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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs während der
Produktion. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum Beurteilen, ob der verschweißte Bereich eine Festigkeit
hat, die größer ist
als eine gewünschte
Festigkeit.
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In einem Verfahren zur Herstellung
von elektrischen Produkten gibt es beispielsweise einen Vorgang
des elektrischen Verbindens von leitenden Elementen miteinander
durch einen verschweißten
Bereich. Hier wird die Produktionsreihenfolge eines solchen verschweißten Bereichs
kurz mittels eines Beispiels von elektrischen Drähten als den leitenden Elementen
beschrieben.
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Beispielsweise werden die jeweiligen
Kerne von mehreren Drähten
oder Leitern zwischen einem Ultraschalltrichter und einem Amboss
angeordnet, und dann werden eine Kompression sowie Ultraschallschwingungen
auf die Kerne der Leiter aufgebracht, die zwischen dem Ultraschalltrichter
und dem Amboss verklemmt sind. Dann ermöglicht es die entstehende Ultraschallenergie,
dass die Kerne schmelzen und so einen verschweißten Bereich bei den Kernen
bilden. Die 1A, 1B und 1C zeigen verschiedene Schweißformen,
die jede durch Verbinden von mehreren Leitern W miteinander durch
einen geschweißten
Bereich 104 gemäß der oben
erwähnten Reihenfolge
erzielt werden. Bei dem durch Ultraschallschweißen etc. verschweißten Bereich 105 wird
anschließend überprüft, ob sich
der verschweißte
Bereich 105 in einem geeigneten verschweißten Zustand
befindet oder nicht, um zu verhindern, dass fehlerhafte Produkte
vertrieben werden.
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Die 2A, 2B und 2C zeigen ein herkömmliches Verfahren zum Beurteilen
eines solchen verschweißten
Bereichs. Gemäß dem herkömmlichen Beurteilungsverfahren
wird, während
ein Leiter W festgehalten wird, eine vorbestimmte Zugkraft f1 auf den
anderen Leiter W aufgebracht. Durch Ausüben der Zugkraft f1 auf den
verschweißten
Bereich 105 wird so festgestellt, ob der Zustand des verschweißten Bereichs
geeignet ist oder nicht. Genauer gesagt wird, wenn der verschweißte Bereich 105 trotz
des Aufbringens der Zugkraft f1 nicht zerbricht, festgestellt, dass
der verschweißte
Bereich 105 nicht fehlerhaft ist. Wenn dagegen die Struktur 105 zerbricht, wird
festgestellt, dass die Struktur 105 fehlerhaft ist.
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Als anderes herkömmliches Beurteilungsverfahren
für einen
solchen verschweißten
Bereich zeigen die 3, 4 und 5 ein in der US-Patentveröffentlichung
Nr. 6 393 924 offenbartes Beurteilungsverfahren. Gemäß diesem
Beurteilungsverfahren wird, wie in 3 dargestellt,
ein verschweißter
Bereich 105 zwischen Halteelementen 106a, 107a eines
Paars von Armelementen 106, 107 verklemmt. In
diesem Zustand wird eine Kompressionskraft f2 auf den verschweißten Bereich 105 aufgebracht,
um festzustellen, ob der Zustand des verschweißten Bereichs korrekt ist oder
nicht. Genauer gesagt wird beim Aufbringen der Kompressionskraft
f2 auf den verschweißten Bereich 105 festgestellt,
dass ein Produkt mit der Struktur 105 nicht fehlerhaft
ist, wenn sie nicht zerbricht, wie in 4 dargestellt.
Wenn der verschweißte
Bereich 105 jedoch zerbricht, wie in 5 dargestellt, wird festgestellt, dass
das Produkt fehlerhaft ist.
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Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Beurteilungsverfahren
ist jedoch festzustellen, dass der verschweißte Bereich 105 einer
solchen Zugbelastung oder Kompressionsbelastung unterworfen wird,
dass der Bereich 105 eventuell zerstört wird. Ein Produkt ist es
nach der Beendigung der oben beschriebenen Untersuchung nicht wert,
ein gutes Produkt zu sein, selbst wenn der verschweißte Bereich nicht
zerstört
ist. Da es die oben beschriebenen Beurteilungsverfahren erfordern,
einige Stichproben aus einem Produktstrom herauszusuchen, wird daher
die Produktionsmenge aufgrund der Anwesenheit von Beurteilungsstichproben
beeinflusst.
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In einer solchen Situation ist daher
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Beurteilen
eines verschweißten
Bereichs zu schaffen, das nicht zu Abfall aufgrund einer Stichprobenuntersuchung
führt,
und das gleichzeitig sehr verlässlich
ist.
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Das oben erwähnte Ziel kann erreicht werden
durch Vorsehen eines Verfahrens zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs,
bei dem eine vorbestimmte Kompressionsbelastung für die Überprüfung auf
den verschweißten
Bereich aufgebracht wird, ein Betrag der Dehnung (Dehnungswert)
des verschweißten
Bereichs, wenn die Kompressionsbelastung darauf aufgebracht wird,
gemessen wird, und bei dem dann der Zustand des verschweißten Bereichs
beurteilt wird, in dem festgestellt wird, ob sich der Betrag der
Dehnung bei der Messung in einem vorbestimmten Bereich befindet.
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Bei einem fehlerhaften verschweißten Bereich
mit einem Verschweißungszustand
mit geringer Festigkeit sind verschweißte Elemente (z.B. Kernleiter),
die den verschweißten
Bereich bilden, grob angeordnet, so dass der verschweißte Bereich
mittels einer geringen Kompressionsbelastung bereits einen Fließpunkt oder
eine Streckgrenze erreicht. Bei einem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich
mit einem Verschweißungszustand
von hoher Festigkeit sind dagegen verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereich
bilden, eng angeordnet, so dass der verschweißte Bereich erst bei einer
großen
Kompressionsbelastung die Streckgrenze erreicht. Entsprechend einem
solchen Unterschied in der Kompressionsbelastung, die eine Streckgrenze
erreicht, zwischen dem fehlerhaften und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich,
gibt es einen großen
Unterschied in dem Dehnungswert entsprechend der Kompressionsbelastung
bei der Streckgrenze. Während
ein solcher kennzeichnender Unterschied zwischen dem fehlerhaften
und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich ausgenutzt wird,
wird es daher, wenn die Überprüfung bei
einer solchen Kompressionsbelastung ausgeführt wird, dass der fehlerhafte
verschweißte
Bereich mit geringer Festigkeit verformt würde, während seine Streckgrenze überschritten
würde,
und sich der nicht fehlerhafte verschweißte Bereich mit hoher Festigkeit
elastisch verformen würde,
ohne dass seine Streckgrenze überschritten
würde,
möglich,
den Zustand eines verschweißten
Bereichs zu bestimmen, indem sein Betrag der Dehnung unter der Kompressionsbelastung erfasst
wird. Da diese Kompressionsbelastung für die Untersuchung so gering
ist, dass sich die verschweißten
Elemente des nicht fehlerhaften verschweißten Bereichs elastisch verformen
können, können außerdem alle
mit den nicht fehlerhaften verschweißten Bereichen ausgestattete
Artikel nach der Untersuchung als formelle Produkte verwendet werden,
wobei es möglich
ist, alle hergestellten Artikel hinsichtlich des Zustands der Schweißung zu
untersuchen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann die Kompressionsbelastung auf einen Teil der
Oberfläche
des verschweißten
Bereichs aufgebracht werden.
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Da in diesem Fall eine Spur der Untersuchung
auf der Oberfläche
des verschweißten
Bereichs nach der Untersuchung verbleibt, kann das Personal visuell
bestätigen,
ob der entsprechende Artikel bereits untersucht worden ist oder
nicht. Da dieses Untersuchungsverfahren es ermöglicht, eine Kompressionsbelastung
bei der Untersuchung zu reduzieren, ist es außerdem möglich, eine Untersuchungsvorrichtung,
die das Verfahren verwendet, zu miniaturisieren und zu vereinfachen.
Da die Kompressionsbelastung bei der Untersuchung nur auf einen
Teil des verschweißten
Bereichs aufgebracht wird, ist es außerdem möglich, die Beschädigung des verschweißten Bereichs
bei der Untersuchung zu reduzieren.
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Unter der Annahme, dass die vorbestimmte Kompressionsbelastung
für die
Untersuchung auf den verschweißten
Bereich aufgebracht wird, kann das oben beschriebene Verfahren zum
Beurteilen des verschweißten
Bereichs außerdem
die folgenden Schritte aufweisen: Aufnehmen von Informationen über Streckgrenzenbelastungen
entsprechend Verschweißungsgraden
von mehreren verschweißten
Bereichen in ihren Schweißzuständen; Erstellen von
Korrespondenzdaten, die aus den Verschweißungsgraden und den zugehörigen Streckgrenzenbelastungen
bestehen; und Suchen einer Beziehung zwischen den Verschweißungsgraden
und den Streckgrenzenbelastungen, wobei die Kompressionsbelastung
für die
Untersuchung auf der Basis dieser gesuchten Beziehung bestimmt wird.
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Da die Kompressionsbelastung bei
der Untersuchung ein Wert mit hoher Verlässlichkeit auf der Basis der
Korrespondenzdaten ist, ist es möglich,
einen verschweißten
Bereich mit geringer Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
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In der bevorzugten Ausführungsform
werden als Verschweißungsgrade
der verschweißten.
Bereiche eine Zone mit geringer Festigkeit, in der verschweißte Elemente,
die den verschweißten
Bereich bilden, grob angeordnet sind, eine Zone mit hoher Festigkeit,
wo den verschweißten
Bereich bildende verschweißte
Elemente eng angeordnet sind, und eine Zone mit normaler Festigkeit,
wo den verschweißten
Bereich bildende Elemente mit einer mittleren Dichte zwischen der
Zone mit geringer Festigkeit und der Zone mit hoher Festigkeit angeordnet sind,
ermittelt, und die Kompressionsbelastung für die Untersuchung wird bestimmt
innerhalb eines Bereichs von Streckgrenzenbelastungen der verschweißten Bereiche,
die sich in der Zone mit normaler Festigkeit befinden.
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In diesem Fall wird dank der Ermittlung
eines Pufferbereichs in der Form der Zone mit normaler Festigkeit
die Verlässlichkeit
der Untersuchung so verbessert, dass es möglich ist, hergestellte Artikel mit
einer geringen Festigkeit in ihrem Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
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In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahren
hat der verschweißte
Bereich mehrere miteinander verschweißte Leiter.
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In diesem Fall ist es möglich, die
oben erwähnten
Effekte für
den verschweißten
Bereich von mehreren Leitern zu erzielen.
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In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahren
kann der verschweißte
Bereich mittels Ultraschallschweißen gebildet werden.
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Auch in diesem Fall ist es möglich, die
oben erwähnten
Effekte für
den verschweißten
Bereich zu erzielen, der mittels Ultraschallschweißen gebildet wird.
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Bei dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahren
kann die Kompressionsbelastung auf den verschweißten Bereich durch ein Untersuchungs-Presselement
aufgebracht werden, das die Oberfläche des verschweißten Bereichs
mit Druck beaufschlagen kann.
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In diesem Fall kann das Personal
nach der Untersuchung eine auf der Oberfläche des verschweißten Bereichs
verbliebene Untersuchungsspur visuell und auf einfache Art und Weise
bestätigen.
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In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahren
kann das Untersuchungs-Presselement mit einer keilförmigen Spitze
versehen sein.
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In diesem Fall kann dank der keilförmigen Spitze
des Untersuchungs-Presselements das Personal eine Untersuchungsspur
auf der Oberfläche des
verschweißten
Bereichs nach der Untersuchung visuell und auf einfache Art und
Weise bestätigen.
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In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahren
kann das Untersuchungs-Presselement mit einer abgerundeten Spitze
versehen sein.
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Auch in diesem Fall kann dank der
abgerundeten Spitze des Untersuchungs-Presselements das Personal
eine auf der Oberfläche
des verschweißten Bereichs
verbliebene Untersuchungsspur nach der Untersuchung visuell und
auf einfache Art und Weise bestätigen.
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Diese und andere Ziele und Merkmale
der Erfindung werden sich deutlicher aus der nun folgenden Beschreibung
und den anliegenden Ansprüchen ergeben,
zusammen mit den begleitenden Zeichnungen.
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1A, 1B und 1C sind perspektivische Ansichten von
verschiedenen Schweißformen,
die jeweils durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißte Bereiche
von Leitern zeigen;
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2A, 2B und 2C sind perspektivische Ansichten, die
jeweils Zugdehnungstests des verschweißten Bereichs der Leiter in
verschiedenen Schweißformen
zeigen;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die den herkömmlichen Kompressionstest eines
verschweißten
Bereichs von Leitern zeigt;
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4 ist
eine Frontansicht, die gemäß dem Stand
der Technik den verschweißten
Bereich der Leiter unter dem Kompressionstest zeigt, wenn der verschweißte Bereich
nicht fehlerhaft ist;
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5 ist
eine Frontansicht, die gemäß dem Stand
der Technik den verschweißten
Bereich der Leiter unter dem Kompressionstest zeigt, wenn der verschweißte Bereich
fehlerhaft ist;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichs
von Leitern gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7A, 7B und 7C sind Schnittdiagramme entlang der
Linie 7-7 in 6, wobei 7A ein Schnittdiagramm des
verschweißten
Bereichs mit einer geringen Festigkeit (–30%) im Verschweißungszustand
ist, 7B ein Schnittdiagramm
des verschweißten
Bereichs mit einer normalen Festigkeit (0%) in dem verschweißten Zustand
und 7C ein Schnittdiagramm
des verschweißten
Bereichs mit einer hohen Festigkeit (+50%) in dem verschweißten Zustand;
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8 ist
ein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs mit einer geringen
Festigkeit im Verschweißungszustand
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das die Beziehung zwischen der darauf
einwirkenden Kompressionsbelastung und der Dehnung zeigt;
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9 ist
ein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs einer hohen Festigkeit im
Verschweißungszustand
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, das die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung
in ihrem unteren Bereich, die auf den verschweißten Bereich einwirkt, und
der Dehnung zeigt;
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10 ist
ein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs mit einer hohen
Festigkeit im Verschweißungszustand
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung
innerhalb ihres breiteren Bereichs einschließlich einer Streckgrenze und
der Dehnung zeigt;
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11 ist
ein kennzeichnendes Diagramm der Beziehung zwischen der Schweißbeurteilung
des verschweißten
Bereichs (im Verschweißungszustand)
und der Bruchbelastung, das eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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12A und 12B zeigen die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei 12A eine
Draufsicht ist, die einen Pressbereich (schraffiert) des verschweißten Bereichs
zeigt, und 12B eine
perspektivische Ansicht des verschweißten Bereichs nach der Untersuchung
ist;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichs
von Leitern in einer anderen Schweißform zeigt; und
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14 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichs
von Leitern in einer anderen Schweißform zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 6 dargestellt,
sind mehrere Leiter W miteinander über einen verschweißten Bereich
(eine Struktur) 1 verbunden. Dieser verschweißte Bereich 1 wird
durch Schmelzen von Kernleitern 2 der mehreren Leiter W
mittels Ultraschallenergie erzeugt. Beim Ultraschallschweißen zum
Ausbilden des verschweißten
Bereichs 2 werden die Kernleiter 2 der Leiter
W zwischen einem Ultraschalltrichter und einem Amboss gehalten,
die beide in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, und anschließend werden die
Kernleiter 2 Ultraschallschwingungen ausgesetzt. Als Ergebnis
werden die Kernleiter 2 mittels der Ultraschallenergie
verschmolzen und bilden den verschweißten Bereich 1.
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Nun wird das Verfahren zum Beurteilen
des verschweißten
Bereichs 1 beschrieben. Gemäß dem Beurteilungsverfahren
werden ein Untersuchungs-Presselement 3 zum Aufbringen
einer Kompressionsbelastung F auf eine Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,
Mittel (nicht dargestellt) zum Steuern eines Drucks (einer Kompressionsbelastung)
F des Elements 3, sowie Mittel (ebenfalls nicht dargestellt)
zum Erfassen eines Betrags der Dehnung des verschweißten Bereichs 1,
auf welchen mittels des Untersuchungs-Presselements 3 eine Kompressionskraft
aufgebracht wird, verwendet. Während
der Untersuchung wird eine vorbestimmte Kompressionsbelastung auf
den verschweißten
Bereich 1 aufgebracht, indem die Oberfläche 1a mittels des
Untersuchungs-Presselements 3 mit Druck beaufschlagt wird.
Dann wird durch eine Feststellung, ob ein Betrag der Dehnung des
verschweißten
Bereichs 1 sich innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet,
der verschweißte
Zustand des verschweißten
Bereichs 1 eingeschätzt.
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Der Grund dafür, dass die Erfassung der Dehnung
beim Aufbringen der Kompressionsbelastung auf den verschweißten Bereich 1 eine
Bewertung des verschweißten
Zustands ermöglicht,
ist der folgende.
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Die Festigkeit des verschweißten Bereichs 1 hängt von
dem verschweißten
Zustand ab. Wie in 7A dargestellt,
sind, wenn der verschweißte
Bereich 1 eine geringe Festigkeit hat (–30%) im Verschweißungszustand,
die Kernleiter 2 als zu verschweißende Elemente grob angeordnet.
Im Gegensatz dazu sind, wie in 7C gezeigt,
wenn der verschweißte
Bereich 1 eine hohe Festigkeit hat (+50%) im Verschweißungszustand,
die Kernleiter 2 eng angeordnet. Wie in 7B dargestellt, sind die Kernleiter 2,
wenn der verschweißte
Bereich 1 eine normale Festigkeit (0%) im Verschweißungszustand
hat, mit einer mittleren Dichte zwischen der in 7A und der in 7C vorgesehen.
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Die Bedeutung der oben genannten
Prozentsätze,
die die verschiedenen verschweißten
Zustände
wiedergeben, wird nun beschrieben.
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Wenn der verschweißte Bereich 1 mit
einer geringen Festigkeit versehen ist, hat die Beziehung zwischen
der Kompressionsbelastung und der Dehnung (dem Betrag der Dehnung)
die in 8 dargestellte
kennzeichnende Kurve oder Kennlinie. Das heißt, der verschweißte Bereich 1 hat
eine Streckgrenze bei einer geringen Kompressionsbelastung F. Wenn
der verschweißte
Bereich 1 jedoch mit einer hohen Festigkeit versehen ist,
hat die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung und der Dehnung die
in den 9 und 10 dargestellten Kennlinien.
Der verschweißte
Bereich 1 hat dann eine Streckgrenze bei einer hohen Kompressionsbelastung
F. Wenn der verschweißte
Bereich 1 außerdem
mit einer normalen Festigkeit versehen ist, liegt die Kennlinie
der Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung und der Dehnung
in der Mitte zwischen den oben genannten Kennlinien, so dass der
verschweißte
Bereich 1 eine Streckgrenze bei einer mittleren Kompressionsbelastung
F hat. Wie in den 8 und 10 dargestellt, verändert sich
mit einem Anstieg der Kompressionsbelastung F der Betrag der Dehnung
stark, mit der Streckgrenze als Übergang.
Es sei nun angenommen, dass die Kompressionsbelastung F bei der
Untersuchung beispielsweise auf 1500 N festgelegt ist. In einer
solchen Situation wird der verschweißte Bereich 1, wenn
er eine geringe Festigkeit (–30%)
im Verschweißungszustand
hat, mit einer großen
Dehnung verformt werden, beispielsweise ungefähr 3,4 mm (siehe einen Punkt
A in 8), während die Streckgrenze überschritten
wird. Wenn in dieser Situation der verschweißte Bereich 1 jedoch
eine hohe Festigkeit hat (+50%) im Verschweißungszustand, wird er elastisch
verformt mit einer geringen Dehnung, beispielsweise ungefähr 2,2 mm
(siehe einen Punkt B in 9),
ohne dass die Streckgrenze überschritten
wird. Unter der gleichen Beurteilungssituation gibt es daher einen
großen
Unterschied der Dehnung zwischen dem verschweißten Bereich 1 mit
der geringen und dem mit der hohen Festigkeit.
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Dies bedeutet, dass, wenn die Untersuchung bei
einer Kompressionsbelastung ausgeführt wird, bei der sich der
verschweißte
Bereich der geringen Festigkeit verformen würde, während die Streckgrenze überschritten
würde,
und der verschweißte
Bereich mit hoher Festigkeit lediglich elastisch verformt würde, ohne
dass die Streckgrenze überschritten würde, die
Erfassung des Betrags der Dehnung es ermöglicht, den verschweißten Bereich 1 hinsichtlich seines
verschweißten
Zustands zu bewerten.
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Die oben beschriebene Kompressionsbelastung
F bei der Untersuchung und der Dehnungswert für die Bewertung werden wie
folgt bestimmt.
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In einer Situation, indem der Verschweißungszustand
ausreichend überprüft wird,
werden zunächst
verschiedene verschweißte
Bereiche 1 mit unterschiedlichen Verschweißungszuständen (–50%∼+100%) durch
Verändern
von zumindest einem Schweißparameter,
wie beispielsweise dem Schweißdruck,
produziert. Entsprechend dem oben beschriebenen Beurteilungsgrad
werden anschließend
jeweilige Streckgrenzen der verschweißten Bereiche 1 gemessen,
und Daten von Streckgrenzen werden in einem Diagramm eingetragen,
wie es in 11 dargestellt
ist. In 11 bezeichnen
verschiedene Punkte mit Markierungen X solche Streckgrenzen. Anschließend wird,
wie in 11 dargestellt,
eine Kennlinie der Beziehung zwischen dem Grad der Beurteilung für den verschweißten Zustand (Verschweißungsgrad)
und die Streckgrenze gemacht. Zusätzlich wird, wie in 11 dargestellt, der Bewertungsbereich
für den
verschweißten
Zustand in folgendes eingeteilt: ➀ eine Zone mit geringer
Festigkeit (-50%∼–10%), in
der fehlerhafte Produkte produziert werden; ➁ eine Zone
mit normaler Festigkeit (–10%∼+40%); und ➂ eine
Zone mit hoher Festigkeit (+40%∼+100%),
in der nicht fehlerhafte Produkte produziert werden. Dann wird die
Bruchfestigkeit in der Zone ➁ mit normaler Festigkeit ermittelt
als die Kompressionsbelastung bei der Untersuchung. Beispielsweise
wird, da die Bruchfestigkeit in der Zone ➁ mit
der normalen Festigkeit von ungefähr 1250 N bis ungefähr 1750
N in 11 reicht, eine
Kompressionsbelastung innerhalb dieses Bereichs als Kompressionsbelastung
F für die
Untersuchung des Verschweißungsgrads
ermittelt (beispielsweise 1500 N). Gleichzeitig wird ein geeigneter
Wert (beispielsweise 2,5 mm) innerhalb des Bereichs der Dehnung
ausgewählt,
der der Zone ➁ mit der normalen Festigkeit entspricht,
und der so ausgewählte
Wert wird als Dehnungswert für
die Bewertung gesetzt.
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Durch Ermitteln der so bestimmten
Kompressionsbelastung als Kompressionsbelastung F (beispielsweise
1500 N) bei der Untersuchung werden die jeweiligen Dehnungswerte
der verschweißten
Bereiche 1 bei der Produktion gemessen. Wenn der verschweißte Bereich 1 mit
einer geringen Festigkeit versehen ist, wird er verformt, während die Streckgrenze überschritten
wird, und wenn er eine hohe Festigkeit hat, wird er verformt, ohne
dass die Streckgrenze überschritten
wird, so dass eine sehr unterschiedliche Dehnung zwischen dem ersteren und
dem letztgenannten verschweißten
Bereich 1 besteht. Genauer gesagt beträgt, wenn die Schweißfestigkeit
des verschweißten
Bereichs 1 gering ist (–30%), der Dehnungswert beispielsweise
ungefähr 3,4
mm (Punkt A) in B. Wenn dagegen die Schweißfestigkeit
des verschweißten
Bereichs 1 hoch ist (+50%), beträgt der Dehnungswert beispielsweise
ungefähr
2,2 mm (Punkt B) in 9.
Da sich daher der verschweißte
Bereich mit der geringen Festigkeit mit einem Dehnungswert von mehr
als 2,5 mm verformt, wird festgestellt, dass ein Produkt mit einem
solchen verschweißten
Bereich 1 fehlerhaft ist. Da sich der verschweißte Bereich 1 mit
der hohen Festigkeit mit einem Dehnungswert von weniger als 2,5
mm verformt, wird dagegen festgestellt, dass ein Produkt mit einem
solchen verschweißten
Bereich 1 nicht fehlerhaft ist. Da gemäß der Erfindung eine Kompressionsbelastung
F für die
Untersuchung so gering ist, dass sich die Kernleiter 2 des
nicht fehlerhaften verschweißten
Bereichs 1 (mit hoher Festigkeit) elastisch verformen können, können die
nicht fehlerhaften Produkte nach der Untersuchung als formelle Produkte
verwendet werden. Daher ist es möglich,
die gesamte Untersuchung der hergestellten Artikel durchzuführen, und
nicht eine Stichprobenuntersuchung, wodurch die nicht fehlerhaften
Artikel nach der Untersuchung als fertige Produkte vertrieben werden
können.
Auf diese Art und Weise ist es gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
die Untersuchung mit einer hohen Verlässlichkeit zu erzielen, ohne
dass aufgrund der Untersuchung Ausschuss produziert würde.
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In der oben erwähnten Ausführungsform werden die folgenden
Schritte ausgeführt:
Aufnehmen einer Vielzahl von Streckgrenzen entsprechend den Beurteilungsgraden
der verschweißten
Bereiche 1 hinsichtlich ihrer verschweißten Zustände; Erstellen von Korrespondenzdaten,
die aus verschiedenen Beurteilungen im Verschweißungszustand sowie den Bruchbelastungen
der Stichproben bestehen; und Ermitteln einer Kompressionsbelastung
für die
Untersuchung auf der Basis der Korrespondenzdaten. Da die Kompressionsbelastung
F für die
Untersuchung mit einer hohen Verlässlichkeit auf der Basis der
Korrespondenzdaten ermittelt wird, ist es möglich, hergestellte Artikel
mit einer geringen Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
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In der oben erwähnten Ausführungsform wird außerdem die
Zone mit der normalen Festigkeit bei der Beurteilung des Verschweißungszustands zwischen
der Zone mit der geringen und der Zone mit der hohen Festigkeit
ermittelt, und außerdem
wird die Kompressionsbelastung F aus Bruchbelastungen innerhalb
dieser Zone mit der normalen Festigkeit ausgewählt. Dank des Ermittelns eines
Pufferbereichs in Form der Zone mit der normalen Festigkeit wird
so die Verlässlichkeit
der Untersuchung so verbessert, dass es möglich ist, hergestellte Artikel
mit geringer Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
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Nun wird die Beziehung zwischen dem
Flächenbereich
der Spitze 3a des Untersuchungs-Presselements 3 und
dem Oberflächenbereich
des verschweißten
Bereichs 1 beschrieben. Die Oberfläche der Spitze 3a des
Untersuchungs-Presselements 3 hat einen Flächenbereich
S, der schmaler ist als der Oberflächenbereich des verschweißten Bereichs 1. In
der dargestellten Ausführungsform
ist die Oberfläche
der Spitze 3a kleiner als die Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,
und zwar in Längs-
und Querrichtung, und zwar um ungefähr ein Viertel der Oberfläche 1a.
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Nach der Untersuchung, bei der die
Spitze 3a des Untersuchungs-Presselements 3 gegen
die Oberfläche 1a des
verschweißten
Bereichs 1 durch die Pressfläche S gedrückt wird (12A), verbleibt eine Untersuchungsspur 5 auf
der Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,
wie in 12B dargestellt.
Da diese Untersuchungsspur 5 es einem Personal (nicht dargestellt)
ermöglicht,
festzustellen, ob ein Artikel bereits untersucht worden ist oder
nicht, ist es möglich,
eine Leckage in der Untersuchung zu verhindern.
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Da das Untersuchungsverfahren der
Erfindung außerdem
eine Reduzierung der Kompressionsbelastung bei der Untersuchung
ermöglicht,
ist es möglich,
eine Untersuchungsvorrichtung, die das Verfahren ausführt, zu
miniaturisieren und zu vereinfachen.
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Da die Kompressionsbelastung bei
der Untersuchung nur auf einen Teil des verschweißten Bereichs 1 aufgebracht
wird, ist es möglich,
die Beschädigung
des verschweißten
Bereichs 1 bei der Untersuchung zu reduzieren.
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Die 13 und 14 sind perspektivische Ansichten,
die jede die Untersuchung der verschweißten Bereiche 1 für die Leiter
W in verschiedenen Schweißformen
zeigen. Wie in den 13 und 14 dargestellt, können diese
verschweißten Bereiche 1 natürlich genau
wie oben beschrieben mit einer Untersuchung überprüft werden.
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Wie in den 6, 13 und 14 jeweils dargestellt, kann
die Fläche 3a der
Spitze des Untersuchungs-Presselements 3, obwohl sie flach
ausgebildet ist, in der Modifizierung auch abgerundet sein. Obwohl
die Spitze des Untersuchungs-Presselements 3 keilförmig ist,
kann sie auch ein kreisförmiger Kegel
oder eine Pyramide sein.
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Obwohl die Untersuchung des verschweißten Bereichs
1 im Verschweißungszustand
innerhalb des Bereichs von –50%
bis +100 in der oben erwähnten
Ausführungsform
klassifiziert ist, kann das erfindungsgemäße Beurteilungsverfahren auch
die andere Klassifizierung verwenden.
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Obwohl der Beurteilungsbereich für den verschweißten Zustand
eingeteilt ist in: ➀ die Zone mit geringer Festigkeit (–50∼–10%), in
der fehlerhafte Produkte produziert werden; ➁die Zone mit
normaler Festigkeit (-10%∼+40%);
und ➂ die Zone mit hoher Festigkeit (+40%∼+100%), in
der oben erwähnten Ausführungsform,
kann die Klassifizierung natürlich hinsichtlich
der numerischen Werte und der Bereiche verändert werden, während sie
von der erforderlichen Qualität
der Produkte abhängt.
Mit Bezug auf die Kompressionsbelastung für die Untersuchung und den
Dehnungswert für
die Bewertung können diese
außerdem
geeignet verändert
werden. abhängig
von der erforderlichen Qualität
der Produkte.
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Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsform
mehrere Leiter W miteinander durch den verschweißten Bereich 1 verbunden
sind, dessen Zustand bewertet wird, ist die vorliegende Erfindung auch
auf die Beurteilung eines verschweißten Bereichs anwendbar, der
zwischen leitenden Elementen ausgebildet ist.
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Obwohl außerdem das Bewertungsverfahren
der Erfindung auf die Bewertung des durch Ultraschallschweißen erhaltenen verschweißten Bereichs 1 gerichtet
ist, ist die Erfindung natürlich
auch anwendbar auf die Bewertung eines verschweißten Bereichs, der durch das
andere Warmschweißen
gebildet ist.
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Wie oben erwähnt, sind in einem fehlerhaften verschweißten Bereich
mit einem Verschweißungszustand
mit geringer Festigkeit verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereich
bilden, grob angeordnet, so dass der verschweißte Bereich bei einer geringen
Kompressionsbelastung bereits seine Streckgrenze erreicht. In einem
nicht fehlerhaften verschweißten
Bereich mit einem Verschweißungszustand
mit hoher Festigkeit sind dagegen verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereich bilden,
eng angeordnet, so dass der verschweißte Bereich erst bei einer
starken Kompressionsbelastung seine Streckgrenze erreicht. Entsprechend
einem solchen Unterschied in der Kompressionsbelastung, die zu der
Streckgrenze führt,
zwischen dem fehlerhaften und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich,
besteht ein großer
Unterschied in dem Dehnungswert entsprechend der Kompressionsbelastung
an der Streckgrenze. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es daher, während
ein solcher charakteristischer Unterschied zwischen dem fehlerhaften
und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich ausgenutzt wird,
da die Beurteilung bei einer solchen Kompressionsbelastung ausgeführt wird, dass
der fehlerhafte verschweißte
Bereich mit der geringen Festigkeit verformt würde, während seine Streckgrenze überschritten
würde,
und der nicht fehlerhafte verschweißte Bereich mit hoher Festigkeit elastisch
verformt würde,
ohne dass seine Streckgrenze überschritten
würde,
möglich,
den Zustand eines verschweißten
Bereichs einzuschätzen,
indem sein Dehnungsbetrag (oder Dehnungswert) unter der Kompressionsbelastung
erfasst wird. Da diese Kompressionsbelastung für die Untersuchung so gering ist,
dass die verschweißten
Elemente des nicht fehlerhaften verschweißten Bereichs sich elastisch
verformen, können
alle Artikel mit den nicht fehlerhaften verschweißten Bereichen
nach der Untersuchung als formelle Produkte verwendet werden, wodurch
es möglich
wird, alle hergestellten Artikel hinsichtlich des Zustands der Schweißung zu
untersuchen. Das vorliegende Beurteilungsverfahren führt daher
nicht zu Ausschuss aufgrund der Untersuchung, und zwar mit hoher
Verlässlichkeit.
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Der Bereich der Erfindung ist mit
Bezug auf die nun folgenden Ansprüche definiert.