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Title:
METHOD FOR DETECTING LACQUER RESIDUE ON A SURFACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/078479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for detecting lacquer residue on the surface (15) of a wire (14), in particular on a stripped wire end (16), having the following steps: a wire (14) is coated with a lacquer material (20, 42) which has optical properties; a stripped wire end (16) of the previously coated wire (14) is then produced; the stripped wire end (16) is then irradiated by a radiation source (10); and finally radiation (30, 36) reflected from the stripped wire end (16) is detected by a detection system (18), wherein a first lacquer material (20) with fluorescent properties is preferably applied. The invention additionally relates to the use of the method in order to detect the absence of lacquer on stripped wire ends (16) of wires (14) with which electric connections are produced using bonded joining techniques.

Inventors:
WOLF, Dirk (Renningen, DE)
NEUMANN, Nils (Renningen, DE)
Application Number:
EP2020/077236
Publication Date:
April 29, 2021
Filing Date:
September 29, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
International Classes:
G01N21/64; G01N21/84; G01N21/952; B21F15/00; H01R4/00; H01R4/70; H01R43/00; H01B7/00; H01B3/00; H01R43/28; H02G1/12; G01N21/55; G01N21/94; G01N21/91
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Detektion von Lackresten auf einer Oberfläche (15) eines Drahtes (14), insbesondere an einem abisolierten Drahtende (16) mit nachfolgenden Verfahrensschritten: a) Beschichten eines Drahtes (14) mit einem Lackmaterial (20, 42), welches optische Eigenschaften aufweist, b) Herstellen eines abisolierten Drahtendes (16) des gemäß a) beschichteten Drahtes (14), c) Bestrahlung des abisolierten Drahtendes (16) mit einer Strahlungsquelle (10), d) Detektion von vom abisolierten Drahtende (16) reflektierter Strahlung (30, 36) mit einem Detektionssystem (18).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Draht (14) ein erstes Lackmaterial (20) mit fluoreszierenden Eigenschaften aufgebracht wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Draht (14) ein zweites Lackmaterial (42) aufgebracht wird, welches Licht einer ersten Wellenlänge (34) absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge (36) reflektiert.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bestrahlung des abisolierten Drahtendes (16) verbliebene Lackreste des ersten Lackmaterials (20) eine reflektierte Fluoreszenzstrahlung (30) abgeben, die vom Detektionssystem (18) empfangen wird.

5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bestrahlung des abisolierten freien Drahtendes (16) des Drahtes (14) mit Licht eines ersten Wellenlängenbereiches (34) und eines zweiten Wellenlängenbereiches (36) verbliebene Lackreste des zweiten Lackmaterials (42) Licht des zweiten Wellenlängenbereiches (36) reflektieren, die vom Detektionssystem (18) empfangen werden. 6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von Lackresten des ersten Lackmaterials (20) reflektierte Fluoreszenzstrahlung (30) oder von Lackresten des zweiten Lackmaterials (42) reflektierte Strahlung (12) des zweiten Wellenlängenbereichs (36) von einer ein Linsensystem (40) aufweisenden Kamera (38) empfangen wird.

7. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zur Detektion einer Lackfreiheit abisolierter Drahtenden (16) von Drähten (14), mit denen elektrische Anschlüsse per stoffschlüssiger Fügetechnik an elektrischen Maschinen oder elektrischen Komponenten hergestellt werden.

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zur Detektion von Lackresten auf einer Oberfläche

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion von Lackresten auf einer Oberfläche eines Drahtes, insbesondere an einem abisolierten Drahtende. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens zur Detektion der Lackfreiheit abisolierter Drahtenden von Drähten, mit denen elektrische Anschlüsse in stoffschlüssiger Fügetechnik hergestellt werden.

Stand der Technik

DE 199 12 791 Al bezieht sich auf hochtemperaturbeständige, farbige, lackisolierte Drähte. Ein hochtemperaturbeständiger, farbiger, lackisolierter Draht weist einen metallischen Drahtleiter und mindestens eine, den Draht umgebende farbige Beschichtung auf. Diese mindestens eine farbige Schicht wird von einer Beschichtungskombination gebildet, die (a) einen Kunstharz, (b) ein organisches Lösungsmittel und (c) ein anorganisches Pigment aufweist. Neben dem ansprechenden Aussehen und der einheitlichen Farbe kann der hochtemperaturbeständige, farbige, lackisolierte Draht Temperaturbeständigkeit und Isoliereigenschaften bieten.

DE 297 07 641 Ul bezieht sich auf einen lackisolierten elektrischen Leiter in Form eines Lackdrahtes sowie eine Spule aus einem solchen Lackdraht. Der elektrische Leiter weist beispielsweise eine elektrisch isolierende Lackschicht auf, welche farbig ausgebildet ist. Ebenfalls kann der Leiter eine elektrisch isolierende Lackschicht aufweisen, über welche eine weitere farbige Lackschicht aufgetragen ist. Ferner ist denkbar, dass zwischen dem Leiter und der elektrisch isolierenden Lackschicht eine farbige Schicht vorgesehen ist.

DE 699 203 81 T2 offenbart ein Drahtbeschichtungsmittel. Dieses dient zum Beschichten beziehungsweise Lackieren von Drähten und kann unter anderem Farbstoffe enthalten. DE 10 2009 026343 Al hat einen isolierten Draht zum Gegenstand. Der isolierte Draht weist dabei eine erste Isolierschicht und eine zweite Isolierschicht auf. In beiden Isolierschichten können Farbstoffe enthalten sein.

Lackdraht wird zur Herstellung von elektrischen Maschinen, beispielsweise Elektromotoren und Generatoren benutzt. Um die elektrischen Anschlüsse des Lackdrahtes, beispielsweise auf dem Wege einer Löt- oder Schweißverbindung herzustellen, müssen die Drahtenden des Lackdrahtes abisoliert werden. Nach dem Abisolieren erfolgt in der Regel das stoffschlüssige Fügen des abisolierten Endes im Rahmen eines Löt- oder Schweißvorganges. Dabei ist anzustreben, dass das abisolierte Drahtende frei von Lackresten ist. Da der Lack auf dem Draht eine ähnliche Farbe wie das Kupfermaterial des Drahtes aufweist, ist die Prüfung von auf dem abisolierten Drahtende verbliebener Lackreste schwierig.

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Detektion von Lackresten auf einer Oberfläche eines Drahtes vorgeschlagen, insbesondere an einem abisolierten Drahtende, wobei die nachfolgend aufgeführten Verfahrensschritte durchlaufen werden: a) Beschichten eines Drahtes mit einem Lackmaterial, welches optische Eigenschaften aufweist, b) Herstellen eines abisolierten Drahtendes des gemäß Verfahrensschritt a) beschichteten Drahtes, c) Bestrahlung des abisolierten Drahtendes mit einer Strahlungsquelle, d) Detektion von vom abisolierten Drahtende reflektierter Strahlung mit einem Detektionssystem.

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann sowohl durch das menschliche Auge eines Mitarbeiters als auch auf automatisiertem Wege erkannt werden, ob vollständig abisoliert erscheinende Drahtenden tatsächlich frei von Lackresten sind. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine frühzeitige Erkennung mit Lackresten versehener Drahtenden, so dass nachfolgende Verarbeitungsschritte, insbesondere ein auf stoffschlüssigem Wege erfolgendes Fügen beziehungsweise Herstellen von elektrischen Verbindungen verbessert wird und unnötige Nacharbeit vermieden wird.

In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens ist auf dem Draht beispielsweise ein erstes Lackmaterial aufgebracht, welches fluoreszierende Eigenschaften aufweist.

Es besteht alternativ die Möglichkeit, auf dem Draht ein zweites Lackmaterial aufzubringen, welches Licht einer ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge im Wesentlichen vollständig reflektiert.

Bei Bestrahlung des abisolierten freien Endes geben auf diesem verbliebene Lackreste des ersten Lackmaterials eine reflektierte Fluoreszenzstrahlung ab, die vom Detektionssystem empfangen wird.

Dafür kann beispielsweise eine Strahlungsquelle mit UV-Licht eingesetzt werden.

Alternativ besteht beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren die Möglichkeit, bei Bestrahlung des abisolierten Endes des Drahtes mit Licht eines ersten Wellenlängenbereiches und Licht eines zweiten Wellenlängenbereiches auf dem abisolierten Drahtende verbliebene Lackreste des zweiten Lackmaterials festzustellen, da Licht des zweiten Wellenlängenbereiches reflektiert wird, welches vom Detektionssystem empfangen wird.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren werden von Lackresten des ersten Lackmaterials reflektierte Fluoreszenzstrahlung oder von Lackresten des zweiten Lackmaterials reflektierte Strahlung des zweiten Wellenlängenbereiches von einer ein Linsensystem aufweisenden Kamera empfangen.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die Verwendung des Verfahrens zur Detektion der Lackfreiheit abisolierter Drahtenden von Drähten, mit denen elektrische Anschlüsse per stoffschlüssiger Fügetechnik an elektrischen Maschinen oder elektrischen Komponenten hergestellt werden. Vorteile der Erfindung

Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren besteht eine einfache Überprüfungsmöglichkeit, ob abisolierte Drahtenden frei von Lackresten sind. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können dem Lackmaterial beispielsweise innewohnende fluoreszierende Eigenschaften ausgenutzt werden, so dass am abisolierten Drahtende verbliebene Lackreste des ersten Lackmaterials beispielsweise mit Hilfe von von der Strahlungsquelle emittiertem UV-Licht detektiert werden können.

Alternativ besteht die Möglichkeit, ein weiteres zweites Lackmaterial einzusetzen, welches die Eigenschaft besitzt, bestimmte Lichtwellenlängen stark zu absorbieren und andere Lichtwellenlängen zu reflektieren.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können bei Beleuchtung mit bestimmten Lichtwellenlängen Schatten oder Flecken auf dem abisolierten Drahtende sichtbar gemacht werden, welche leicht entweder durch das menschliche Auge eines Mitarbeiters oder auch automatisiert mittels eines ein Linsensystem aufweisenden Kamera- oder Detektionssystems ausgewertet werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Strahlungsquelle eines abisolierten Drahtendes und eines ein Linsensystem aufweisenden Detektionssystems,

Figur 2 ein abisoliertes Drahtende eines Drahtes mit verbliebenem Lackrest eines ersten Lackmaterials mit einfallender UV-Strahlung und reflektierter fluoreszierender Strahlung und Figur 3 ein auf einem abisolierten Drahtende verbliebener Lackrest eines zweiten Lackmaterials mit eingestrahlter Strahlung verschiedener Wellenlängen, einem absorbierten Wellenlängenbereich der eingestrahlten Strahlung sowie eines reflektierten Wellenlängenbereiches der eingestrahlten Strahlung.

Ausführungsformen der Erfindung

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist in schematischer Anordnung eine Strahlungsquelle 10 zu entnehmen, die eine Strahlung 12 emittiert. Dabei kann es sich um UV-Licht oder um Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen handeln. Die Strahlung 12 ist auf eine Oberfläche 15 eines Drahtes 14 gerichtet. Ein Ende des Drahtes 14 stellt ein abisoliertes Drahtende 16 dar, so dass ein Drahtmaterial 22 des Drahtes 14 freiliegt und die Oberfläche 15 von der Strahlung 12 der Strahlungsquelle 10 erfasst werden kann.

Des Weiteren ist in der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 ein Detektionssystem 18 dargestellt, welches beispielsweise als eine ein Linsensystem 40 aufnehmende Kamera 38 ausgebildet sein kann, um eine automatisierte Detektion zu realisieren.

Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens, bei welchem die Strahlungsquelle 10 eine UV- Strahlung 28 emittiert. Diese trifft gemäß der Darstellung in Figur 2 auf einen Lackrest des ersten Lackmaterials 20, der auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 verblieben ist. Der Lackrest des ersten Lackmaterials 20 weist beispielsweise eine Schichtdicke 26 von wenigen Mikrometern auf, der ausreichend ist, eine reflektierte Fluoreszenzstrahlung 30 abzugeben, da das erste Lackmaterial 20 fluoreszierende Eigenschaften aufweist. Die reflektierte Fluoreszenzstrahlung 30 gemäß der Darstellung in Figur 2 trifft auf die in Figur 1 dargestellte, das Linsensystem 40 aufweisende Kamera 38. Somit können auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 des Drahtes 14 verbliebene Lackreste detektiert werden. Trifft keine reflektierte Fluoreszenzstrahlung 30 auf das Detektionssystem 18 auf, so ist das von der UV-Strahlung 28 beaufschlagte, abisolierte Drahtende 16 frei von Lackresten. In diesem Fall kann mit dem von Lackresten des ersten Lackmaterials 20 freien abisolierten Drahtende 16 des Drahtes 14 auf stoffschlüssigem Wege, durch Löten oder durch Schweißen, eine elektrische Verbindung an einer elektrischen Maschine oder einer anderen elektrischen Komponente ausgeführt werden, ohne dass verbliebene Lackreste auf dem abisolierten Drahtende 16 die Herstellung dieser elektrischen Verbindung behindern. Anstelle von reflektierter Fluoreszenzstrahlung 30 kann es auch einfaches reflektiertes Licht sein, mit einem Teil des Spektrums der Beleuchtung der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16.

Bei dem Drahtmaterial 22 des Drahtes 14 handelt es sich vorzugsweise um Kupfer oder um eine Kupfer enthaltende Legierung, mit guten Leiteigenschaften.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens.

In der zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird von der Strahlungsquelle 10 Licht als eingestrahlte Strahlung 32 auf die Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 abgestrahlt. Ein auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 verbliebener Lackrest eines zweiten Lackmaterials 42 mit Absorptions- und Reflektionseigenschaften für Licht unterschiedlicher Wellenlängen bewirkt, dass ein Teil der eingestrahlten Strahlung 32 als absorbierte Wellenlängen 34 des Lichtes absorbiert werden und ein Teil der eingestrahlten Strahlung 32 als reflektierte Wellenlängen 36 vom Lackrest des zweiten Lackmaterials 42 wieder abgestrahlt werden. Auch hier ist der Lackrest, der auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 verblieben ist, in einer Schichtdicke 26 ausgebildet, die nur wenige Mikrometer beträgt. Lackreste des ersten Lackmaterials 20 beziehungsweise des zweiten Lackmaterials 42 können dann auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 des Drahtes 14 verbleiben, falls eine starke Bindung zwischen dem Drahtmaterial 22 des Drahtes 14 und dem Lackmaterial 20 beziehungsweise 42 eingetreten ist, oder wenn beispielsweise ein Verschleiß der Abisolierwerkzeuge aufgetreten ist. Auch andere hier nicht näher aufgeführte Ursachen können bewirken, dass auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 Lackreste des ersten Lackmaterials 20 und des zweiten Lackmaterials 42 verbleiben, die eine Herstellung einer stoffschlüssigen elektrischen Verbindung auf dem Löt- oder Schweißweg in nachfolgenden Arbeitsschritten nicht unerheblich behindern können.

Gemäß der zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens, die in Figur 3 dargestellt ist, wird durch das in Figur 1 dargestellte Detektionssystem 18 in Gestalt einer Kamera 38, die ein Linsensystem 40 aufweist, die vom Lackrest des zweiten Lackmaterials 42 emittierte Strahlung 12 von reflektierter Wellenlänge 36 empfängt.

Auch für die zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens gilt, dass Strahlung 12 der reflektierten Wellenlänge 36, die ein Teil der eingestrahlten Strahlung 32 durch die Strahlungsquelle 10 darstellen, nur dann auf das Detektionssystem 18 in Gestalt einer Kamera 38 trifft, wenn auf der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 ein Lackrest des zweiten Lackmaterials 42 mit den genannten optischen Eigenschaften verblieben ist. Für den Fall, dass von der Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 eben keine Strahlung 12 mit reflektierten Wellenlängen 36 an das Detektionssystem 18 abgestrahlt wird, gilt, dass in diesem Fall die Oberfläche 15 des abisolierten Drahtendes 16 frei von Lackresten des zweiten Lackmaterials 42 ist.

Bei beiden Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann sowohl das menschliche Auge eines Mitarbeiters die Detektionsfunktion übernehmen; es können jedoch bevorzugt an den entsprechenden Fertigungsstraßen zur Herstellung elektrischer Anschlüsse Detektionssysteme 18 mit Kameras 38 eingesetzt werden, die die von Lackresten emittierten reflektierten Fluoreszenzstrahlungsanteile 30 empfangen oder die Strahlung 12 mit reflektierten Wellenlängen 36 in der zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens aufnehmen.

Für den Fall, dass an den abisolierten Drahtenden 16 des Drahtes 14 aus einem Drahtmaterial 22, wie beispielsweise Kupfer, Lackreste des ersten Lackmaterials 20 oder des zweiten Lackmaterials 42 verblieben sind, werden diese durch einen separaten Arbeitsgang entfernt, so dass in nachfolgenden Arbeitsschritten herzustellende elektrische Verbindungen nicht beeinträchtigt werden. Die elektrischen Verbindungen an elektrischen Maschinen oder anderen elektrischen Komponenten werden vorzugsweise auf stoffschlüssigem Wege, bevorzugt durch das Löt- oder Schweißverfahren hergestellt. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.