erste Feder-
/Schalteranordnung, deren Federanordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass sie sich bei einem Einführen des Befestigungsclips in die Öffnung des zu befestigenden Bauteils unter der Betätigungskraft verformt, und dass deren Schalteranordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass sie betätigt wird, wenn das Ereignis i5 „Befestigungsclips ist in der Öffnung fixiert" eintritt. Bei einem solchen Setzwerkzeug kann der Sensor eine zweite Feder-/Schalteranordnung aufweisen, deren Federanordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass sie sich bei einem weiteren Einführen des Befestigungsclips in die Öffnung unter der Betätigungskraft verformt, und deren Schalteranordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass sie betätigt wird, wenn 2o das Ereignis „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" eintritt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeuges kann die Aufnahme für den Befestigungsclips mittels eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motors bewegbar sein, um den Setzvorgang des Befestigungsclips 25 durchzuführen. Dabei kann es sich sowohl um manuell zu bedienende, also auch um durch Roboter- oder Handhabungsautomaten-, oder um durch Bestückungsautomaten betätigte Setzwerkzeuge handeln.
Die für den Setzvorgang charakteristischen Messwerte können bei derartigen Setz- 0 Werkzeugen aus einem Anstieg an Stromaufnahme des elektrischen Motors bzw. einer Zunahme des Fluiddrucks in dem hydraulischen oder pneumatischen Motor erfasst werden.
Bei allen derartigen erfindungsgemäßen Setzwerkzeugen ist das Eintreten des Ereig-5 nisses „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" als Signal für einen erfolgreichen Setzvorgang des Befestigungsclips zu werten und dieses Signal kann auch dazu dienen, einen Stückzahlzähler zu erhöhen. - A -
Bei allen derartigen erfindungsgemäßen Setzwerkzeugen kann außerdem ein elektrischer, hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer Schalter vorgesehen ist, der als Ereignisse „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn eines Setzvorgangs, und „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Setzvorgangs erfasst.
Erfindungsgemäße Setzwerkzeuge der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können über eine Daten- und Stromversorgungsleitung mit einer Datenerfassungsund Auswerteelektronikschaltung verbunden sein, oder einen Sender für eine drahtlo- se Datenübertragung zu einem drahtlosen Empfänger der Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung haben. Im Fall der drahtlosen Übertragung kann das Setzwerkzeug einen Sender haben, der im Bereich 433 oder 868 MHz, 2.4 GHz (oder anderer geeigneter, vorzugsweise genehmigungsfreier Frequenzbänder) oder mittels Infrarotübertragung arbeitet.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, mit einem Setzwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art, einer Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung für charakteristische Ereignisse von Montage- und/oder Setzvorgängen, um von dem Setzwerkzeug erhal- tene charakteristische Messwerte zu verarbeiten, und einer Anzeigeeinrichtung, um Prozessinformationen zu den Montage- und/oder Setzvorgängen darzustellen, sowie einer Datenschnittstelle zu einem zentralen Qualitätssicherungsrechnersystem, um ein Protokoll über die jeweiligen Montage- und/oder Setzvorgänge auszusenden.
Bei diesem erfindungsgemäßen Montagesicherungs- und Protokollsystem vergleicht die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung die erhaltenen Messwerte mit Soll-Messwerten für jeweilige Setzvorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen, und gibt resultierende Vergleichergebnisse und/oder das Einhalten der vorgegebenen Toleranzen an der Anzeigeeinrichtung aus.
Zur weitergehenden Qualitätssicherung kann bei dem erfindungsgemäßen Montagesicherungs- und Protokollsystem vorgesehen sein, dass die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung zum Beginn eines mehrere Setzvorgänge umfassenden Montagevorgangs einen Stückzahlzähler zurücksetzt, nach jedem Setzvorgang der Stückzahlzähler inkrementiert wird, sowie bei Erreichen einer vorgegebenen Stückzahl und wenn alle ausgeführten Setzvorgänge die vorgegebenen Toleranzen eingehalten haben, einen Bauteilverarbeitungszähler inkrementiert. In einem derartige Montagesicherungs- und Protokollsystem kann erfindungsgemäß die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung Informationen zu den Befestigungsvorgängen und den Montagevorgängen an der Anzeigeeinrichtung ausgeben.
Zur intensiveren Qualitätssicherung kann bei dem erfindungsgemäßen Montagesicherungs- und Protokollsystem vorgesehen sein, dass die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung zwischen einem Ereignis „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Montagevorgangs und einem darauf folgenden Ereignis „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn des nächsten Montagevorgang die verstrichene Zeit erfasst, um daraus zu ermitteln, ob bei dem nächsten Montagevorgang eine andere als die vorangegangen bearbeitete Bauteilöffnung mit einem Befestigungsclips beschickt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips mit dem Setzwerkzeug und dem Montagesicherungs- und Protokollsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, mit folgenden Schritten: Erfassen von für einen Setzvorgang mit dem Setzwerkzeug charakteristischen Messwerte mittels des Sensors des Setzwerkzeuges, Weiterleiten der charakteristischen Messwerte zur Auswertung, wobei die charakteristischen Messwerte die Ereignisse „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" und „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" wiedergeben, Vergleichen der charakteristischen Messwerte mit Soll- Messwerten für jeweilige Montagevorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen, und Aussenden von die jeweiligen Montagevorgänge dokumentierenden Protokollen an ein zentrales Qualitätssicherungsrechnersystem.
Eine der wichtigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Absicherung des Montagevorgangs ist, dass die ausgesendeten Protokolle Informationen darüber enthalten, ob alle Setzvorgänge eines Montagevorgangs richtig ausgeführt sind.
Dies kann eine Überprüfung umfassen, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils gesetzt sind, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils richtig gefügt und eingerastet sind, oder ob bei einem oder mehreren Befestigungsclips eines Bauteils zwei oder mehrmals das Setzwerkzeug betätigt wurde.
Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und mögliche Abwandlungen werden für einen Fachmann anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist. Kurzbeschreibunα der Figuren
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung im Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips.
Detaillierte Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführunαsbeispiele
In Fig. 1 ist ein Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips gezeigt. Dieses Setzwerkzeug ist dazu gedacht, mit der Hand derartige Befestigungsclips zu setzen, zum Beispiel um einen Airbag am Dachrahmen eines Fahrzeuges zu befestigen. Die Einzelheiten des Fahrzeuges bzw. des Airbags sind für das Verständnis der Erfindung hier unwesentlich und daher nicht veranschaulicht oder erläutert.
Das Setzwerkzeug 10 hat - bezogen auf die Handhabung durch einen Monteur - einen distalen Abschnitt 12 und einem proximalen Abschnitt 14. Dabei ist der proximale Abschnitt 14 als Handgriff ausgebildet und hat entsprechende Griffmulden 14a für die Hand des Monteurs. Der distale Abschnitt 12 hat eine Aufnahme 16 für einen in eine Bauteilöffnung zu setzenden Befestigungsclips. Die Form der Aufnahme 16 hängt von der Gestaltung des setzenden Befestigungsclips bzw. dessen Gegenstück zu der Aufnahme 16 ab. Im konkreten Beispiel ist der Befestigungsclips im Wesentlichen Pilzförmig und hat eine Kappe mit einem kreisrunden Sackloch, in das die als zylindrischer Zapfen geformte Aufnahme 16 eintauchen kann. In die Aufnahme 16 ist ein Schalter 18 integriert, um die Ereignisse „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme 16 freigekommen" und „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme 16 aufgenommen" zu erfassen und als elektrische Signale weiterzuleiten.
Der distale Abschnitt 12 hat in der gezeigten Gestaltung eine sich etwa kreiskegelförmig zum proximalen Abschnitt 14 hin erweiternde Form, in der ein zum proximalen Abschnitt 14 hin offenes, gestuftes Sackloch 22 ausgeformt ist. Der distale Abschnitt 12 und der proximale Abschnitt 14 sind zwei gegeneinander bewegbare Teile, die ineinander gesteckt sind. Dazu ist in dem gestuften Sackloch 22 ein am proximalen Abschnitt 14 angeformter Zapfen 24 in Längsrichtung (in Fig. 1 auf und ab) gleitend geführt, der an seinem freien Ende (in Fig. 1 oben) einen Kraft- oder Drucksensor 26 trägt. Der Sensor 26 ist zwischen dem distalen Abschnitt und dem proximalen Abschnitt in dem Sackloch 22 angeordnet. Dabei stützt eine in dem Sackloch 22 angeordnete Schraubenfeder 32 den distalen Abschnitt gegen den proxima- len Abschnitt federnd ab. Der Zapfen 24 verjüngt sich zu seinem freien Ende hin mit einer Stufe 28, deren Abmessungen einer Stufe in dem Sackloch 22 entsprechen und den maximalen Hub des distalen Abschnittes 12 relativ zum proximalen Abschnitt 14 des Setzwerkzeuges 10 begrenzt.
Der Kraft- oder Drucksensor 26 ist damit zwischen dem distalen Abschnitt 12 und dem proximalen Abschnitt 14 angeordnet und erfasst eine vom proximalen Abschnitt 12 auf den distalen Abschnitt 14 weitergeleitete Betätigungskraft zum Setzen des Befestigungsclips. Aus der erfassten Betätigungskraft werden für den Setzvorgang charakteristische Messwerte zur Auswertung weitergeleitet. Die charakteristischen
Messwerte geben die Ereignisse „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" und „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" wieder. Dies wird im Einzelnen weiter unten erläutert.
Von dem in die Aufnahme 16 integrierten Schalter 18 kommende elektrische Signale werden über eine nur schematisch gezeigte Leitung 18a zu einer Signalaufbereitungsschaltung 40 weitergeleitet, die auch die von dem Kraft- oder Drucksensor 26 kommende Signale verarbeitet, damit sie in einen 2,4 GHz-Sender/Empfänger 42 eingespeist werden können, der von einer Batterie 44 gespeist, Hochfrequenzsignale über eine Antenne 46 ausstrahlt. Alle diese Komponenten sind in dem proximalen Abschnitt 14 untergebracht, können aber auch im distalen Abschnitt sich befinden. Als eine Form der Rückmeldung für den Monteur ist eine optische Leuchtanzeige 50 vorgesehen, die zum Beispiel die Ereignisse „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" und „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt", aber auch die Ereignisse „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn eines Setzvorgangs, und „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Setzvorgangs anzeigen kann.
Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug 10 ist Teil eines Montagesicherungs- und Pro- tokollsystems und kommuniziert über seinen Sender/Empfänger 42 drahtlos zur Datenübertragung mit einem Empfänger 60 einer Datenerfassungs- und Auswerte- elektronikschaltung 62. Die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung 62 für die charakteristischen Ereignisse von Montagevorgängen kann ein üblicher Industrie-PC mit entsprechender Peripherie sein, um von dem Setzwerkzeug 10 erhaltene charakteristische Messwerte zu verarbeiten. Dieser Industrie-PC hat eine Anzeigeeinrichtung 46, zum Beispiel einen Bildschirm um Prozessinformationen zu den Setzvorgängen darzustellen, sowie einer Datenschnittstelle 48 zu einem zentralen Qualitätssicherungsrechnersystem 80 um ein Protokoll über den jeweiligen Setzvorgang auszusenden.
Die charakteristischen Ereignisse von Montagevorgängen sind anhand eines Dia- gramms in Fig. 2 veranschaulicht.
Die Abszisse des Kraft-Weg-Diagramms in Fig. 2 veranschaulicht die Zeit und die Ordinate die von dem Kraft- oder Drucksensor vom proximalen Abschnitt 12 auf den distalen Abschnitt 14 weitergeleitete Betätigungskraft zum Setzen des Befestigungs- clips.
Dabei treten folgende Ereignisse auf, die in Fig. 2 veranschaulicht sind
Ereignis Zeitpunkt der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen a
Befestigungsclips ist in der Öffnung fixiert b
Befestigungsclips ist maximal zusammengedrückt C
Befestigungsclips ist aufgespreizt d
Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt e der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen f
Dabei sind die Ereignisse a und f („der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" und „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen") durch den Schalter 18 detektiert, während die übrigen Ereignisse b, c, d, und e aus dem Kraftverlauf der Betätigungskraft abzuleiten sind.
Zusätzlich sind die einzelnen Ereignisse b, c, d, und e in Fig. 1 in der Form eingezeichnet, dass die Stellen des Befestigungsclips angegeben sind, welche zu den unterschiedlichen Zeitpunkten b', c', d', und e' an der Kante K der Öffnung in dem Bauteil B anliegen.
Die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung 62 vergleicht die Messwerte für die charakteristischen Ereignisse mit Soll-Messwerten für jeweilige Setzvorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen. Außerdem werden die Vergleichergebnisse und/oder das Einhalten der vorgegebenen Toleranzen an der Anzeigeeinrichtung 46 au§geqeben. Weiterhin wird in der Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung zum Beginn einer mehrere Setzvorgänge umfassenden Montagevorgangs ein Stückzahlzähler zurückgesetzt. Dieser Stückzahlzähler wird nach jedem Setzvorgang den Stückzahlzähler inkrementiert. Bei Erreichen einer vorgegebenen Stückzahl und sofern alle ausgeführten Setzvorgänge die vorgegebenen Toleranzen eingehalten haben, wird ein Bauteilverarbeitungszähler inkrementiert. Informationen zu den Befestigungsvorgängen und den Montagevorgängen werden dann an der Anzeigeeinrichtung ausgegeben. Die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung erfasst außerdem zwischen einem Ereignis „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Montagevorgangs und einem darauf folgenden Ereignis „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn des nächsten Montagevorgangs die verstrichene Zeit, um daraus zu ermitteln, ob bei dem nächsten Montagevorgang eine neue Bauteilöffnung mit einem Befestigungsclips beschickt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst damit die folgenden Schritte: Erfassen von für einen Setzvorgang mit dem Setzwerkzeug charakteristischen Messwerte mittels des Sensors des Setzwerkzeuges, Weiterleiten der charakteristischen Messwerte zur Auswertung, wobei die charakteristischen Messwerte zumindest die Ereignisse „Be- festigungsclips in der Öffnung fixierTund „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" wiedergeben, und Vergleichen der charakteristischen Messwerte mit Soll- Messwerten für jeweilige Montagevorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen. Weiterhin kann in dem Verfahren das Aussenden von die jeweiligen Montagevorgänge dokumentierenden Protokollen an ein zentrales Qualitätssicherungsrechnersystem vorgesehen sein.
Die ausgesendeten Protokolle können Informationen darüber enthalten, ob alle Setzvorgänge eines Montagevorgangs richtig ausgeführt sind, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils gesetzt sind, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils richtig gefügt und eingerastet sind, und/oder ob bei einem oder mehreren Befestigungsclips eines Bauteils zwei oder mehrmals das Setzwerkzeug betätigt wurde.
Die vorhergehende und auch in den Ansprüchen aufgeführte Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwe- cken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Setzwerkzeug (10) für selbst verhakende Befestigungsclips, mit
• einem distalen Abschnitt (12) und einem proximalen Abschnitt (14), wobei s • der distale Abschnitt (12) eine Aufnahme (16) für einen in eine Bauteilöffnung zu setzenden Befestigungsclips aufweist um einen Setzvorgang ausführen zu können, und mit
• einem Sensor (26) für den Setzvorgang charakteristische Messwerte erfasst und zur Auswertung weiterleitet, wobei die charakteristischen Messwerte die lo Ereignisse o „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" und o „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" wiedergeben.
i5 2. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach Anspruch 1, bei dem der
• der Sensor zwischen dem distalen Abschnitt und dem proximalen Abschnitt angeordnet ist.
20 3. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der
• distale Abschnitt und der proximale Abschnitt zwei gegeneinander bewegbare Teile sind.
25 4. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach Anspruch 3, bei dem der
• distale Abschnitt und der proximale Abschnitt zwei ineinander gesteckte Teile sind. 0 5. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
• der Sensor ein Kraftsensor (26) ist, der zwischen dem distalen Abschnitt (12) und dem proximalen Abschnitt (14) angeordnet ist und einem vom proximalen Abschnitt (14) auf den distalen Abschnitt (12) weitergeleitete Betätigungskraft 5 zum Setzen des Befestigungsclips mit dem Kraftsensor (26) erfasst.
6. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
• der Sensor eine erste Feder-/Schalteranordnung aufweist, o deren Federanordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass 5 ■ sie sich bei einem Einführen des Befestigungsclips in die Öffnung unter der Betätigungskraft verformt, und dass o deren Schalteranordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass
■ sie betätigt wird, wenn das Ereignis „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" eintritt.
10
7. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach Anspruch 6, bei dem
• der Sensor eine zweite Feder-/Schalteranordnung aufweist, o deren Federanordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass
■ sie sich bei einem weiteren Einführen des Befestigungsclips in die i5 Öffnung unter der Betätigungskraft verformt, und dass o deren Schalteranordnung so angeordnet und dimensioniert ist, dass
■ sie betätigt wird, wenn das Ereignis „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" eintritt.
20 8. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem
• die Aufnahme für den Befestigungsclips mittels eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motors bewegbar ist, um den Setzvorgang des Befestigungsclips durchzuführen. 5
9. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem
• die für den Setzvorgang charakteristischen Messwerte aus einem Anstieg an Stromaufnahme des elektrischen Motors, bzw. einer Zunahme des Fluiddrucks0 in dem hydraulischen oder pneumatischen Motor erfasst werden.
10. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Eintreten des Ereignisses „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" als5 Signal für einen erfolgreichen Setzvorgang des Befestigungsclips zu werten ist und einen Stückzahlzähler erhöht.
11. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
• ein Schalter (18) vorgesehen ist, der als Ereignisse o „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn 5 eines Setzvorgangs, und o „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Setzvorgangs erfasst.
lo 12. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das über eine Daten- und Stromversorgungsleitung mit einer Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung verbunden ist.
13. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach einem der vorherge- i5 henden Ansprüche, das einen Sender (42) für eine drahtlose Datenübertragung zu einem drahtlosen Empfänger (60) der Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) aufweist.
14. Setzwerkzeug für selbst verhakende Befestigungsclips nach dem vorhergehenden 2o Anspruch, bei dem der Sender (42) im Bereich 433 oder 868 MHz, 2.4 GHz, oder mittels Infrarotübertragung arbeitet.
15. Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, mit 5 • einem Setzwerkzeug gemäß der vorhergehende Ansprüche,
• einer Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) für charakteristische Ereignisse von Montage- und/oder Setzvorgängen, um von dem Setzwerkzeug erhaltene charakteristische Messwerte zu verarbeiten , und
• einer Anzeigeeinrichtung (46), um Prozessinformationen zu den Montage- o und/oder Setzvorgängen darzustellen, sowie
• einer Datenschnittstelle (48) zu einem zentralen Qualitätssicherungsrechnersystem (80) um ein Protokoll über die jeweiligen Montage- und/oder Setzvorgänge auszusenden. 5 16. Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, wobei • die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) die erhaltenen Messwerte mit Soll-Messwerten für jeweilige Setzvorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen vergleicht, und
• Vergleichergebnisse und/oder das Einhalten der vorgegebenen Toleranzen an der Anzeigeeinrichtung (46) ausgibt.
17. Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestig ungsclips, wobei lo • die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) o zum Beginn einer mehrere Setzvorgänge umfassenden Montagevorgangs einen Stückzahlzähler zurücksetzt, o nach jedem Setzvorgang den Stückzahlzähler inkrementiert, o bei Erreichen einer vorgegebenen Stückzahl und i5 o wenn alle ausgeführten Setzvorgänge die vorgegebenen Toleranzen eingehalten haben, o einen Bauteilverarbeitungszähler inkrementiert.
18. Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, 20 wobei
• die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) Informationen zu den Befestigungsvorgängen und den Montagevorgängen an der Anzeigeeinrichtung (46) ausgibt.
25 19. Montagesicherungs- und Protokollsystem für selbst verhakende Befestigungsclips, wobei
• die Datenerfassungs- und Auswerteelektronikschaltung (62) zwischen einem Ereignis „der Befestigungsclips ist von der Aufnahme freigekommen" am Ende eines Montagevorgangs und einem darauf folgenden Ereignis „der Befesti- 0 gungsclips ist von der Aufnahme aufgenommen" am Beginn des nächsten Montagevorgang die verstrichene Zeit erfasst, um daraus zu ermitteln, ob bei dem nächsten Montagevorgang eine neue Bauteilöffnung mit einem Befestigungsclips beschickt wird.
20. Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips mit dem Setzwerkzeug und dem Montagesicherungs- und Protokollsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, mit folgenden Schritten:
• Erfassen von für einen Setzvorgang mit dem Setzwerkzeug charakteristischen Messwerte mittels des Sensors des Setzwerkzeuges,
• Weiterleiten der charakteristischen Messwerte zur Auswertung, wobei die charakteristischen Messwerte die Ereignisse o „Befestigungsclips in der Öffnung fixiert" und o „Befestigungsclips ist eingedrückt und verhakt" wiedergeben,
• Vergleichen der charakteristischen Messwerte mit Soll-Messwerten für jeweilige Montagevorgänge in Bezug auf vorgegebene Toleranzen, und
• Aussenden von die jeweiligen Montagevorgänge dokumentierenden Protokollen an ein zentrales Qualitätssicherungsrechnersystem.
21. Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die ausgesendeten Protokolle Informationen darüber enthalten, ob alle Setzvorgänge eines Montagevorgangs richtig ausgeführt sind.
22. Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips nach Anspruch 20 oder 21, das eine Überprüfung umfasst, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils gesetzt sind.
23. Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips nach einem der Ansprüche 20 bis 22, das eine Überprüfung umfasst, ob alle Befestigungsclips eines Bauteils richtig gefügt und eingerastet sind.
24. Verfahren zur Absicherung des Montagevorgangs von Befestigungsclips nach einem der Ansprüche 20 bis 23, das eine Überprüfung umfasst, ob bei einem oder mehreren Befestigungsclips eines Bauteils zwei oder mehrmals das Setzwerkzeug betätigt wurde.
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