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Hintergrund
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Herstellungsvorrichtung für eine Versteifung einer Zentralsäule (zentralen Säule, B-Säule), welche geformt wird und einen geschlossenen Bereich aufweist, und insbesondere eine Herstellungsvorrichtung für eine Versteifung für eine Zentralsäule, welche fähig ist, eine Versteifung einer Zentralsäule, welche einen variablen Bereich entlang einer Längsrichtung in einem Rohzustand aufweist, welcher einem Dorn entspricht, der eine Kugelgelenkbewegung aufweist und in einer Formungsform extrahiert wird, einfach auszubilden.
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(b) Hintergrundtechnik
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Im Allgemeinen ist eine Versteifung eine Komponente, welche zu einer Zentralsäule eines Fahrzeugkörpers verbunden ist, um einen Seitenzusammenbruch eines Sitzraumes hin zu der Innenseite des Fahrzeuges während einer Seitenkollision zu verhindern.
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Demzufolge wird die Versteifung einer zentralen Säule mit einem hochdehnbaren Stahl oder einem ultrahochdehnbaren Stahl hergestellt, welcher eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnungsgrenze aufweist, wobei die Versteifung einen geschlossenen Bereich aufweist, mit anderen Worten ist der innere Teil in der Längsrichtung offen, um Gewicht zu reduzieren und die Steifigkeit zu verbessern.
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Gemäß einem früheren Verfahren zur Herstellung einer Versteifung einer Zentralsäule, welche einen geschlossenen Bereich aufweist, wie in 1 dargestellt, werden Flansche 3a, 3b, welche zueinander zeigen, an den entsprechenden Biegeplatten 2a, 2b geformt und dann geschweißt, während die Flansche 3a, 3b in nahem Kontakt miteinander sind. Mit anderen Worten, um eine Versteifung einer zentralen Säule herzustellen durch einen Pressprozess, der allgemein verwendet wird, sind zwei Rohlinge notwendig im Vergleich zu einer Herstellung der Versteifung unter Verwendung eines Scheidvorgangs zum Schneiden eines Produktes aus dem Rohling und einer Extraktion davon, wobei ein Durchdringungsprozess zum Ausbilden einer Schraubenbohrung, ein Flanschprozess zum Formen eines Schweißabschnitts (zum Beispiel Flansch) und ein Schweißprozess der Flansche notwendig sind.
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Dennoch, da die Versteifung der zentralen Säule, welche wie oben beschrieben hergestellt wurde, einen geschlossenen Bereich durch einen Schweißprozess aufweist, können Qualitätsabweichungen des Produkts aufgrund der Schweißqualität auftreten.
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Die oben zur Verfügung gestellte Beschreibung als verwandte Technik der Erfindung ist nur zur Unterstützung des Verständnisses des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung und sollte nicht dahin angesehen werden, dass sie im Stand der Technik, welche den Fachmännern in der Technik bekannt sind, beinhaltet ist.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Herstellungsvorrichtung einer Versteifung in einer Zentralsäule zur Verfügung, welche fähig ist, ein Produkt aus einem Rohling ohne einen Schweißverbindungsprozess auszubilden.
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Eine Herstellungsvorrichtung für eine Versteifung einer Zentralsäule, welche einen geschlossenen Bereich in einem Rohling einer Plattenform aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: Eine Fixierungsformplatte, auf welcher eine konkave Ausnehmung platziert ist; eine bewegliche Formplatte, welche ausgebildet ist, um auf der Fixierungsformplatte (die zum Beispiel einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand aufweist) zu gleiten und auf welcher ein konvex geformter Kern ausgebildet ist, um den Rohling hin zu der Ausnehmung zu pressen und um den Rohling zu biegen, um einen geschlossenen Bereich auszubilden; einen Dorn, welcher in die Ausnehmung eingesetzt ist, um den gebogenen Rohling zu fixieren, nachdem die bewegliche Formplatte geöffnet ist; und zwei zueinander zeigende Formplatten, welche ausgebildet sind, um in einen geschlossenen Zustand und einen offenen Zustand zu gleiten, und beide Enden des Rohlings, welche von der Fixierungsplatte hervorstehen, zu biegen, um einen geschlossenen Bereich auszubilden.
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Der Dorn beinhaltet zumindest zwei oder mehr Segmente, wobei auf einer Seite von jedem Segment eine Kugel ausgebildet ist und auf der anderen Seite des Segments eine Befestigungsnut ausgebildet ist und die Kugel eingepasst ist in die Befestigungsnut des benachbarten Segments, um eine Kugelgelenkbewegung zwischen der Kugel und der Befestigungsnut auszubilden. Ferner weisen die Segmente unterschiedliche äußere Durchmesser gemäß der Formen der Ausnehmungen auf und die Kanten der Segmente sind abgerundet, um einen gekrümmte Oberfläche auszubilden. Zusätzlich beinhaltet der Dorn einen ersten Dorn, welcher die Ausnehmung von einer Seite betritt und einen zweiten Dorn, welcher die Ausnehmung von einer entgegengesetzten Richtung des ersten Dorns betritt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in Genauigkeit mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche in den beigefügten Figuren illustriert sind und hiernach nur zur Illustration zur Verfügung gestellt werden, und daher die vorliegende Erfindung nicht einschränken, und wobei:
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1 eine beispielhafte Ansicht ist, welche ein Herstellungsverfahren einer Versteifung gemäß dem Stand der Technik illustriert;
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2 eine exemplarische Ansicht ist, welche eine Herstellungsvorrichtung für eine Versteifung einer Zentralsäule gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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3 eine exemplarische Ansicht ist, welche die Herstellungsschritte einer Versteifung einer Zentralsäule gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 eine vergrößerte exemplarische Ansicht ist, welche den Schritt D in 3 gemäß der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung illustriert;
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5 eine exemplarische Ansicht ist, welche einen Dorn gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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6 eine beispielhafte Ansicht ist, welche einen Punkt β illustriert, bei dem ein Bereichsabschnitt abrupt verringert wird aufgrund einer Biegeform, wenn die Versteifung hergestellt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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7 eine beispielhafte Ansicht ist, welche einen ersten Dorn und einen zweiten Dorn darstellt, welche in eine erste Seite und eine zweite Seite einer Fixierungsformplatte eintreten, um eine Versteifung herzustellen, die einen Punkt β aufweist, wobei ein Bereichsabschnitt abrupt verringert ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale darstellen, welche die Basisprinzipien der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie hierin offenbart, beinhalten zum Beispiel spezifische Dimensionen, Ausrichtungen, Orte und Formen und werden teilweise bestimmt durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und die Anwendungsumgebung.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die Figuren der Zeichnungen.
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Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
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Es ist davon auszugehen, dass der Term ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugartig” oder ein anderer ähnlicher Term, wie er hier benutzt wird, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie z. B. Fahrgast-Automobile, wobei Fahrzeuge für den Sportgebrauch (SUV), Omnibusse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserkraftfahrzeuge, welche eine Vielzahl von Booten und Schiffen beinhaltet, Flugzeuge und Ähnliches beinhaltet und Hybridfahrzeuge, Einsteck-hybrid-elektrische Fahrzeuge, Wasserstoff-angetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (z. B. Kraftstoffen, welche von anderen Ressourcen als Mineralöl abgeleitet sind) einschließt. Wie hier Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Leistungsquellen besitzt, z. B. sowohl mit Benzin angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Die Terminologie, welche hier benutzt wird, dient nur dem Zweck des Beschreibens spezieller Ausführungsformen, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die Erfindung eingrenzt. Wie es hier benutzt wird, sollen die singulären Formen ”ein”, ”eine”, ”eines” und ”der”, ”die”, ”das” die Pluralformen ebenso beinhalten, es sei denn, der Kontext zeigt dies klar auf andere Weise an. Es ist ferner davon auszugehen, dass die Terme ”weist auf” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Spezifikation benutzt werden, das Vorhandensein der aufgeführten Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein und den Zusatz einer oder mehrerer anderer Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie es hier benutzt wird, beinhaltet der Term ”und/oder” jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der dazugehörigen aufgelisteten Merkmale.
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Zusätzlich ist davon auszugehen, dass der Term Steuerglied sich auf eine Hardware-Einrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor beinhaltet. Der Speicher ist konfiguriert, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell konfiguriert, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, welche weiter unten beschrieben werden.
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Hiernach wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Genauigkeit Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen illustriert sind und unten beschrieben werden.
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2 ist eine exemplarische Ansicht, welche eine Herstellungsvorrichtung für eine Versteifung einer Zentralsäule gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Mit Bezug auf 2 kann eine Fixierungsformplatte 10 auf einer unteren Seite der Vorrichtung angeordnet sein und eine bewegliche Formplatte 30, welche ausgebildet ist, um vertikal hin zu der Fixierungsformplatte 10 sich zu bewegen, kann über der Fixierungsformplatte 10 angeordnet sein. Eine Vielzahl von Formplatten 40, 50 können zueinander zeigend an beiden Seiten der Vorrichtung angeordnet sein, so dass die Fixierungsformplatte 10 von einer Seite eintritt, wenn die bewegliche Formplatte 30 geöffnet ist (in einem offenen Zustand).
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Ferner können ein erster Dorn 60 und ein zweiter Dorn 70 die Fixierungsformplatte 10 von beiden Seiten einer Ausnehmung 11, welche auf der Fixierungsformplatte 10 ausgebildet ist, betreten. Insbesondere können die Fixierungsformplatte 10, die bewegliche Formplatte 30 und die Formplatten 40, 50 durch eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung bewegt werden, welche gesteuert wird durch ein elektrisches Signal von einer Steuerung 80.
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Die Ausnehmung 11 mit einer konkaven Form ist auf der Fixierungsformplatte 10 ausgebildet, um ein vorher bestimmtes Muster gemäß der Versteifung, welche hergestellt werden soll, aufzuweisen. Ferner kann ein Kern 31, wie in 3 gezeigt, in einer konvexen Form auf der beweglichen Formplatte 30 ausgebildet sein, und kann ausgebildet sein, um den Rohling 1, welcher auf der Fixierungsplatte 10 angeordnet ist, zu pressen und den Rohling zu biegen, um eine gewünschte Form auszubilden, wenn die bewegliche Formplatte 30 abgesenkt wird (zum Beispiel ein geschlossener Zustand).
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rohling 1 einer glatten Form gebogen werden, um eine Versteifung einer zentralen Säule gemäß den in 3 gezeigten Schritten herzustellen. Mit anderen Worten, wenn der Rohling 1 auf der Fixierungsformplatte 10 über der Ausnehmung 11 platziert ist, kann der Rohling 1 gebogen werden, wenn die bewegliche Formplatte 30 geöffnet wird (A) und der Kern 31 hin zu der Ausnehmung 11 abgesenkt wird, während die bewegliche Formplatte 30 mit einem vorherbestimmten Druck (B) geschlossen wird. Als ein Resultat kann der Rohling 1 gebogen werden auf einer Oberfläche der Ausnehmung 11 und der Kern kann zurückgezogen werden von der Ausnehmung 11, wenn die bewegliche Formplatte 30 geöffnet ist (C).
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Nachdem der Kern 31 zurückgezogen ist, können der erste Dorn 60 und zweite Dorn 70 in die Ausnehmung 11 von einer Seite (oder beiden Seiten) der Fixierungsplatte 10 (D) eintreten, um den Rohling 1 auf einer Bodenoberfläche der Ausnehmung 11 (E) zu fixieren. Ferner können beide Enden des Rohlings 1, welche von den oberen Kanten der Fixierungsformplatte 10 hervorstehen, während sie fixiert ist durch die Dorne 60, 70, gebogen werden durch ein Gleiten der Formplatten 40, 50 hin zu der Ausnehmung 11, über der Fixierungsformplatte 10, um einen geschlossenen Bereich auf dem Rohling 101 (F) zu formen.
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Zusätzlich können nachdem die Formplatten 40, 50 zu ihren ursprünglichen Orten (G) zurückgezogen sind die Dorne 60, 70 nacheinander entfernt werden (A) und der Rohling kann herausgenommen werden aus der Innenseite der Fixierungsformplatte 10, wenn die Versteifung der zentralen Säule einen geschlossenen Bereich aufweist.
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Der Eintrittsschritt des ersten Dorns 60 ist in Genauigkeit in 4 dargestellt. Wie in 4 dargestellt, sind die Formen der Fixierungsformplatte 10 und der Ausnehmung 11 nicht in einer flachen Ausgestaltung und daher können die Dorne 60, 70 eine Kugelgelenkbewegung aufweisen. Mit anderen Worten können die Dorne 60, 70 verbunden sein durch Kugelgelenke, um im Wesentlichen der Form der Ausnehmung 11 der Fixierungsformplatte 10 zu entsprechen. Wie in 5 gezeigt kann der erste Dorn 60 eine Vielzahl von Segmenten 60a, 60b, 60c aufweisen. Eine Kugel 61 kann auf einer Seite eines jeden Segmentes ausgebildet sein und eine Befestigungsnut 62 kann auf der anderen Seite von jedem entsprechenden Segmente 60a, 60b, 60c ausgebildet sein.
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Jede Kugel 61 der Segmente (zum Beispiel Kugelgelenke) kann in eine entsprechende Befestigungsnut 62 des benachbarten Segments eingepasst sein, um die Segmente zu verbinden und eine Kugelgelenkbewegung zwischen der Kugel und der Befestigungsnut auszubilden. Zusätzlich ist die Ausgestaltung des zweiten Dorns 70 ähnlich zu dem des ersten Dorns 60. Demzufolge, wie in 6 gezeigt, aufgrund der Gelenkverbindung zwischen den Segmenten, können die Dorne 60, 70 einfach gleiten über den Biegeabschnitt α, welcher auf der Versteifung (zum Beispiel kann sogar durch eine innere äußere Oberfläche der Ausnehmung gebogen werden) ausgebildet wird.
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Ferner können die Segmente 60a, 60b, 60c unterschiedliche äußere Durchmesser gemäß der Form der Ausnehmung 11 aufweisen und die Kanten der Segmente können abgerundet sein, um Kratzer auf dem Rohling 10 zu verhindern, wenn sie in die Ausnehmung 11 eintreten.
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Ferner, wie in den 6 und 7 dargestellt, kann eine Klemmbacke β ausgebildet sein auf einer Seite der Versteifung der zentralen Säule gemäß einem Design des Fahrzeugkörper, wo ein innerer Durchmesser abrupt abnimmt. Demzufolge kann in der vorliegenden Erfindung der Rohling durch die zwei Dorne 60, 70 stabil fixiert werden. Mit anderen Worten können der erste Dorn 60 und der zweite Dorn 70 die Ausnehmung 11 separat betreten, so dass die Versteifung, welche die Klemmbacke β und einen Biegebereich α aufweist, effizienter hergestellt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der geschlossene Bereich der Versteifung unter Verwendung eines Rohlings gebildet werden, um die Materialkosten zu reduzierten und eine weitere Formung und ein Schweißprozess zum Formen eines Flansches können ausgelassen werden, um die Herstellungszeit zu verkürzen und die Kosten für die Herstellungseinheit zu verringern.
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Der Dorn kann sich in einer Kugelgelenkbewegung bewegen und kann verwendet werden, um eine Versteifung zu formen, welche eine gebogene Rohrform aufweist. Ferner können die Segmente des Dorns unterschiedliche äußere Durchmesser aufweisen und die Kanten davon können jeweils abgerundet sein, um Kratzen zu verhindern, wenn sie die Ausnehmung betreten oder wenn sie von einer Fixierungsformplatte entnommen werden. Zusätzlich kann der Dorn einen ersten Dorn und einen zweiten Dorn aufweisen, welche von beiden Seiten die Ausnehmung betreten, so dass der Dorn leicht herausgenommen werden kann, wenn eine Versteifung mit unterschiedlichen Formen hergestellt wird.
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Die Erfindung wurde in Genauigkeit mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben. Dennoch sollte es von Fachmännern verstanden werden, dass in diesen Ausführungsformen Veränderungen gemacht werden können ohne von den Prinzipien und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wobei der Bereich definiert wird in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten.
