(19)
(11)EP 3 623 098 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
18.03.2020  Patentblatt  2020/12

(21)Anmeldenummer: 18193771.5

(22)Anmeldetag:  11.09.2018
(51)Int. Kl.: 
B23K 37/04  (2006.01)
B23K 31/12  (2006.01)
G01N 3/22  (2006.01)
H01R 43/02  (2006.01)
B23K 20/10  (2006.01)
B29C 65/82  (2006.01)
H01R 4/02  (2006.01)
B23K 101/38  (2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71)Anmelder: Aptiv Technologies Limited
St. Michael (BB)

(72)Erfinder:
  • STAAB, Christian
    42897 REMSCHEID (DE)
  • PITSCHER, Norman
    42499 HÜCKESWAGEN (DE)

(74)Vertreter: Manitz Finsterwald Patent- und Rechtsanwaltspartnerschaft mbB 
Postfach 31 02 20
80102 München
80102 München (DE)

  


(54)VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR QUALITÄTSBESTIMMUNG VON SCHWEISSVERBINDUNGEN


(57) Vorrichtung zur Durchführung der Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung (100) und einem Kontaktelement (200), die Vorrichtung umfassend eine erste Halterung (10), aufweisend eine erste Aufnahme (20) zum Aufnehmen, zumindest eines ersten Teils, eines Kontaktelements (200), die Vorrichtung weiter umfassend eine zweite Halterung (50), aufweisend eine zweite Aufnahme (60) zur Aufnahme zumindest eines zweiten Teils, einer Länge (L) eines Schweiß-Nuggets (110) der elektrischen Leitung (100), wobei die erste Halterung (10) und die zweite Halterung (50) um eine gemeinsame Drehachse (Y) relativ zueinander drehbar sind, wobei die erste Aufnahme (20) gegenüber von der zweiten Aufnahme (60) angeordnet ist, die Vorrichtung weiter umfassend ein Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das lösbar mit der zweiten Halterung (50) verbunden und geeignet ist die zweite Halterung (50) um die Drehachse (Y) zu drehen.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen. Insbesondere von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung und einem Kontaktelement.

[0002] Bei der Herstellung von elektrischen Kabelsätzen für Fahrzeuge hat sich das Verfahren, elektrischen Leitungen mittels Ultraschallschweißens an den Kontaktelementen zu befestigen etabliert. Bei elektrischen Leitungen für Hochstromanwendungen, zum Beispiel für den Einsatz in Elektrofahrzeugen, werden große Leiterquerschnitte verwendet. Diese großen Leiterquerschnitte erzeugen, nach dem Ultraschallschweiß, großflächige Schweißverbindungen. Beim Ultraschall Schweißvorgang werden die einzelnen Litzen der elektrischen Leitung sowohl miteinander als auch an das Kontaktelement geschweißt. Der Bereich des Leitungsendes, in dem die einzelnen Litzen miteinander verschweißt sind, wird in der Fachsprache "Nugget" genannt. Zur Qualitätskontrolle der Schweißverbindung werden stichprobenartig zerstörende Prüfverfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird das Kontaktelement fixiert und an der elektrischen Leitung gezogen, bis diese abreißt. Anhand der dabei ermittelten Abzugskräfte kann eine Aussage über die Qualität der Schweißverbindung getroffen werden. Allerdings werden in der Verbindungstechnik für die Kontaktelemente auch Materialstärken eingesetzt bei denen eine zerstörende mechanische Prüfung mit Zug- und Schälverfahren nicht zuverlässig umgesetzt werden kann. Die Kontaktelemente werden deformiert und oder zerrissen noch bevor die Verbindungsstelle versagt. Bei sehr kleinen Querschnitten kann auch die elektrische Leitung reißen bevor die Schweißverbindung nachgibt. Somit werden nicht die zerstörenden Kräfte der Verbindung ermittelt, sondern die Kräfte des Kabelschuhmaterials oder der elektrischen Leitung. Somit ist eine Prüfung der Verbindung nach der Methode von Auszugs oder Schälkräften nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Abzugsprüftechniken ist es, dass insbesondere bei großen Querschnitten der elektrischen Leitungen, großer mechanischer Aufwand bei den Zugmaschinen betrieben werden muss, um entsprechende Abzugskräfte erzeugen zu können.

[0003] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätsbestimmung einer Schweißverbindung zwischen einem Kontaktelement und einer elektrischen Leitung bereitzustellen, bei dem das Kontaktelement sowie die elektrische Leitung durch die zerstörende Prüfung weniger belastet werden und die eingebrachte Kraft hauptsächlich auf das zu prüfende Element, die Schweißverbindung, wirkt. Somit ist dieses Verfahren unabhängiger von der Materialstärke des Kontaktteils und dem Kabelquerschnitt.

[0004] Die Aufgabe wird mittels der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 unter Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 10 gelöst.

[0005] Insbesondere durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung aufweisend eine Längsachse und einem Kontaktelement. Die Vorrichtung umfasst eine erste Halterung, aufweisend eine erste Aufnahme zum Aufnehmen, zumindest eines Teils, eines Kontaktelements. Die Vorrichtung umfasst eine zweite Halterung, aufweisend eine zweite Aufnahme zur Aufnahme zumindest eines Teils, einer Läng, eines Schweiß-Nuggets, der elektrischen Leitung. Die erste Halterung und die zweite Halterung sind um eine gemeinsame Drehachse relativ zueinander drehbar, wobei die erste Aufnahme gegenüber der zweiten Aufnahme angeordnet ist. Die Drehachse verläuft durch ein zweites Zentrum der zweiten Aufnahme. Die Vorrichtung umfasst ein Drehmoment-Beaufschlagungsmittel, das lösbar mit der zweiten Halterung verbunden und geeignet ist die zweite Halterung um die Drehachse zu drehen.

[0006] Ein Verfahren zur Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung und einem Kontaktelement umfassend die Verfahrensschritte:
Bereitstellen einer elektrischen Leitung mit einem, an einem Ende der Leitung, angeschweißtem Kontaktelement.

[0007] Bereitstellen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, umfassend eine erste Halterung, aufweisend eine erste Aufnahme zum Aufnehmen, zumindest eines Teils, eines Kontaktelements. Die Vorrichtung umfasst eine zweite Halterung, aufweisend eine zweite Aufnahme zur Aufnahme zumindest eines Teils, einer Läng, eines Schweiß-Nuggets, der elektrischen Leitung. Die erste Halterung und die zweite Halterung sind um eine gemeinsame Drehachse relativ zueinander drehbar. Die erste Aufnahme ist gegenüber der zweiten Aufnahme angeordnet. Die Drehachse verläuft durch ein zweites Zentrum der zweiten Aufnahme. Des Weiteren bereitstellen eines Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das lösbar mit der zweiten Halterung verbunden und geeignet ist die zweite Halterung um die Drehachse zu drehen.

[0008] Drehen der zweiten Halterung mittels des Drehmoment-Beaufschlagungsmittels um die Drehachse unter gleichzeitigem protokolieren der Drehmomentwerte.

[0009] Bestimmen der Qualität der Schweißverbindung anhand der ermittelten Drehmomente.

[0010] Bei der Untersuchung alternativer Prüftechniken zur Qualitätsbestimmung, hat sich herausgestellt, dass beim Lösen des Schweiß-

[0011] Nuggets vom Kontaktelement durch aufbringen einer Torsionskraft auf das Schweiß-Nugget, verhältnismäßig geringe Drehmomente aufgewendet werden müssen um das Schweiß-Nugget von der Schweißfläche des Kontaktelements zu trennen. Dabei wird üblicherweise das Schweiß-Nugget um eine Achse, die senkrecht zur Ebene der Schweißfläche, die auf der Oberfläche des Kontaktelements angeordnet ist, gedreht und dadurch ab geschert. Wahlweise kann auch das Kontaktelement gedreht werden, wenn eine längere elektrische Leitung Probleme beim Handling macht. Zum Drehen des Schweiß-Nugget ist ein bestimmtes Drehmoment notwendig da das Schweiß-Nugget fest mit dem Kontaktelement verschweißt ist. Bei der Prüfung einer Schweißverbindung wird das Drehmoment stetig erhöht und gleichzeitig für die spätere Auswertung protokolliert. An einem bestimmten Punkt versagt die Schweißverbindung und das Schweiß-Nugget wird von der Kontaktfläche ab geschert. Zu diesem Zeitpunkt fällt auch das benötigte Drehmoment und die Messung ist beendet. Eine weitere Option ist der Einsatz eines Winkelsensors der zusätzlich zum Drehmoment auch den Drehwinkel protokolliert und so zusätzliche Informationen bereitstellt. Dadurch werden zusätzliche Messwerte, die in eine erweiterte Berechnung einfließen können, generiert werden. Durch diese zusätzlichen Messwerte können noch bessere Aussagen zur Schweißqualität gemacht werden. Der Einsatz eines Drehwinkelsensors erhöht natürlich die Vorrichtungskosten und es muss abgewogen werden ob die zusätzlichen Informationen den Preis gerechtfertigt.

[0012] Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt das das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das Drehmoment mittels Hand Kraft. Das Drehmoment bei Aufschlagen Mittel kann preiswert in Form eines

[0013] Drehmomentschlüssels bereitgestellt werden. Es sind allerdings unterschiedlichste Konstruktionen möglich um das Drehmoment von Hand einzubringen. Zangenartige Werkzeuge sind denkbar die über die Hebelarme der Zange und möglicherweise Zahnräder das benötigte Drehmoment erzeugen. Das erlaubt einen mobilen Einsatz auch in Regionen ohne Elektrizität.

[0014] Bevorzugt umfasst das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel einen elektrischen Antrieb, der das Drehmoment erzeugt und auf einer Anzeige anzeigt und/oder als elektrisches Signal ausgibt. Diese Ausführungsform der Erfindung erlaubt es Messplätze aufzubauen die mit geringem Kraftaufwand auch für große Kabelquerschnitte und massive Kontaktelemente geeignet sind. Es können auch vollautomatische Messplätze realisiert werden die mit einem Computer oder einer Steuerung verbunden, sowohl Drehmomente erzeugen als auch die Messwerte protokollieren können.

[0015] Bevorzugt umfasst die zweite Aufnahme einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung, der sich jeweils von der zweiten Halterung in Richtung der ersten Halterung erstreckt Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung sind parallel zueinander und parallel zu der Drehachse angeordnet. Die Drehachse ist dabei zwischen dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung angeordnet. Diese Anordnung lässt sich relativ einfach, ohne großen Konstruktionsaufwand, realisieren. Dabei handelt es sich um eine Gabelförmige Struktur wobei die beiden Gabelforken um die Drehachse die sich zwischen ihnen befindet rotieren.

[0016] Bevorzugt wird zwischen dem ersten Vorsprung, dem zweiten Vorsprung und einem Teil der zweiten Halterung, ein Tunnel gebildet, der entlang der Längsachse der elektrischen Leitung verläuft und der so dimensioniert ist, dass der Tunnel die, nicht mit dem Kon
taktelement verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets, zumindest entlang eines Teils der Länge des Nuggets entlang der Längsachse umgeben kann. Der Tunnel kann relativ einfach in ein Werkstück eingebracht werden und bietet um das Schweiß-Nugget angeordnet die Möglichkeit große Drehmomente auf das Schweiß-Nugget zu übertragen.

[0017] Bevorzugt weist der erste Vorsprung eine erste Innenfläche auf und der zweite Vorsprung weist eine zweite Innenfläche auf. Die erste Innenfläche und die zweite Innenfläche sind einander gegenüber, in einem ersten Abstand, angeordnet. Der Abstand ist so bemessen, dass die, nicht mit dem Kontaktelement verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets an die erste Innenfläche und an die zweite Innenfläche angrenzt. Dieser Aufbau erlaubt es den ersten Vorsprung den zweiten Vorsprung spielfrei an das Schweiß-Nugget zu positionieren. Sobald das Drehmoment erzeugt wird, wird es augenblicklich an das Schweiß-Nugget übertragen. So werden Schläge gegen das Schweiß-Nugget vermieden, die auftreten würden, wenn das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel aktiviert würde und die Vorsprünge mit Schwung gegen das Schweiß-Nugget schlagen würden, weil Spiel zwischen den Bauteilen vorhanden war.

[0018] Nach einer weiteren Ausführungsform ist die erste Aufnahme durch eine kanalförmige Ausnehmung, entlang der Längsachse der elektrischen Leitung, in der ersten Halterung gebildet. Die kanalförmige Ausnehmung ist komplementär zur Form eines Schweißbereichs des Kontaktelements ausgebildet. Der Schweißbereich des Kontaktelements kann vollständig in die erste Aufnahme aufgenommen werden. Bei einfachen Kontaktteilen können sehr einfache Geometrien benutzt werden um das Kontakt Teil in der korrekten Position zu halten.

[0019] Bevorzugt verläuft die Drehachse durch ein erstes Zentrum der ersten Aufnahme. Durch diese Positionierung wird sichergestellt, dass das Zentrum des Schweiß-Nuggets, das Zentrum des Schweißbereichs an dem das Schweiß-Nugget angeschweißt ist und das Zentrum der ersten Aufnahme zur Drehachse zentriert sind. Dadurch sind reproduzierbare Messungen möglich.

[0020] Nach einer weiteren Ausführungsform zeigt das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel den Drehwinkel auf einer Anzeige an und/oder gibt es als elektrisches Signal aus. Ein Drehmoment bei Ausschlagungsmittel das in der Lage ist zusätzlich zum Drehmoment auch den Drehwinkel zu protokollieren erlaubt weitere Rückschlüsse auf die Schweißqualität als nur der Drehmomentverlauf allein. Allerdings sind solche Drehmoment-Beaufschlagungsmittel auch kostspieliger.

[0021] Bevorzugt ist bei dem Verfahren, das gleichmäßige Drehen von einem Startpunkt bis zu einem Endpunkt umfasst, wobei der Endpunkt durch das Abreißen des Schweiß-Nuggets definiert ist. Das gleichmäßige drehen erlaubtes reproduktive Kennlinien über den Drehmomentverlauf aufzunehmen. Das ist die Grundvoraussetzung zur Qualitätsbestimmung der Schweißverbindung. Ein weiter drehen über den. An dem das Schweiß-Nuggets abreißt ist nicht notwendig und benötigt zusätzliche Prozesszeit.

[0022] Bevorzugt bei dem Verfahren ist das Bereitstellen einer Liste von referenzdrehmomentwerten für die zu prüfende elektrische Leitungs-Kontaktelement-Kombination umfasst. Die Liste von Referenzdrehmomenten kann sowohl von Herstellern von Kontaktelementen herrühren oder aber bei Experimenten selbst generiert werden. Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen einer Liste mit Wertpaaren von Drehmomenten über die Zeit
diese Werte können dann zu einem späteren Zeitpunkt als Referenzen benutzt werden. In der Crimp-Technik ist das Verfahren bekannt aus den Referenzwerten und den erlaubten Toleranzen einen sogenannten Toleranzschlauch zu Berechnen. Messwerte innerhalb des Toleranzschlauches sind im zulässigen Bereich, Messwerte außerhalb des Toleranzschlauches deuten auf Probleme, die zu fehlerhafte Crimp-Verbindungen führen können hin.

[0023] Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren den Vergleich der bereitgestellten Wertepaarliste der Referenzdrehmomentwerte mit der Erzeugten Liste der Wertepaare umfasst. Durch Vergleich der beiden Listen bzw. daraus generierter Kurven kann sehr einfach auf die Qualität der Schweißverbindung geschlossen werden.

[0024] Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bereitstellen von Drehmoment-Toleranzwerten. Durch Vergleichen der gemessenen Drehmomentwerte mit den Referenz Drehmomentwerten werden Toleranzen ermittelt. Durch Vergleich der ermittelten Toleranzwerte mit den vorgegebenen Drehmoment-toleranzwerten kann eine Aussage darüber getroffen werden wie gut die Qualität der Schweißverbindung ist.

[0025] Bevorzugt ist bei dem Verfahren das Bereitstellen einer Liste von Referenzwinkelangaben für die zu prüfende elektrische Leitungs-Kontaktelement-Kombination umfasst und das Bereitstellen eines Drehmoment-Beaufschlagungsmittels, das den Drehwinkel auf einer Anzeige anzeigt und/oder als elektrisches Signal ausgibt. Das Verfahren umfasst des Weiteren das protokolieren des Drehwinkels und das Treffen einer Aussage darüber, ob die Veränderung des Drehwinkel über die Zeit, gewertet anhand gesammelter Referenzdaten von Gutteilen, eine gute Qualität hat. Die Drehwinkelkurve
darf also einen Toleranzschlauch, ermittelt aus Referenzmessungen, nicht durchstoßen.

[0026] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform rein beispielhaft unter Bezugnahme auf den beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung und ein Kontaktelement.
Fig. 1b
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung mit angeschweißtem Kontaktelement.
Fig. 2
zeigt einer Explosionsdarstellung der Vorrichtung und eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung mit angeschweißtem Kontaktelement.
Fig. 3
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung mit angeschweißtem Kontaktelement positioniert in einer ersten Aufnahme
Fig. 4
zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung mit angeschweißtem Kontaktelement positioniert in einer ersten und einer zweiten Aufnahme.
Fig. 5
zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung mit Leitungsendes einer elektrischen Leitung mit angeschweißtem Kontaktelement positioniert in einer ersten und einer zweiten Aufnahme.
Fig. 6
zeigt eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung wobei das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel ein Elektromotor ist.
Fig. 7
zeigt ein schematisches Diagramm des Drehmomentverlaufs und des Drehwinkels während einer Messung


[0027] Figur 1a zeigen eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung 100 und ein Kontaktelement 200. Die elektrische Leitung 100 weist an ihrem ab isolierten Ende ein Schweiß-Nuggets 110 auf. Diese Darstellung ist technisch nicht korrekt wurde aber gewählt um die Anordnung des Schweiß-Nuggets 110 auf einer Schweißfläche 212 des Kontaktelements 200 zu illustrieren. Im Zentrum der Schweißfläche 212 ist das Zentrum Z3 dargestellt. Dieses Zentrum Z3 kann bei einer rechteckigen Schweißfläche 212 geometrisch ermittelt werden. Die Schweißfläche 212 erstreckt sich entlang eines Schweißbereichs 210 entlang einer Längsachse X der elektrischen Leitung 100.

[0028] Figur 1b zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung 100 mit angeschweißtem Kontaktelement 200. Das Leitungsende der elektrischen Leitung 100 ist mittels Ultraschallschweißen an das Kontaktelement 200 geschweißt. Dabei hat sich ein Schweiß-Nugget 110 ausgebildet der die Schweißfläche 212 entlang der Längsachse der elektrischen Leitung 100 entlang einer Länge L bedeckt.

[0029] Figur 2 zeigt einer Explosionsdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung der Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen und eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung 100 mit angeschweißtem Kontaktelement 200. Die Vorrichtung, umfasst eine erste Halterung 10, aufweisend eine erste Aufnahme 20 zum Aufnehmen, zumindest eines Teils, eines Kontaktelements 200, umfassend eine zweite Halterung 50, aufweisend eine zweite Aufnahme 60 zur Aufnahme zumindest eines Teils, einer Läng L, eines Schweiß-Nuggets 110, der elektrischen Leitung 100. Die erste Halterung 10 und die zweite Halterung 50 sind um eine gemeinsame Drehachse Y relativ zueinander drehbar. Die erste Aufnahme 20 ist gegenüber der zweiten Aufnahme 60 angeordnet. Die Drehachse Y verläuft durch ein erstes Zentrum Z1 der ersten Aufnahme 20. Die Drehachse Y verläuft durch ein zweites Zentrum Z2 der zweiten Aufnahme 60. Die zweite Aufnahme 60 umfasst einen ersten Vorsprung 62 und einen zweiten Vorsprung 66, der sich jeweils von der zweiten Halterung 50 in Richtung der ersten Halterung 10 erstreckt. Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung sind parallel zueinander und der Drehachse Y angeordnet. Die Drehachse Y ist zwischen dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung angeordnet. Zwischen dem ersten Vorsprung 62, dem zweiten Vorsprung 66 und einem Teil der zweiten Halterung 50, wird ein Tunnel 70 gebildet, der entlang der Längsachse X der elektrischen Leitung 100 verläuft und der so dimensioniert ist, dass der Tunnel 70 die, nicht mit dem Kontaktelement 200 verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets 110, zumindest entlang eines Teils der Länge L des Schweiß-Nuggets 110 entlang der Längsachse X umgeben kann. Der erste Vorsprung 62 weist eine erste Innenfläche 64 auf und der zweite Vorsprung 66 weist eine zweite Innenfläche 68 auf. Die erste Innenfläche 64 und die zweite Innenfläche 68 sind einander gegenüber, in einem ersten Abstand D, angeordnet. Der Abstand D ist so bemessen, dass die, nicht mit dem Kontaktelement
200 verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets 110 an die erste Innenfläche 64 und an die zweite Innenfläche 68 angrenzt.

[0030] Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung 100 mit angeschweißtem Kontaktelement 200 positioniert in einer ersten Aufnahme 20.Die erste Aufnahme 20 ist durch eine kanalförmige Ausnehmung 30, entlang der Längsachse X der elektrischen Leitung 100, in der ersten Halterung 10 gebildet. Die kanalförmige Ausnehmung 30 ist komplementär zur Form des Schweißbereichs 210 des Kontaktelements 200 ausgebildet. Der Schweißbereich 210 des Kontaktelements 200 kann vollständig in die erste Aufnahme 20 aufgenommen werden.

[0031] Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Leitungsendes einer elektrischen Leitung 100 mit angeschweißtem Kontaktelement 200 positioniert in einer ersten und einer zweiten Aufnahme 20, 60. Der erste Vorsprung 62 und zweite Vorsprung 66, sind jeweils seitlich neben dem Schweiß-Nugget 110 angeordnet. Die Vorrichtung ist bereits zur Messung.

[0032] Figur 5 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Leitungsende einer elektrischen Leitung 100 mit angeschweißtem Kontaktelement 200 positioniert in einer ersten und einer zweiten Aufnahme 20,60. Die Darstellung zeigt deutlich das das erste Zentrum Z1, das zweite Zentrum Z2 das dritte Zentrum Z3 entlang der Drehachse Y ausgerichtet sind. Das Kontaktelement 200 bis vollständig in der ersten Aufnahme 20 aufgenommen und gehalten.

[0033] Figur 6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung wobei das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel ein Elektromotor 400 ist. Das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel ist lösbar mit der
zweiten Halterung 50 verbunden und geeignet die zweite Halterung 50 um die Drehachse Y zu drehen. Der elektrischer Antrieb 400 erzeugt das Drehmoment und zeigt auf einer Anzeige das aktuelle Drehmoment an nicht gezeigt. Das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel kann auch den Drehwinkel auf einer Anzeige Anzeigen und/oder ihm als elektrisches Signal aus ausgeben hier nicht gezeigt.

[0034] Figur 7 zeigt ein schematisches Diagramm des Drehmomentverlaufs T und des Drehwinkels W während einer Messung. Das Diagramm zeigt den Drehmomentverlauf T und den Verlauf des Drehwinkels W in Abhängigkeit der Zeit Z. Die Kurven wurden bei einer Messung im Labor aufgezeichnet.


Ansprüche

1. Vorrichtung zur Durchführung der Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung (100), aufweisend eine Längsachse (X), und einem Kontaktelement (200), umfassend eine erste Halterung (10), aufweisend eine erste Aufnahme (20) zum Aufnehmen, zumindest eines Teils, eines Kontaktelements (200), umfassend eine zweite Halterung (50), aufweisend eine zweite Aufnahme (60) zur Aufnahme zumindest eines Teils, einer Läng (L), eines Schweiß-Nuggets (110), der elektrischen Leitung (100), wobei die erste Halterung (10) und die zweite Halterung (50) um eine gemeinsame Drehachse (Y) relativ zueinander drehbar sind, wobei die erste Aufnahme (20) gegenüber der zweiten Aufnahme (60) angeordnet ist, wobei die Drehachse (Y) durch ein zweites Zentrum (Z2) der zweiten Aufnahme (60) verläuft, ein Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das lösbar mit der zweiten Halterung (50) verbunden und geeignet ist die zweite Halterung (50) um die Drehachse (Y) zu drehen.
 
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das Drehmoment (T) mittels Hand Kraft das erzeugt.
 
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel ein elektrischer Antrieb (400) ist, der das Drehmoment erzeugt und auf einer Anzeige anzeigt und/oder als elektrisches Signal ausgibt.
 
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Aufnahme (60) einen ersten Vorsprung (62) und einen zweiten Vorsprung (66) umfasst, der sich jeweils
 
5. von der zweiten Halterung (50) in Richtung der ersten Halterung (10) erstreckt, wobei der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung parallel zueinander und der Drehachse (Y) angeordnet sind und wobei die Drehachse (Y) zwischen dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung angeordnet ist.
 
6. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch wobei zwischen dem ersten Vorsprung (62), dem zweiten Vorsprung (66) und einem Teil der zweiten Halterung (50), ein Tunnel (70) gebildet wird, der entlang der Längsachse (X) der elektrischen Leitung (100) verläuft und der so dimensioniert ist, dass der Tunnel (70) die, nicht mit dem Kontaktelement (200) verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets (110), zumindest entlang eines Teils der Länge (L) des Nuggets entlang der Längsachse (X) umgeben kann.
 
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-5, wobei der erste Vorsprung (62) eine erste Innenfläche (64) aufweist und der zweite Vorsprung (66) eine zweite Innenfläche (68) aufweist, wobei die erste Innenfläche und die zweite Innenfläche einander gegenüber, in einem ersten Abstand (D), angeordnet sind, wobei der Abstand (D) so bemessen ist, dass die, nicht mit dem Kontaktelement (200) verschweißte, Oberfläche des Schweiß-Nuggets (110) an die erste Innenfläche (64) und an die zweite Innenfläche (68) angrenzt.
 
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Aufnahme (20) durch eine kanalförmige Ausnehmung (30), entlang der Längsachse (X) der elektrischen Leitung (100), in der ersten Halterung (10) gebildet ist, wobei die kanalförmige Ausnehmung (30) komplementär zur Form eines Schweißbereichs (210) des Kontaktelements (200) ist, wobei der Schweißbereich (210) des Kontaktelements (200) vollständig in die erste Aufnahme (20) aufgenommen werden kann.
 
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehachse (Y) durch ein erstes Zentrum (Z1) der ersten Aufnahme (20) verläuft.
 
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmoment-Beaufschlagungsmittel den Drehwinkel auf einer Anzeige anzeigt und/oder als elektrisches Signal ausgibt.
 
11. Verfahren zur Qualitätsbestimmung von Schweißverbindungen zwischen einer elektrischen Leitung (100) und einem Kontaktelement (200) umfassend die Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen einer elektrischen Leitung (100) mit einem, an einem Ende (110) der Leitung, angeschweißtem Kontaktelement (200);

b) Bereitstellen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, umfassend eine erste Halterung (10), aufweisend eine erste Aufnahme (20) zum Aufnehmen, zumindest eines Teils, eines Kontaktelements (200), umfassend eine zweite Halterung (50), aufweisend eine zweite Aufnahme (60) zur Aufnahme zumindest eines Teils, einer Läng (L), eines Schweiß-Nuggets (110), der elektrischen Leitung (100), wobei die erste Halterung (10) und die zweite Halterung (50) um eine gemeinsame Drehachse (Y) relativ zueinander drehbar sind, wobei die erste Aufnahme (20) gegenüber der zweiten Aufnahme (60) angeordnet ist, wobei die Drehachse (Y) durch ein zweites Zentrum (Z2) der zweiten Aufnahme (60) verläuft, ein Drehmoment-Beaufschlagungsmittel das lösbar mit der zweiten Halterung (50) verbunden und geeignet ist die zweite Halterung (50) um die Drehachse (Y) zu drehen;

c) Drehen der zweiten Halterung (50) mittels des Drehmoment-Beaufschlagungsmittels um die Drehachse (Y) unter gleichzeitigem protokolieren der Drehmomentwerte (T);

d) Bestimmen der Qualität der Schweißverbindung anhand der ermittelten Drehmomente.


 
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren im Verfahrensschritt d), das gleichmäßige drehen von einem Startpunkt bis zu einem Endpunkt umfasst, wobei der Endpunkt durch das Abreißen des Schweiß-Nuggets (110) definiert ist.
 
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-11, wobei das Verfahren im Verfahrensschritt a) das Bereitstellen einer Liste von referenzdrehmomentwerten für die zu prüfende elektrische Leitungs-Kontaktelement-Kombination umfasst und wobei das Verfahren im Verfahrensschritt d) das Erzeugen einer Liste mit Wertpaaren von Drehmomenten (T) über die Zeit umfasst.
 
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verfahren im Verfahrensschritt e) den Vergleich der Bereitgestellten Wertepaarliste der Referenzdrehmomentwerte mit der Erzeugten Liste der Wertepaare der Drehmomente (T) umfasst.
 
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, wobei das Verfahren im Verfahrensschritt a) das Bereitstellen von Drehmoment-toleranzwerten umfasst und wobei das Verfahren im Verfahrensschritt e) das Treffen einer Aussage darüber, ob die ermittelten Werte eine Schweißverbindung von guter Qualität entsprechen.
 
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-14, wobei das Verfahren im Verfahrensschritt a) das Bereitstellen einer Liste von Referenzwinkelangaben für die zu prüfende elektrische Leitungs-Kontaktelement-Kombination umfasst und b) das Bereitstellen eines Drehmoment-Beaufschlagungsmittels, das das den Drehwinkel auf einer Anzeige anzeigt und/oder als elektrisches Signal ausgibt und wobei das Verfahren im Verfahrensschritt c) das protokolieren des Drehwinkels (A) umfasst und wobei im Verfahrensschritt d) das Treffen einer Aussage darüber, ob der protokollierte Drehwinkelverlauf mit den Referenzdrehwinkelangaben korrespondiert.
 




Zeichnung