WO2020043343A1 - Verfahren zum prüfen einer anbindung eines einbauteils in einem als hohlkörper ausgebildeten kunststoffformteil - Google Patents

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Matthias Franke-Maintz
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Definitions

  • the invention relates to a method for testing a connection of a built-in part in a molded plastic part formed as a hollow body.
  • One or more built-in parts are usually introduced during the manufacturing process, in particular before the molding process of the plastic molded part into the plastic molded part, so that the built-in parts are brought into the interior of the finished plastic hollow part formed as a hollow body and fastened there in a fixed position.
  • the built-in parts can be, for example, stiffening elements, which can be attached to one inside or two opposite inside of the molded plastic part in a cohesive manner, for example by a welded connection.
  • the built-in parts which can be, for example, rod-shaped or tubular, the mechanical strength of the molded plastic part formed as a hollow body can be increased.
  • the molded plastic parts can, for example, be tanks, in particular fuel tanks.
  • a blow molding process for example, can be used as the shaping process for the plastic molding.
  • the built-in parts can fulfill their function of improving the mechanical strength of the plastic molded part, it is important that the built-in parts have a good, safe and stable connection to the inside of the plastic molded part.
  • the quality of the connection is usually checked by means of a destructive test, by means of random checks
  • Plastic molded parts are opened in order to be able to look into the interior of the plastic molded parts and to be able to check the connection of the built-in parts in the interior.
  • tests of mechanical resilience can also be carried out.
  • such tests can only be carried out sporadically and are not suitable for testing in the ongoing production process, since a corresponding proportion of the loss would occur depending on the frequency of the test.
  • these destructive tests are time-consuming and costly.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for testing a connection of a built-in part in a plastic molded part designed as a hollow body, which can be carried out non-destructively and in the ongoing production process.
  • a method for testing a connec tion of an installation part in a molded plastic part formed as a hollow body is thus specified.
  • the method according to the invention is characterized in that after the plastic molded part has been removed from a molding tool, a surface temperature measurement is carried out in the region of the connection of the built-in part to an inside of the plastic molded part, the surface temperature measurement being carried out from outside the plastic mold, the measured surface temperature is transmitted to an evaluation unit and the connection of the built-in part is checked on the basis of the measured surface temperature in the evaluation unit.
  • a surface temperature measurement is carried out on an outside of the plastic molded part in the region of the connection to the built-in part on an inside of the plastic mold after removal of the plastic molded part from a molding tool, for example a blow molding tool.
  • a temperature measurement is preferably carried out in the area of a welding bead through which the built-in part is integrally bonded to the inside of the molded plastic part.
  • the surface temperature measurement can be carried out non-destructively from outside the molded plastic part. It is not necessary to destroy the molded plastic part in order to be able to carry out the test.
  • the connection of the built-in part to the molded plastic part can be checked. This results from a proportional relationship of a material accumulation or material distribution in the area of the connection of the built-in part and the associated heat capacity of the material in the area of the plastic molded part. Where there is more plastic material in the area of the connection, the molded plastic part has a higher heat capacity than an area of the connection with a smaller amount of plastic material, since the larger the amount of plastic material, the more heat can be stored in this amount of plastic material.
  • connection can be checked in different ways. For example, a resulting surface temperature, in particular a surface temperature distribution, in the area of the connection can be compared with a desired surface temperature, in particular a desired surface temperature distribution.
  • a modeled surface temperature, in particular a modeled surface temperature distribution, or a corresponding exemplary surface temperature, in particular an exemplary surface temperature distribution, of a molded plastic part with tested properties can be used.
  • a material thickness in the area of the connection can be determined based on the measured surface temperature.
  • the determination can include an absolute or a relative material thickness.
  • the material thickness can be used to infer a wall thickness, for example. If a low surface temperature is measured, this also results in a lower material thickness, from which it can be concluded that the connection of the built-in part to the plastic molded part is less good in this area, since a good connection is preferably characterized by a certain minimum wall thickness in order to ensure a stable one To achieve connection between the built-in part and the molded plastic part.
  • the measured surface temperature is transmitted to an evaluation unit. The surface temperature measurement can be used in particular to determine displacements of thick and thin points within the molded plastic part.
  • the temperature in the area of the direct connection of the egg building part that is to say a contact area of the built-in part with the plastic molded part, can be reduced when the built-in part is at the Connection to the plastic molded part has a lower temperature than this. In this case, the molded part cools down due to the built-in part. Material beads can be formed in the area of the connection, which have an increased material thickness and cool down correspondingly more slowly.
  • Minimum parameters such as a minimum temperature or a minimum wall thickness at certain areas of the connection to be measured, can be specified and the plastic molded parts that do not meet the respective minimum parameters in an area can be sorted out. Alternatively or additionally, differences in temperature or a material thickness in the area of the connection can result in these molded plastic parts being sorted out.
  • An exact position of the connection can also be checked by the temperature in the area of the connection in order to sort out molded plastic parts with incorrectly positioned installation parts.
  • a non-destructive inspection of the built-in parts in the plastic molded part can be carried out, so that it can already be determined in the running production process whether the connection of the built-in parts meets predetermined quality requirements or not.
  • the quality of the molded plastic parts produced can thereby be increased significantly.
  • the production of the molded plastic parts can be carried out more cheaply.
  • the test of the individual molded plastic parts ensures that the molded plastic parts meet the quality requirements even with low manufacturing tolerances. For example, a wall thickness of the molded plastic parts can be reduced in order to save material by reducing safety surcharges in the amount of plastic to be used.
  • At least one measuring point can be defined on an outside of the molded plastic part, at which the surface temperature measurement takes place.
  • This defined measuring point can be used for each molded plastic part to measure the surface temperature, so that a high reproducibility of the measurement of the surface temperature and the testing of the connection of the built-in part from the measured surface temperature can be achieved for all molded plastic parts.
  • Each measuring point can also form a measuring range, so that the measuring point does not have to be point-shaped, but can also cover a larger area.
  • measuring points on the outside of the molded plastic part are defined in the area of the connection of the built-in part, at each of which a surface temperature measurement is carried out, so that a temperature distribution over the area of the connection of the built-in part can be determined in the evaluation unit.
  • a temperature profile can be created over the area of the connection, and the connection can also be checked via the temperature profile. For example, a material thickness distribution in the area of the connection can be determined. If the material thickness distribution is constant over the area of the connection, a good homogeneity of the connection can be concluded.
  • a wall thickness distribution over the area of the connection can also be determined from the material thickness distribution.
  • a surface temperature can be determined for each measuring point, via which the connection can be checked, for example, by determining the wall thickness at this measuring point, so that a statement can be made about the quality of the connection, in particular the welded connection of the built-in part to the plastic molded part at this measuring point can.
  • a minimum surface temperature T Min and a maximum surface temperature T Max can be determined for each measuring point.
  • the quality of the connection can thus be checked even better and more precisely, since even within a measuring point, which can form a measuring range, different surface temperatures can be taken into account.
  • characteristic temperature distributions can be determined, which can result, for example, from the connection of the built-in part to the plastic molded part.
  • so-called “flower pots” can form in the plastic molding.
  • the “flower pots” are indentations in the outer wall of the plastic molding with a flat bottom area.
  • a characteristic temperature distribution results. Due to the characteristic temperature distribution, the position of the respective installation part on the molded plastic part can already be determined and checked.
  • a local center can also be determined between the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum surface temperature T Max per measuring point, the center of one measuring point being able to be compared with a center of another measuring point.
  • the surface temperature can be measured at a defined point in time after the plastic molded part has been removed from the mold.
  • a cooling time of the molded plastic part after demolding can be determined, after which the test according to the invention takes place.
  • the test according to the invention is carried out 20 minutes after the plastic molded part has been removed from the mold.
  • Each of the molded plastic parts is then preferably checked at precisely this point in time using the method according to the invention.
  • the measured surface temperature can be converted to a temperature at a defined time. This requires knowledge of process parameters and environmental conditions as well as the material properties.
  • the reproducibility of the method according to the invention can be further increased in that the surface temperature measurement is preferably carried out in a defined position of the molded plastic part.
  • the plastic molded part can, for example, be placed in a holding device in order to carry out the test method according to the invention.
  • the molded plastic part for the test can be firmly clamped in the holding device.
  • Each molded plastic part to be tested can be placed in the same position in the holding device and held clamped in it in order to be able to carry out the test with respect to the position of the plastic molded part to be tested at the same and thus to carry out under constant conditions. This increases the comparability of the measurement results.
  • the method additionally comprises steps for attaching a position marker to the plastic molded part for marking a position of the connection of the built-in part, and for detecting a position of the position mark, the connection being checked for the built-in part using the measured Surface temperature in the evaluation unit is based on the position of the position marker.
  • the position marking preferably indicates a center position of the built-in part on the molded plastic part.
  • the position marking enables the connection of the built-in part to the plastic molded part to be checked easily.
  • the position can thus be determined independently of a characteristic shape in the area of the built-in part, for example the "flower pot", so that the method can be used very flexibly.
  • Any positions on the plastic molded part can be marked with the position marker for testing
  • the positioning of the built-in part can also be checked simply and reliably.
  • the position marking can, for example, be a punctiform position marking.
  • the position marking particularly preferably has a diameter of approximately 1.5 mm
  • the position markings can, for example, be designed to specify an orientation in addition to a position, for example in the manner of an arrow, but in particular in the case of a rotationally symmetrical built-in part, a position specification is sufficient.
  • the application of a position marker to the plastic molded part comprises the application of the position marker as a deviation from a predetermined component thickness, and the position of the position marker is detected based on the measured top surface temperature of the molded plastic part in the area of the connection of the built-in part in the evaluation unit.
  • the position marking thus causes a typically slight change in the wall thickness of the molded plastic part, so that the molded plastic part has a higher or lower temperature in this area when cooling, which is detected as a deviation based on the measured surface temperature of the molded plastic part.
  • the position marking can be designed both as a thickening (grain) and as a recess / hole.
  • the position marker preferably has a thickness or hole depth of approximately 1.5 mm.
  • the application of the position marker as a deviation from a predetermined component thickness comprises the application of a mold insert with a shape inverse to the position marker on the shaping tool.
  • the mold insert is used, for example, to connect the installation part to the plastic molded part.
  • the mold insert can have, for example, a high heat capacity in order to heat the built-in part for connection to the plastic molded part through the plastic molded part in the region of the connection.
  • the position marker can be flexibly attached due to the use of mold, since the entire shaping tool does not have to be adapted.
  • the application of a position marker to the plastic molded part comprises the application of a plurality of individual markings, which together form the position marker, and the detection of a position of the position marker comprises detection of positions of the plurality of individual markings and determination of the position of the position marker based on the positions of the plurality of individual markings.
  • the positions of the individual markings in relation to the position marking are known.
  • the position can be the middle position of the plurality of individual markings be defined.
  • the plurality of individual markings enables the position of the position marker to be determined with a high degree of reliability. In particular, depending on the number and position of the plurality of individual markings, redundancy for the position marking can be achieved.
  • the individual markings are preferably each punctiform with a diameter of approximately 1.5 mm.
  • the individual markings can each be carried out with a deviation from a predetermined component thickness, preferably with a thickness / hole depth of approximately 1.5 mm.
  • the position marking is particularly preferably formed by four individual markings which are arranged in the manner of a rectangle or a square.
  • the determination of the position of the position marker based on the positions of the plurality of individual markings comprises a plausibility check of the positions of the plurality of individual markings, in particular based on a comparison of distances between the determined positions of the plurality of individual markings. This ensures that the position marking is recorded correctly and the connection is only checked if a plausible position of the plurality of individual markings could be determined.
  • the measured surface temperature is stored together with a component number of the molded plastic part and a date and / or a time of the surface temperature measurement in a storage unit. In this way, it can be checked at a later point in time whether any subsequent damage that occurs during the use of the plastic mold is caused by a faulty connection of the built-in part to an inside of the plastic molded part during the production process or whether the causes are caused by the later use or use of the Plastic molded parts. This can, for example, in the event of damage a detailed, subsequent inspection of a damaged plastic molded part can be carried out.
  • the surface temperature measurement can preferably be carried out using an infrared camera.
  • An infrared camera is a thermal imaging camera that can receive infrared radiation.
  • a non-contact imaging temperature measurement process can be carried out, which makes the infrared radiation, invisible to the human eye, of the demolded plastic molded part visible to the middle infrared. A temperature distribution on the outside surface of the molded plastic part can thus be recorded and displayed.
  • a contactless temperature measurement can be carried out with little effort and in a short time.
  • a target weight can be set as a quality feature, which the plastic molded part should have after demolding in order to fulfill a quality feature. If the target weight is not reached, it can be concluded that the stability of the molded plastic part is not sufficient. Typically, a weight that is too low indicates an overall wall thickness that is too thin. This means that the connection of the built-in part is typically not sufficient.
  • Process parameters from a molding process of the plastic molded part in the molding tool can be transmitted to the evaluation unit, which can be included in the test of the connection of the built-in part.
  • the process parameters can have a direct influence on the connection of the built-in part to the molded plastic part.
  • the temperature of the coolant flowing through the molding tool can influence the temperature distribution over the plastic molded part and thus also the temperature distribution in the area of the connection of the built-in part to the plastic molded part.
  • the process parameters from the molding process are related to the measured surface temperature, the effects of the individual process parameters on the finished molded plastic part can be determined.
  • Safety surcharges usually provided for the amount of plastic to be used for the molding process of the plastic molded part for example in order to be able to achieve the required minimum wall thicknesses of the plastic molded part and thus the required connection of the built-in part, can thereby be reduced, which saves material and saves cooling time and energy in the molding process Plastic mold can be partially reduced.
  • the process parameters for future molded plastic parts can be optimally adjusted.
  • the process parameters can, for example, be selected from at least one of the following data: amount of coolant supplied in the shaping tool and / or flow temperature of the coolant in the shaping tool and / or return temperature of the coolant in the shaping tool and / or cooling time of the plastic molded part in the shaping tool and / or melting temperature of the plastic introduced into the shaping tool to form the plastic molded part.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a method according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a molded plastic part with built-in parts arranged therein,
  • 3a shows an illustration of a recording of an infrared camera in the area of a connection of an installation part in the plastic molded part
  • FIG. 3b is a line drawing of the acquisition shown in FIG. 3a on the infrared camera
  • 3c is a graphical representation of a measurement of the surface temperature at the area shown in FIG. 3a
  • 3d shows a further graphical representation of a measurement of the
  • Fig. 5 shows a schematic representation of an evaluation within the evaluation unit for determining the wall thickness
  • FIG. 6b is a line drawing of the infrared camera shown in FIG. 6a
  • FIG. 7a shows a further illustration of the position shown in FIG. 6a with T Min , T Max and center points shown for two of the measurement points shown in FIG. 6a,
  • FIG. 7b is a line drawing of the acquisition shown in FIG. 7a
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a method according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 9 shows a half of a shaping tool with a plurality of mold inserts for producing a plastic molded part with a plurality of built-in parts
  • FIG. 10 shows a single view of one of the mold inserts from FIG. 9 for producing a position marking consisting of a plurality of individual markings, which are arranged in a square, on the plastic molded part,
  • FIG. 11 shows a detailed view of the plastic molded part, on which a position marking consisting of a plurality of individual markings, which are arranged in a square, is formed with the mold insert from FIG. 10, 12a is a photographic view of the plastic molded part with one of the position markings from FIG. 11 as a recording of an infrared camera in the area of the connection of the built-in part, without a connected built-in part,
  • 13a is a photographic view of the plastic molded part with one of the position markings from FIG. 11 as a recording of an infrared camera in the area of the connection of the built-in part, with a connected built-in part, two additional measuring lines and a total of four measuring points being marked,
  • FIG. 1 schematically shows a sequence of the method 100 according to the invention for testing a connection of a built-in part 10 in a plastic molded part 11 designed as a hollow body, as is shown schematically in the sectional view shown in FIG. 2, according to a first embodiment.
  • a plastic molded part 11 is molded in a molding tool 12 by supplying heat to a fully formed plastic molded part 11.
  • One or more built-in parts 10, such as stiffening elements, are already introduced into the plastic molded part 11, so that during the molding process in the shaping tool 12, the built-in parts 10 are connected to one or two opposite inner sides 13 of the plastic molded part 11, in particular cohesively Welding can be connected.
  • the connection 22 should follow evenly over the circumference of the end faces 14 of a component 10 on the inside 12 of the plastic molded part 11, in order to be able to achieve good quality with a high stability of the connection 22.
  • the total wall thickness has a minimum wall thickness which is greater than the thickness of the actual wall 15 of the molded plastic part 11 by itself considered.
  • the built-in parts 10 can also have any other shape than that shown in FIG. 2.
  • a surface temperature measurement 17 is carried out in the area of the connection 22 of the built-in part 10 on an inner side 13 of the plastic molded part 11.
  • This test is non-destructive and can be carried out on any demolded plastic molded part 11 in the running production process, so that each plastic molded part 11 produced can be tested for the quality of the connection 22 of the built-in parts 10 inside the plastic molded parts 11. The test is carried out from outside the molded plastic part 11.
  • the surface temperature measurement 17 can be carried out with a thermal image camera, such as an infrared camera, for example, so that the surface temperature measurement 17 from outside the molded plastic part 11 takes place.
  • the surface temperature measurement 17 is thus carried out on an outside 24 of the plastic molded part 11.
  • the surface temperature measurement 17 takes place at a defined point in time after the demolding 16 of the plastic molded part 11, so that the point in time of the surface temperature measurement 17 is the same and therefore comparable for each plastic molded part 11.
  • the surface temperature measurement 17 takes place in a defined position of the plastic molded part 11, so that each plastic molded part 11 to be tested is in the same position during the surface temperature measurement 17.
  • the plastic molded parts 11 can be held clamped in a holding device not shown here during the surface temperature measurement 17.
  • the measured surface temperature is transmitted to an evaluation unit 18.
  • the evaluation unit 18 uses the measured surface temperature to test 19 the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11.
  • the higher the measured surface temperature the higher the material thickness and thus the wall thickness in this area, since a higher material thickness means a higher Has heat capacity than a lower material thickness. If the material thickness is relatively low compared to the measured area, the surface temperature is also low. There is thus implicitly a wall thickness determination 19 in the area of the connection 22 of the installation part 10 on the plastic molded part 11. In principle, it can be concluded from the surface temperature that the material thickness is low at a low surface temperature and therefore also no good and also no stable connection of the built-in part 10 is formed on the inside 13 of the molded plastic part 11.
  • the surface temperature can be measured at one or more measuring points MP, as shown for example in FIG. 2, where two measuring points MP1, MP2 are shown in the area of the connection 22 of the built-in part 10 on the inside 13 of the plastic molded part 11.
  • the measuring points MP are in particular where a circumferential weld seam is formed between the end face 14 of a component 10 and the inside 13 of the plastic molded part 11. This may include welding beads which are formed in an edge region of the connection of the egg component 10 to the plastic molded part 11. Based on the height of the surface temperature in the area of the weld seam, the quality of the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11 can be concluded.
  • connection 22 shows a measurement of a surface temperature at four measuring points MP1, MP2, MP3, MP4 in the area of the connection 22 of the installation part 10 on the inside 13 of the plastic molded part 11.
  • the connection 22 is also circular due to the circular end face 14 of the built-in part 10, since the weld and thus the connection is formed along the end face 14. It can be seen from the temperature scale shown on the right of FIGS. 3a and 3b that the areas with a higher surface temperature are brighter than the areas with a lower surface temperature.
  • the brighter areas which also have a higher surface temperature, have a greater material thickness and thus wall thickness than the areas with a lower surface temperature. As can be seen in FIGS.
  • connection 22 shown there is not uniform or has different wall thicknesses, which suggests that the connection 22 of the installation part 10 is not of good quality in this area.
  • 3c shows the temperature profile of the surface temperature over the measuring points MP1 and MP2. It can be seen that the surface temperature at these two measuring points MP1 and MP2 is approximately the same, the surface temperature being approximately 111 ° C. Due to the small surface temperature differences between the measuring points MP1 and MP2, it can be concluded that the wall thicknesses in these two measuring points MP1 and MP2 are approximately the same size, so that there will be hardly any wall thickness differences between the two measuring points MP1 and MP2.
  • 3d shows the temperature profile of the surface temperature via the measuring points MP3 and MP4.
  • the measuring point MP3 which can be seen darker in FIGS. 3a and 3b, there is a lower surface temperature than at the measuring point MP4, which can be seen lighter in FIGS. 3a and 3b.
  • the measuring point MP3 there is a surface temperature of just over 108 ° C, whereas at the measuring point MP4 there is a surface temperature of approximately 113 ° C. Due to the different surface temperatures, it can be concluded that the wall thickness at measuring point MP3 is less than at measuring point MP4.
  • the weight of the plastic molded part 11 can also be included.
  • a weight measurement 20 can be carried out after removal from the mold. The weight determined in the weight measurement 20 can be transmitted to the evaluation unit 18 and in the evaluation unit 18 for wall thickness determination 19 in the area of the connection 22 of a component 10 are included.
  • process parameters 21 from a molding process of the plastic molded part 11 in the molding tool 12 can be transmitted to the evaluation unit 18, which parameters are also included in the wall thickness determination 19 in the region of the connection of the one component 11.
  • the process parameters 21 can have a direct influence on the surface temperature in the area of the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11.
  • the temperature of the cooling medium which flows through the shaping tool 12 can influence the surface temperature of the plastic molded part 11 and thus also the surface temperature in the region of the connection 22 of the component 10 to the plastic molded part 11. If the process parameters 21 from the molding process with the measured surface temperature are related to one another, the effects of the individual process parameters 21 on the finished plastic molded part 11 can be determined.
  • the safety surcharges usually provided for the amount of plastic to be used for the molding process of the plastic molded part 11 in order to be able to achieve the required minimum wall thicknesses of the plastic molded part 11 can thereby be reduced, thereby saving material and reducing cooling time and energy consumption in the molding process of the plastic molded part 11 can be.
  • the process parameters for molded plastic parts 11 to be manufactured in the future can thereby be optimally adapted.
  • the process parameters 21 can be selected, for example, from at least one of the following data: amount of coolant supplied in the shaping tool 12 and / or flow temperature of the coolant in the shaping tool 12 and / or return temperature of the coolant in the shaping tool 12 and / or cooling time of the Plastic molding 11 in the Shaping tool 12 and / or melting temperature of the plastic introduced into the shaping tool 12 to form the plastic molding 11.
  • Fig. 4 shows for a measuring point over several plastic mold parts 11, here marked with the measurement numbers, the measured surface temperature and correlating to the respectively measured return temperature of the coolant in the molding tool 12 for the respective plastic molded part 11.
  • the surface temperature to be measured With an increase in the return temperature of the coolant the surface temperature to be measured also rises, so that even higher wall thicknesses in the area of the connection 22 can be reached if the return temperature of the coolant is higher.
  • the shaping process in the shaping tool 12 can accordingly be adapted in order to be able to improve the quality of the plastic molded parts 11 to be produced.
  • the measured surface temperature can be stored together with the component number of the plastic molded part 11 and a date and / or a time of the surface temperature measurement 17 in a memory unit 23.
  • the wall thickness determined in each case can also be stored in this storage unit 23, so that this data can be called up again at a later point in time so that quality checks can also be carried out on the plastic molded part 11 later.
  • FIGS. 7a, 7b show a further possible sequence for evaluating the surface temperature measurement 17 within the evaluation unit 18.
  • not only one temperature per measuring point MP is used to determine the wall thickness in the area of the connection 22, especially the welded connection, but instead a maximum surface temperature T Max , a minimum surface temperature T Min and on the basis of the position of the measured maximum surface temperature T Max and the position of the minimum surface temperature T Min a local center point M is determined.
  • These three data per measuring point MP are then evaluated within the evaluation unit 18.
  • the individual measuring points MP can then be evaluated in relation to one another.
  • the two measuring points MP arranged on a measuring line L are preferably evaluated in relation to one another.
  • measurement lines L are first drawn into the image of a connection 22 of a built-in part 10 on the inside 13 of the plastic molded part 11, recorded by means of a thermal imaging camera during the surface temperature measurement 17. If the thermal imaging camera is an infrared camera, the image is an infrared image, as shown in FIGS. 6a, 6b, 7a, 7b.
  • the measuring lines L are linear and all meet at a common center, which should be approximately in the center in the case of a circular connection 22.
  • the measuring lines L are shown in FIGS. 6a, 6b, 7a, 7b, four measuring lines L being shown in the embodiment shown here.
  • the measuring points MP are determined at which the evaluation of the surface temperature measurement solution 17 is to take place.
  • the measuring points MP lie on the measuring lines L. If the connection 22 forms a closed circle, a closed oval or a closed square, who determines the two measuring points MP per measuring line L, which are positioned at opposite ends of the measuring lines L.
  • the measuring points MP lie in the area of the connection 22 and thus in the area of the weld bead between the built-in part 10 and the plastic molded part 11. In the embodiments shown in FIGS. 6a, 6b, 7a, 7b, eight measurement points MP are thus defined.
  • the measuring points MP are arranged in a circle here, since the connection 22 is also circular.
  • the minimum surface temperature T Min present therein and the maximum surface temperature T Max present therein are determined for each measuring point MP.
  • the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11 is defined by the minimum surface temperature T Min and the maximum surface temperature T Max .
  • the quality of the connection 22 is defined by the quality of the welding to the mounting part 10 on the inside 13 of the plastic molded part 11.
  • the weld is characterized by a weld bead formed in the area of the connection 22, in particular by the volume of the weld bead, the volume of the weld bead being able to vary along the connection 22, the degree of deviation of the volume of the weld bead along the connection 22 by the surface temperature measurement can be determined at a plurality of measuring points MP defined along the connection 22 and thus along the weld bead.
  • the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum surface temperature T Max are evaluated for each individual measuring point MP. When evaluating the determined minimum and maximum surface temperatures T Min , T Max , these are compared with previously defined limit temperatures for the minimum surface temperature T Min and the maximum surface temperature T Max .
  • a plausibility check can be carried out for the evaluation of the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum surface temperature T Max by measuring point MP by comparing several surface temperature measurements carried out in succession and the positions of the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum Surface temperature T Max should always be the same for each measuring point MP.
  • a local center point M can be determined for each measuring point MP between the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum surface temperature T Max .
  • the center point M lies along the measuring line L between the determined minimum surface temperature T Min and the determined maximum surface temperature T Max .
  • a plausibility check can also be carried out here by determining the distance between the center points M of the two measuring points MP lying on a measuring line L.
  • the distance between the center points M of the measuring points MP1 and MP5, the distance between the center points M Measuring points MP2 and MP6, the distance between the center points M of the measuring points MP3 and MP7 and the distance between the center points M of the measuring points MP4 and MP8 are determined.
  • the determined distances can be compared with one another, whereby they should have the same size if the connection 22 is made circular.
  • temperature differences between center points M of measuring points MP arranged on a measuring line L can be determined.
  • the surface temperature measured at the center M of a measuring point MP is used, so that a surface temperature is also assigned to each center M of a measuring point MP.
  • the temperature difference between the surface temperature of the center M of the first measuring point MP1 and the surface temperature of the center M of the fifth measuring point MP5 is determined.
  • a uniform connection 22 and thus a weld bead of uniform volume in the region of the connection 22 along a measurement line L is provided if the temperature difference between center points M of two measurement points MP arranged on a measurement line L is as small as possible.
  • connection 22 along the measurement line L can be assumed, since the volume of the weld bead in these regions of the connection 22 will then also be different. An uneven wall thickness distribution along the connection 22 can then be derived from this.
  • the temperature differences determined between the respective center points M can give an indication of the positioning of the connection 22. For example, if there is a high temperature difference between the center M of the first measuring point MP1 and the center M of the fifth measuring point MP5, it can be concluded that the installation part 10 in the direction of the fifth measuring point MP5 about the axis of rotation between the third measuring point MP3 and the seventh pivot point MP7 is tilted.
  • FIG. 8 schematically shows a sequence of a method 100 according to the invention for checking a connection of an installation part 10 in a plastic molded part 11 designed as a hollow body according to a second embodiment.
  • the method 100 of the second embodiment is based on the method of the first embodiment, so that essentially differences between the two methods 100 are described. Details of the method 100 of the second embodiment, which are not described, correspond in doubt to those of the method 100 of the first embodiment.
  • a shaping tool 12 is first provided in a step 32, a half-shell 25 of which is shown in FIG. 9.
  • a plurality of mold inserts 26 are positioned in the half-shell 25.
  • the mold inserts 26 define positions of the connection 22 of the built-in parts 10.
  • the other half-shell 25, not shown here, is thus designed to connect 22 the built-in parts 10 to the plastic molded part 11.
  • the mold inserts 26 serve to connect 22 the built-in parts 10 on the plastic molded part 11 and have a high heat capacity in order to deform the plastic molded part 11 in this exemplary embodiment in the manner of a flower pot and to carry out the connection 22 of the respective installation part 10 to the plastic molded part 11.
  • the built-in part 10 can be heated in the contact area with the plastic molded part 11 through the plastic molded part 11 in order to achieve a reliable connection 22.
  • the mold insert 26 has two through holes 27 Attachment of the mold insert 26 on the half-shell 25.
  • the mold insert 26 is designed in the form of a circular disk and has an inverse marking 29 on one of its flat sides 28.
  • the inverse marking 29 has an inverse shape to a position marking 30 to be produced on the plastic molded part 11, which can be seen, for example, in FIG. 11.
  • the inverse marking 29 here comprises four punctiform indentations 31 in the flat side 28 with a diameter of approximately 1.5 mm and a depth of likewise approximately 1.5 mm.
  • the four punctiform indentations 31 are arranged in the manner of a square on the flat side 28 of the mold insert 26.
  • the plastic molded part 11 is molded in the molding tool 12 by supplying heat to a fully formed plastic molded part 11.
  • built-in parts 10 such as stiffening elements, are already introduced into the plastic molded part 11, so that during the molding process in the molding tool 12, the built-in parts 10 are bound to opposite inner sides 13 of the molded plastic part 11, in particular cohesively by welding.
  • the above statements apply to the connection 22 of the installation part 10 of the first embodiment.
  • the position markings 30 are automatically formed on the plastic molded part 11 for marking positions of the connec tion 22 of the built-in parts 10.
  • the position markings 30 are each produced as four individual markings 32, which together form the position marking 30.
  • the position marker 30 is accordingly formed by the four individual markings 32, which are arranged in the manner of a square.
  • the individual markings 32 are designed as semi-spherical grains or projections with a thickness of approximately 1.5 mm. The individual markings 32 thus each form Deviations from a predetermined material thickness of the plastic molded part 11.
  • the position marker 30 indicates a center position of the mounting part 10 on the plastic molded part 11.
  • the position marking 30 on the plastic molded part 11 after the demolding 16 is visible in FIG. 11.
  • the plastic molded part 11 in the area of the position marker 30 in accordance with the shape of the mold insert 26 has a flat area 33, from which side walls 34 extend outward, so that overall a flower-shaped shape in the area of Connection 22 is formed.
  • a surface temperature measurement 17 in the region of the connection 22 of the built-in part 10 on an inner side 13 of the plastic molded part 11 is carried out at a predefined time after the demolding 16 of the plastic molded part 11 .
  • the test 19 of the connection 22 takes place, as described in relation to the first embodiment, from outside the molded plastic part 11.
  • the surface temperature measurement 17 is also carried out accordingly with an thermal imaging camera, such as an infrared camera, on an outside 24 of the molded plastic part 11.
  • the time of the surface temperature measurement 17 is the same for each plastic molded part 11, so that the temperatures measured in the surface temperature measurement 17 of different plastic molded parts 11 are comparable with one another.
  • the surface temperature measurement 17 takes place in a defined position of the plastic molded part 11, so that each plastic molded part 11 to be tested changes during the surface temperature temperature measurement 17 is in the same position.
  • the plastic molded parts 11 can be held clamped in a holding device, not shown, during the surface temperature measurement 17.
  • the measured surface temperature is transmitted to an evaluation unit 18.
  • the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11 is checked 19 on the basis of the measured surface temperature, as was described in relation to the method 100 of the first embodiment.
  • a position 35 of the position marker 30 is then detected 35.
  • the position 35 of the position marker 30 is also detected 35 based on the measured surface temperature of the plastic molded part 11 in the area of the connection 22 of the built-in part 10 in the evaluation unit 18 Applying material through the individual markings 32 increases the surface temperature of the plastic molded part 11 at these positions, as shown in the image of the infrared camera in the area of the connection 22 of the component 10 in FIG. 12, wherein no component 10 is connected in FIG.
  • FIG. 12 is referenced, since FIGS. 12a and 12b show different representations of the same object.
  • the determination 36 of the position of the position marker 30 based on the positions of the four individual markings 32 assumes that the positions of the individual markings 32 in relation to the position marker 30 are known in each case.
  • the position of the position marker 30 is defined in this exemplary embodiment by a center position of the four individual markings 32.
  • a plausibility check of the positions of the four individual markings 32 is carried out. This is done based on a comparison of distances between the determined positions of the individual markings 32.
  • connection 22 of the built-in part 10 is checked based on the position of the position marker 30.
  • two measurement lines L are taken in the area of the connection, starting from the position of the position marker 30, in the recording of the infrared camera 22 of the built-in part 10, as shown in Figure 13.
  • an installation part 10 is connected to the plastic molded part 11.
  • Figures 13a and 13b show different representations of the same subject.
  • measuring points MP are defined along the measuring lines L.
  • the temperature curve along the measuring lines L is shown in FIG. 14.
  • the connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11 is checked by determining its central position and comparing it with the previously determined position of the position marker 30. If the two positions differ, the built-in part 10 could not be correctly connected in the plastic molded part 11 during the molding process, so that the plastic molded part 11 does not meet the quality requirements and is classified as a reject.
  • connection 22 of the built-in part 10 to the plastic molded part 11 forms a characteristic, annular region of a low temperature compared to the flat region 33, which indicates the position of the built-in part 10.
  • the mounting part 10 was not connected to the connection 22 in advance at the same temperature as that Plastic molding 11 is heated so that the temperature is reduced in this area.
  • the weight of the molded plastic part 11 can also be determined and included for checking the connection 22.
  • a weight measurement 20 can be carried out after removal from the mold.
  • the weight determined in the weight measurement 20 can be transmitted to the evaluation unit 18 and can be included in the evaluation unit 18 for determining the wall thickness 19 in the area of the connection 22 of the built-in part 10.
  • additional process parameters 21 from the molding process of the plastic molded part 11 can be transmitted in the molding tool 12 to the evaluation unit 18, which is used in the determination of the wall thickness 19 in the area of the connection 22 of the installation part 10 the plastic molded part 11 are included.
  • the measured surface temperature for each plastic molded part 11 can be stored in a storage unit 23 together with the component number of the plastic molded part 11 and a date and / or time of the surface temperature measurement 17.
  • the wall thickness determined in each case can also be stored in this storage unit 23, so that this data can be called up again at a later point in time so that quality checks can also be carried out on the plastic molded part 11 later.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren (100) zum Prüfen einer Anbindung (22) eines Einbauteils (10) in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteil (11), bei welchem nach einer Entformung (16) des Kunststoffformteils (11) aus einem Formgebungswerkzeug (z.B. nach dem Blasformen) eine Oberflächentemperaturmessung (17) im Bereich der Anbindung (22) des Einbauteils (10) an einer Innenseite (13) des Kunststoffformteils (11) (z.B. eingeschweißte Versteifungselemente im Kraftstofftank) erfolgt, wobei die Oberflächentemperaturmessung (17) von außerhalb des Kunststoffformteils (11) durchgeführt wird (z.B. mittels einer IR-Kamera), die gemessene Oberflächentemperatur an eine Auswerteeinheit (18) übermittelt wird und anhand der gemessenen Oberflächentemperatur in der Auswerteeinheit (18) die Anbindung (22) des Einbauteils (10) geprüft wird.

Description

Verfahren zum Prüfen einer Anbindung eines Einbauteils in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Anbindung eines Einbauteils in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunst stoffformteil .
Ein oder mehrere Einbauteile werden üblicherweise bereits wäh rend des Herstellungsprozesses, insbesondere vor dem Formge bungsprozess des Kunststoffformteils in das Kunststoffformteil eingebracht, so dass die Einbauteile in dem Innenraum des fer tigen, als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteils einge bracht und dort in einer festen Position befestigt sind. Die Einbauteile können beispielsweise Versteifungselemente sein, welche an einer Innenseite oder an zwei sich gegenüberliegenden Innenseiten des Kunststoffformteils Stoffschlüssig, beispiels weise durch eine Schweißverbindung, befestigt sein können. Mit tels der Einbauteile, welche beispielsweise stabförmig oder rohrförmig ausgebildet sein können, kann die mechanische Fes tigkeit des als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteils ge steigert werden. Die Kunststoffformteile können beispielsweise Tanks, insbesondere Kraftstofftanks, sein. Als Formgebungspro zess für das Kunststoffformteil kann beispielsweise ein Blas formverfahren eingesetzt werden.
Damit die Einbauteile ihre Funktion erfüllen können, die mecha nische Festigkeit des Kunststoffformteils zu verbessern, ist es wichtig, dass die Einbauteile eine gute, sichere und stabile Anbindung an der Innenseite des Kunststoffformteils aufweisen. Eine Prüfung der Qualität der Anbindung erfolgt üblicherweise mittels einer zerstörenden Prüfung, indem stichprobenartig Kunststoffformteile geöffnet werden, um in den Innenraum der Kunststoffformteile hineinsehen zu können und die Anbindung der Einbauteile in dem Innenraum prüfen zu können. Alternativ können auch Tests der mechanischen Belastbarkeit durchgeführt werden. Solche Prüfungen können jedoch nur sporadisch durchgeführt wer den und eignen sich nicht für eine Prüfung im laufenden Produk tionsprozess, da abhängig von der Häufigkeit der Prüfung ein entsprechender Anteil an Verlust anfallen würde. Zudem sind der artige zerstörende Prüfungen zeit- und kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Prüfen einer Anbindung eines Einbauteils in einem als Hohl körper ausgebildeten Kunststoffformteil zur Verfügung zu stel len, welche zerstörungsfrei und im laufenden Produktionsprozess durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhän gigen Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Prüfen einer Anbin dung eines Einbauteils in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteil angegeben. Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass nach einer Entformung des Kunst stoffformteils aus einem Formgebungswerkzeug eine Oberflächen temperaturmessung im Bereich der Anbindung des Einbauteils an einer Innenseite des Kunststoffformteils erfolgt, wobei die Oberflächentemperaturmessung von außerhalb des Kunststoffform teils durchgeführt wird, die gemessene Oberflächentemperatur an eine Auswerteeinheit übermittelt wird und anhand der gemessenen Oberflächentemperatur in der Auswerteeinheit die Anbindung des Einbauteils geprüft wird. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, die Qualität einer Anbin dung, insbesondere einer Schweißanbindung, eines Einbauteils an einer Innenseite eines Kunststoffformteils mittels einer Tempe raturmessung zu bewerten. Dafür wird nach der Entformung des Kunststoffformteils aus einem Formgebungswerkzeug, beispiels weise einem Blasformwerkzeug, eine Oberflächentemperaturmessung an einer Außenseite des Kunststoffformteils im Bereich der An bindung des Einbauteils an einer Innenseite des Kunststoffform teils durchgeführt. Bei der Oberflächentemperaturmessung erfolgt eine Temperaturmessung vorzugsweise im Bereich eines Schweiß wulstes, durch welchen das Einbauteil an der Innenseite des Kunststoffformteils Stoffschlüssig angebunden ist. Die Oberflä chentemperaturmessung kann zerstörungsfrei von außerhalb des Kunststoffformteils durchgeführt werden. Eine Zerstörung des Kunststoffformteils ist nicht erforderlich, um die Prüfung durchführen zu können.
Basierend auf der gemessenen Oberflächentemperatur kann die An bindung des Einbauteils an das Kunststoffformteil geprüft wer den. Dies ergibt sich aus einem proportionalen Zusammenhang einer Materialansammlung bzw. Materialverteilung im Bereich der Anbindung des Einbauteils und der zugehörigen Wärmekapazität des Materials in dem Bereich des Kunststoffformteils . Dort, wo mehr Kunststoffmaterial in dem Bereich der Anbindung vorhanden ist, weist das Kunststoffformteil eine höhere Wärmekapazität auf als ein Bereich der Anbindung mit einer kleineren Kunststoffmateri almenge, da je größer die Kunststoffmaterialmenge ist, desto mehr Wärme in dieser Kunststoffmaterialmenge gespeichert werden kann. Diejenigen Bereiche, welche eine größere Kunststoffmate rialmenge aufweisen, kühlen somit langsamer aus und weisen nach dem Formgebungsprozess eine höhere Oberflächentemperatur auf, als die Bereiche mit kleinerer Kunststoffmaterialmenge, die schneller auskühlen und zu einem Zeitpunkt der Abkühlphase des Kunststoffformteils nach dem Formgebungsprozess bzw. nach der Entformung eine niedrigere Temperatur aufweisen. Erst eine län gere Zeit nach dem Formgebungsprozess gleichen sich die Tempe raturen an.
Die Anbindung kann dabei auf verschiedene Arten geprüft werden. Beispielsweise kann eine sich ergebende Oberflächentemperatur, insbesondere eine Oberflächentemperaturverteilung, im Bereich der Anbindung mit einer gewünschten Oberflächentemperatur, ins besondere einer gewünschten Oberflächentemperaturverteilung, verglichen werden. Zum Vergleich kann eine modellierte Oberflä chentemperatur, insbesondere eine modellierte Oberflächentempe raturverteilung, oder eine entsprechende beispielhafte Oberflächentemperatur, insbesondere eine beispielhafte Oberflä chentemperaturverteilung, eines Kunststoffformteils mit geprüf ten Eigenschaften verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann basierend auf der gemessenen Oberflächentemperatur eine Materialstärke im Bereich der Anbin dung bestimmt werden. Die Bestimmung kann eine absolute oder eine relative Materialstärke umfassen. Über die Materialstärke kann beispielsweise auf eine Wanddicke geschlossen werden. Wird eine niedrige Oberflächentemperatur gemessen, so ergibt sich auch eine geringere Materialstärke, woraus geschlossen werden kann, dass in diesem Bereich die Anbindung des Einbauteils an das Kunststoffformteil weniger gut ist, da eine gute Anbindung sich vorzugsweise durch eine bestimmte Mindestwanddicke aus zeichnet, um eine stabile Verbindung zwischen dem Einbauteil und dem Kunststoffformteil erreichen zu können. Zur Bestimmung der Wanddicke wird die gemessene Oberflächentemperatur an eine Aus werteeinheit übermittelt. Über die Oberflächentemperaturmessung können insbesondere Verlagerungen von Dick- und Dünnstellen in nerhalb des Kunststoffformteils bestimmt werden. Dabei kann die Temperatur im Bereich der unmittelbaren Anbindung des Eibau teils, also einem Kontaktbereich des Einbauteils mit dem Kunst stoffformteil , erniedrigt sein, wenn das Einbauteil bei der Anbindung an das Kunststoffformteil eine geringere Temperatur als dieses aufweist. In diesem Fall kommt es zu einer Abkühlung des Kunststoffformteils durch das Einbauteil. Im Bereich der Anbindung können sich Materialwülste bilden, die eine erhöhte Materialstärke aufweisen und entsprechend langsamer auskühlen.
Dieses Prüfungsverfahren kann im laufenden Produktionsprozess an jedem hergestellten Kunststoffformteil schnell und ohne großen Aufwand zerstörungsfrei durchgeführt werden. Es können Mindest parameter, wie beispielsweise eine Mindesttemperatur oder eine Mindestwanddicke an bestimmten zu messenden Bereichen der An bindung festgelegt werden und die Kunststoffformteile, die den jeweiligen Mindestparamater an einem Bereich nicht erfüllen, können aussortiert werden. Alternativ oder zusätzlich können Un terschiede der Temperatur oder eine Materialstärke im Bereich der Anbindung dazu führen, dass diese Kunststoffformteile aus sortiert werden. Auch kann eine exakte Position der Anbindung durch die Temperatur im Bereich der Anbindung geprüft werden, um Kunststoffformteile mit fehlerhaft positionierten Einbauteilen auszusortieren. So kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zerstörungsfreie Prüfung der Einbauteile in dem Kunststoff formteil erfolgen, so dass im laufenden Produktionsprozess be reits festgestellt werden kann, ob die Anbindung der Einbauteile vorgegebene Qualitätsanforderungen erfüllt oder nicht. Die Qua lität der hergestellten Kunststoffformteile kann dadurch wesent lich gesteigert werden. Gleichzeitig kann die Herstellung der Kunststoffformteile kostengünstiger durchgeführt werden. Auf grund der Prüfung der einzelnen Kunststoffformteile wird auch bei geringen Fertigungstoleranzen sichergestellt, dass die Kunststoffformteile die Qualitätsanforderungen erfüllen. Bei spielsweise kann so eine Wanddicke der Kunststoffformteile re duziert werden, um Material einzusparen, indem Sicherheitszuschläge bei der Menge an zu verwendenden Kunststoff reduziert werden. Im Bereich der Anbindung des Einbauteils kann mindestens ein Messpunkt an einer Außenseite des Kunststoffformteils definiert werden, an welchem die Oberflächentemperaturmessung erfolgt. Dieser definierte Messpunkt kann für jedes Kunststoffformteil zur Messung der Oberflächentemperatur verwendet werden, so dass eine hohe Reproduzierbarkeit der Messung der Oberflächentempe ratur und der Prüfung der Anbindung des Einbauteils aus der gemessenen Oberflächentemperatur über alle hergestellten Kunst stoffformteile erreicht werden kann. Jeder Messpunkt kann auch einen Messbereich ausbilden, so dass der Messpunkt nicht punkt förmig ausgebildet sein muss, sondern auch einen größeren Be reich abdecken kann.
Bevorzugt werden im Bereich der Anbindung des Einbauteils meh rere Messpunkte an der Außenseite des Kunststoffformteils defi niert, an welchen jeweils eine Oberflächentemperaturmessung erfolgt, so dass in der Auswerteeinheit eine Temperaturvertei lung über den Bereich der Anbindung des Einbauteils ermittelt werden kann. Werden mehrere Messpunkte, insbesondere zwei oder mehr Messpunkte, definiert, so kann eine verbesserte Aussage über die Qualität der Anbindung des Einbauteils getroffen wer den. Insbesondere kann ein Temperaturprofil über den Bereich der Anbindung erstellt werden, wobei über das Temperaturprofil auch die Anbindung geprüft werden kann. Beispielsweise kann eine Ma terialstärkeverteilung im Bereich der Anbindung ermittelt wer den. Ist die Materialstärkeverteilung über den Bereich der Anbindung konstant, so kann auf eine gute Homogenität der An bindung geschlossen werden. Ist die Materialstärkeverteilung un terschiedlich, so kann darauf geschlossen werden, dass die Qualität der Anbindung eher geringer ist. Aus der Materialstär keverteilung kann auch eine Wanddickenverteilung über den Be reich der Anbindung bestimmt werden. Pro Messpunkt kann eine Oberflächentemperatur ermittelt werden, über welche die Prüfung der Anbindung beispielsweise durch Er mittlung der Wanddicke an diesem Messpunkt erfolgen kann, so dass eine Aussage über die Qualität der Anbindung, insbesondere der Schweißanbindung des Einbauteils an dem Kunststoffformteil an diesem Messpunkt, getroffen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass pro Messpunkt eine minimale Oberflächentemperatur TMin und eine maximale Ober flächentemperatur TMax bestimmt werden können. Die Qualität der Anbindung kann dadurch noch besser und genauer geprüft werden, da auch innerhalb eines Messpunktes, welcher einen Messbereich ausbilden kann, dann unterschiedlich herrschende Oberflächen temperaturen berücksichtigt werden können.
Durch eine Betrachtung von Messbereichen als Messpunkten können charakteristische Temperaturverteilungen ermittelt werden, die sich beispielsweise durch die Anbindung des Einbauteils an dem Kunststoffformteil ergeben können. Beispielsweise können sich bei der Verwendung von Formeinsätzen an dem Formgebungswerkzeug sogenannte „Blumentöpfe" bilden in dem Kunststoffformteil bil den. Die „Blumentöpfe" sind Einstülpungen in der Außenwand des Kunststoffformteils mit einem flachen Bodenbereich. Es ergibt sich eine charakteristische Temperaturverteilung. Durch die cha rakteristische Temperaturverteilung kann bereits die Position des jeweiligen Einbauteils an dem Kunststoffformteil ermittelt und geprüft werden.
Zur weiteren Detaillierung der Auswertung kann zudem ein örtli cher Mittelpunkt zwischen der ermittelten minimalen Oberflächen temperatur TMin und der ermittelten maximalen Oberflächentemperatur TMax pro Messpunkt bestimmt werden, wobei der Mittelpunkt eines Messpunktes mit einem Mittelpunkt eines weiteren Messpunktes verglichen werden kann. Um die Reproduzierbarkeit der Prüfung weiter verbessern zu kön nen, kann die Oberflächentemperaturmessung zu einem definierten Zeitpunkt nach der Entformung des Kunststoffformteils erfolgen. Beispielsweise kann eine Abkühlzeit des Kunststoffformteils nach der Entformung bestimmt werden, nach welcher die erfindungsge mäße Prüfung stattfindet. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass die erfindungsgemäße Prüfung 20 Minuten nach der Entformung des Kunststoffformteils aus dem Formgebungswerkzeug erfolgt. Je des Kunststoffformteil wird dann vorzugsweise genau zu diesem Zeitpunkt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft. Alterna tiv kann abhängig von dem Zeitpunkt der Prüfung eine Umrechnung der gemessenen Oberflächentemperatur auf eine Temperatur zu ei nem definierten Zeitpunkt erfolgen. Dazu ist eine Kenntnis von Prozessparameter und Umgebungsbedingungen sowie der Materialei genschaften erforderlich.
Die Reproduzierbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiter dadurch gesteigert werden, dass die Oberflächentempera turmessung bevorzugt in einer definierten Position des Kunst stoffformteils erfolgt. Nach der Entformung kann das Kunststoffformteil beispielsweise in eine Haltevorrichtung ein gebracht werden, um das erfindungsgemäße Prüfverfahren durchzu führen. In der Haltevorrichtung kann das Kunststoffformteil für die Prüfung fest eingespannt werden. Jedes zu prüfende Kunst stoffformteil kann in der gleichen Position in die Haltevorrich tung eingebracht und in dieser eingespannt gehalten werden, um die Prüfung in Bezug auf die Position des zu prüfenden Kunst stoffformteils zu gleichen und damit zu konstanten Bedingungen durchführen zu können. Die Vergleichbarkeit der Messergebnisse kann dadurch gesteigert werden.
Insgesamt verbleibt der bei Positionierung des Kunststoffform teils in der Haltevorrichtung ein möglicher Fehler, der zu einer fehlerhaften Bewertung der Anbindung des Einbauteils an dem Kunststoffformteil bei der Prüfung der Anbindung führen kann. Dies betrifft insbesondere, aber nicht nur, dessen Position. Um dieses Problem zu überwinden wird vorgeschlagen, dass das Ver fahren zusätzlich Schritte zum Anbringen einer Positionsmarkie rung an dem Kunststoffformteil zur Markierung einer Position der Anbindung des Einbauteils, und zum Erfassen einer Position der Positionsmarkierung umfasst, wobei das Prüfen der Anbindung des Einbauteils anhand der gemessenen Oberflächentemperatur in der Auswerteeinheit basierend auf der Position der Positionsmarkie rung erfolgt. Die Positionsmarkierung gibt vorzugsweise eine Mittenposition des Einbauteils an dem Kunststoffformteil an. Die Positionsmarkierung ermöglicht eine einfache Prüfung der Anbin dung des Einbauteils an dem Kunststoffformteil . Die Position kann somit unabhängig von einer charakteristischen Form im Be reich des Einbauteils, beispielsweise des „Blumentopfes", er mittelt werden, so dass das Verfahren sehr flexibel angewendet werden kann. Es können beliebige Positionen an dem Kunststoff formteil mit der Positionsmarkierung zur Prüfung markiert wer den. Darüber hinaus kann neben der Anbindung des Einbauteils im Bereich der Positionsmarkierung auch die Positionierung des Ein bauteils einfach und zuverlässig geprüft werden. Die Positions markierung kann beispielsweise eine punktförmige Positionsmarkierung sein. Besonders bevorzugt weist die Positi onsmarkierung einen Durchmesser von etwa 1,5 mm auf. Die Posi tionsmarkierungen kann beispielsweise ausgeführt sein, neben einer Position zusätzlich eine Ausrichtung anzugeben, beispiels weise nach der Art eines Pfeils. Insbesondere bei einem rotati onssymmetrischen Einbauteil ist aber eine Positionsangabe ausreichend .
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das Anbringen einer Positionsmarkierung an dem Kunststoffformteil ein Anbringen der Positionsmarkierung als Abweichung von einer vorgegebenen Bauteildicke, und das Erfassen einer Position der Positionsmarkierung erfolgt basierend auf der gemessenen Ober- flächentemperatur des Kunststoffformteils im Bereich der Anbin dung des Einbauteils in der Auswerteeinheit. Die Positionsmar kierung bewirkt also eine typischerweise geringfügige Veränderung der Wandstärke des Kunststoffformteils , so dass das Kunststoffformteil in diesem Bereich beim Abkühlen eine höhere oder niedrigere Temperatur aufweist, die basierend auf der ge messenen Oberflächentemperatur des Kunststoffformteils als Ab weichung erfasst wird. Die Positionsmarkierung kann sowohl als Verdickung (Korn) wie auch als Aussparung/Loch ausgestaltet sein. Die Positionsmarkierung weist vorzugsweise eine Dicke bzw. Lochtiefe von etwa 1,5 mm auf.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Anbringen der Positionsmarkierung als Abweichung von einer vorgegebenen Bau teildicke ein Anbringen eines Formeinsatzes mit einer zu der Positionsmarkierung inversen Form an dem Formgebungswerkzeug. Der Formeinsatz dient beispielsweise zur Anbindung des Einbau teils an dem Kunststoffformteil . Dazu kann der Formeinsatz bei spielsweise eine hohe Wärmekapazität aufweisen, um das Einbauteil zur Anbindung an dem Kunststoffformteil durch das Kunststoffformteil hindurch im Bereich der Anbindung zu erwär men. Durch den Formeinsatz kann die Positionsmarkierung flexibel angebracht werden, da nicht das gesamte Formgebungswerkzeug an gepasst werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Anbringen einer Positionsmarkierung an dem Kunststoffformteil ein Anbringen ei ner Mehrzahl Einzelmarkierungen, die gemeinsam die Positions markierung bilden, und das Erfassen einer Position der Positionsmarkierung umfasst ein Erfassen von Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen und ein Bestimmen der Position der Positionsmarkierung basierend auf den Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen umfasst. Die Positionen der Einzelmarkierun gen in Bezug auf die Positionsmarkierung sind dabei bekannt. Die Position kann als Mittelposition der Mehrzahl Einzelmarkierungen definiert sein. Die Mehrzahl Einzelmarkierungen ermöglicht eine Bestimmung der Position der Positionsmarkierung mit einer hohen Zuverlässigkeit. Insbesondere kann abhängig von der Anzahl und Position der Mehrzahl Einzelmarkierungen eine Redundanz für die Positionsmarkierung erreicht werden. Die Einzelmarkierungen sind vorzugsweise jeweils punktförmig mit einem Durchmesser von etwa 1,5 mm ausgeführt. Auch die Einzelmarkierungen können jeweils mit einer Abweichung von einer vorgegebenen Bauteildicke ausge führt sein, vorzugsweise mit einer Dicke/Lochtiefe von etwa 1,5 mm. Besonders bevorzugt wird die Positionsmarkierung durch vier Einzelmarkierungen gebildet, die nach der Art eines Rechtecks oder eines Quadrats angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen der Position der Positionsmarkierung basierend auf den Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen eine Plausibilitätsprüfung der Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen, insbesondere basie rend auf einem Vergleich von Abständen zwischen den ermittelten Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen. Dadurch wird sicher gestellt, dass die Positionsmarkierung richtig erfasst wird, und die Anbindung nur geprüft wird, wenn eine plausible Position der Mehrzahl Einzelmarkierungen ermittelt werden konnte.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die gemessene Oberflächentem peratur zusammen mit einer Bauteilnummer des Kunststoffformteils und einer Datumsangabe und/oder einer Uhrzeitangabe der Ober flächentemperaturmessung in einer Speichereinheit gespeichert wird. Hierdurch kann zu einem späteren Zeitpunkt nachgeprüft werden, ob spätere, während des Gebrauchs des Kunststoffform teils auftretende Schäden ihre Ursache bei einer fehlerhaften Anbindung des Einbauteils an einer Innenseite des Kunststoff formteils während des Produktionsprozesses haben oder ob die Ursachen bei dem späteren Gebrauch bzw. Einsatz des Kunststoff formteils liegen. Dadurch kann beispielsweise im Schadensfall eine detaillierte, nachträgliche Prüfung eines beschädigten Kunststoffformteils durchgeführt werden.
Die Oberflächentemperaturmessung kann bevorzugt mittels einer Infrarotkamera erfolgen. Eine Infrarotkamera ist eine Wärmebild kamera, die Infrarotstrahlung empfangen kann. Mittels der Inf rarotkamera kann ein berührungsloses bildgebendes Temperaturmessverfahren durchgeführt werden, das die für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung des entformten Kunststoffformteils mittleres Infrarot sichtbar macht. Damit kann eine Temperaturverteilung auf der außenseitigen Oberfläche des Kunststoffformteils erfasst und dargestellt werden. Mittels der Infrarotkamera kann mit wenig Aufwand und in kurzer Zeit eine berührungslose Temperaturmessung durchgeführt werden.
Weiter kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass nach der Entfor mung eine Gewichtsmessung des Kunststoffformteils durchgeführt wird, das bei der Gewichtsmessung ermittelte Gewicht an die Aus werteeinheit übermittelt wird und in der Auswerteeinheit zur Prüfung der Anbindung des Einbauteils mit einbezogen wird. Bei spielsweise kann als ein Qualitätsmerkmal ein Soll-Gewicht fest gelegt werden, welches das Kunststoffformteil nach der Entformung aufweisen sollte, um ein Qualitätsmerkmal zu erfül len. Wird das Soll-Gewicht nicht erreicht, so kann darauf ge schlossen werden, dass die Stabilität des Kunststoffformteils nicht ausreichend ist. Typischerweise deutet ein zu geringes Gewicht auf eine insgesamt zu geringe Wanddicke. Damit ist ty pischerweise auch die Anbindung des Einbauteils nicht ausrei chend. Zusammen mit der Oberflächentemperaturmessung können dann besondere gute Aussagen über die Qualität des Kunststoffform teils getroffen werden, da in die Prüfung der Anbindung sowohl das Gewicht des Kunststoffformteils als auch die Oberflächen temperatur in dem Bereich der Anbindung des Einbauteils an das Kunststoffformteil mit einfließen können. Besonders bevorzugt können an die Auswerteeinheit Prozesspara meter aus einem Formgebungsprozess des Kunststoffformteils in dem Formgebungswerkzeug übermittelt werden, welche bei der Prü fung der Anbindung des Einbauteils mit einbezogen werden können. Die Prozessparameter können einen direkten Einfluss auf die An bindung des Einbauteils an das Kunststoffformteil haben. Bei spielsweise kann die Temperatur des Kühlmittels, welches das Formgebungswerkzeug durchströmt, die Temperaturverteilung über das Kunststoffformteil und damit auch die Temperaturverteilung im Bereich der Anbindung des Einbauteils an das Kunststoffform teil beeinflussen. Werden die Prozessparameter aus dem Formge bungsprozess mit der gemessenen Oberflächentemperatur in Bezug zueinander gesetzt, können die Auswirkungen der einzelnen Pro zessparamater auf das fertige Kunststoffformteil ermittelt wer den. Üblicherweise vorgesehene Sicherheitszuschläge bei der Menge an zu verwendenden Kunststoff für den Formgebungsprozess des Kunststoffformteils , um beispielsweise geforderte Mindest wanddicken des Kunststoffformteils und damit eine erforderliche Anbindung des Einbauteils erreichen zu können, können dadurch reduziert werden, wodurch Material eingespart und Kühlzeit und Energieeinsatz bei dem Formgebungsprozess des Kunststoffform teils verringert werden können. Die Prozessparameter für zukünf tige herzustellende Kunststoffformteile können dadurch optimal angepasst werden.
Die Prozessparameter können beispielsweise ausgewählt werden aus mindestens einer der nachfolgenden Daten: Menge von zugeführten Kühlmittel in dem Formgebungswerkzeug und/oder Vorlauftemperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerkzeug und/oder Rücklauf temperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerkzeug und/oder Kühlzeit des Kunststoffformteils in dem Formgebungswerkzeug und/oder Schmelztemperatur des in das Formgebungswerkzeug ein- gebrachten Kunststoffs zur Ausbildung des Kunststoffformteils . Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anlie genden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert .
Es zeigen:
Fig . 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Kunststoff formteils mit darin angeordneten Einbauteilen,
Fig. 3a eine Darstellung einer Aufnahme einer Infrarotkamera im Bereich einer Anbindung eines Einbauteils in dem Kunststoffformteil ,
Fig. 3b eine Strichdarstellung der in Fig. 3a gezeigten Auf nahme der Infrarotkamera,
Fig. 3c eine grafische Darstellung einer Messung der Oberflä chentemperatur an dem in Fig. 3a gezeigten Bereich,
Fig. 3d eine weitere grafische Darstellung einer Messung der
Oberflächentemperatur an dem in Fig. 3a gezeigten Be reich,
Fig. 4 eine grafische Darstellung der gemessenen Oberflächen temperatur und einer entsprechenden Rücklauftemperatur des Kühlmittels an einer Vielzahl von Kunststoffform teilen,
Fig . 5 eine schematische Darstellung einer Auswertung inner halb der Auswerteeinheit zur Bestimmung der Wanddicke, Fig. 6a Darstellung einer Aufnahme einer Infrarotkamera im Be reich einer Anbindung eines Einbauteils in dem Kunst stoffformteil mit eingezeichneten Messlinien und Messpunkten,
Fig. 6b eine Strichdarstellung der in Fig. 6a gezeigten Auf nahme der Infrarotkamera,
Fig. 7a eine weitere Darstellung der in Fig. 6a gezeigten Dar stellung mit eingezeichneten TMin, TMax und Mittelpunk ten für zwei der in Fig. 6a gezeigten Messpunkte,
Fig. 7b eine Strichdarstellung der in Fig. 7a gezeigten Auf nahme,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9 eine Hälfte eines Formgebungswerkzeugs mit einer Mehr zahl Formeinsätze zur Herstellung eines Kunststoff formteils mit einer Mehrzahl Einbauteile,
Fig. 10 eine Einzelansicht eines der Formeinsätze aus Fig. 9 zur Herstellung einer Positionsmarkierung bestehend aus einer Mehrzahl Einzelmarkierungen, die in einem Quadrat angeordnet sind, an dem Kunststoffformteil ,
Fig. 11 eine Detailansicht des Kunststoffformteils , an dem mit dem Formeinsatz aus Fig. 10 eine Positionsmarkierung bestehend aus einer Mehrzahl Einzelmarkierungen, die in einem Quadrat angeordnet sind, ausgebildet ist, Fig. 12a eine fotografische Ansicht des Kunststoffformteils mit einer der Positionsmarkierungen aus Fig. 11 als Auf nahme einer Infrarotkamera im Bereich der Anbindung des Einbauteils, ohne angebundenes Einbauteil,
Fig. 12b eine Strichdarstellung der fotografischen Ansicht aus
Fig. 12a,
Fig. 13a eine fotografische Ansicht des Kunststoffformteils mit einer der Positionsmarkierungen aus Fig. 11 als Auf nahme einer Infrarotkamera im Bereich der Anbindung des Einbauteils, mit angebundenem Einbauteil, wobei zusätzlich zwei Messlinien und insgesamt vier Mess punkten markiert sind,
Fig. 13b eine Strichdarstellung der fotografischen Ansicht aus
Fig. 13a, und
Fig. 14 eine grafische Darstellung einer beispielhaft gemes senen Oberflächentemperatur entlang der Messlinien.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Ablauf des erfindungsgemäßen Ver fahrens 100 zum Prüfen einer Anbindung eines Einbauteils 10 in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteil 11, wie es in der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung schematisch ge zeigt ist, gemäß einer ersten Ausführungsform.
Zunächst wird ein Kunststoffformteil 11 in einem Formgebungs werkzeug 12 durch Zufuhr von Wärme zu einem fertig ausgebildeten Kunststoffformteil 11 geformt. Ein oder mehrere Einbauteile 10, wie beispielsweise Versteifungselemente, sind dabei bereits in das Kunststoffformteil 11 eingebracht, so dass während der Form gebung in dem Formgebungswerkzeug 12 die Einbauteile 10 an einer oder an zwei sich gegenüberliegenden Innenseiten 13 des Kunst stoffformteils 11 angebunden, insbesondere Stoffschlüssig durch Schweißen angebunden werden können. Die Anbindung 22 sollte gleichmäßig über den Umfang der Stirnseitenflächen 14 der Ein bauteile 10 an der Innenseite 12 des Kunststoffformteils 11 er folgen, um eine gute Qualität mit einer hohen Stabilität der Anbindung 22 erreichen zu können. Dort, wo eine gute Überlappung der Einbauteile 10, insbesondere der Stirnseitenflächen 14 der Einbauteile 10 mit der Wandung 15 des Kunststoffformteils 11 ausgebildet ist, weist die Gesamtwanddicke eine Mindestwanddicke auf, welche größer ist als die Dicke der eigentlichen Wandung 15 des Kunststoffformteils 11 für sich alleine betrachtet. Je grö ßer die Materialstärke und damit die Wanddicke ist, desto höher ist die Wärmekapazität in diesem Bereich, so dass die Bereiche mit einer höheren Wanddicke auch nach der Entformung 16 aus dem Formgebungswerkzeug 12 länger die Temperatur halten, als die Bereiche mit geringerer Materialstärke bzw. Wanddicke.
Die Einbauteile 10 können jedoch auch jede andere beliebige Form aufweisen, als wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.
Zur Prüfung der Anbindung 22 eines Einbauteils 10 in dem Kunst stoffformteil 11 wird nach der Entformung 16 des Kunststoffform teils 11 aus dem Formgebungswerkzeug 12 eine Oberflächentemperaturmessung 17 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an einer Innerseite 13 des Kunststoffformteils 11 durchgeführt. Diese Prüfung ist zerstörungsfrei und kann im lau fenden Produktionsprozess an jedem entformten Kunststoffformteil 11 durchgeführt werden, so dass jedes hergestellte Kunststoff formteil 11 auf seine Qualität der Anbindung 22 der Einbauteile 10 im Inneren der Kunststoffformteile 11 geprüft werden kann. Die Prüfung erfolgt von außerhalb des Kunststoffformteils 11.
Die Oberflächentemperaturmessung 17 kann mit einer Wärmebildka mera, wie beispielsweise einer Infrarotkamera, durchgeführt wer den, so dass die Oberflächentemperaturmessung 17 von außerhalb des Kunststoffformteils 11 erfolgt. Die Oberflächentemperatur messung 17 erfolgt damit an einer Außenseite 24 des Kunststoff formteils 11.
Die Oberflächentemperaturmessung 17 erfolgt zu einem definierten Zeitpunkt nach der Entformung 16 des Kunststoffformteils 11, so dass der Zeitpunkt der Oberflächentemperaturmessung 17 bei jedem Kunststoffformteil 11 gleich und damit vergleichbar ist.
Zudem erfolgt die Oberflächentemperaturmessung 17 in einer de finierten Position des Kunststoffformteils 11, so dass jedes zu prüfende Kunststoffformteil 11 sich während der Oberflächentem peraturmessung 17 in der gleichen Position befindet. Beispiels weise können die Kunststoffformteile 11 während der Oberflächentemperaturmessung 17 jeweils in einer hier nicht dar gestellten Haltevorrichtung eingespannt gehalten sein.
Die gemessene Oberflächentemperatur wird an eine Auswerteeinheit 18 übermittelt. In der Auswerteeinheit 18 erfolgt anhand der gemessenen Oberflächentemperatur eine Prüfung 19 der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11. Umso höher die gemessene Oberflächentemperatur ist, desto höher ist auch die Materialstärke und damit die Wanddicke in diesem Bereich, da eine höhere Materialstärke eine höhere Wärmekapazität aufweist, als eine geringere Materialstärke. Ist die Materialstärke hin gegen an dem gemessenen Bereich relativ gering, ist auch die Oberflächentemperatur gering. Es erfolgt somit implizit eine Wanddickenbestimmung 19 im Bereich der Anbindung 22 des Einbau teils 10 an dem Kunststoffformteil 11. Prinzipiell kann aus der Oberflächentemperatur geschlossen werden, dass bei einer gerin gen Oberflächentemperatur die Materialstärke gering ist und da mit auch keine gute und auch keine stabile Anbindung des Einbauteils 10 an der Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 ausgebildet ist. Die Messung der Oberflächentemperatur kann an ein oder mehreren Messpunkten MP erfolgen, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, wo zwei Messpunkte MP1, MP2 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an der Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 eingezeichnet sind. Die Messpunkte MP sind insbesondere dort, wo eine umlaufende Schweißnaht zwischen der Stirnfläche 14 des Ein bauteils 10 und der Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 ausgebildet ist. Dies umfasst ggf. ausgebildete Schweißwülste, die sich in einem Randbereich der Verbindung des Eibauteils 10 mit dem Kunststoffformteil 11 bilden. Anhand der Höhe der Ober flächentemperatur im Bereich der Schweißnaht kann auf die Qua lität der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 geschlossen werden.
In den Fig. 3a, 3b, 3c und 3d ist eine Messung einer Oberflä chentemperatur an vier Messpunkten MP1, MP2, MP3, MP4 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an der Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 gezeigt. Die Anbindung 22 ist aufgrund der kreisrund ausgebildeten Stirnseitenfläche 14 des Einbauteils 10 ebenfalls kreisrund ausgebildet, da die Schweißung und damit die Anbindung entlang der Stirnseitenfläche 14 ausgebildet ist. Anhand der rechts von Fig. 3a und 3b gezeigten Temperaturskala ist zu erkennen, dass die Bereiche mit einer höheren Oberflä chentemperatur heller ausgebildet sind, als die Bereiche mit einer niedrigeren Oberflächentemperatur. Die heller ausgebilde ten Bereiche, welche auch eine höhere Oberflächentemperatur auf weisen, weisen eine größere Materialstärke und damit Wanddicke auf, als die Bereiche mit einer geringeren Oberflächentempera tur. Wie in Fig. 3a und 3b zu erkennen ist, ist die dort gezeigte Anbindung 22 nicht gleichmäßig ausgebildet bzw. weist unter schiedliche Wanddicken auf, was darauf zu schließen lässt, dass die Anbindung 22 des Einbauteils 10 in diesem Bereich keine gute Qualität aufweist. Fig. 3c zeigt das Temperaturprofil der Oberflächentemperatur über die Messpunkte MP1 und MP2. Dabei ist zu erkennen, dass die Oberflächentemperatur an diesen beiden Messpunkten MP1 und MP2 ungefähr gleich hoch ist, wobei die Oberflächentemperatur unge fähr 111 °C beträgt. Durch die hier herrschenden geringen Ober flächentemperaturunterschiede zwischen den Messpunkten MP1 und MP2 kann darauf geschlossenen werden, dass in diesen beiden Messpunkten MP1 und MP2 die Wanddicken ungefähr gleich groß sind, so dass zwischen den beiden Messpunkten MP1 und MP2 kaum Wand dickenunterschiede sein werden.
Fig. 3d zeigt das Temperaturprofil der Oberflächentemperatur über die Messpunkte MP3 und MP4. Am Messpunkt MP3, welcher in Fig. 3a und 3b dunkler zu erkennen ist, herrscht eine geringere Oberflächentemperatur als an dem Messpunkt MP4, welcher in Fig. 3a und 3b heller zu erkennen ist. Am Messpunkt MP3 liegt eine Oberflächentemperatur von knapp über 108 °C vor, wohingegen am Messpunkt MP4 eine Oberflächentemperatur von ungefähr 113°C vor liegt. Aufgrund der unterschiedlichen Oberflächentemperatur kann darauf geschlossen werden, dass die Wanddicke am Messpunkt MP3 geringer ist als am Messpunkt MP4.
Aufgrund dieser Messung der Oberflächentemperatur an vier Mess punkten MP1, MP2, MP3 und MP4 kann darauf geschlossen werden, dass aufgrund der unterschiedlichen hohen Oberflächentemperatur auch die Wanddicke im Bereich der Anbindung 22 variiert, so dass bei diesem gezeigten Beispiel keine ausreichende Stabilität der Anbindung des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 aus gebildet ist.
Zur Bestimmung der Wanddicke kann ferner das Gewicht des Kunst stoffformteils 11 mit einbezogen werden. Dafür kann nach der Entformung eine Gewichtsmessung 20 durchgeführt werden. Das bei der Gewichtsmessung 20 ermittelte Gewicht kann an die Auswer teeinheit 18 übermittelt werden und in der Auswerteeinheit 18 zur Wanddickenbestimmung 19 im Bereich der Anbindung 22 des Ein bauteils 10 mit einbezogen werden.
Ferner ist es möglich, dass an die Auswerteeinheit 18 Prozesspa rameter 21 aus einem Formgebungsprozess des Kunststoffformteils 11 in dem Formgebungswerkzeug 12 übermittelt werden, welche bei der Wanddickenbestimmung 19 im Bereich der Anbindung des Ein bauteils 11 mit einbezogen werden. Die Prozessparameter 21 kön nen einen direkten Einfluss auf die Oberflächentemperatur im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an das Kunststoff formteil 11 haben. Beispielsweise kann die Temperatur des Kühl mittels, welches das Formgebungswerkzeug 12 durchströmt, die Oberflächentemperatur des Kunststoffformteils 11 und damit auch die Oberflächentemperatur im Bereich der Anbindung 22 des Ein bauteils 10 an das Kunststoffformteil 11 beeinflussen. Werden die Prozessparameter 21 aus dem Formgebungsprozess mit der ge messenen Oberflächentemperatur in Bezug zueinander gesetzt, kön nen die Auswirkungen der einzelnen Prozessparamater 21 auf das fertige Kunststoffformteil 11 ermittelt werden. Üblicherweise vorgesehene Sicherheitszuschläge bei der Menge an zu verwenden den Kunststoff für den Formgebungsprozess des Kunststoffform teils 11, um geforderte Mindestwanddicken des Kunststoffformteils 11 erreichen zu können, können dadurch re duziert werden, wodurch Material eingespart und Kühlzeit und Energieeinsatz bei dem Formgebungsprozess des Kunststoffform teils 11 verringert werden können. Die Prozessparameter für zu künftige herzustellende Kunststoffformteile 11 können dadurch optimal angepasst werden.
Die Prozessparameter 21 können beispielsweise ausgewählt werden aus mindestens einer der nachfolgenden Daten: Menge von zuge führten Kühlmittel in dem Formgebungswerkzeug 12 und/oder Vor lauftemperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerkzeug 12 und/oder Rücklauftemperatur des Kühlmittels in dem Formgebungs werkzeug 12 und/oder Kühlzeit des Kunststoffformteils 11 in dem Formgebungswerkzeug 12 und/oder Schmelztemperatur des in das Formgebungswerkzeug 12 eingebrachten Kunststoffs zur Ausbildung des Kunststoffformteils 11.
Fig. 4 zeigt für einen Messpunkt über mehrere Kunststoffform teile 11, hier mit den Messnummern gekennzeichnet, die gemessene Oberflächentemperatur und dazu korrelierend die jeweils gemes sene Rücklauftemperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerk zeug 12 bei dem jeweiligen Kunststoffformteil 11. Bei einer Erhöhung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels steigt damit auch die zu messende Oberflächentemperatur an, so dass auch hö here Wanddicken im Bereich der Anbindung 22 erreichbar sind, wenn die Rücklauftemperatur des Kühlmittels höher ist. Der Form gebungsprozess in dem Formgebungswerkzeug 12 kann dementspre chend angepasst werden, um die Qualität der herzustellenden Kunststoffformteile 11 verbessern zu können.
Für jedes Kunststoffformteil 11 kann die gemessene Oberflächen temperatur zusammen mit der Bauteilnummer des Kunststoffform teils 11 und einer Datumsangabe und/oder einer Uhrzeitangabe der Oberflächentemperaturmessung 17 in einer Speichereinheit 23 ge speichert werden. Zudem kann auch die jeweils ermittelte Wand dicke in dieser Speichereinheit 23 gespeichert werden, so dass zu einem späteren Zeitpunkt diese Daten wieder abrufbar sind, um auch später noch Qualitätskontrollen an dem Kunststoffformteil 11 durchführen zu können.
Fig. 5 zeigt einen weiteren möglichen Ablauf zur Auswertung der Oberflächentemperaturmessung 17 innerhalb der Auswerteeinheit 18. Dabei werden, wie auch in Fig. 7a, 7b gezeigt ist, pro Messpunkt MP nicht nur eine Temperatur zur Bestimmung der Wand dicke im Bereich der Anbindung 22, insbesondere der Schweißan bindung, verwendet, sondern pro Messpunkt MP werden eine maximale Oberflächentemperatur TMax, eine minimale Oberflächen- temperatur TMin sowie anhand der Position der gemessenen maxima len Oberflächentemperatur TMax und der Position der minimalen Oberflächentemperatur TMin ein örtlicher Mittelpunkt M bestimmt. Diese drei Daten pro Messpunkt MP werden dann innerhalb der Auswerteeinheit 18 ausgewertet. Anschließend können die einzel nen Messpunkte MP zueinander im Verhältnis ausgewertet werden. Dabei werden vorzugsweise jeweils die beiden auf einer Messlinie L angeordneten Messpunkte MP zueinander im Verhältnis ausgewer tet .
Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, werden zunächst in das bei der Oberflächentemperaturmessung 17 mittels eine Wärmebildkamera aufgenommene Bild einer Anbindung 22 eines Einbauteils 10 an der Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 Messlinien L einge zeichnet. Ist die Wärmebildkamera eine Infrarotkamera, so ist das Bild eine Infrarotbild, wie es in den Fig. 6a, 6b, 7a, 7b gezeigt ist. Die Messlinien L sind geradlinig ausgebildet und treffen sich alle in einem gemeinsamen Mittelpunkt, welcher bei einer kreisrunden Anbindung 22 ungefähr mittig liegen sollte. Die Messlinien L sind in den Fig. 6a, 6b, 7a, 7b eingezeichnet, wobei bei der hier gezeigten Ausgestaltung vier Messlinien L eingezeichnet sind.
Nach Einzeichnung der Messlinien L werden die Messpunkte MP be stimmt, an welchen die Auswertung der Oberflächentemperaturmes sung 17 erfolgen soll. Die Messpunkte MP liegen auf den Messlinien L. Bildet die Anbindung 22 einen geschlossenen Kreis, ein geschlossenes Oval oder ein geschlossenes Viereck aus, wer den pro Messlinie L zwei Messpunkte MP bestimmt, welche an sich gegenüberliegenden Enden der Messlinien L positioniert werden. Die Messpunkte MP liegen im Bereich der Anbindung 22 und damit im Bereich der Schweißwulst zwischen dem Einbauteil 10 und dem Kunststoffformteil 11. Bei der in den Fig. 6a, 6b, 7a, 7b gezeigten Ausgestaltungen sind damit acht Messpunkte MP definiert. Die Messpunkte MP sind hier kreisförmig angeordnet, da auch die Anbindung 22 kreisför mig ausgebildet ist.
Sind die Messpunkte MP definiert, wird für jeden Messpunkt MP die darin vorliegende minimale Oberflächentemperatur TMin und die darin vorliegende maximale Oberflächentemperatur TMax bestimmt. Durch die minimale Oberflächentemperatur TMin und die maximale Oberflächentemperatur TMax wird die Anbindung 22 des Einbauteils 10 an das Kunststoffformteil 11 definiert.
Die Qualität der Anbindung 22 wird durch die Qualität der An schweißung des Einbauteils 10 an der Innenseite 13 des Kunst stoffformteils 11 definiert. Die Anschweißung ist charakterisiert durch einen sich im Bereich der Anbindung 22 ausgebildeten Schweißwulst, insbesondere durch das Volumen der Schweißwulst, wobei das Volumen der Schweißwulst entlang der Anbindung 22 variieren kann, wobei der Grad der Abweichung des Volumens der Schweißwulst entlang der Anbindung 22 durch die Oberflächentemperaturmessung an mehreren entlang der Anbindung 22 und damit entlang der Schweißwulst definierten Messpunkten MP ermittelt werden kann.
Die ermittelte minimale Oberflächentemperatur TMin und die er mittelte maximale Oberflächentemperatur TMax werden für jeden einzelnen Messpunkt MP bewertet. Bei der Bewertung der ermit telten minimalen und maximalen Oberflächentemperaturen TMin, TMax werden diese mit vorher definierten Grenzwert-Temperaturen für die minimale Oberflächentemperatur TMin und die maximale Ober flächentemperatur TMax verglichen.
Unterschreitet die minimale Oberflächentemperatur TMin die defi nierte Grenzwert-Temperatur, so kann daraus geschlossen werden, dass in diesem Bereich der Anbindung 22 bei dem Schweißvorgang zu viel Schmelze, insbesondere zu viel Kunststoffschmelze, ver drängt worden ist.
Überschreitet die maximale Oberflächentemperatur TMax die defi nierte Grenzwert-Temperatur, so kann daraus geschlossen werden, dass zu wenig oder gar keine Schmelze beim Aufbringen des Ein bauteils 10 auf die Innenseite 13 des Kunststoffformteils 11 verdrängt worden ist, was bedeutet, dass in diesem Bereich der Anbindung 22 keine Befestigung des Einbauteils 10 an der Innen seite 13 erfolgt ist.
Ferner kann bei der Bewertung der ermittelten minimalen Ober flächentemperatur TMin und der ermittelten maximalen Oberflächen temperatur TMax pro Messpunkt MP eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt werden, indem mehrere hintereinander durchgeführte Oberflächentemperaturmessungen miteinander verglichen werden und die Positionen der ermittelten minimalen Oberflächentempe ratur TMin und der ermittelten maximalen Oberflächentemperatur TMax pro Messpunkt MP immer gleich sein sollten.
In einem weiteren Schritt kann pro Messpunkt MP ein örtlicher Mittelpunkt M zwischen der ermittelten minimalen Oberflächen temperatur TMin und der ermittelten maximalen Oberflächentempe ratur TMax bestimmt werden. Bei jedem Messpunkt MP liegt der Mittelpunkt M entlang der Messlinie L zwischen der ermittelten minimalen Oberflächentemperatur TMin und der ermittelten maxima len Oberflächentemperatur TMax.
Diese ermittelten Mittelpunkte M können anschließend ebenfalls bewertet werden. Zum einen kann auch hier eine Plausibilitäts prüfung durchgeführt werden, indem der Abstand zwischen den Mit telpunkten M der zwei auf einer Messlinie L liegenden Messpunkte MP ermittelt wird. Dabei können der Abstand der Mittelpunkte M der Messpunkte MP1 und MP5, der Abstand der Mittelpunkte M der Messpunkte MP2 und MP6, der Abstand der Mittelpunkte M der Mess punkte MP3 und MP7 und der Abstand der Mittelpunkte M der Mess punkte MP4 und MP8 ermittelt werden. Die ermittelten Abstände können miteinander verglichen werden, wobei diese die gleiche Größe aufweisen sollten, wenn die Anbindung 22 kreisförmig aus gebildet ist.
Ferner können Temperaturdifferenzen zwischen Mittelpunkten M von auf einer Messlinie L angeordneten Messpunkten MP bestimmt wer den. Dafür wird jeweils die an dem Mittelpunkt M eines Messpunk tes MP gemessene Oberflächentemperatur verwendet, so dass auch jedem Mittelpunkt M eines Messpunktes MP eine Oberflächentempe ratur zugeordnet ist. Beispielsweise wird die Temperaturdiffe renz zwischen der Oberflächentemperatur des Mittelpunkts M des ersten Messpunktes MP1 und der Oberflächentemperatur des Mit telpunkts M des fünften Messpunktes MP5 ermittelt. Eine gleich mäßige Anbindung 22 und damit ein vom Volumen gleichmäßiger Schweißwulst im Bereich der Anbindung 22 entlang einer Messlinie L ist gegeben, wenn die Temperaturdifferenz von auf einer Mess linie L angeordneten Mittelpunkten M zweier Messpunkte MP mög lichst gering ist. Wird hingegen eine übliche Toleranzen übersteigende Temperaturdifferenz ermittelt, so kann von einer ungleichmäßigen Anbindung 22 entlang der Messlinie L ausgegangen werden, da dann auch das Volumen der Schweißwulst in diesen Bereichen der Anbindung 22 unterschiedlich ausgebildet sein wird. Daraus kann dann eine ungleichmäßige Wanddickenverteilung entlang der Anbindung 22 abgleitet werden.
Zudem können die ermittelten Temperaturdifferenzen zwischen den jeweiligen Mittelpunkten M einen Hinweis auf die Positionierung der Anbindung 22 geben. Liegt beispielsweise eine hohe Tempera turdifferenz zwischen dem Mittelpunkt M des ersten Messpunktes MP1 und dem Mittelpunkt M des fünften Messpunktes MP5 vor, so kann darauf geschlossen werden, dass das Einbauteil 10 in Rich tung des fünften Messpunktes MP5 um die Drehachse zwischen dem dritten Messpunkt MP3 und dem siebten Drehpunkt MP7 verkippt ist .
Fig. 8 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Prüfen einer Anbindung eines Einbauteils 10 in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoffformteil 11 ge mäß einer zweiten Ausführungsform.
Das Verfahren 100 der zweiten Ausführungsform basiert auf dem Verfahren der ersten Ausführungsform, so dass im Wesentlichen Unterschiede zwischen den beiden Verfahren 100 beschrieben wer den. Nicht beschriebene Details des Verfahrens 100 der zweiten Ausführungsform entsprechen im Zweifel denen des Verfahrens 100 der ersten Ausführungsform.
Bei dem Verfahren 100 der zweiten Ausführungsform wird zunächst in einem Schritt 32 ein Formgebungswerkzeug 12 bereitgestellt, von dem in Figur 9 eine Halbschale 25 dargestellt ist. In der Halbschale 25 ist eine Mehrzahl Formeinsätze 26 positioniert. Die Formeinsätze 26 definieren dabei Positionen der Anbindung 22 der Einbauteile 10. Die andere, hier nicht dargestellte Halb schale 25, ist damit korrespondierend ausgeführt zur Anbindung 22 der Einbauteile 10 an dem Kunststoffformteil 11. Die Formei nsätze 26 dienen dabei zur Anbindung 22 der Einbauteile 10 an dem Kunststoffformteil 11 und weisen eine hohe Wärmekapazität auf, um das Kunststoffformteil 11 in diesem Ausführungsbeispiel nach der Art eines Blumentopfes zu verformen und die Anbindung 22 des jeweiligen Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 durchzuführen. Dazu kann das Einbauteil 10 im Kontaktbereich mit dem Kunststoffformteil 11 durch das Kunststoffformteil 11 hin durch erwärmt werden, um eine zuverlässige Anbindung 22 zu er zielen .
Einer der Formeinsätze 26 ist beispielhaft in Figur 10 darge stellt. Der Formeinsatz 26 weist zwei Durchgangslöcher 27 zur Befestigung des Formeinsatzes 26 an der Halbschale 25 auf. Der Formeinsatz 26 ist kreisscheibenförmig ausgeführt und weist an einer seiner Flachseiten 28 eine Inversmarkierung 29 auf. Die Inversmarkierung 29 weist eine zu einer an dem Kunststoffform teil 11 herzustellenden Positionsmarkierung 30, die beispiels weise in Figur 11 zu erkennen ist, inverse Form auf. Die Inversmarkierung 29 umfasst hier vier punktförmige Einbuchtungen 31 in der Flachseite 28 mit einem Durchmesser von etwa 1,5 mm und einer Tiefe von ebenfalls etwa 1,5 mm. Die vier punktförmigen Einbuchtungen 31 sind nach der Art eines Quadrats an der Flach seite 28 des Formeinsatzes 26 angeordnet.
Danach wird das Kunststoffformteil 11 in dem Formgebungswerkzeug 12 durch Zufuhr von Wärme zu einem fertig ausgebildeten Kunst stoffformteil 11 geformt. Mehrere Einbauteile 10, wie beispiels weise Versteifungselemente, sind dabei bereits in das Kunststoffformteil 11 eingebracht, so dass während der Formge bung in dem Formgebungswerkzeug 12 die Einbauteile 10 an sich gegenüberliegenden Innenseiten 13 des Kunststoffformteils 11 an gebunden werden, insbesondere Stoffschlüssig durch Schweißen. Es gelten die obigen Ausführungen für die Anbindung 22 des Einbau teils 10 der ersten Ausführungsform.
Dabei werden automatisch die Positionsmarkierungen 30 an dem Kunststoffformteil 11 zur Markierung von Positionen der Anbin dung 22 der Einbauteile 10 ausgeformt. In Übereinstimmung mit der Inversmarkierung 29 mit den Einbuchtungen 31 werden die Po sitionsmarkierungen 30 jeweils als vier Einzelmarkierungen 32, die gemeinsam die Positionsmarkierung 30 bilden, hergestellt. Die Positionsmarkierung 30 ist entsprechend durch die vier Ein zelmarkierungen 32, die nach der Art eines Quadrats angeordnet sind, gebildet. Die Einzelmarkierungen 32 sind dabei als halb kugelförmige Körner bzw. Vorsprünge mit einer Dicke von etwa 1,5 mm ausgeführt. Die Einzelmarkierungen 32 bilden somit jeweils Abweichungen von einer vorgegebenen Materialstärke des Kunst stoffformteils 11. Die Positionsmarkierung 30 gibt jeweils eine Mittenposition des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 an .
Die Positionsmarkierung 30 an dem Kunststoffformteil 11 nach der Entformung 16 ist in Figur 11 sichtbar. Wie in Figur 11 weiter dargestellt ist, weist das Kunststoffformteil 11 im Bereich der Positionsmarkierung 30 in Übereinstimmung mit der Form des Form einsatzes 26 einen Flachbereich 33 auf, von dem sich Seitenwände 34 nach außen erstrecken, so dass insgesamt eine blumentopfar tige Form in Bereich der Anbindung 22 gebildet wird.
Zur Prüfung 19 der Anbindung 22 der Einbauteile 10 in dem Kunst stoffformteil 11 wird zu einer vordefinierten Zeit nach der Ent formung 16 des Kunststoffformteils 11 aus dem Formgebungswerkzeug 12 eine Oberflächentemperaturmessung 17 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an einer Innerseite 13 des Kunststoffformteils 11 durchgeführt. Die Prüfung 19 der Anbindung 22 erfolgt, wie in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben, von außerhalb des Kunststoffformteils 11. Die Ober flächentemperaturmessung 17 wird entsprechend ebenfalls mit ei ner Wärmebildkamera, wie beispielsweise einer Infrarotkamera, an einer Außenseite 24 des Kunststoffformteils 11 durchgeführt. Durch die Oberflächentemperaturmessung 17 zu dem vordefinierten Zeitpunkt nach der Entformung 16 des Kunststoffformteils 11 ist der Zeitpunkt der Oberflächentemperaturmessung 17 bei jedem Kunststoffformteil 11 gleich, so dass die bei der Oberflächen temperaturmessung 17 verschiedener Kunststoffformteile 11 er mittelten Temperaturen untereinander vergleichbar sind.
Zudem erfolgt die Oberflächentemperaturmessung 17 in einer de finierten Position des Kunststoffformteils 11, so dass jedes zu prüfende Kunststoffformteil 11 sich während der Oberflächentem- peraturmessung 17 in der gleichen Position befindet. Beispiels weise können die Kunststoffformteile 11 während der Oberflächen temperaturmessung 17 jeweils in einer hier nicht dargestellten Haltevorrichtung eingespannt gehalten sein.
Die gemessene Oberflächentemperatur wird an eine Auswerteeinheit 18 übermittelt. In der Auswerteeinheit 18 erfolgt anhand der gemessenen Oberflächentemperatur eine Prüfung 19 der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11, wie in Bezug auf das Verfahren 100 der ersten Ausführungsform beschrieben wurde .
In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt anschließend ein Erfassen 35 einer Position der Positionsmarkierung 30. Das Erfassen 35 der Position der Positionsmarkierung 30 erfolgt ebenfalls ba sierend auf der gemessenen Oberflächentemperatur des Kunststoff formteils 11 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 in der Auswerteeinheit 18. Durch den erhöhten Materialauftrag durch die Einzelmarkierungen 32 ist die Oberflächentemperatur des Kunststoffformteils 11 an diesen Positionen erhöht, wie in der Aufnahme der Infrarotkamera im Bereich der Anbindung 22 des Ein bauteils 10 in Figur 12 dargestellt ist, wobei in Figur 12 kein Einbauteil 10 angebunden ist. Im Weiteren wird hier ausschließ lich Figur 12 referenziert , da die Figuren 12a und 12b unter schiedliche Darstellungen desselben Gegenstands zeigen.
Das Bestimmen 36 der Position der Positionsmarkierung 30 basie rend auf den Positionen der vier Einzelmarkierungen 32 geht dabei davon aus, dass die Positionen der Einzelmarkierungen 32 in Bezug auf die Positionsmarkierung 30 jeweils bekannt sind. Die Posi tion der Positionsmarkierung 30 ist in diesem Ausführungsbei spiel durch eine Mittelposition der vier Einzelmarkierungen 32 definiert. Es wird eine Plausibilitätsprüfung der Positionen der vier Einzelmarkierungen 32 durchgeführt. Dies erfolgt basierend auf einem Vergleich von Abständen zwischen den ermittelten Po sitionen der Einzelmarkierungen 32.
Das Prüfen der Anbindung 22 des Einbauteils 10 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel basierend auf der Position der Positions markierung 30. In einem prinzipiell separaten Teilschritt 36 werden dazu - ausgehend von der Position der Positionsmarkierung 30 - zwei Messlinien L in der Aufnahme der Infrarotkamera im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 definiert, wie in Figur 13 dargestellt ist. In Figur 13 ist gegenüber Figur 12 ein Einbauteil 10 an dem Kunststoffformteil 11 angebunden. Im Wei teren wird hier ausschließlich Figur 13 referenziert , da die Figuren 13a und 13b unterschiedliche Darstellungen desselben Ge genstands zeigen.
Zusätzlich werden entlang der Messlinien L vier Messpunkte MP definiert. Der Temperaturverlauf entlang der Messlinien L ist in Figur 14 dargestellt. An den Messpunkten MP ergibt sich in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein Temperaturminimum. Basierend auf den ermittelten Minima entlang der Messlinien L wird dabei die Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 geprüft, indem dessen Mittelposition bestimmt und mit der zuvor bestimmten Position der Positionsmarkierung 30 verglichen wird. Bei einer Abweichung der beiden Positionen konnte das Einbauteil 10 während des Formgebungsverfahrens nicht korrekt in dem Kunst stoffformteil 11 angebunden werden, so dass das Kunststoffform teil 11 nicht die Qualitätsanforderungen erfüllt und als Ausschuss klassifiziert wird.
Wie sich im Vergleich der Figuren 12 und 13 ergibt, bildet sich durch die Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffform teil 11 ein charakteristischer, ringförmiger Bereich einer er niedrigten Temperatur gegenüber dem Flachbereich 33, der die Position des Einbauteils 10 angibt. Das Einbauteil 10 wurde zur Anbindung 22 nicht vorab auf die gleiche Temperatur wie das Kunststoffformteil 11 erwärmt, so dass die Temperatur in diesem Bereich erniedrigt ist.
Wie in Bezug auf das Verfahren 100 der ersten Ausführungsform beschrieben, kann zusätzlich das Gewicht des Kunststoffformteils 11 ermittelt und zur Prüfung der Anbindung 22 mit einbezogen werden. Dafür kann nach der Entformung eine Gewichtsmessung 20 durchgeführt werden. Das bei der Gewichtsmessung 20 ermittelte Gewicht kann an die Auswerteeinheit 18 übermittelt werden und in der Auswerteeinheit 18 zur Wanddickenbestimmung 19 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 mit einbezogen werden.
Wie ebenfalls in Bezug auf das Verfahren 100 der ersten Ausfüh rungsform beschrieben, können zusätzlich Prozessparameter 21 aus dem Formgebungsprozess des Kunststoffformteils 11 in dem Form gebungswerkzeug 12 an die Auswerteeinheit 18 übermittelt werden, welche bei der Wanddickenbestimmung 19 im Bereich der Anbindung 22 des Einbauteils 10 an dem Kunststoffformteil 11 mit einbezogen werden .
Wie bereits in Bezug auf das Verfahren 100 der ersten Ausfüh rungsform beschrieben, kann für jedes Kunststoffformteil 11 die gemessene Oberflächentemperatur zusammen mit der Bauteilnummer des Kunststoffformteils 11 und einer Datumsangabe und/oder einer Uhrzeitangabe der Oberflächentemperaturmessung 17 in einer Spei chereinheit 23 gespeichert werden. Zudem kann auch die jeweils ermittelte Wanddicke in dieser Speichereinheit 23 gespeichert werden, so dass zu einem späteren Zeitpunkt diese Daten wieder abrufbar sind, um auch später noch Qualitätskontrollen an dem Kunststoffformteil 11 durchführen zu können. Bezugszeichenliste
Verfahren 100
Einbauteil 10
Kunststoffformteil 11
Formgebungswerkzeug 12
Innenseite 13
Stirnseitenfläche 14
Wandung 15
Entformung 16
Oberflächentemperaturmessung 17
Auswerteeinheit 18
Prüfung der Anbindung/Wanddickenbestimmung 19
Gewichtsmessung 20
Prozessparameter 21
Anbindung 22
Speichereinheit 23
Außenseite 24
Halbschale 25
Formeinsatz 26
Durchgangsloch 27
Flachseite 28
Inversmarkierung 29
Positionsmarkierung 30
Einbuchtung 31
Einzelmarkierung 32
Flachbereich 33
Seitenwand 34
Erfassen der Position der Positionsmarkierung 35 Teilschritt 36
Messpunkt MP
Minimale Oberflächentemperatur Tilin
Maximale Oberflächentemperatur Tjlax Mittelpunkt M
Messlinie L

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zum Prüfen einer Anbindung (22) eines Ein- bauteils (10) in einem als Hohlkörper ausgebildeten Kunststoff formteil (11), bei welchem nach einer Entformung (16) des Kunststoffformteils (11) aus einem Formgebungswerkzeug eine Oberflächentemperaturmessung (17) im Bereich der Anbindung (22) des Einbauteils (10) an einer Innenseite (13) des Kunststoff- formteils (11) erfolgt, wobei
die Oberflächentemperaturmessung (17) von außerhalb des Kunststoffformteils (11) durchgeführt wird,
die gemessene Oberflächentemperatur an eine Auswerteeinheit (18) übermittelt wird, und
anhand der gemessenen Oberflächentemperatur in der Auswer teeinheit (18) die Anbindung (22) des Einbauteils (10) geprüft wird .
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich der Anbindung (22) des Einbauteils (10) mindes tens ein Messpunkt (MP) an einer Außenseite (24) des Kunststoff formteils (11) definiert wird, an welchem die Oberflächentemperaturmessung (17) erfolgt.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich der Anbindung (22) des Einbauteils (10) mehrere Messpunkte (MP) an der Außenseite (24) des Kunststoffformteils (11) definiert werden, an welchen jeweils eine Oberflächentem peraturmessung (17) erfolgt, so dass in der Auswerteeinheit (18) eine Temperaturverteilung über den Bereich der Anbindung (22) des Einbauteils (10) ermittelt wird.
4. Verfahren (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass
pro Messpunkt (MP) eine minimale Oberflächentemperatur TMin und eine maximale Oberflächentemperatur TMax bestimmt wird.
5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
ein örtlicher Mittelpunkt (M) zwischen der ermittelten mi nimalen Oberflächentemperatur TMin und der ermittelten maximalen Oberflächentemperatur TMax pro Messpunkt (MP) bestimmt wird, wo bei der Mittelpunkt (M) eines Messpunktes (MP) mit einem Mit telpunkt (M) eines weiteren Messpunktes (MP) verglichen wird.
6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächentemperaturmessung (17) zu einem definierten Zeitpunkt nach der Entformung (16) des Kunststoffformteils (11) erfolgt .
7. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächentemperaturmessung (17) in einer definierten Position des Kunststoffformteils (11) erfolgt.
8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren (100) zusätzlich Schritte zum
Anbringen einer Positionsmarkierung (30) an dem Kunststoff formteil (11) zur Markierung einer Position der Anbindung (22) des Einbauteils (10), und
Erfassen (35) einer Position der Positionsmarkierung (30) umfasst, wobei das Prüfen (19) der Anbindung (22) des Einbauteils (10) anhand der gemessenen Oberflächentemperatur in der Auswerteein heit (18) basierend auf der Position der Positionsmarkierung (30) erfolgt.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anbringen einer Positionsmarkierung (30) an dem Kunst stoffformteil (11) ein Anbringen der Positionsmarkierung (30) als Abweichung von einer vorgegebenen Bauteildicke umfasst, und das Erfassen (35) einer Position der Positionsmarkierung (30) basierend auf der gemessenen Oberflächentemperatur des Kunststoffformteils (11) im Bereich der Anbindung (22) des Ein bauteils (10) in der Auswerteeinheit (18) erfolgt.
10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anbringen der Positionsmarkierung (30) als Abweichung von einer vorgegebenen Bauteildicke ein Anbringen eines Formei- nsatzes (26) mit einer zu der Positionsmarkierung (30) inversen Form an dem Formgebungswerkzeug (12) umfasst.
11. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anbringen einer Positionsmarkierung (30) an dem Kunst stoffformteil (11) ein Anbringen einer Mehrzahl Einzelmarkie rungen (32) umfasst, die gemeinsam die Positionsmarkierung (30) bilden, und
das Erfassen (35) einer Position der Positionsmarkierung (30) ein Erfassen von Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen
(32) und ein Bestimmen (36) der Position der Positionsmarkierung (30) basierend auf den Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierun gen (32) umfasst.
12. Verfahren (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bestimmen (36) der Position der Positionsmarkierung (30) basierend auf den Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierun gen (32) eine Plausibilitätsprüfung der Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen (32) umfasst, insbesondere basierend auf ei nem Vergleich von Abständen zwischen den ermittelten Positionen der Mehrzahl Einzelmarkierungen (32).
13. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die gemessene Oberflächentemperatur zusammen mit einer Bau teilnummer des Kunststoffformteils (11) und einer Datumsangabe und/oder einer Uhrzeitangabe der Oberflächentemperaturmessung
(17) in einer Speichereinheit (23) gespeichert wird.
14. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächentemperaturmessung (17) mittels einer Infra rotkamera durchgeführt wird.
15. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
nach der Entformung (16) eine Gewichtsmessung (20) des Kunststoffformteils (11) durchgeführt wird, das bei der Ge- wichtsmessung (20) ermittelte Gewicht an die Auswerteeinheit
(18) übermittelt wird und in der Auswerteeinheit (18) zur Prüfung der Anbindung (22) des Einbauteils (10) mit einbezogen wird.
16. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
an die Auswerteeinheit (18) Prozessparameter (21) aus einem Formgebungsprozess des Kunststoffformteils (11) in dem Formge bungswerkzeug (12) übermittelt werden, welche bei der Prüfung der Anbindung (22) des Einbauteils (10) mit einbezogen werden.
17. Verfahren (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Prozessparameter (21) ausgewählt werden aus mindestens einer der nachfolgenden Daten: Menge von zugeführten Kühlmittel in dem Formgebungswerkzeug (12) und/oder Vorlauftemperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerkzeug (12) und/oder Rücklauf temperatur des Kühlmittels in dem Formgebungswerkzeug (12) und/oder Kühlzeit des Kunststoffformteils (11) in dem Formge- bungswerkzeug (12) und/oder Schmelztemperatur des in das Form gebungswerkzeug (12) eingebrachten Kunststoffs zur Ausbildung des Kunststoffformteils (11).
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