DE102023000582A1 - Device and method for straightening a cast component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zum Richten eines Gussbauteils (1). Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung (2) ein Grundelement (3) und eine Mehrzahl von an dem Grundelement (3) angeordneten Stempeln (4.1 bis 4.n), wobei jeder Stempel (4.1 bis 4.n) mit einer Messeinheit (6.1 bis 6.n) zur Messung einer lokalen Abweichung einer Form des Gussbauteils (1) von einer Soll-Form gekoppelt ist und jeder Stempel (4.1 bis 4.n) mit einem Aktor (5.1 bis 5.n) zur Bewegung des Stempels (4.1 bis 4.n) gekoppelt ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung (2) eine Steuereinheit (7), welche ausgebildet ist, die Aktoren (5.1 bis 5.n) der Stempel (4.1 bis 4.n) derart anzusteuern, dass die Stempel (4.1 bis 4.n) das Gussbauteil (1) jeweils derart verformen, dass die Abweichungen minimiert werden.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten eines Gussbauteils (1)The invention relates to a device (2) for straightening a cast component (1). According to the invention, the device (2) comprises a base element (3) and a plurality of stamps (4.1 to 4.n) arranged on the base element (3), each stamp (4.1 to 4.n) having a measuring unit (6.1 to 6. n) is coupled to measure a local deviation of a shape of the cast component (1) from a target shape and each stamp (4.1 to 4.n) is equipped with an actuator (5.1 to 5.n) for moving the stamp (4.1 to 4. n) is coupled. Furthermore, the device (2) comprises a control unit (7) which is designed to control the actuators (5.1 to 5.n) of the stamps (4.1 to 4.n) in such a way that the stamps (4.1 to 4.n) press the cast component (1) deform in such a way that the deviations are minimized. The invention relates to a method for straightening a cast component (1)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Richten eines Gussbauteils.The invention relates to a device for straightening a cast component.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Richten eines Gussbauteils mittels einer solchen Vorrichtung.The invention also relates to a method for straightening a cast component using such a device.
Zu einer Verbesserung mechanischer Kennwerte von Gussbauteilen, beispielsweise Aluminium-Druckguss-Bauteilen, werden diese wärmebehandelt. Beispielsweise erfolgt eine Erwärmung bis zu einer Temperatur kurz unterhalb einer Liquidustemperatur eines Werkstoffs des Gussbauteils. Hiermit wird erreicht, dass Eigenspannungen des Gussbauteils, welche aufgrund eines Druckgussprozesses durch ein Zusammenziehen des Werkstoffs während dessen Erstarrung entstehen, frei werden.In order to improve the mechanical parameters of cast components, for example aluminum die-cast components, these are heat-treated. For example, a material of the cast component is heated up to a temperature just below a liquidus temperature. The result of this is that internal stresses in the cast component, which arise as a result of a die-casting process due to contraction of the material during its solidification, are released.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung und ein neuartiges Verfahren zum Richten eines Gussbauteils anzugeben.The invention is based on the object of specifying a new type of device and a new type of method for straightening a cast component.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a device which has the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Die Vorrichtung zum Richten eines Gussbauteils umfasst erfindungsgemäß ein Grundelement und eine Mehrzahl von an dem Grundelement angeordneten Stempeln, wobei jeder Stempel mit einer Messeinheit zur Messung einer lokalen Abweichung einer Form des Gussbauteils von einer Soll-Form gekoppelt ist und jeder Stempel mit einem Aktor zur Bewegung des Stempels gekoppelt ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, die Aktoren der Stempel derart anzusteuern, dass die Stempel das Gussbauteil jeweils derart verformen, dass die Abweichungen minimiert werden.According to the invention, the device for straightening a cast component comprises a base element and a plurality of stamps arranged on the base element, each stamp being coupled to a measuring unit for measuring a local deviation of a shape of the cast component from a target shape and each stamp being coupled to an actuator for movement of the stamp is coupled. Furthermore, the device comprises a control unit which is designed to control the actuators of the stamps in such a way that the stamps each deform the cast component in such a way that the deviations are minimized.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Richten eines Gussbauteils mittels einer vorgenannten Vorrichtung wird das Grundelement mit den Stempeln voran an zumindest einer zu richtenden Fläche des Gussbauteils angeordnet und mit einer vorgegebenen Kraft gegen die zumindest eine Fläche gedrückt. Dabei werden mittels der Messeinheiten lokal Abweichungen der Form des Gussbauteils von der Soll-Form ermittelt. Mittels der Steuereinheit werden die Aktoren der Stempel derart angesteuert, dass die Stempel an den Positionen der zumindest einen Fläche, an welchen Abweichungen von der Soll-Form vorhanden sind, das Gussbauteil jeweils derart verformen, dass die Abweichungen minimiert werden.In the method according to the invention for straightening a cast component using an aforementioned device, the base element is arranged with the punches first on at least one surface of the cast component to be straightened and pressed against the at least one surface with a predetermined force. Local deviations in the shape of the cast component from the target shape are determined by means of the measuring units. The actuators of the stamps are controlled by the control unit in such a way that the stamps deform the cast component at the positions of the at least one surface at which there are deviations from the desired shape in such a way that the deviations are minimized.
Während einer Wärmebehandlung des Gussbauteils, beispielsweise eines Aluminium-Druckguss-Bauteils, bis zu einer Temperatur kurz unterhalb einer Liquidustemperatur eines Werkstoffs des Gussbauteils, werden Eigenspannungen des Gussbauteils frei, was zu geometrischen Verzügen des Gussbauteils nach der Wärmebehandlung führt. Mittels der Vorrichtung und des Verfahrens können diese Verzüge in besonders vorteilhafter Weise lokal mechanisch durch Drücken bzw. Pressen mittels der Stempel entfernt werden. Dies ist aufgrund der Verwendung der Mehrzahl von Stempel auch bei großen Flächen, beispielsweise Batteriewannen für Elektrofahrzeuge, möglich.During a heat treatment of the cast component, for example an aluminum die-cast component, up to a temperature just below a liquidus temperature of a material of the cast component, internal stresses of the cast component are released, which leads to geometric distortions of the cast component after the heat treatment. By means of the device and the method, these distortions can be removed locally mechanically in a particularly advantageous manner by pressing or pressing with the stamps. Due to the use of the plurality of stamps, this is also possible with large areas, for example battery trays for electric vehicles.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Draufsicht eines Gussbauteils, -
2 schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Richten eines Gussbauteils, -
3 schematisch eine Draufsicht des Gussbauteils gemäß1 und einer Mehrzahl von Stempeln und -
4 schematisch einen vergrößerten Ausschnitt des Gussbauteils und der Stempel gemäß3 .
-
1 schematically a plan view of a cast component, -
2 schematically a side view of a device for straightening a cast component, -
3 schematically shows a plan view of the cast component according to FIG1 and a plurality of stamps and -
4 schematically shows an enlarged section of the cast component and the stamp according to FIG3 .
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
In
Das Gussbauteil 1 ist beispielsweise eine Batteriewanne zur Aufnahme oder Abdeckung elektrischer Batterien oder Akkumulatoren für ein Elektrofahrzeug. Das Gussbauteil 1 kann aber auch ein anderes Bauteil sein.The
Um eine Verbesserung mechanischer Kennwerte des Gussbauteils 1 zu erzielen, wird dieses nach seiner Erstarrung wärmebehandelt, beispielsweise bis zu einer Temperatur kurz unterhalb der Liquidustemperatur eines Werkstoffs des Gussbauteils 1 erwärmt.In order to achieve an improvement in the mechanical characteristics of the
Hierbei entstehende Verzüge werden mittels eines in
Die Vorrichtung 2 umfasst ein Grundelement 3, eine Mehrzahl von an dem Grundelement 3 angeordneten Stempeln 4.1 bis 4.n mit jeweils einem Aktor 5.1 bis 5.n und jeweils einer Messeinheit 6.1 bis 6.n. Die Vorrichtung 2 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 7.The
Die Stempel 4.1 bis 4.n sind dabei beispielsweise matrixförmig in mehreren Spalten und/oder mehreren Zeilen angeordnet. In einer möglichen Ausgestaltung ist eine Anordnung der Stempel 4.1 bis 4.n an dem Grundelement 3 fest vorgegeben. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Stempel 4.1 bis 4.n in unterschiedlicher Anzahl, unterschiedlicher Anordnung und/oder unterschiedlicher Größe an dem Grundelement 3 befestigbar. Das heißt, die Anzahl, Anordnung und/oder Größe der Stempel 4.1 bis 4.n ist beliebig, insbesondere in Abhängigkeit einer jeweiligen Anwendung, das heißt von Eigenschaften eines zu richtenden Gussbauteils 1, änderbar. Insbesondere kann je nach Ausführungsart und Anforderungen ein Durchmesser der Stempel 4.1 bis 4.n gewählt werden. Auch können unterschiedliche Formen und/oder Querschnitte der Stempel 4.1 bis 4.n gewählt. Dabei kann ein Querschnitt der Stempel 4.1 bis 4.n beispielsweise rund oder eckig sein oder jede andere beliebige geeignete Form aufweisen.The stamps 4.1 to 4.n are arranged, for example, in the form of a matrix in a number of columns and/or a number of rows. In one possible embodiment, an arrangement of the stamps 4.1 to 4.n on the
Die Aktoren 5.1 bis 5.n sind zur Erzeugung einer Bewegung des jeweiligen Stempels 4.1 bis 4.n ausgebildet, insbesondere einer Bewegung, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Flachseite des Grundelements 3 verläuft.The actuators 5.1 to 5.n are designed to generate a movement of the respective stamp 4.1 to 4.n, in particular a movement which runs at least essentially perpendicularly to a flat side of the
Die Messeinheiten 6.1 bis 6.n sind zur Messung einer lokalen Abweichung einer Form des Gussbauteils 1 von einer Soll-Form ausgebildet. Beispielsweise weisen die Messeinheiten 6.1 bis 6.n hierzu jeweils zumindest einen Kraftsensor und/oder einen Wegsensor auf.The measuring units 6.1 to 6.n are designed to measure a local deviation of a shape of the
Zum Richten des Gussbauteils 1, das heißt zur Minimierung von Abweichungen desselben von der Soll-Form, werden die Stempel 4.1 bis 4.n gemäß den
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- DE 19533068 A1 [0005]DE 19533068 A1 [0005]
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