DE112014006624B4 - PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER - Google Patents

PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER Download PDF

Info

Publication number
DE112014006624B4
DE112014006624B4 DE112014006624.9T DE112014006624T DE112014006624B4 DE 112014006624 B4 DE112014006624 B4 DE 112014006624B4 DE 112014006624 T DE112014006624 T DE 112014006624T DE 112014006624 B4 DE112014006624 B4 DE 112014006624B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
parts
procedure
hydroforming
aluminum tube
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112014006624.9T
Other languages
German (de)
Other versions
DE112014006624T5 (en
Inventor
S. George Luckey
David John Hill
Peter A. Friedman
Christopher John May
Stephen Kernosky
Andrey M. Ilinich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/266,065 external-priority patent/US20150315666A1/en
Priority claimed from US14/266,903 external-priority patent/US9709333B2/en
Priority claimed from US14/279,808 external-priority patent/US9925577B2/en
Priority claimed from US14/300,378 external-priority patent/US9545657B2/en
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE112014006624T5 publication Critical patent/DE112014006624T5/en
Application granted granted Critical
Publication of DE112014006624B4 publication Critical patent/DE112014006624B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033Deforming tubular bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D9/00Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/16Auxiliary equipment, e.g. machines for filling tubes with sand
    • B21D9/18Auxiliary equipment, e.g. machines for filling tubes with sand for heating or cooling of bends

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Verfahren für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers (200) aus Aluminium, umfassend die folgenden nacheinander ausgeführten Schritte:- Extrudieren eines Aluminiumrohrs;- Längs-Biegen des extrudierten Aluminiumrohrs (T) zur Ausbildung einer Biegung (B);- Vorformen des extrudierten und längsgebogenen Aluminiumrohrs nach dem Längs-Biegen;- Innenhochdruckumformen des extrudierten, längsgebogenen und vorgeformten Aluminiumrohrs zu dem Fahrzeuglängsträger (200), dadurch gekennzeichnet, dass beim Innenhochdruckformen ein Innenradius der Biegung (B) ausgebildet wird mit einer Querschnittslänge einer Linienreduktion von weniger als 1 %.A method for forming an aluminum vehicle side rail (200), comprising the following sequential steps: - extruding an aluminum tube; - longitudinally bending the extruded aluminum tube (T) to form a bend (B); - post-preforming the extruded and longitudinally bent aluminum tube longitudinal bending;- hydroforming of the extruded, longitudinally bent and preformed aluminum tube to form the vehicle side member (200), characterized in that during hydroforming an inner radius of the bend (B) is formed with a cross-sectional length of a line reduction of less than 1%.

Description

Dieses Dokument bezieht sich auf ein Verfahren für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers aus Aluminiumrohren.This document relates to a method for forming a vehicle side rail from aluminum tubing.

Fahrzeughersteller implementieren leichtere, stärkere Materialien, wie beispielsweise Aluminiumlegierungen, um Emissionsreduzierungszielsetzungen zu entsprechen, Treibstoffeinsparungszielsetzungen zu entsprechen, Herstellungskosten zu reduzieren, und das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Darüber hinaus müssen bei gleichzeitigem Reduzieren von Fahrzeuggewicht immer anspruchsvoller werdende Sicherheitsstandards erfüllt werden. Ein Ansatz, diesen konkurrierenden Interessen und Zielsetzungen zu entsprechen, besteht darin, Hochfestigkeitsaluminiumlegierungsrohrrohlinge durch Innenhochdruckumformen in feste, leichtgewichtige, durch Innenhochdruck umgeformte Teile, wie beispielsweise Dachlängsträger und Vorderlängsträger von Fahrzeugen, umzuformen.Vehicle manufacturers are implementing lighter, stronger materials, such as aluminum alloys, to meet emission reduction goals, meet fuel economy goals, reduce manufacturing costs, and reduce vehicle weight. In addition, ever more demanding safety standards must be met while reducing vehicle weight at the same time. One approach to meeting these competing interests and objectives is to hydroform high strength aluminum alloy tube blanks into strong, lightweight hydroformed parts such as vehicle roof rails and front rails.

Aus der KR 10 2005 0 011 285 A ist ein Verfahren zum Formen eines Längsträgers aus Aluminium bekannt, bei welchem ein Aluminiumrohr extrudiert, längs gebogen, vorgeformt und einem Innenhochdruckformprozess ausgesetzt wird. Weiterhin sei auf die Dokumente KR 10 2006 0 013 889 A und DE 103 12 028 A1 verwiesen, die ebenfalls relevanten Stand der Technik bilden.From the KR 10 2005 0 011 285 A discloses a method of forming an aluminum side member, in which an aluminum tube is extruded, bent longitudinally, preformed, and subjected to a hydroforming process. Furthermore, be on the documents KR 10 2006 0 013 889 A and DE 103 12 028 A1 referenced, which also form relevant prior art.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein verbessertes, effizienteres und effektiveres Verfahren für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers aus Aluminium bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved, more efficient and more effective method for forming a vehicle side rail from aluminum.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Vorgeschlagen wird somit ein Verfahren für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers aus Aluminium, umfassend die folgenden nacheinander ausgeführten Schritte:

  • - Extrudieren eines Aluminiumrohrs;
  • - Längs-Biegen des extrudierten Aluminiumrohrs zur Ausbildung einer Biegung;
  • - Vorformen des extrudierten und längsgebogenen Aluminiumrohrs nach dem Längs-Biegen;
  • - Innenhochdruckumformen des extrudierten, längsgebogenen und vorgeformten Aluminiumrohrs zu dem Fahrzeuglängsträger,
This object is achieved with a method according to patent claim 1. A method for forming a vehicle side member made of aluminum is thus proposed, comprising the following steps carried out in succession:
  • - Extruding an aluminum tube;
  • - longitudinally bending the extruded aluminum tube to form a bend;
  • - preforming the extruded and longitudinally bent aluminum tube after longitudinal bending;
  • - hydroforming of the extruded, longitudinally bent and preformed aluminum tube to form the vehicle side member,

Im Gegensatz zum Stand der Technik, insbesondere der KR 10 2005 0 011 285 A zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass beim Innenhochdruckformen ein Innenradius der Biegung ausgebildet wird mit einer Querschnittslänge einer Linienreduktion von weniger als 1 %.In contrast to the prior art, in particular the KR 10 2005 0 011 285 A the method according to the invention is characterized in that during hydroforming an inner radius of the bend is formed with a cross-sectional length of a line reduction of less than 1%.

Das Biegen kann in einem Rotationszugbiegewerkzeug bewerkstelligt werden und das Vorformen kann in einem Formwerkzeug fertiggestellt werden. In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Biegen in einem Druck-Zug-Biegewerkzeug bewerkstelligt und das Vorformen in einem Formwerkzeug fertiggestellt werden.Bending can be accomplished in a rotary draw bender and preforming can be completed in a forming tool. In another possible embodiment, the bending can be accomplished in a push-pull bending tool and the preforming can be completed in a forming tool.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren ein Induktionsglühen des extrudierten Aluminiumrohrs vor dem Innenhochdruckumformen zur Wiederherstellung der Formbarkeit. In einer möglichen Ausführungsform wird dieses Induktionsglühen nach dem Biegen und vor dem Vorformen des extrudierten Aluminiumrohrs ausgeführt. In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird dieses Induktionsglühen nach dem Vorformen und vor dem Innenhochdruckumformen des extrudierten Aluminiumrohrs ausgeführt. In einer noch weiteren Ausführungsform ist das Induktionsglühen sowohl nach dem Biegen als auch nach dem Vorformen des extrudierten Aluminiumrohrs abgeschlossen.In another aspect, the method includes induction annealing the extruded aluminum tube prior to hydroforming to restore formability. In one possible embodiment, this induction annealing is performed after bending and before preforming the extruded aluminum tube. In a further possible embodiment, this induction annealing is carried out after the preforming and before the hydroforming of the extruded aluminum tube. In yet another embodiment, the induction annealing is complete after both bending and preforming of the extruded aluminum tube.

Um das Verfahren spezifischer zu beschreiben, umfasst das Innenhochdruckumformen des extrudierten Aluminiumrohrs zu einem Fahrzeuglängsträger das Positionieren des gebogenen und vorgeformten, extrudierten Aluminiumrohrs in ein Innenhochdruckumformungswerkzeug, wobei das Innenhochdruckumformungswerkzeug teilweise geschlossen wird und das gebogene, vorgeformte, extrudierte Aluminiumrohr im Innenhochdruckumformungswerkzeug einer Flüssigkeit unter einer ersten Druckhöhe ausgesetzt wird. Darauf folgt ein In-Eingriff-Bringen eines Innenradius einer Biegung in dem vorgeformten, extrudierten Aluminiumrohr mit dem Innenhochdruckumformungswerkzeug, bevor das Innenhochdruckumformungswerkzeug vollständig geschlossen wird. Das dient dazu, das Ausmaß einer Randfaserdehnung auf dem Innenradius der Biegung zu reduzieren. Ferner ermöglicht es das Formen eines Querschnitts eines nicht-konstanten Radius entlang des Innenradius der Biegung, wo dieser Querschnitt ein erstes Übergangssegment, ein zweites Übergangssegment und ein Zwischensegment zwischen dem ersten und dem zweiten Übergangssegment umfasst. Das erste und das zweite Übergangssegment sind mit einem engeren Krümmungsradius als das Zwischensegment versehen.To describe the method more specifically, hydroforming the extruded aluminum tube into a vehicle side rail comprises positioning the bent and preformed extruded aluminum tube into a hydroforming die, wherein the hydroforming die is partially closed and the bent, preformed, extruded aluminum tube in the hydroforming die is subjected to a liquid under a first pressure level is exposed. This is followed by engaging an inside radius of a bend in the preformed, extruded aluminum tube with the hydroforming die before fully closing the hydroforming die. This serves to reduce the amount of marginal fiber stretch on the inside radius of the bend. Further, it allows forming a cross-section of non-constant radius along the inner radius of the bend, where that cross-section includes a first transition segment, a second transition segment, and an intermediate segment between the first and second transition segments. The first and second transition segments are provided with a tighter radius of curvature than the intermediate segment.

Darauf folgt der Schritt des vollständigen Schließens des Innenhochdruckumformungswerkzeugs und des Erhöhens der Flüssigkeitsdruckhöhe auf eine zweite Höhe, um einen Teil oder einen Fahrzeuglängsträger von dem gebogenen und vorgeformten, extrudierten Aluminiumrohr zu formen und durch Innenhochdruck zu durchdringen. Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren das Aufrechterhalten eines Abstands zwischen dem Innenhochdruckumformungswerkzeug und dem ersten und dem zweiten Übergangssegment während des Innenhochdruckumformens.This is followed by the step of fully closing the hydroforming tool and increasing the fluid pressure level to a second level to hydroform and hydroform a portion or vehicle side rail from the bent and preformed extruded aluminum tube. In another aspect, the method includes maintaining a spacing between the hydroforming tool and the ers th and the second transition segment during hydroforming.

Nach dem Innenhochdruckumformen wird der Fahrzeuglängsträger auf eine Soll-Länge getrimmt. Darauf folgt das Laden einer Vielzahl von hydrogeformten Teilen/Längsträgern auf ein Gestell und das Wärmebehandeln einer Vielzahl von Teilen miteinander, um die Teile künstlich zu altern und Soll-Festigkeits-Charakteristika bereitzustellen. Anschließend wird die Vielzahl von Teilen einer chemischen Vorbehandlung auf dem Gestell ausgesetzt, um den Teilen nach der Wärmebehandlung eine chemische Vorbehandlung bereitzustellen.After hydroforming, the vehicle side member is trimmed to a specified length. This is followed by loading a plurality of hydroformed parts/singers onto a rack and heat treating a plurality of parts together to artificially age the parts and provide target strength characteristics. Thereafter, the plurality of parts are subjected to a chemical pre-treatment on the rack to provide a chemical pre-treatment to the parts after the heat treatment.

In einer alternativen Ausführungsform werden die Teile anfangs auf ein Gestell geladen und miteinander chemisch vorbehandelt, bevor sie einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden. In jeder dieser Ausführungsformen werden die Teile auf demselben Gestell für die Wärmebehandlung und die chemischen Vorbehandlungsverfahren gehalten.In an alternative embodiment, the parts are initially loaded onto a rack and chemically pretreated together before being subjected to a heat treatment. In each of these embodiments, the parts are held on the same rack for the heat treatment and chemical pretreatment processes.

Die obigen Aspekte dieser Offenbarung und andere Aspekte werden nachstehend ausführlich mit Bezug auf die angefügten Zeichnungsfiguren beschrieben.The above aspects of this disclosure and other aspects are described in detail below with reference to the attached drawing figures.

Die begleitenden Zeichnungsfiguren, die hierin umfasst sind und einen Teil der Beschreibung bilden, veranschaulichen verschiedene Aspekte des Verfahrens, und gemeinsam mit der Beschreibung dienen sie der Erläuterung gewisser Prinzipien davon. In den Zeichnungen ist/sind:

  • 1a ein Flussdiagramm, das eine mögliche Ausführungsform des aktuellen Wertstromverfahrens für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers aus Aluminium veranschaulicht.
  • 1b ein Flussdiagramm, das eine zweite mögliche Ausführungsform eines Wertstromverfahrens für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers aus Aluminium veranschaulicht.
  • 2 eine Explosionsperspektivenansicht eines Austrittsöffnungsformwerkzeugs, durch welches das Aluminiummaterial zur Ausbildung eines extrudierten Aluminiumrohrs extrudiert wird.
  • 3a eine Draufsicht eines Endes einer beispielhaften Dorn-Kugel-Anordnung.
  • 3b eine Querschnittsansicht der Dorn-Kugel-Anordnung von 3a , die in eine Richtung von Pfeilen 3B-3B betrachtet wird.
  • 4 eine Explosionsansicht einer beispielhaften Kugel-Dorn-Anordnung.
  • 5a eine Dorn-Schaft-Anordnung.
  • 5b eine Explosionsansicht der in 5a gezeigten Dorn-Schaft-Anordnung.
  • 6 eine Dorn-Anordnung, die eine Dorn-Schaft-Anordnung und eine Vielzahl von verbundenen Dorn-Schaft-Anordnungen umfasst.
  • 7 eine Draufsicht eines Rotationszugbiegemechanismus, der ein Nachführelement, eine Klemmvorrichtung, ein Biegeformwerkzeug, einen Abstreifer und eine Dorn-Anordnung aufweist, die zum Biegen des extrudierten Aluminiumrohrs vor dem Innenhochdruckumformen verwendet werden.
  • 8 eine perspektivische Ansicht, die ein extrudiertes Aluminiumrohrwerkstück veranschaulicht, das in einer Kanalwindung zu Zwecken des Induktionsglühens aufgenommen ist.
  • 9 eine obere Draufsicht des extrudierten Aluminiumrohrwerkstücks, das einen A-Rahmen-Dachlängsträger veranschaulicht, wobei der A-Säulenabschnitt des A-Säulendachlängsträgers einem Induktionsglühen unterzogen wird.
  • 10 eine graphische Darstellung einer T4-Gesamtausdehnung vor und nach dem Induktionsglühen von dehnbaren Probestücken, die aus dem extrudierten Rohr geschnitten und einer Vor-Dehnbeanspruchung ausgesetzt werden. Derartige Probestücke verhalten sich ähnlich wie eine A-Säulen-Dachlängsträgerreaktion und stellen eine solche dar.
  • 11 eine graphische Darstellung einer T6-Härte-Überprüfung, die bestätigt, dass die A-Säulen-Dachlängsträger, die einem Induktionsglühen ausgesetzt werden, trotzdem ihre Soll-Dehngrenze nach einer T6-Wärmebehandlung erreichen.
  • 12a und 12b entsprechende perspektivische und obere Draufsichten, die das Zwischensegment des Innenradius einer Biegung in dem durch Innenhochdruck umgeformten Längsträger veranschaulichen, der zur Reduzierung von Dehnbeanspruchung und zu einem Hintanhalten von Rissbildung bearbeitet worden ist.
  • 13a - 13e veranschaulichen ein Drucksequenzinnenhochdruckumformen des extrudierten Aluminiumrohrs.
  • 14 eine ausführliche schematische Darstellung der Querschnittslänge von Linienreduktion, die dem Längsträger während des Innenhochdruckumformens bereitgestellt wird.
  • 15 eine ausführliche schematische Darstellung eines nicht-konstanten Radius des Flachansatzübergangsabschnitts.
  • 16 eine perspektivische Ansicht, die ein leeres Gestell veranschaulicht, das zum Halten und chargenweise Wärmebehandeln und chemischen Vorbehandeln einer Vielzahl von Längsträgern mit den Haltearmen und Verriegelungsstangen in der die Teile aufladenden Position verwendet wird.
  • 17 eine perspektivische Ansicht, die 16 ähnlich ist, jedoch die erste Reihe von Teilen/Längsträgern, die auf das Gestell geladen werden, zeigt.
  • 18 eine ausführliche Ansicht, die veranschaulicht, wie die offenen Enden einer Gruppe von Teilen, in der veranschaulichten Ausführungsform Säulen- und Dachlängsträgern, in den Nasen aufgenommen sind, die auf einem Teil, der die Endplatte des Gestells verortet, bereitgestellt sind.
  • 19 eine ausführliche Ansicht, die veranschaulicht, wie die Teile in den Schlitzen, Kerben oder Nuten auf dem Stützarm ruhen.
  • 20 eine perspektivische Ansicht, die ähnlich 17 ist, die das Positionieren der zwei untersten Schwenk-Halte-Arme in der die Teile befestigenden Position zeigt, so dass diese direkt über den Stützarmen, welche die erste Reihe von Teilen stützen, liegen.
  • 21 eine perspektivische Ansicht ähnlich zu 17 ist, die das mit 24 Teilen (Dachlängsträgern) beladene, halbe Gestell zeigt, wobei jeder Teil von (a) den zwei Stützarmen, (b) den zwei untersten Halte-Armen, (c) den nächstgelegenen zwei Halte-Armen über den untersten Halte-Armen und (d) den nächstgelegenen zwei Schwenk-Armen über diesen aufgenommen und gehalten wird. Die oberen zwei Schwenk-Halte-Arme sind über der oberen Reihe von Dachlängsträgern liegend gezeigt. Die gestuften Verriegelungsstangen sind in der untersten, der die Teile aufladenden Position gezeigt.
  • 22 eine Ansicht, die 21 sehr ähnlich ist, jedoch die gestuften Verriegelungsstangen in der die Teile befestigenden Position hinein angehoben zeigt, so dass die gestuften Verriegelungsstangen das Ende von jedem Schwenk-Halte-Arm in Eingriff bringen und schließen, wodurch die Teile fest auf dem Gestell verriegelt werden.
  • 23 eine detaillierte Seitenansicht, welche die unterschiedlichen Längen der Halte-Arme eindeutig zeigt, und auch wie die gestufte Verriegelungsstange mit dem Ende von jedem Arm in Eingriff ist und dieses ergreift, wenn dieser in die befestigende Position angehoben wird.
  • 24 eine detaillierte perspektivische Ansicht, welche die Opfer-Sicherungslasche veranschaulicht, die in einem der unverlierbaren Lastösenbolzen aufgenommen ist, der eine Verriegelungsstange in der die Teile befestigenden Position verriegelt.
  • 25 eine perspektivische Ansicht ist, die eine alternative Gestellausführungsform veranschaulicht, die mit einer Gruppe von Teilen in Form von Vorderlängsträgern beladen ist.
  • 26 die Verriegelungsstange der alternativen Ausführungsform, die den Lastösenbolzen und die Sicherungslasche umfasst, veranschaulicht.
  • 27 eine Endansicht der voll beladenen alternativen Ausführungsform des in 25 und 26 veranschaulichten Gestells ist.
  • 28 ein schematisches Blockschaltbild einer Herstellungsanlagenproduktionsebene ist.
The accompanying drawing figures, which are incorporated herein and form a part of the specification, illustrate various aspects of the method and together with the specification serve to explain certain principles thereof. In the drawings is/are:
  • 1a Figure 12 is a flow chart illustrating one possible embodiment of the current value stream method for forming an aluminum vehicle side rail.
  • 1b 14 is a flowchart illustrating a second possible embodiment of a value stream method for forming an aluminum vehicle side rail.
  • 2 Figure 14 is an exploded perspective view of an orifice die through which the aluminum stock is extruded to form an extruded aluminum tube.
  • 3a Figure 12 is a plan view of one end of an exemplary mandrel and ball assembly.
  • 3b FIG. 12 is a cross-sectional view of the mandrel and ball assembly of FIG 3a , viewed in a direction of arrows 3B-3B.
  • 4 Figure 14 is an exploded view of an exemplary ball and spike assembly.
  • 5a a mandrel-shank arrangement.
  • 5b an exploded view of the in 5a shown mandrel-shank arrangement.
  • 6 a mandrel assembly comprising a mandrel-shank assembly and a plurality of connected mandrel-shank assemblies.
  • 7 Figure 14 is a plan view of a rotary draw bender mechanism including a follower, clamp, bend former, stripper and mandrel assembly used to bend the extruded aluminum tube prior to hydroforming.
  • 8th 12 is a perspective view illustrating an extruded aluminum tube workpiece received in a duct coil for induction annealing purposes.
  • 9 12 is a top plan view of the extruded aluminum tubing workpiece illustrating an A-frame roof rail wherein the A-pillar portion of the A-pillar roof rail is induction annealed.
  • 10 Figure 12 is a plot of total T4 strain before and after induction annealing of ductile specimens cut from extruded tubing and subjected to pre-strain stress. Such specimens behave in a manner similar to and represent an A-pillar roof rail reaction.
  • 11 Figure 14 is a graphical representation of a T6 hardness test confirming that A-pillar roof rails subjected to induction annealing will still achieve their target yield strength after a T6 heat treatment.
  • 12a and 12b 12 are corresponding perspective and top plan views illustrating the intermediate segment of the inner radius of a bend in the hydroformed side rail that has been machined to reduce tensile stress and inhibit cracking.
  • 13a - 13e illustrate a pressure sequence hydroforming of the extruded aluminum tube.
  • 14 Figure 12 shows a detailed schematic of the cross-sectional length of line reduction provided to the side rail during hydroforming.
  • 15 Figure 12 shows a detailed schematic of a non-constant radius of the flat neck transition section.
  • 16 12 is a perspective view illustrating an empty rack used to hold and batch heat treat and chemically pretreat a plurality of side rails with the support arms and locking bars in the parts loading position.
  • 17 a perspective view that 16 is similar but shows the first row of parts/singers being loaded onto the rack.
  • 18 Figure 12 is a detailed view illustrating how the open ends of a group of parts, pillar and roof rails in the illustrated embodiment, are received in the lugs provided on a part locating the end plate of the frame.
  • 19 a detailed view illustrating how the parts rest in the slots, notches or grooves on the support arm.
  • 20 a perspective view that is similar 17 12 showing the positioning of the two lowermost pivoting support arms in the parts mounting position so that they overlie the support arms supporting the first row of parts.
  • 21 a perspective view similar to 17 Figure 12 showing the half rack loaded with 24 pieces (roof rails), each piece of (a) the two support arms, (b) the two lowest support arms, (c) the nearest two support arms over the lowest supports -arms and (d) the nearest two swivel arms are picked up and held by them. The top two pivoting support arms are shown overlying the top row of roof rails. The stepped locking bars are shown in the lowest, part-loading position.
  • 22 a view that 21 is very similar but showing the stepped locking bars raised in the parts mounting position so that the stepped locking bars engage and close the end of each pivoting support arm, locking the parts firmly onto the rack.
  • 23 Figure 12 is a detailed side view clearly showing the different lengths of the support arms, and also how the stepped locking bar engages and grips the end of each arm as it is raised to the mounting position.
  • 24 Figure 12 is a detailed perspective view illustrating the sacrificial securing tab received in one of the captive clevis pins locking a locking bar in the parts attaching position.
  • 25 Figure 12 is a perspective view illustrating an alternative frame embodiment loaded with a group of parts in the form of front rails.
  • 26 illustrates the latch bar of the alternative embodiment including the clevis pin and securing tab.
  • 27 an end view of the fully loaded alternative embodiment of FIG 25 and 26 illustrated frame is.
  • 28 Figure 12 is a schematic block diagram of a manufacturing facility production level.

Bezug wird nun auf 1a genommen, die eine erste Ausführungsform des Wertstromverfahrens 10 für das Formen einer Fahrzeuglängsträger aus Aluminium veranschaulicht. Dieses Verfahren umfasst den Anfangsschritt des Extrudierens eines Aluminiumrohrs mit rundem Querschnitt. Typischerweise wird das extrudierte Aluminiumrohr aus AA6xxx-Aluminiumlegierungsmaterial hergestellt. Als nächstes folgt das Biegen des extrudierten Aluminiumrohrs (siehe Block 14). Das Biegen kann durch jedes beliebige Mittel, das in einem Rotationszugbiegewerkzeug ein Druck-Walz-Biegewerkzeug umfasst, oder mittels eines Servoantriebs-Biegewerkzeugs, wie beispielsweise nachstehend ausführlich beschrieben sein wird, fertiggestellt werden.Reference will now be made to 1a 1, which illustrates a first embodiment of the value stream method 10 for forming an aluminum vehicle side rail. This method includes the initial step of extruding a round section aluminum tube. Typically, the extruded aluminum tube is made from AA6xxx aluminum alloy stock. Next comes the bending of the extruded aluminum tube (see block 14). The bending may be accomplished by any means including, in a rotary draw bender, a pressure roll bender, or by means of a servo drive bender, such as will be described in detail below.

Wie in 1a veranschaulicht, folgt auf den Biegeschritt örtlich begrenztes Induktionsglühen (siehe Schritt 16). Das wird zur Wiederherstellung einer gewissen Formbarkeit für zukünftige Formvorgänge durchgeführt. Auf das örtlich begrenzte Induktionsglühen 16 folgt dann ein Schritt des Vorformens des extrudierten Aluminiumrohrs (siehe Kästchen 18). Das wird in einem Formwerkzeug in Übereinstimmung mit, dem Stand der Technik nach gut bekannten Verfahren durchgeführt.As in 1a 1, the bending step is followed by localized induction annealing (see step 16). This is done to restore some formability for future forming operations. The localized induction anneal 16 is then followed by a step of preforming the extruded aluminum tube (see box 18). This is done in a mold in accordance with methods well known in the art.

Wie ferner in 1a veranschaulicht, folgt auf den Vorformungsschritt ein weiteres örtlich begrenztes Induktionsglühen (siehe Kästchen 20). Hier ist anzumerken, dass örtlich begrenztes Induktionsglühen zur Wiederherstellung von Formbarkeit anschließend an sowohl das Biegen als auch das Vorformen, wie in Kästchen 16 und 20 veranschaulicht ist, oder lediglich nach dem Biegen, wie in Kästchen 16 veranschaulicht ist, oder lediglich nach dem Vorformen, wie in Kästchen 20 veranschaulicht ist, ausgeführt werden kann.As also in 1a As illustrated, the preforming step is followed by another localized induction anneal (see box 20). It is noted here that localized induction annealing to restore formability may be performed subsequent to both bending and preforming, as illustrated in boxes 16 and 20, or only after bending, as illustrated in box 16, or only after preforming, as illustrated in box 20.

Als nächstes folgt das Innenhochdruckumformen des extrudierten, gebogenen und vorgeformten Aluminiumrohrs (siehe Kästchen 22). Nach dem Innenhochdruckumformen des extrudierten Aluminiumrohrs, das den Teil oder die Längsträger formen soll, wird der Teil auf die Soll-Länge getrimmt (siehe Kästchen 24). In der in 1b veranschaulichten Ausführungsform folgt darauf ein künstliches Altern (siehe Kästchen 26) und danach eine chargenweise chemische Behandlung (siehe Kästchen 28). Wie im alternativen Wertstromverfahren von 1b veranschaulicht, wird die chargenweise chemische Vorbehandlung 28 vor der künstlichen Alterung 26 fertiggestellt. Somit können diese endgültigen zwei Schritte in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.Next comes the hydroforming of the extruded, bent, and preformed aluminum tubing (see Box 22). After hydroforming the extruded aluminum tube that is to form the part or stringers, the part is trimmed to the required length (see box 24). in the in 1b In the illustrated embodiment, this is followed by artificial aging (see box 26) and then by batch chemical treatment (see box 28). As in the alternative value stream method of 1b As illustrated, the batch chemical pretreatment 28 is completed prior to the artificial aging 26. Thus, these final two steps can be performed in any order.

In jeder der in 1a und 1b veranschaulichten Wertstromverfahrensausführungsformen wird das künstliche Altern 26 abgeschlossen, um den endgültigen Teil oder die Fahrzeuglängsträger mit Soll-Dehnfestigkeit zu versehen. Die chemische Vorbehandlung wird abgeschlossen, um den Teil darauf vorzubereiten, Haftmittel, Farben oder andere Chemikalien aufzunehmen und festzuhalten, die für das Stromabwärts-Fahrzeuganordnungsverfahren erforderlich sind.In each of the 1a and 1b In the illustrated value stream method embodiments, artificial aging 26 is completed to provide target yield strength to the final part or vehicle side rails. The chemical pre-treatment is completed to prepare the part to receive and hold adhesives, paints or other chemicals required for the downstream vehicle assembly process.

Bezug wird nun auf die folgenden Unterausschnitte dieses Dokuments genommen, die ausführlichere Beschreibungen und Erläuterungen hinsichtlich der Extrusion 12, des Biegens 14, des Induktionsglühens 16 und/oder 20, des Innenhochdruckumformens 22, des künstlichen Alterns 26 und chargenweiser chemischer Vorbehandlungsschritte 28 des Gesamtverfahrens 10 bereitstellen. Es wird darauf hingewiesen, dass das Vorbiegen 14, Induktionsglühen 16 und/oder 20, das Vorformen 18, Innenhochdruckumformen 22 und Trimmschritte 24 das individuelle Bearbeiten von extrudierten Aluminiumrohren mit sich bringt, während das künstliche Altern 26 und chemische Vorbehandlungs 28 -Schritte eine Vielzahl von Teilen oder Fahrzeuglängsträgern umfassen, die in gemeinsamen Gestellen gemeinsam bearbeitet werden.Reference is now made to the following subsections of this document which provide more detailed descriptions and explanations regarding the extrusion 12, bending 14, induction annealing 16 and/or 20, hydroforming 22, artificial aging 26 and batch chemical pretreatment steps 28 of the overall process 10 . It should be noted that the prebending 14, induction annealing 16 and/or 20, preforming 18, hydroforming 22, and trimming 24 steps involve the individual machining of extruded aluminum tubing, while the artificial aging 26 and chemical pretreatment 28 steps involve a variety of Include parts or vehicle side members that are processed together in common frames.

Extrudierverfahrenextrusion process

Mit Bezugnahme auf 2 wird ein Beispiel eines Verfahrens für das Innenhochdruckumformen eines extrudierten strukturellen Rohrs veranschaulicht. Das Verfahren beginnt durch das Formen eines extrudierten strukturellen Rohrs in einem Austrittsöffnungsformwerkzeug. Mit Bezugnahme auf 2 wird ein Beispiel eines Austrittsöffnungsextrusionswerkzeugs 50 veranschaulicht. Das Austrittsöffnungsextrusionsformwerkzeug 50 umfasst eine Dornplatte 52 und einen Kappenabschnitt 54. Ein Aluminiumbarren 56 wird erwärmt und durch das Austrittsöffnungsextrusionsformwerkzeug 50 bei hoher Temperatur und hohem Druck extrudiert. Das extrudierte Aluminium wird in der Dornplatte 52 getrennt und läuft im Kappenabschnitt 54 wieder an einem Punkt zusammen. Der Punkt, an dem das Aluminium wieder zusammenläuft, erzeugt Schweißnähte 58 im extrudierten Rohr T. Das extrudierte Rohr T kann als ein strukturelles extrudiertes Rohr bezeichnet werden. Das extrudierte Rohr T wird in einem kontinuierlichen Walzvorgang geformt. Nach dem Extrudieren wird das Rohr T auf eine Soll-Länge durch Laser-Trimmen oder einen anderen geeigneten Arbeitsvorgang zugeschnitten. Wie darauf hingewiesen wird, kann für das Herstellen von Fahrzeuglängsträgern das Rohr T mit einem runden Querschnitt extrudiert werden, der einen Durchmesser von ungefähr 5,08 cm, eine Dicke von entweder 2,8 mm oder 3,5 mm und eine T4-Härte aufweist. Toleranzen werden bis zu ½ von denjenigen aufrechterhalten, die durch die Aluminium Association festgelegt werden.With reference to 2 an example of a method for hydroforming an extruded structural tube is illustrated. The process begins by forming an extruded structural tube in an orifice die. With reference to 2 An example of an orifice extrusion die 50 is illustrated. The orifice extrusion die 50 includes a mandrel plate 52 and a cap portion 54. An aluminum billet 56 is heated and extruded through the orifice extrusion die 50 at high temperature and pressure. The extruded aluminum is separated in the mandrel plate 52 and reunited at a point in the cap section 54 . The point at which the aluminum rejoins creates welds 58 in the extruded tube T. The extruded tube T can be referred to as a structural extruded tube. The extruded tube T is formed in a continuous rolling process. After extrusion, the tube T is cut to a desired length by laser trimming or other suitable operation. As noted, for the manufacture of vehicle side rails, tube T may be extruded with a round cross-section having a diameter of approximately 5.08 cm, a thickness of either 2.8 mm or 3.5 mm and a T4 hardness . Tolerances are maintained up to ½ of those specified by the Aluminum Association.

Das in 2 veranschaulichte Verfahren bezieht sich auf die Herstellung eines extrudierten strukturellen Aluminiumrohrs. Obwohl ein extrudiertes strukturelles Aluminiumrohr im vorliegenden Wertstromverfahren 10 eingesetzt werden kann, ist das Verfahren nicht auf die Liste dieses Rohrs begrenzt. Ein anderes extrudiertes Aluminiumrohr kann im Verfahren bei Bedarf eingesetzt werden, in dem ein nahtgeschweißtes Rohr und ein extrudiertes nahtloses Rohr miteinbezogen sind.This in 2 The method illustrated relates to the manufacture of an extruded aluminum structural tube. Although an extruded aluminum structural tube may be employed in the present value stream method 10, the method is not limited to the listing of this tube. Another extruded aluminum tube can be used in the process, if necessary, in which a seam-welded tube and an extruded seamless tube are involved.

Rotationszugbiegevorgangrotary draw bending process

In einer möglichen Ausführungsform ist das extrudierte Aluminiumrohr T einem Rotationszugbiegevorgang ausgesetzt, bei dem Geräte eingesetzt werden, die einen Dorn mit oberflächenverschleißfesten Einsätzen umfassen.In one possible embodiment, the extruded aluminum tube T is subjected to a rotary draw bending process using equipment comprising a mandrel with surface wear resistant inserts.

Mit nunmehriger Bezugnahme auf 3a wird ein Teil einer Dorn-Kugel-Anordnung 100 in einer End-perspektivischen Ansicht veranschaulicht. 3b bildet eine Querschnittsansicht, in Richtung der Pfeile 3B-3B betrachtet, ab. Im Allgemeinen umfasst die Dorn-Kugel-Anordnung 100 einen Kugelkörper 112 und einen oberflächenverschleißfesten Einsatz 120, der durch einen Befestigungsmechanismus 122 fixiert wird.With now reference to 3a A portion of a mandrel and ball assembly 100 is illustrated in an end perspective view. 3b Figure 12 depicts a cross-sectional view looking in the direction of arrows 3B-3B. In general, the mandrel and ball assembly 100 includes a ball body 112 and a surface wear resistant insert 120 that is held in place by a fastening mechanism 122 .

Die veranschaulichte Ausführungsform umfasst den Kugelkörper 112, der um Mittellinienachse 114 herum im Allgemeinen symmetrisch ist. Die äußere Oberfläche 116 von Kugelkörper 112 umfasst eine Vertiefung 118, und Einsatz 120 ist zumindest zum Teil innerhalb von Vertiefung 118 positioniert.The illustrated embodiment includes spherical body 112 that is generally symmetrical about centerline axis 114 . The outer surface 116 of ball body 112 includes a recess 118 and insert 120 is positioned at least partially within recess 118 .

In den Figuren umfasst der Einsatz 120 einen Ring aus einem Material, der im Allgemeinen um Mittellinienachse 114 herum symmetrisch ist, und sich 360° um die äußere Oberfläche 116 von Kugelkörper 112 herum erstreckt. Befestigungsmechanismus 122 ist angrenzend an Einsatz 120 angeordnet und hält Einsatz 120 innerhalb von Vertiefung 118. In der gezeigten Ausführungsform umfasst Befestigungsmechanismus 122 Haltering 124, der Einsatz 120 innerhalb Vertiefung 118 festhält. Befestigungsmechanismus 122 umfasst auch eine Vielzahl von separaten Befestigungsmitteln 126A -E, die Haltering 124 an Kugelkörper 112 befestigen. Separate Befestigungsmittel 126A -E können mit oder ohne ein Gewinde versehen sein, oder können von jeder beliebigen, für den Fachmann bekannten Art sein. 4 bildet eine Explosionsansicht der Dorn-Kugel-Anordnung von 3a und 3b ab, umfassend Kugelkörper 112, Einsatz 120, Haltering 124 und separate Befestigungsmittel 126A -E.In the figures, insert 120 comprises a ring of material generally symmetrical about centerline axis 114 and itself Extends 360° around outer surface 116 of spherical body 112 . Fastening mechanism 122 is positioned adjacent insert 120 and retains insert 120 within recess 118 . Attachment mechanism 122 also includes a plurality of separate fasteners 126A-E that attach retaining ring 124 to ball body 112 . Separate fasteners 126A-E may be threaded or unthreaded, or may be of any type known to those skilled in the art. 4 Figure 12 shows an exploded view of the mandrel and ball assembly of Figure 12 3a and 3b ab, comprising ball body 112, insert 120, retaining ring 124 and separate fasteners 126A-E.

Andere Befestigungsmechanismen könnten auch dazu verwendet werden, den Einsatz 120 in Position zu halten. Beispielsweise kann Haltering 124 an Kugelkörper 112 befestigt werden, indem eine mit einem Gewinde versehene Oberfläche (Außengewinde oder Innengewinde) auf Haltering 124 mit einer komplementären Gewinde-Oberfläche (Innengewinde beziehungsweise Außengewinde) auf Kugelkörper 112 zusammengepasst wird. D.h. sowohl der Kugelkörper 112 als auch der Befestigungsmechanismus 122 könnten beide ein Gewinde aufweisen und zusammengeschraubt sein. Darüber hinaus kann Haltering 124 einstückig mit Einsatz 120 ausgebildet sein, was eine separate Unter-Anordnung erzeugt, die dann an Kugelkörper 112 unter Anwendung irgendeiner der beschriebenen Verfahrensmethoden befestigt wird. Andere Befestigungsmechanismen, beispielsweise Schwei-ßen, Haften, eine Presspassung oder eine Übergangspassung, können auch für Ausführungsformen angewandt werden, die vom Schutzumfang der offenbarten Erfindung umfasst sind.Other attachment mechanisms could also be used to hold the insert 120 in place. For example, retaining ring 124 may be attached to ball body 112 by mating a threaded surface (male or female) on retaining ring 124 with a complementary threaded surface (female or male threads) on ball body 112 . That is, both the ball body 112 and the attachment mechanism 122 could both be threaded and screwed together. Additionally, retaining ring 124 may be integrally formed with insert 120, creating a separate subassembly that is then attached to sphere 112 using any of the methods described. Other attachment mechanisms, such as welding, adhesion, an interference fit, or a transition fit, may also be used for embodiments encompassed within the scope of the disclosed invention.

Einsatz 120 ist auf dem Teil oder den Teilen einer Dorn-Kugel-Anordnung 100 positioniert, die relativ hohen normalen Kontaktkräften mit einer inneren Oberfläche des rohrförmigen Rohlings während eines Biegevorgangs ausgesetzt sind. In einer Ausführungsform umfasst Einsatz 120 ein einzelnes, angrenzend angeordnetes Materialstück, das zumindest teilweise die äußere Oberfläche 116 umschreibt. In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Einsatz 120 eine diskrete Anzahl von nicht aneinander angrenzend angeordneten Materialstücken, die als unvollständige Bögen oder Dreiecke geformt sind, und die voneinander beabstandet und um die äußere Oberfläche 116 angeordnet sind. Einsatz 120 kann eine einheitliche oder nicht einheitliche Querschnittsform umfassen.Insert 120 is positioned on the part or parts of a mandrel and ball assembly 100 that are subjected to relatively high normal contact forces with an inner surface of the tubular blank during a bending operation. In one embodiment, insert 120 comprises a single, contiguously disposed piece of material at least partially circumscribing outer surface 116 . In an alternative embodiment, the insert 120 comprises a discrete number of non-contiguously arranged pieces of material shaped as incomplete arcs or triangles that are spaced from one another and arranged about the outer surface 116 . Insert 120 may include a uniform or non-uniform cross-sectional shape.

Einsatz 120 umfasst ein oberflächenverschleißfestes Material, das ein Kunststoffmaterial, ein Niedrig-Stapelfehlerenergiematerial oder eine Metalllegierung (beispielsweise eine Kupfer-, Bronze- oder Kobalt-basierte Legierung), ein Material, das mit dem rohrförmigen Rohling (d.h. unlöslichen Feststoffen) metallurgisch inkompatibel ist, ein Material mit geringer Reibung und jede beliebige Kombination davon umfasst. Geeignetes Kunststoffmaterial umfasst Nylon, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polyurethan und Polyethylen oder eine beliebige Kombination davon, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Im Allgemeinen sollte die Härte des oberflächenverschleißfesten Materials geringer als die Härte des rohrförmigen Rohlings sein, in dem die Dorn-Kugel-Anordnung während des Biegens angewandt wird.Insert 120 includes a surface wear resistant material, which may be a plastic material, a low-stacking-fault energy material, or a metal alloy (e.g., a copper, bronze, or cobalt-based alloy), a material that is metallurgically incompatible with the tubular blank (ie, insoluble solids). a low friction material and any combination thereof. Suitable plastic material includes, but is not limited to, nylon, polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, polyurethane, and polyethylene, or any combination thereof. In general, the hardness of the surface wear resistant material should be less than the hardness of the tubular blank in which the mandrel and ball assembly will be used during bending.

Mit nunmehriger Bezugnahme auf 5a und 5b ist eine Seitenansicht einer Dorn-Schaft-Anordnung 130 abgebildet. Die veranschaulichte Ausführungsform umfasst allgemein einen Zylinderschaftkörper 132, der eine kreisförmige Querschnittsfläche und eine durch eine Länge definierte, äußere Oberfläche 134 umfasst. Ansatz 136 von Zylinderkörper 132 ist das Führungsende der Dorn-Schaft-Anordnung, wenn diese in einen rohrförmigen Rohling zum Biegen eingebracht wird.With now reference to 5a and 5b A side view of a mandrel and shank assembly 130 is depicted. The illustrated embodiment generally includes a cylindrical shank body 132 having a circular cross-sectional area and an outer surface 134 defined by a length. Boss 136 of cylinder body 132 is the leading end of the mandrel and shank assembly as it is loaded into a tubular blank for bending.

Im Allgemeinen erfährt Ansatz 136 relativ hohe Kontaktkräfte mit einer inneren Oberfläche eines rohrförmigen Rohlings während eines Biegevorgangs. Ähnlich zur oben beschriebenen Dorn-Kugel-Anordnung umfasst die äußere Oberfläche 134 von Schaftkörper 132 Vertiefung 138. Einsatz 140 ist zumindest teilweise innerhalb der Vertiefung 138 positioniert. Einsatz 140 umfasst einen Materialring, der sich um die äußere Oberfläche 134 von Schaftkörper 132 herum erstreckt. Befestigungsmechanismus 142 ist angrenzend an Einsatz 140 angeordnet und hält den Einsatz in der Vertiefung 138. Befestigungsmechanismus 142 umfasst Haltering 144, der Einsatz 140 in der Vertiefung 138 festhält.In general, lug 136 experiences relatively high contact forces with an inner surface of a tubular blank during a bending operation. Similar to the spike and ball arrangement described above, outer surface 134 of stem body 132 includes indentation 138. Insert 140 is at least partially positioned within indentation 138. Insert 140 includes a ring of material that extends around outer surface 134 of stem body 132 . Fastening mechanism 142 is positioned adjacent to insert 140 and retains the insert in recess 138. Fastening mechanism 142 includes retaining ring 144 which retains insert 140 in recess 138.

Wie oben auf ähnliche Art und Weise für Befestigungsmechanismus 122 beschrieben, kann Befestigungsmechanismus 142 Einsatz 140 in Vertiefung 138 halten, indem Haltering 144 auf Schaftkörper 132 unter Anwendung komplementärer Außen-Innen-Gewinde-Oberflächen aufgeschraubt wird oder kann eine Vielzahl von separaten Befestigungsmitteln umfassen, die den Haltering am Schaftkörper befestigen. Separate Befestigungsmittel können mit oder ohne ein Gewinde versehen oder irgendein, dem Fachmann bekanntes Befestigungsmittel sein. Darüber hinaus kann Haltering 144 auch mit Einsatz 140 einstückig ausgebildet sein, wodurch eine separate Unter-Anordnung erzeugt wird, die dann am Schaftkörper 132 unter Anwendung von einer der hierin beschriebenen Verfahrensmethoden befestigt wird.As described above in a similar manner for attachment mechanism 122, attachment mechanism 142 may retain insert 140 in recess 138 by threading retaining ring 144 onto shank body 132 using complementary male-female threaded surfaces, or may comprise a plurality of separate fasteners that attach the retaining ring to the stem body. Separate fasteners may be threaded or unthreaded, or any fastener known to those skilled in the art. Additionally, retaining ring 144 may also be integrally formed with insert 140, creating a separate subassembly that is then attached to stem body 132 using any of the methods described herein.

Einsatz 140 ist auf einem Teil von Ansatz 136 von Schaftkörper 132 positioniert. Ähnlich zu oben beschriebenem Einsatz 120 , umfasst Einsatz 140 ein oberflächenverschleißfestes Material, das ein Kunststoffmaterial (beispielsweise Nylon, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polyurethan, Polyethylen etc.), ein Niedrig-Stapelfehlerenergiemetall oder eine Metalllegierung (beispielsweise eine Kupfer-, Bronze- oder Kobalt-basierte Legierung), ein Material, das mit dem rohrförmigen Rohling (d.h. löslichen Feststoffen) metallurgisch inkompatibel ist, ein Material mit geringer Reibung und jede beliebige Kombination davon umfasst. Im Allgemeinen sollte die Härte des oberflächenverschleißfesten Materials geringer als die Härte des rohrförmigen Rohlings sein, in dem die Dorn-Kugel-Anordnung während des Biegens angewandt wird. Darüber hinaus kann Einsatz 140 ein einziges angrenzend angeordnetes Materialstück umfassen oder kann aus einer diskreten Anzahl von nicht aneinander angrenzenden Materialstücken geformt sein und kann eine einheitliche oder nicht-einheitliche Querschnittsform umfassen.Insert 140 is positioned on a portion of lug 136 of stem body 132 . Similar to insert 120 described above, insert 140 comprises a surface wear resistant material that may be a plastic material (e.g., nylon, polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, polyurethane, polyethylene, etc.), a low-stacking-fault energy metal, or metal alloy (e.g., a copper, bronze, or cobalt based alloy), a material that is metallurgically incompatible with the tubular blank (ie, soluble solids), a low friction material, and any combination thereof. In general, the hardness of the surface wear resistant material should be less than the hardness of the tubular blank in which the mandrel and ball assembly will be used during bending. Additionally, insert 140 may comprise a single contiguously disposed piece of material or may be formed from a discrete number of non-contiguous pieces of material and may comprise a uniform or non-uniform cross-sectional shape.

Mit nunmehriger Bezugnahme auf 6 ist eine beispielhafte Dorn-Anordnung 150, die eine Dorn-Schaft-Anordnung 130 und eine Vielzahl von verbundenen Dorn-Kugel-Anordnungen 100A -C umfasst, abgebildet. Mindestens eine Dorn-Kugel-Anordnung 100A ist mit dem Ansatz 136 von Dorn-Schaft-Anordnung 130 mittels einer Gelenkverbindung 154A verbunden. Zusätzliche Dorn-Kugel-Anordnungen (beispielsweise 100B und 100C) können mit Dorn-Kugel-Anordnung 100A mittels zusätzlicher Gelenkverbindungen (beispielsweise 154B und 154C) hintereinander verbunden sein. Gelenkverbindungen 154A -C können von jeder beliebigen Art, die dem Fachmann bekannt ist, sein (beispielsweise ein Kugelgelenk, eine H-Typ-Verbindung, eine Poppit-Verbindung, eine Endverbindung etc.). Alternativ dazu können Dorn-Kugel-Anordnungen 100A -C mit Dorn-Kugel-Anordnung 130 mittels eines Kabels verbunden sein, auf dem die Dorn-Kugel-Anordnungen 100A -C aufgereiht sind.With now reference to 6 An exemplary mandrel assembly 150 including a mandrel-shaft assembly 130 and a plurality of connected mandrel-ball assemblies 100A-C is depicted. At least one mandrel and ball assembly 100A is connected to hub 136 of mandrel and shaft assembly 130 by a hinge connection 154A. Additional mandrel-ball assemblies (e.g., 100B and 100C) may be serially connected to mandrel-ball assembly 100A by means of additional hinge connections (e.g., 154B and 154C). Articulated joints 154A-C may be of any type known to those skilled in the art (e.g., ball joint, H-type joint, poppit joint, end joint, etc.). Alternatively, mandrel-ball assemblies 100A-C may be connected to mandrel-ball assembly 130 by a cable on which mandrel-ball assemblies 100A-C are strung.

Einsatz 140 und Einsätze 120A -C können dasselbe oberflächenverschleißfeste Material oder dieselbe Kombination von Materialien in Übereinstimmung mit hierin beschriebenen Ausführungsformen umfassen. Alternativ dazu können Einsatz 140 und einer oder mehrere von Einsatz 120A, 120B und 120C jeweils ein unterschiedliches oberflächenverschleißfestes Material oder eine Kombination von Materialien in Übereinstimmung mit hierin beschriebenen Ausführungsformen umfassen.Insert 140 and inserts 120A-C may comprise the same surface wear resistant material or combination of materials consistent with embodiments described herein. Alternatively, insert 140 and one or more of inserts 120A, 120B, and 120C may each comprise a different surface wear resistant material or combination of materials consistent with embodiments described herein.

Mit nunmehriger Bezugnahme auf 7 ist eine Draufsicht eines beispielhaften Rotationszugbiegemechanismus 160 abgebildet, der ein Nachführelement 162, eine Klemmvorrichtung 164, ein Biegeformwerkzeug 166 , einen Abstreifer 168 und eine Dorn-Anordnung 150 aufweist, die mit Stange 174 verbunden ist. Die Führungskante eines extrudierten Aluminiumrohrs/-Werkstück W ist an Biegeformwerkzeug 166 (unter Anwendung von Klemmvorrichtung 164) festgeklemmt. Dorn-Anordnung 150 ist innerhalb von Werkstück W platziert. Eine äußere Oberfläche 116 von Kugelkörper 112 und eine äußere Oberfläche 134 von Schaftkörper 132 sind im Allgemeinen so geformt, um in das Werkstück W hineinzupassen, so dass äußere Oberfläche 116 und äußere Oberfläche 134 eine innere Oberfläche 172 von Werkstück W während des Biegeverfahrens berühren, während ein einfaches Einbringen der Dorn-Anordnung 150 in das Werkstück/Rohr ermöglicht wird (d.h. eine kleine Spielpassung). Biegewerkzeug 166 dreht sich, wobei das Werkstück/Rohr W um Biegewerkzeug 166 herumgezogen wird. Innere Oberfläche 172 wird durch Dorn-Anordnung 150 gestützt, während das Werkstück W um Biegewerkzeug 166 herum gezogen wird. Das Werkstück W wird außen durch Nachführelement 162 und Abstreifer 168 gestützt. Dorn-Anordnung 150 trägt unterstützend dazu bei, dass ein Rohrausknicken, Faltenbildung und Zusammenbruch des Werkstücks/Rohrs W während des Biegevorgangs hintangehalten wird.With now reference to 7 1 is a top view of an exemplary rotary draw bender mechanism 160 including a follower 162, a clamp 164, a bend die 166, a stripper 168, and a mandrel assembly 150 connected to rod 174. FIG. The leading edge of an extruded aluminum tube/workpiece W is clamped to bending die 166 (using clamp 164). Mandrel assembly 150 is placed within workpiece W . An outer surface 116 of ball body 112 and an outer surface 134 of stem body 132 are generally shaped to fit within the workpiece W such that outer surface 116 and outer surface 134 contact an inner surface 172 of workpiece W during the bending process while allowing for easy insertion of the mandrel assembly 150 into the workpiece/tube (ie, a small clearance fit). Bending tool 166 rotates pulling the workpiece/tube W around bending tool 166 . Inner surface 172 is supported by mandrel assembly 150 while workpiece W is drawn about bending tool 166 . The workpiece W is externally supported by follower 162 and stripper 168 . Mandrel assembly 150 helps prevent tube buckling, wrinkling and collapse of the workpiece/tube W during the bending process.

Obwohl das Biegen mit einem Dorn beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass „leeres Biegen“ ohne einen Dorn im Gesamtverfahren ebenfalls angewandt werden kann.Although bending with a mandrel has been described, it is understood that "empty bending" without a mandrel in the overall process can also be used.

Induktionsglühverfahreninduction annealing process

Wie zuvor beschrieben, kann das Werkstück W einem Induktionsglühen 16, 20 ausgesetzt werden, das dem Biegen 14 folgt und/oder dem Vorformen 18 folgt. Für diesen Zweck wird das Werkstück W in eine wassergekühlte Kupfer-„Kanal“-Windung C positioniert, die dieselbe Form wie das Werkstück W aufweist (siehe 8). Insbesondere fließt Wechselstrom durch die Kanalwindung C (Transformatorprimärwicklung), um ein elektromagnetisches Wechselfeld zu erzeugen. Das Werkstück W bildet die Transformatorsekundärwicklung. Erwärmungseffizienz und -Einheitlichkeit wird durch die Windungsausgestaltung und die Konturierung der Windung relativ zur Werkstückform erzielt.As previously described, the workpiece W may be subjected to an induction anneal 16 , 20 following the bending 14 and/or following the preforming 18 . For this purpose, the workpiece W is placed in a water-cooled copper "channel" coil C, which has the same shape as the workpiece W (see Fig 8th ). In particular, alternating current flows through the channel winding C (transformer primary winding) to generate an alternating electromagnetic field. The workpiece W forms the transformer secondary winding. Heating efficiency and uniformity is achieved through the coil design and the contouring of the coil relative to the workpiece shape.

9 veranschaulicht das Werkstück W, das den A-Säulen-Abschnitt P umfasst, wo das Induktionsglühen von Punkt A bis Punkt B fertiggestellt wird. Abschnitt T zeigt den Teil des Werkstücks W an, der während des Verfahrens getrimmt wird, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Dachlängsträgerabschnitt R des Werkstücks W verschiedene Längen je nach Körperausgestaltung des Fahrzeugs (beispielsweise reguläre Fahrerkabine, erweiterte Fahrerkabine, Mannschaftskabine) aufweisen kann. 9 Figure 12 illustrates the workpiece W including the A-pillar portion P where the induction annealing from point A to point B is completed. Portion T indicates the portion of the workpiece W that will be trimmed during the process, as will be described in detail below. It is noted that the roof rail portion R of the work W can have various lengths depending on the body configuration of the vehicle (at for example regular driver's cab, extended driver's cab, crew cab) may have.

In einer Ausführungsform wird Induktionsglühen bei einer Temperatur von zwischen 120-160°C unter Anwendung einer 10-30 Sekunden-Anstiegszeit fertiggestellt. In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird Induktionsglühen bei einer Temperatur von 130-150°C unter Anwendung einer Anstiegszeit von 20-30 Sekunden fertiggestellt. In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird Induktionsglühen bei einer Temperatur von 135-145°C unter Anwendung einer Anstiegszeit von 20-30 Sekunden fertiggestellt. In einer noch weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird Induktionsglühen bei einer Temperatur von ungefähr 140°C unter Anwendung einer Anstiegszeit von 25-30 Sekunden fertiggestellt.In one embodiment, induction annealing is completed at a temperature of between 120-160°C using a 10-30 second ramp time. In another preferred embodiment, induction annealing is completed at a temperature of 130-150°C using a ramp time of 20-30 seconds. In another preferred embodiment, induction annealing is completed at a temperature of 135-145°C using a ramp time of 20-30 seconds. In yet another preferred embodiment, induction annealing is completed at a temperature of about 140°C using a ramp time of 25-30 seconds.

In den in 1a und 1b veranschaulichten Ausführungsformen einer Verfahrensmethode für das Innenhochdruckumformen eines Werkstücks W umfasst das Werkstück W ein extrudiertes Aluminiumrohr, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, dass das Werkstück andere Formen aufweisen oder aus anderen Materialien geformt sein kann. Die Verfahrensmethode umfasst das Biegen des Werkstücks W in eine erste vorläufige Form (siehe Schritt 14). Darauf folgt das Induktionsglühen des Werkstücks W in der zuvor beschriebenen Art und Weise (siehe Schritt 16). Das Induktionsglühverfahren 16 setzt Strom ein, um das Werkstück W lokal zu erwärmen, um einem übermäßigen Verfestigen innerhalb des Werkstücks entgegenzuwirken, wodurch eine erhöhte Formbarkeit während der darauffolgenden Schritte der Innenhochdruckumformungsverfahrensmethode ermöglicht wird.in the in 1a and 1b In the illustrated embodiments of a process method for hydroforming a workpiece W, the workpiece W comprises an extruded aluminum tube, however, it is understood that the workpiece may have other shapes or be formed from other materials. The process method involves bending the workpiece W into a first preliminary shape (see step 14). This is followed by induction annealing of the workpiece W in the manner previously described (see step 16). The induction annealing process 16 uses current to locally heat the workpiece W to counteract excessive hardening within the workpiece, thereby allowing for increased formability during subsequent steps of the hydroforming process method.

Darauf folgt dann das Vorformen des Werkstücks W zu einer zweiten vorläufigen Form (man beachte Schritt 18). Darauf folgt dann ein zweiter Induktionsglühschritt 20. Als nächstes folgt das Innenhochdruckumformen des Werkstücks W zu einer Soll-Endform (man beachte Schritt 22). Anschließend an das Innenhochdruckumformen wird das Werkstück W dem Trimmen auf eine Soll-Länge ausgesetzt (man beachte Schritt 24). Nach dem Trimmen wird das Werkstück W, in der in 1a veranschaulichten Ausführungsform einer Wärmebehandlung ausgesetzt, um dem Werkstück W Soll-Festigkeitseigenschaften zu verleihen (man beachte Schritt 26). In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Wärmebehandlung eine sechsstündige T6-Behandlung bei 180°C, um dem Werkstück W eine durchschnittliche Dehngrenze von typischerweise 290 MPa zu induzieren oder zu verleihen. In alternativen Ausführungsformen kann die Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 160-200°C in 4 bis 10 Stunden fertiggestellt werden. Das Werkstück W wird dann einer chargenweise chemischen Vorbehandlung in Schritt 28 unterzogen.This is then followed by preforming the workpiece W into a second preliminary shape (note step 18). This is then followed by a second induction annealing step 20. Next is the hydroforming of the workpiece W to a target final shape (note step 22). Subsequent to the hydroforming, the workpiece W is subjected to trimming to a target length (see step 24). After trimming, the workpiece W, in which in 1a embodiment is subjected to a heat treatment to impart desired strength properties to the workpiece W (note step 26). In the illustrated embodiment, the heat treatment is a 6 hour T6 treatment at 180°C to induce or impart to the workpiece W an average yield strength of typically 290 MPa. In alternative embodiments, the heat treatment can be completed in 4 to 10 hours at temperatures between 160-200°C. The workpiece W is then subjected to a batch chemical pre-treatment in step 28.

In einer alternativen Ausführungsform der in 1b veranschaulichten Verfahrensmethode werden der Schritt des künstlichen Alterns 26 und der Schritt der chargenweisen chemischen Vorbehandlung in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt.In an alternative embodiment of the 1b In the illustrated processing method, the artificial aging step 26 and the batch chemical pretreatment step are carried out in the reverse order.

Obwohl zwei Schritte von zunehmendem Induktionsglühen 16, 20 in 1a und 1b veranschaulicht werden, wird darauf hingewiesen, dass in einer möglichen alternativen Ausführungsform lediglich der Induktionsglühschritt 16, der auf das Vorbiegen folgt, abgeschlossen wird. Der zweite Induktionsglühschritt 20 jedoch nicht. In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform wird lediglich der Induktionsglühschritt 20 abgeschlossen. Der erste Induktionsglühschritt 16 jedoch nicht.Although two steps of increasing induction annealing 16, 20 in 1a and 1b are illustrated, it is noted that in a possible alternative embodiment only the induction annealing step 16 following the pre-bending is completed. However, the second induction annealing step 20 does not. In yet another alternative embodiment, only the induction annealing step 20 is completed. However, the first induction annealing step 16 does not.

Jede der Herstellungsverfahrensausführungsformen ist bei der Herstellung von Kleinlastwagendachlängsträgern von besonderem Nutzen, die einem erheblichen Biegen von ungefähr 45° am A-Säulenabschnitt P ausgesetzt werden (siehe 9), um den Übergang des Werkstücks W von der A-Säule zur Scharniersäule zu unterstützen.Each of the manufacturing method embodiments is of particular use in the manufacture of light truck roof rails that will undergo significant bending of approximately 45° at the A-pillar portion P (see FIG 9 ) to support the transition of the workpiece W from the A-pillar to the hinge pillar.

Die in 10 und 11 präsentierten Daten zeigen, dass der Induktionsglühschritt oder die -Stufe 16, 20 eine Erhöhung der Materialgesamtausdehnung (Dehnung) bei Verwendung ermöglicht (man beachte „IA“-Teile und beachte auch, dass „Schweißnaht“ und „keine Schweißnaht“ kennzeichnet, wo das dehnbare Probestück aus dem strukturellen Rohr geschnitten wurde). Und tatsächlich wird nach oben von dem doppelten Ausgangsmaterial ein Dehnungsvermögen in Hochdehnungsregionen bereitgestellt. Darüber hinaus, und überraschenderweise, wird keine Verschlechterung der T6-Härte oder der Wärmebehandlungseigenschaften festgestellt, wenn Induktionsglühen bei Temperaturen zwischen 120-160°C 10-30 Sekunden lang fertiggestellt wird. Somit erhöht sich die Gesamtausdehnung, während die Dehngrenze des endgültigen Werkstückprodukts nicht beeinträchtigt wird. Eine derartige Kombination von nutzbringenden Ergebnissen hätte nicht vorweggenommen werden können.In the 10 and 11 Data presented shows that the induction annealing step or stage 16, 20 allows for an increase in overall material elongation (elongation) in use (note "IA" parts and also note that "weld" and "no weld" denote where the ductile specimen was cut from the structural tube). And indeed, upward extensibility is provided in high elongation regions by the dual stock material. Furthermore, and surprisingly, no deterioration in T6 hardness or heat treatment properties is observed when induction annealing is completed at temperatures between 120-160°C for 10-30 seconds. Thus, overall elongation increases while not affecting the yield strength of the final workpiece product. Such a combination of beneficial results could not have been anticipated.

Vorteilhafterweise unterstützt das Induktionsglühen 16, 20 den Automobilbau in großem Umfang. Sowohl strukturellen als auch nahtlosen Rohren kommt diese Verfahrensmethode zugute. Und tatsächlich können strukturelle Rohre nunmehr in der Herstellung von schwierig zu formenden A-Säulen-Dachlängsträgern unmittelbar eingesetzt werden. Somit ermöglicht die Verfahrensmethode die Anwendung einer höheren Toleranz und eines höheren herstellungseffizienteren Materials für das Innenhochdruckumformen von Dachlängsträgern.Advantageously, the induction annealing 16, 20 supports the automotive industry on a large scale. Both structural and seamless tubes benefit from this process method. Indeed, structural tubing can now be used directly in the manufacture of difficult-to-form A-pillar roof rails. Thus, the process method enables the use of a higher tolerance and a higher production-efficient material for the hydroforming of roof rails.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Induktionsglühverfahren 16, 20 lediglich auf die betreffende erwärmte Region eingeschränkt ist: das heißt, auf die Biegefläche, in der das Kunststoffdehnungsvermögen durch die Biege- und/oder die Vorformungs-Schritte von Stufen 14, 18 des Herstellungsverfahrens reduziert worden ist. Das Erwärmen des Rohrs oder des Werkstücks W ist auf die Induktionsglühregion örtlich begrenzt, und es gibt daher keine spezielle Ausstattung, die für eine Materialhandhabung des Werkstücks in den nicht erwärmten Regionen erforderlich ist. Ferner führen die Induktionsglühparameter, die für das Wiederherstellen von Formbarkeit dem Werkstück W gegenüber erforderlich sind, zu keinem Post-Innenhochdruckumformungsmaterialwärmebehandlungsreaktionnschaden, und die geformten Werkstücke (in der veranschaulichten Ausführungsform A-Säulen-Dachlängsträger) sind dennoch in der Lage, die Soll-Dehngrenzen aufzuweisen.It should be noted that the induction annealing process 16, 20 is limited only to the heated region of interest: that is, the bending area where plastic elongation is reduced by the bending and/or preforming steps of stages 14, 18 of the manufacturing process has been. Heating of the tube or workpiece W is localized to the induction annealing region and therefore there is no special equipment required for material handling of the workpiece in the unheated regions. Furthermore, the induction annealing parameters required to restore formability to the workpiece W do not result in post-hydroforming material heat treatment reaction damage, and the formed workpieces (A-pillar roof rails in the illustrated embodiment) are still able to exhibit the target yield strengths .

Innenhochdruckumformungsverfahrenhydroforming process

Bezug wird nunmehr auf 12a und 12b genommen, die einen Fahrzeuglängsträger 200 veranschaulichen, der durch Innenhochdruckumformen in Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen spezifischen Konzeptionen geformt wird. Der Längsträger 200 umfasst eine Biegung B. Der Innenradius oder Flachansatzradius R von Biegung B ist durch einen Querschnitt eines nicht-konstanten Radius ausgebildet, der ein erstes Übergangssegment 212, ein zweites Übergangssegment 214 und ein Zwischensegment 216 zwischen dem ersten und dem zweiten Übergangssegment umfasst. Siehe auch 14, die einen Entwurf von Längsträger 200 bei Biegung B zeigt.Reference is now made to 12a and 12b 10 are taken illustrating a vehicle side rail 200 formed by hydroforming in accordance with the specific concepts described herein. The side rail 200 includes a bend B. The inner radius or flat shoulder radius R of bend B is formed by a non-constant radius cross-section that includes a first transition segment 212, a second transition segment 214, and an intermediate segment 216 between the first and second transition segments. See also 14 , showing a design of side rail 200 at bend B.

Wie zuvor angemerkt, kann das Längsträger 200 -Formungsverfahren durch Extrudieren eines strukturellen Aluminiumlegierungsrohrs in einem Austrittsöffnungsformwerkzeug 50 starten, das eine Dornplatte 52 und einen Kappenabschnitt 54 umfasst. Insbesondere wird ein Aluminiumbarren 56 durch das Austrittsöffnungs-Extrusionsformwerkzeug 50 bei hoher Temperatur und hohem Druck erwärmt. Das extrudierte Aluminium wird in der Dornplatte 52 getrennt und läuft im Kappenabschnitt 54 wieder an einem Punkt zusammen. Das extrudierte Aluminiumrohr kann als ein strukturelles extrudiertes Rohr bezeichnet werden. Das Rohr wird in einem kontinuierlichen Walzvorgang geformt und wird nach dem Extrudieren auf eine Soll-Länge zugeschnitten.As previously noted, the side rail 200 forming process may begin by extruding a structural aluminum alloy tube in an orifice die 50 that includes a mandrel plate 52 and a cap portion 54 . In particular, an aluminum billet 56 is heated by the orifice extrusion die 50 at high temperature and high pressure. The extruded aluminum is separated in the mandrel plate 52 and reunited at a point in the cap section 54 . The aluminum extruded tube can be referred to as a structural extruded tube. The tube is formed in a continuous rolling operation and is cut to a desired length after extrusion.

Als nächstes kann das extrudierte Aluminiumrohr in gewünschter Art und Weise unter Anwendung irgendeines Biegeverfahrens (Rotationsziehen, Druck-Walzen etc.) gebogen werden. Darauf kann ein Zwischenformungsvorgang (d.h. Vorformen) folgen. Ferner kann das extrudierte Rohr oder Werkstück nach dem Biegen, nach dem Vorformen, oder nach beidem einem Induktionsglühen ausgesetzt werden, um eine gewisse Formbarkeit gegenüber dem extrudierten Rohr oder dem Werkstück wiederherzustellen.Next, the extruded aluminum tube can be bent in a desired manner using any bending method (rotational drawing, pressure rolling, etc.). This may be followed by an intermediate forming (i.e. preforming) operation. Further, the extruded tube or workpiece may be subjected to induction annealing after bending, after preforming, or both, to restore some formability to the extruded tube or workpiece.

Nach den oben erörterten, vorbereitenden Bearbeitungen und Verfahren des Extrudierens, Biegens, Vorformens und Ausglühens wird das gebogene und vorgeformte extrudierte Aluminiumrohr oder Werkstück W in ein Innenhochdruckumformungswerkzeug hineingeladen, das in 13a - 13e als ein zweiteiliges Formwerkzeug D1, D2 schematisch veranschaulicht ist.After the preliminary operations and processes of extrusion, bending, preforming and annealing discussed above, the bent and preformed extruded aluminum tube or workpiece W is loaded into a hydroforming tool located in 13a - 13e is schematically illustrated as a two-part mold D1, D2.

Anschließend an das Laden des Werkstücks oder des Rohrs W in das Formwerkzeug D1, D2 wird das Formwerkzeug geschlossen (siehe 13a und 13b). Bei Erreichen der in 13c veranschaulichten, teilweise geschlossenen Position wird eine Flüssigkeit L unter einer ersten Druckhöhe in das Innere des Werkstücks W eingebracht. Die erste Druckhöhe ist im Bereich von ungefähr 0 bis 200 bar. In einer anderen Ausführungsform ist die zweite Druckhöhe im Bereich von 50 bis 150 bar. In einer noch weiteren möglichen Ausführungsform ist die erste Druckhöhe ungefähr 100 bar. Die Innenhochdruckumformungsflüssigkeit L kann Wasser oder ein anderes geeignetes Material sein.Subsequent to the loading of the workpiece or tube W into the mold D1, D2, the mold is closed (see 13a and 13b) . Upon reaching the in 13c In the partially closed position illustrated, a liquid L is introduced into the interior of the workpiece W at a first pressure level. The first pressure level is in the range of about 0 to 200 bar. In another embodiment, the second pressure level is in the range of 50 to 150 bar. In yet another possible embodiment, the first pressure level is about 100 bar. The hydroforming liquid L can be water or another suitable material.

Beim Betrachten von 13c wird darauf hingewiesen, dass der obere Abschnitt des Formwerkzeugs D1 einen Flachansatzwandabschnitt S umfasst, der spezifisch geformt ist, um das Werkzeug W zu dem Zeitpunkt des Innenhochdruckumformungsverfahrens zu berühren, wenn das Formwerkzeug D1, D2 nur zum Teil geschlossen ist, und die erste Druckhöhe zum Einsatz kommt, um ein Einknicken des Rohrs während der Abschlussphase zu verhindern. Dieser Berührungspunkt bildet den Zwischenabschnitt 216 des Flachansatzwinkelradius R des Längsträgers 200. Das reduziert die umlaufende Randfaserdehnung und Verformbarkeit, die erforderlich sind, um das Werkstück W in den Teil oder den Längsträger 200 entlang des Inneren der Biegung hineinzuformen, wo das Material dicker wird.When viewing from 13c it is noted that the upper portion of the die D1 includes a flat shoulder wall portion S specifically shaped to contact the die W at the time of the hydroforming process when the die D1, D2 is only partially closed, and the first pressure head at Used to prevent buckling of the pipe during the closing phase. This point of contact forms the intermediate portion 216 of the flat shoulder angle radius R of the stringer 200. This reduces the circumferential edge fiber stretch and deformability required to mold the workpiece W into the portion or stringer 200 along the interior of the bend where the material becomes thicker.

Der nächste Schritt im Innenhochdruckumformungsverfahren besteht darin, das Innenhochdruckumformungswerkzeug D1, D2 vollständig zu schließen. 13d veranschaulicht das Formwerkzeug D1, D2, wie dieses um das Werkstück W herum geschlossen wird. Nachdem das Formwerkzeug D1, D2 um das Werkstück W herum vollständig geschlossen ist, wird der Druck der Flüssigkeit L, die das Werkstück W füllt, auf eine zweite Druckhöhe erhöht, um das Werkstück W zu formen und durch Innenhochdruck zu durchdringen. Die zweite Druckhöhe ist im Bereich von 500 bis 1500 bar. In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die zweite Druckhöhe im Bereich von 750 bis 1250 bar. In einer noch weiteren möglichen Ausführungsform ist die zweite Druckhöhe ungefähr 1000 bar.The next step in the hydroforming process is to fully close the hydroforming die D1, D2. 13d Figure 12 illustrates the forming tool D1, D2 being closed around the workpiece W. FIG. After the forming tool D1, D2 is fully closed around the workpiece W, the pressure of the liquid L filling the workpiece W is increased to a second pressure level to mold the workpiece W and permeate it by hydrostatic pressure. The second pressure level is in the range of 500 to 1500 bar. In a Another possible embodiment is the second pressure level in the range from 750 to 1250 bar. In yet another possible embodiment, the second pressure level is approximately 1000 bar.

Wird der Druck erhöht, dann wird das Werkstück W nach außen, in Richtung des Formwerkzeugs D1, D2 gedrückt. Im Wesentlichen ist der Zwischenabschnitt 216 des Flachansatzwinkelradius R bereits im Eingriff mit dem Flachansatzwandabschnitt S des Formwerkzeugs D1 bevor der Druck der Flüssigkeit L auf die zweite Höhe erhöht wird. Das verhindert uneingeschränktes/ununterstütztes Querschnittsbiegen während der Abschlussphase. Im Gegensatz dazu kommt in einem typischen herkömmlichen Szenario das Werkstück erst dann in Kontakt mit der Formwerkzeugwand, wenn das Formwerkzeug vollständig geschlossen ist und ein Kalibrierungsdruck ausgeübt wird. Der Ist-Krümmungsradius des gebildeten Winkels an der Spitze des Kunststoffscharniers ist in diesem Fall typischerweise kleiner als der entsprechende Radius des Formwerkzeugs. Somit ist das daraus resultierende r-t-Verhältnis auch kleiner als in der Ausgestaltung, und die Randfaserdehnung ist höher. In der vorliegenden Verfahrensmethode ist der Flachansatzwandabschnitt S mit dem Werkstück W schon zu einem frühen Zeitpunkt während der Abschlussphase im Eingriff und verhindert ein zusätzliches uneingeschränktes Biegen, das die Randfaserdehnung im Wesentlichen reduziert und das r-t-Verhältnis erhöht. Gleichzeitig ist die Dehnung in dieser Fläche während der Kalibrierungsphase beinahe unverändert.When the pressure is increased, the workpiece W is pushed outward toward the die D1, D2. Essentially, the intermediate portion 216 of the shoulder angle radius R is already engaged with the shoulder wall portion S of the mold D1 before the pressure of the liquid L is increased to the second level. This prevents unrestrained/unsupported section bending during the final phase. In contrast, in a typical conventional scenario, the workpiece does not make contact with the mold wall until the mold is fully closed and a calibration pressure is applied. The actual radius of curvature of the angle formed at the apex of the plastic hinge is typically smaller than the corresponding radius of the molding tool in this case. Thus, the resulting r-t ratio is also smaller than in the design, and the edge fiber elongation is higher. In the present method of processing, the flat shoulder wall section S engages the workpiece W early in the finishing phase and prevents additional unrestrained bending that substantially reduces edge fiber strain and increases the r-t ratio. At the same time, the strain in this area is almost unchanged during the calibration phase.

Ferner führt der Eingriff des Werkstücks W mit dem Wandabschnitt S zu einem geringfügigen Abstand G, der zwischen dem Formwerkzeug D1, D2 und dem Werkstück W aufrechterhalten wird, wodurch das erste und das zweite Übergangssegment 212, 214 des Längsträgers 200 geformt wird. Daher wird darauf hingewiesen, dass das im Formwerkzeug geformte Werkstück W und letztlich der Längsträger 200 Werkzeugspuren von dem Formwerkzeug D1 entlang des Zwischensegments 216 aufweisen werden, entlang des ersten und des zweiten Übergangssegments 212, 214 von Werkzeugspuren jedoch völlig frei sein werden. Wie in 15 veranschaulicht, umfassen das erste und das zweite Übergangssegment 212, 214 des Längsträgers 200 einen Biegungs B -Winkel, wo die mittleren 40% mit einem Übergang zu einer herkömmlichen Winkelform auf den verbleibenden 30% des Winkels an jedem Ende ausgedehnt sind.Further, the engagement of the workpiece W with the wall portion S results in a slight clearance G being maintained between the die D1, D2 and the workpiece W, thereby forming the first and second transition segments 212, 214 of the side rail 200. Therefore, it should be understood that the in-mold formed workpiece W and ultimately the side rail 200 will have tool marks from the mold D1 along the intermediate segment 216, but will be entirely free of tool marks along the first and second transition segments 212,214. As in 15 As illustrated, the first and second transition segments 212, 214 of the side rail 200 include a bend B angle where the middle 40% is expanded with a transition to a conventional angle shape on the remaining 30% of the angle at each end.

Anschließend an das Innenhochdruckumformen wird das Werkstück W auf eine endgültige Soll-Länge mittels Laser-Trimmen oder anderer geeigneter Trimm-Vorgänge getrimmt. Anschließend an den Laser-Trimm-Vorgang kann das Werkstück, das nun die Form des Dachlängsträgers 200 aufweist, wärmebehandelt werden, um die Aluminiumlegierung auf eine Soll-Festigkeit in einer dem Stand der Technik nach bekannten Art und Weise künstlich zu altern. Der Längsträger 200 kann dann anschließend einer chemischen Vorbehandlung ausgesetzt werden, um ihn für die Aufnahme von Haftmitteln, Farbe und/oder einer anderen Beschichtung und von Chemikalien, die in einem darauffolgenden Fahrzeuganordnungsvorgang angewandt werden, vorzubereiten. In einer alternativen Ausführungsform wird der Längsträger 200 einer chemischen Vorbehandlung eher vor der Wärmebehandlung als nach der Wärmebehandlung ausgesetzt. Beide Vorgangsweisen können angewandt werden.Subsequent to the hydroforming, the workpiece W is trimmed to a final target length by means of laser trimming or other suitable trimming processes. Subsequent to the laser trimming operation, the workpiece, now in the shape of the roof rail 200, may be heat treated to artificially age the aluminum alloy to a target strength in a manner known in the art. The side rail 200 may then subsequently be subjected to a chemical pre-treatment to prepare it to receive adhesives, paint and/or other coating and chemicals applied in a subsequent vehicle assembly process. In an alternative embodiment, the side rail 200 is subjected to a chemical pre-treatment prior to the heat treatment rather than after the heat treatment. Both approaches can be used.

Das folgende Beispiel veranschaulicht ferner die Verfahrensmethode des Innenhochdruckumformens eines extrudierten Aluminiumrohrs.The following example further illustrates the process method of hydroforming an extruded aluminum tube.

Beispielexample

Ein extrudiertes strukturelles Rohr oder nahtloses Rohr, das aus einem AA6082-T4-Material gebildet ist, weist einen Außendurchmesser von 5,08 cm auf und eine Wanddicke von entweder 2,8 mm oder 3,5 mm. Das Rohr wird im Innenhochdruckumformungswerkzeug positioniert und das Formwerkzeug wird zum Teil geschlossen. Das Rohr wird dann mit einer Innenhochdruckumformungsflüssigkeit bei einem Druck von 100 bar beschickt, um ein Einknicken des Rohrs zu verhindern. Kontinuierliches Schließen des oberen Formwerkzeugs bewirkt, dass das Rohr den Flachansatzwandabschnitt des Formwerkzeugs in Eingriff nimmt, der die Dehnung auf der Randfaser und die erforderliche Verformbarkeit der Aluminiumlegierung in der Fläche des Zwischensegments reduziert. Das Formwerkzeug wird dann vollständig geschlossen und der Druck der Innenhochdruckumformumgsflüssigkeit wird auf 1000 bar erhöht, um das Innenhochdruckumformungsverfahren fertigzustellen.An extruded structural tube or seamless tube formed from AA6082-T4 material has an outside diameter of 5.08 cm and a wall thickness of either 2.8 mm or 3.5 mm. The tube is positioned in the hydroforming tool and the forming tool is partially closed. The tube is then charged with a hydroforming fluid at a pressure of 100 bar to prevent the tube from buckling. Continued closing of the upper mold causes the tube to engage the flat shoulder wall portion of the mold which reduces the strain on the rim fiber and the required ductility of the aluminum alloy in the face of the intermediate segment. The mold is then fully closed and the pressure of the hydroforming fluid is increased to 1000 bar to complete the hydroforming process.

Kurz gesagt, aus der in diesem Dokument offenbarten und in 13a - 13e schematisch veranschaulichten Drucksequenzinnenhochdruckumformungsverfahrensmethode ergeben sich zahlreiche Nutzen. Wie oben angemerkt, ist es möglich, durch In-Eingriff-Bringen des Werkstücks W mit dem Flachansatzabschnitt S des Formwerkzeugs D1, wenn das Formwerkzeug D1, D2 zum Teil geschlossen ist und die Flüssigkeit bei einer ersten niedrigeren Druckhöhe ist, den im Rohr ausgebildeten Minimalkrümmungsradius zu erhöhen, der die Dehnung auf der Randfaser einschränkt und eine Rissbildung entlang des Zwischensegments 216 hintanhält. Das dient auch dazu, ein Werkstückversagen und eine Materialverschwendung, die sich aus dem Innenhochdruckumformungsverfahren ergeben, zu reduzieren oder zu eliminieren. Nachdem das Innenhochdruckumformungsverfahren durch vollständiges Schließen des Formwerkzeugs D1, D2 und Erhöhen des Drucks der Flüssigkeit L auf die zweite Höhe abgeschlossen worden ist, wird der Innen- oder Flachansatzwinkelradius R der Biegung B im Werkstück mit einer Querschnittslänge einer Linienreduktion von weniger als 1% versehen. Im Wesentlichen reduziert das die Geometrie des Werkstücks W entlang des Flachansatzwinkelradius R durch ungefähr 2 mm in der Breite. Siehe 14.Briefly, from the disclosed in this document and in 13a - 13e Schematically illustrated pressure sequence hydroforming process method results in numerous benefits. As noted above, by engaging the workpiece W with the flat shoulder portion S of the die D1 when the die D1, D2 is partially closed and the liquid is at a first lower pressure head, it is possible to reduce the minimum radius of curvature formed in the tube which restricts strain on the marginal fiber and discourages cracking along the intermediate segment 216. This also serves to reduce or eliminate part failure and material waste resulting from the hydroforming process. To After the hydroforming process has been completed by fully closing the die D1, D2 and increasing the pressure of the liquid L to the second level, the internal or flattened angle radius R of the bend B in the workpiece is provided with a cross-sectional length of a line reduction of less than 1%. In essence, this reduces the geometry of the workpiece W along the rake angle radius R by about 2 mm in width. Please refer 14 .

Chargenweise Wärmebehandlung und chemisches VorbehandlungsverfahrenBatch heat treatment and chemical pre-treatment process

Bezug wird nun auf 16 - 24 genommen, die ein Mehrzweckgestell 300 für das gleichzeitige Verarbeiten einer Vielzahl von Teilen P veranschaulichen. Das Gestell 300 umfasst einen Rahmen 312, eine Vielzahl von definierten Stellen 314 auf dem Rahmen für das Aufnehmen und Halten einzelner Teile P zum Bearbeiten, und eine Verriegelungsanordnung 316 für das Verschließen der Teile mit dem Rahmen an den definierten Stellen. In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das Gestell 300 aus rostfreiem Stahl, beispielsweise 316L-rostfreiem-Stahl, gebildet, und der Rahmen 312 bringt eher offene Kanalmaterialien als geschlossene eingepackte Abschnitte zur Anwendung, um ein Abfließen zu verbessern. Das Gestell 300 kann Teile P von unterschiedlichen Längen, beispielsweise A-Säulen-Dachlängsträger, die eine Länge je nach Fahrkabinenart aufweisen, aufnehmen: eine reguläre, eine erweiterte und eine Mannschaftskabine. Bei nochmaligem Betrachten der folgenden Beschreibung ist das Gestell 300 um die diesbezügliche Mittellinie (die durch Mittelträger 328 und Mittelbalken 348 definiert ist) nach unten gespiegelt, um durch eine verbesserte Gewichtsverteilung und eine verbesserte Ergonomie für das manuelle Laden von Teilen in das Gestell hinein Ausgewogenheit bei minimierter Reichweite zu unterstützen. Wie ferner darauf hingewiesen wird, ist ein großer offener Kanal entlang der Mittellinie zur Verbesserung der Luft- und Fluid-Strömung vorhanden, die wiederum die Strömungspfadlänge auf die Teile reduziert, die in der Mitte des Gestells angeordnet sind.Reference will now be made to 16 - 24 are taken which illustrate a multi-purpose rack 300 for processing a plurality of parts P simultaneously. The cradle 300 includes a frame 312, a plurality of defined locations 314 on the frame for receiving and holding individual parts P for processing, and a latch assembly 316 for locking the parts to the frame at the defined locations. In a preferred embodiment, the frame 300 is formed of stainless steel, such as 316L stainless steel, and the frame 312 employs open channel materials rather than closed boxed sections to enhance drainage. The frame 300 can accommodate parts P of different lengths, for example A-pillar roof rails, which have a length depending on the type of cab: a regular, an extended and a crew cab. Reviewing the following description, the rack 300 is flipped down about its centerline (defined by center beam 328 and center beam 348) to provide balance through improved weight distribution and ergonomics for manually loading parts into the rack to support a minimized range. As further noted, there is a large open channel along the centerline to enhance air and fluid flow, which in turn reduces the flow path length to those portions located in the center of the frame.

Wie veranschaulicht, umfasst der Rahmen 312 eine Basis, die allgemein durch Bezugszahl 320 gekennzeichnet ist, und zwei Seitenträger 322, zwei Gleitelemente 324, die mit den Seitenträgern verbunden sind, zwei Endträger 326 und einen Mittelträger 328 umfasst. Eine „Palette“ ist durch vier Querbalken 330 ausgebildet, wobei jeder davon einen t-förmigen Querschnitt aufweist. Die „Palette“ bewirkt, dass das Gestell mit den Gabeln eines (nicht gezeigten) Gabelstaplers in Eingriff ist und angehoben wird.As illustrated, the frame 312 includes a base, indicated generally by reference numeral 320, and two side supports 322, two slide members 324 connected to the side supports, two end supports 326, and a center support 328. A "pallet" is formed by four crossbeams 330, each of which has a t-shaped cross-section. The "pallet" causes the rack to be engaged by the forks of a forklift (not shown) and lifted.

Der Rahmen 312 umfasst ferner zwei gegenüberliegende Endanordnungen 332. Jede Endanordnung 332 umfasst zwei Eckpfosten 334, einen Mittelpfosten 336, einen oberen Querträger 338 und einen unteren Querträger 340. Eine Teile-Stütze 342 ist zwischen dem Mittelpfosten 336 und einem der Eckpfosten 334 an jedem Ende des Gestells 300 bereitgestellt. Jede Teile-Stütze 342 umfasst zwei Laufschienen 344 und vier versetzte Endplatten 346, um Enden der Teile P in einer Art und Weise aufzunehmen und zu halten, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.The frame 312 further includes two opposite end assemblies 332. Each end assembly 332 includes two corner posts 334, a center post 336, an upper cross member 338 and a lower cross member 340. A sub-support 342 is between the center post 336 and one of the corner posts 334 at each end of the frame 300 is provided. Each part support 342 includes two slide rails 344 and four offset end plates 346 for receiving and holding ends of the parts P in a manner to be described in detail below.

Ein Mittelbalken 348, der mit den Mittelpfosten 336 fluchtend ausgerichtet ist, und sich zwischen den Mittelpfosten und den oberen Querträgern 338 erstreckt, liegt über dem Mittelträger 328. Vier Mittelpfosten 350 erstrecken sich zwischen dem Mittelträger 328 und dem Mittelbalken 348. Die Mittelpfosten 350 sind auf dem Gestell 300 zentriert, und liegen über der „Palette“, die durch die Querbalken 330 ausgebildet ist.A center beam 348 aligned with the center posts 336 and extending between the center posts and the top cross members 338 overlies the center post 328. Four center posts 350 extend between the center post 328 and the center beam 348. The center posts 350 are on centered on the frame 300 and overlying the "pallet" formed by the crossbeams 330.

Wie ferner in 16 veranschaulicht ist, umfasst der Rahmen 312 auch vier Ständer 352. Ein Ständer 352 ist mit jedem Mittelpfosten 350 fluchtend ausgerichtet bereitgestellt, wobei zwei der Ständer über jedem der zwei Seitenträger 322 liegen. Ein Stützarm 354 erstreckt sich zwischen jedem Mittelpfosten 350 und dessen zusammenwirkendem, fluchtend ausgerichtetem Ständer 352. Somit ist jeder Stützarm 354 an einem Ende an einem Mittelpfosten 350, und an dem anderen Ende an einem Ständer 352 befestigt.As also in 16 As illustrated, the frame 312 also includes four uprights 352. A upright 352 is provided in alignment with each mullion 350, with two of the uprights overlying each of the two side beams 322. FIG. A support arm 354 extends between each center post 350 and its cooperating, aligned post 352. Thus, each support arm 354 is attached to a center post 350 at one end and to a post 352 at the other end.

Wie darauf hingewiesen wird, umfasst jeder Stützarm 354 eine Vielzahl von Teil-Anordnungs-Elementen 356. In der veranschaulichten Ausführungsform weisen die Teil-Anordnungs-Elemente 356 die Form einer Vielzahl von beabstandeten Haltenuten oder bogenförmigen Ausschnitten auf. Auf ähnliche Art und Weise umfasst jede Platte 346 der Teile-Stützen 342 eine Vielzahl von Teil-Anordnungs-Elementen 358 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform umfassen die Teil-Anordnungs-Elemente 358 beabstandete Nasen auf.As noted, each support arm 354 includes a plurality of sub-assembly features 356. In the illustrated embodiment, the sub-assembly features 356 are in the form of a plurality of spaced retaining grooves or scalloped cutouts. Similarly, each panel 346 of the parts supports 342 includes a plurality of part assembly elements 358 . In the illustrated embodiment, the sub-assembly elements 358 include spaced tabs.

Bezug wird nun auf 17 - 19 genommen, die veranschaulichen, wie ein Teil P in das Gestell 300 hineingeladen wird. Wie veranschaulicht, ist ein geöffnetes Ende des Teils oder des Dachlängsträgers P über einer der Nasen 358 der untersten innersten Teile-Stütz-Platte 346 positioniert. Der Körper des Teils P wird dann in die zwei fluchtend ausgerichteten und zusammenwirkenden Teil-Anordnungs-Elemente/Nuten 356 in den ersten und den zweiten Stützarmen 354 gelegt. Wie darauf hingewiesen wird, sind sechs Nasen 358 auf der untersten innersten Teile-Stütz-Platte 346 vorhanden, wobei jede Nase mit Teil-Anordnungs-Elementen/beabstandeten Haltenuten 356 in den zwei Stützarmen 354 fluchtend ausgerichtet ist. Somit halten die Stützarme 354 und die unterste innerste Teile-Stütz-Platte 346 einzelne Teile P an sechs definierten Stellen 314 an einer Seite des Rahmens 300. Es wird darauf hingewiesen, dass sechs zusätzliche Teile P in diesen Strukturen auf der gegenüberliegenden Seite des Gestells 300 (d.h. anderen Seite des Mittelbalkens 348) gehalten werden, um für Ausgewogenheit zu sorgen.Reference will now be made to 17 - 19 are taken which illustrate how a part P is loaded into the rack 300. FIG. As illustrated, an opened end of the panel or roof rail P is positioned over one of the tabs 358 of the lowermost innermost panel support panel 346 . The body of part P is then placed in the two aligned and cooperating part locating features/grooves 356 in the first and second support arms 354 . As will be noted, there are six tabs 358 on the lowermost innermost parts support plate 346, each tab having part assembly elements/ spaced retaining grooves 356 in the two support arms 354 are aligned. Thus, the support arms 354 and the lowermost innermost part support plate 346 hold individual parts P at six defined locations 314 on one side of the frame 300. It should be noted that six additional parts P are used in these structures on the opposite side of the frame 300 (ie, other side of center beam 348) to provide balance.

Im Wesentlichen nehmen die Nasen 358 die offenen Enden der Teile P so auf und halten diese derart, dass diese nach unten gerichtet sind. Das trägt zu einer guten effizienten Drainage der Teile P während der chemischen Vorbehandlung bei, wenn diese aus den Behandlungstanks 422 (siehe 28 und die darauffolgende Beschreibung) entfernt werden. Daraus ergibt sich vorteilhafterweise, dass eine geringere Behandlungslösung zwischen Tanks 422 transferiert wird.Basically, the tabs 358 receive and hold the open ends of the parts P so that they face downward. This contributes to a good efficient drainage of the parts P during the chemical pretreatment when they are removed from the treatment tanks 422 (see Fig 28 and the following description) are removed. As a result, less processing solution is advantageously transferred between tanks 422 .

Mit erneuter Bezugnahme auf 16 und 17 umfasst das Gestell 300 auch vier Halte-Arme 360, 362, 364, 366, die mit jedem Mittelpfosten 350 schwenkbar verbunden sind. Wie darauf hingewiesen wird, ist jeder Halte-Arm zwischen einer in 16 veranschaulichten die Teile aufladenden Position und einer in 21 veranschaulichten die Teile befestigenden Position wahlweise verchiebbar.With renewed reference to 16 and 17 For example, the frame 300 also includes four support arms 360, 362, 364, 366 pivotally connected to each center post 350. As shown in FIG. As noted, each support arm is between an in 16 illustrated the parts charging position and one in 21 illustrated the parts attaching position selectively slidable.

Wie veranschaulicht, ist der unterste Arm 360 geringfügig kürzer als der nächsthöhere Arm 362, der geringfügig kürzer als der nächsthöhere Arm 364 ist, der geringfügig kürzer als der längste oberste Arm 366 ist. Ferner umfasst jeder der drei untersten Arme 360, 362, 364 eine Vielzahl von Teil-Anordnungs-Elementen in Form von Nuten oder Kerben 368.As illustrated, the bottom arm 360 is slightly shorter than the next taller arm 362, which is slightly shorter than the next taller arm 364, which is slightly shorter than the longest uppermost arm 366. Further, each of the three lowermost arms 360, 362, 364 includes a plurality of sub-assembly features in the form of grooves or notches 368.

Ist die erste Schicht von sechs Teilen P auf den Stützarmen 354 und auf der untersten innersten Teil-Stütz-Platte 346 (wie in 17 veranschaulicht) positioniert und angeordnet worden, werden die untersten Halte-Arme 360 von der, in 17 veranschaulichten, die Teile aufladenden Position in die, in 20 veranschaulichte, die Teile befestigende Position geschwenkt. In der die Teile befestigenden Position liegen die Halte-Arme 360 über den Stützarmen 354 und halten die erste Reihe der Teile P in den Haltenuten 356 effektiv fest, wodurch diese Teile an ihren definierten Stellen 314 auf dem Gestell effektiv verschlossen werden. Wie darauf hingewiesen wird, kommt kein einziger Teil P in der ersten Reihe mit irgendeinem anderen Teil in Kontakt. Somit sind die Teile P jeder beliebigen Bearbeitung zur Gänze ausgesetzt, während sie im Gestell 300 festgehalten werden.Is the first layer of six parts P on the support arms 354 and on the bottom innermost part support plate 346 (as in 17 illustrated) positioned and arranged, the lowermost support arms 360 of the, in 17 illustrated, the parts charging position in which, in 20 illustrated, the parts mounting position pivoted. In the parts mounting position, the retaining arms 360 overlie the support arms 354 and effectively retain the first row of parts P in the retaining grooves 356, effectively locking those parts in their defined locations 314 on the rack. As pointed out, not a single part P in the first row comes into contact with any other part. Thus, the parts P are fully subjected to any processing while being held in the stand 300. FIG.

Die nächste Reihe von Teilen P wird nun zum Gestell 300 hinzugefügt. Das wird durch Positionieren der offenen Enden der nächsten sechs Teile auf den sechs Nasen 358 der nächsthöchsten, nächstinnersten Teile-Stütz-Platte 346 und durch Belassen von jedem Teil in den fluchtend ausgerichteten Haltenuten 368 durchgeführt, die in der oberen Oberfläche des untersten Halte-Arms 360 bereitgestellt sind. Sind die sechs Teile P der nächstgelegenen Schicht auf diese Art und Weise positioniert, dann werden die Halte-Arme 362 von der die Teile aufladenden Position in die die Teile befestigende Position geschwenkt. Funktionieren die Halte-Arme 362 in der die Teile befestigenden Position so, dass sie die zweite Reihe von Teilen P in den Halte-Elementen, Nuten oder Kerben 368 der Halte-Arme 360 festhalten.The next row of parts P is now added to the rack 300. This is accomplished by positioning the open ends of the next six parts on the six tabs 358 of the next highest, next innermost part support plate 346 and leaving each part in aligned retaining grooves 368 formed in the upper surface of the lowermost support arm 360 are provided. With the six pieces P of the nearest layer positioned in this manner, the support arms 362 are pivoted from the piece-loading position to the piece-fixing position. In the part-attaching position, the retaining arms 362 function to retain the second row of parts P in the retaining features, grooves or notches 368 of the retaining arms 360 .

Nunmehr wird eine dritte Reihe von Teilen P zu jeder Seite des Gestells 300 hinzugefügt. Das wird durch Positionieren der offenen Enden von sechs Teilen P auf der dritten Teile-Stütz-Platte 346 und durch Belassen der Enden der Teile in den fluchtend ausgerichteten, zusammenwirkenden die Teile haltenden Elementen/Nuten 368 in den Halte-Armen 362 durchgeführt. Sind alle sechs Teile P vorschriftsmäßig positioniert, werden die Halte-Arme 364 von der die Teile aufnehmenden Position in die die Teile haltende Position geschwenkt. Wie darauf hingewiesen wird, liegen die Halte-Arme 364 in der die Teile festhaltenden Position über den Teilen in der dritten Reihe, wodurch die Teile in den Nuten 368 der Halte-Arme 362 festgehalten werden. Somit werden die Teile in der dritten Reihe an definierten Stellen auf dem Rahmen 312 aufrechtgehalten, so dass jeder einzelne Teil mit keinem anderen Teil in Berührung kommt.A third row of parts P is now added to each side of the frame 300. This is accomplished by positioning the open ends of six parts P on the third part support plate 346 and leaving the ends of the parts in the aligned, cooperating part retaining features/grooves 368 in the support arms 362. When all six parts P are properly positioned, the support arms 364 are pivoted from the part receiving position to the part holding position. As will be noted, in the part-retaining position, the retainer arms 364 overlie the parts in the third row, thereby retaining the parts in the grooves 368 of the retainer arms 362. Thus, the parts in the third row are maintained at defined locations on the frame 312 so that each individual part does not come into contact with any other part.

Nunmehr wird die letzte Reihe von Teilen P an jede Seite des Gestells 300 hinzugefügt. Um das durchzuführen, werden die offenen Enden von sechs zusätzlichen Teilen P über den Nasen 358 in der obersten Teile-Stütz-Platte 346 positioniert, wobei die Körper der Teile in den fluchtend ausgerichteten Nuten 368 der Arme 364 aufgenommen sind und ruhen. Sind alle sechs Teile P der vierten Reihe von Teilen an ihren definierten Stellen 314 angemessen positioniert, werden die obersten Halte-Arme 366 von der die Teile aufladenden Position in die die Teile befestigende Position geschwenkt. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn das Gestell 300 voll beladen ist, und die Halte-Arme 360, 362, 364, 366 alle in der die Teile haltenden Position sind, alle Halte-Arme über dem zugeordneten Stützarm 354 liegen, der sich zwischen dem Mittelpfosten 350 bis zu dem zusammenwirkenden, fluchtend ausgerichteten Ständer 352 erstreckt. Siehe 21.Now the last row of parts P is added to each side of the frame 300. To do this, the open ends of six additional parts P are positioned over the tabs 358 in the top part support plate 346 with the bodies of the parts being received and resting in the aligned grooves 368 of the arms 364 . With all six parts P of the fourth row of parts properly positioned in their defined locations 314, the uppermost support arms 366 are pivoted from the part-loading position to the part-fastening position. It should be noted that when the rack 300 is fully loaded and the support arms 360, 362, 364, 366 are all in the parts holding position, all of the support arms overlie the associated support arm 354 which is located between the mullion 350 to the cooperating upright 352 aligned in alignment. Please refer 21 .

Wie in 16, 17 , 20 und 21 am besten veranschaulicht ist, umfasst die Verriegelungsanordnung 316 eine Vielzahl von Verriegelungsstangen oder Gleitschienen 374 . Die Verriegelungsstangen 374 weisen einen u-förmigen Querschnitt auf, der einen Längskanal definiert, der die Enden der Halte-Arme 360, 362, 364, 366 in der Verschließposition aufnimmt und festhält.As in 16 , 17 , 20 and 21 best illustrated includes the lock ment assembly 316 includes a plurality of locking bars or slide rails 374 . The locking bars 374 have a U-shaped cross-section that defines a longitudinal channel that receives and retains the ends of the retaining arms 360, 362, 364, 366 in the locked position.

Eine Verriegelungsstange 374 ist gleitbar auf jedem Ständer 352 aufgenommen und ist zwischen der die Teile aufladenden Position und der die Teile verschließenden Position verschiebbar. Die die Teile aufladende Position ist in 16, 17, 20 und 21 veranschaulicht. In dieser Position sind die Verriegelungsstangen 374 zur Gänze über die Ständer 352 zurückgezogen. Im Gegensatz dazu werden die Verriegelungsstangen 374, wenn sie, wie in 22 und 23 veranschaulicht, in der die Teile Schließ-Position sind, angehoben werden und erstrecken sich von den Ständern 352 zur Gänze weg. Es wird darauf hingewiesen, dass jede Verriegelungsstange 374 eine gestufte Konfiguration umfasst, so dass jede Verriegelungsstange das Ende von jedem Halte-Arm 360, 362, 364, 366 aufnehmen und festhalten wird, wenn sie sich in der Verriegelungs-Position befindet. Siehe insbesondere 23, in der Teile P zum besseren Verständnis entfernt sind. Ein Lastösenbolzen 376 ist bereitgestellt, um jede Verriegelungsstange 374 in der Verriegelungs-Position zu sichern. Der Lastösenbolzen 376 wird in der Lagernabe 87, die an einer Seite von jeder Verriegelungsstange 374 angeschweißt ist, festgehalten. Siehe auch 24. Insbesondere ist der Einraststift 376 durch eine zusammenwirkende Öffnung in dem Ständer 352, welche die Verriegelungsstange lagert, eingebracht. Es wird darauf hingewiesen, dass sich das Ende 378 des Einraststifts zur Gänze durch die Verriegelungsstange 374 hindurcherstreckt. Eine Sicherungslasche 380 erstreckt sich durch eine Öffnung 382 in das Ende 378 des Lastösenbolzens 376 hinein und wird in Position gehalten (d.h. in eine geschlossene Schleife hinein verbunden). In einer möglichen Ausführungsform weisen die Sicherungslaschen 380 eine Sollbruchstelle auf und müssen brechen, um aus dem Lastösenbolzen 376 herausgezogen zu werden, um zu bewirken, dass der Lastösenbolzen freigesetzt wird, sodass die Verriegelungsstangen 374 und die Halte-Arme 366, 364, 362, 360 für das Beseitigen von Teilen P aus dem Gestell 300 verschoben werden. In einer möglichen Ausführungsform ist die Sicherungslasche 380 ein permanent verschließbarer Opfer-Kabelbinder.A locking bar 374 is slidably received on each post 352 and is shiftable between the parts loading position and the parts locking position. The parts loading position is in 16 , 17 , 20 and 21 illustrated. In this position, the latch rods 374 are fully retracted over the posts 352. In contrast, if the locking bars 374 are used as in 22 and 23 1, with the parts in the closed position, are lifted and extend completely away from the uprights 352. FIG. It is noted that each locking bar 374 includes a stepped configuration such that each locking bar will receive and retain the end of each support arm 360, 362, 364, 366 when in the locked position. See in particular 23 , in which parts P have been removed for better understanding. A clevis pin 376 is provided to secure each locking bar 374 in the locked position. Clevis pin 376 is captured in bearing hub 87 welded to one side of each locking bar 374 . See also 24 . In particular, the latch pin 376 is inserted through a cooperating aperture in the post 352 which supports the latch bar. It is noted that the end 378 of the latch pin extends fully through the latch bar 374 . A securing tab 380 extends through an opening 382 into the end 378 of the clevis pin 376 and is held in place (ie, connected into a closed loop). In one possible embodiment, the securing tabs 380 have a predetermined breaking point and must break in order to be pulled out of the clevis pin 376 to cause the clevis pin to release, so that the locking rods 374 and the retaining arms 366, 364, 362, 360 for removing parts P from the rack 300. In one possible embodiment, the securing tab 380 is a permanently lockable sacrificial cable tie.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Haltenuten 356, 368 und die Nasen 358 eine definierte Stelle 314 für jeden Teil P bereitstellen. Die darüber liegenden Halte-Arme 360, 362, 364, 366 stellen sicher, dass jeder Teil P an diesen definierten Stellen 314 gehalten wird, wo kein Teil in Kontakt mit einem anderen Teil kommt. It is noted that the retaining grooves 356, 368 and the tabs 358 provide a defined location 314 for each P part. The overlying support arms 360, 362, 364, 366 ensure that each part P is held at these defined locations 314 where no part comes into contact with another part.

Während der chemischen Vorbehandlung wird das Gestell 300 in einen Tank hineingetaucht, der eine chemische Lösung enthält. Luft wird oft in einzelnen Teilen P während des Eintauchens eingeschlossen, wodurch eine Auftriebskraft erzeugt wird, die dazu neigt, die Teile P aus den Nuten 356, 368 und Nasen 358 zu heben. Die darüberliegenden Halte-Arme 360, 362, 364, 366 funktionieren so, dass sie die Teile P an den definierten Stellen 314 innerhalb der Nuten 356, 368 und auf den Nasen 358 halten, so dass den Teilen der volle Nutzen der Behandlung zugutekommt.During chemical pretreatment, rack 300 is immersed in a tank containing a chemical solution. Air often becomes trapped in individual parts P during immersion, creating a buoyancy force that tends to lift the parts P out of the grooves 356, 368 and tabs 358. The overlying support arms 360, 362, 364, 366 function to hold the parts P at the defined locations 314 within the grooves 356, 368 and on the lugs 358 so that the parts can take full advantage of the treatment.

Eine alternative Verfahrensmethode des Aufsteckens derartiger Teile wäre in eine vertikale Ausrichtung, um ein Abfließen zu erleichtern; eine derartige Konfiguration erfordert jedoch tiefere chemische Tanks, einen größeren Ofen und ein umfangreicheres Vorbehandlungssystem. Eine andere Alternative besteht darin, das Gestell, so wie es eingetaucht und angehoben wird, zu drehen d.h. horizontal innerhalb des Tanks, um Tankgröße und chemisches Volumen zu reduzieren, beim Eintreten und Austreten jedoch in vertikaler Richtung zu schwenken, um ein Abfließen zu unterstützen. Eine solche Leitung ist komplexer, kostenintensiver und langsamer im Betrieb. Horizontal mit einer eingeschlossenen Lufttasche ist auch von Vorteil, da die innere Oberfläche keine Vorbehandlung erfordert, was den Chemikalienverbrauch senkt und ein „Ausschleppen“ klein hält.An alternative method of snapping such parts would be in a vertical orientation to facilitate drainage; however, such a configuration requires deeper chemical tanks, a larger furnace, and a more extensive pretreatment system. Another alternative is to rotate the rack as it is immersed and raised, i.e. horizontally within the tank to reduce tank size and chemical volume, but pivot vertically on entry and exit to aid drainage. Such a line is more complex, more expensive and slower to operate. Horizontal with an enclosed air pocket is also beneficial as the inner surface requires no pre-treatment, reducing chemical consumption and minimizing "drag".

Bezug wird nunmehr auf 25 - 27 genommen, die eine alternative Ausführungsform von Gestell 382 für das Halten einer Vielzahl von Teilen veranschaulichen, die als Vorderlängsträger F an definierten Stellen veranschaulicht ist. Wie in 25 veranschaulicht, umfasst das Gestell 382 einen Rahmen 384, der eine erste Serie von Vorderträgern F auf jeder Seite einer Mittellinie hält, die zwischen den zwei oberen Längsträgern 386 definiert ist. Wie in 26 und 27 veranschaulicht, wird dann eine zweite äußere Schicht von Vorderlängsträgern F auf jede Seite des Gestells 384 geladen. Sind diese aufgeladen, werden die Verriegelungsstangen 388 von der das Gestell aufladenden Position, die in 25 veranschaulicht ist, in die die Teile verriegelnde Position, die in 26 und 27 veranschaulicht ist, verschoben. Lastösenbolzen 390 und Sicherungslaschen 392 wirken so, dass sie die Verriegelungsstange 388 in der die Teile verriegelnden Position in derselben Art und Weise wie die Verriegelungsstangen 374 der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform verriegeln. Die Teile sind positioniert, die Packungsdichte zu maximieren, jedoch ausgerichtet, die Drainage-Effizienz zu maximieren. Dieser Vorderlängsträger erfordert, dass die Teile gedreht werden, um horizontale „Toträume“ hintanzuhalten.Reference is now made to 25 - 27 10 are taken illustrating an alternative embodiment of rack 382 for holding a plurality of parts, illustrated as front rails F at defined locations. As in 25 As illustrated, the cradle 382 includes a frame 384 supporting a first series of front rails F on either side of a centerline defined between the two upper side rails 386 . As in 26 and 27 1, a second outer layer of front rails F is then loaded onto each side of the frame 384. FIG. Once loaded, the locking bars 388 are released from the rack loading position shown in FIG 25 is illustrated to the parts locking position shown in FIG 26 and 27 is illustrated, shifted. Clevis pins 390 and locking tabs 392 act to lock the locking bar 388 in the parts locking position in the same manner as the locking bars 374 of the first embodiment described above. The parts are positioned to maximize packing density but aligned to maximize drainage efficiency. This front rail requires the parts to be rotated to eliminate horizontal "dead spots".

Bezug wird nunmehr auf 28 genommen, die ein schematisches Blockschaltbild der Produktionsebene 400 der Herstellungsanlage ist. Block 402 in der Zeichnungsfigur stellt die den Gestell-Ladebereich dar, wo das Gestell 400 mit Teilen P in der oben beschriebenen Art und Weise beladen wird. Das beladene Gestell 300 wird dann durch einen Gabelstapler oder ein anderes Mittel von dem Gestell-Ladebereich 402 der Wärmebehandlungsfläche zugeführt, die allgemein durch Bezugsziffer 404 gekennzeichnet ist. Das Gestell 300 wird insbesondere auf ein Förderband 406 geladen, welches das Gestell 300 und die darin verriegelten Teile P durch den Wärmebehandlungsofen 408 hindurchtransportiert. Anschließend an die Wärmebehandlung transferiert dieses Förderband das Gestell 300 und die darauf verriegelten Teile P an das Förderband 410. Förderband 410 transportiert das Gestell 300 und die darin verriegelten Teile P durch die Kühlkammer 412 hindurch, wodurch das Wärmebehandlungsverfahren abgeschlossen wird.Reference is now made to 28 which is a schematic block diagram of the production floor 400 of the manufacturing facility. Block 402 in the drawing figure represents the rack loading area where the rack 400 is loaded with parts P in the manner described above. The loaded rack 300 is then conveyed from the rack loading area 402 to the heat treatment area indicated generally by reference numeral 404 by a forklift or other means. Specifically, the rack 300 is loaded onto a conveyor belt 406 which transports the rack 300 and the parts P locked therein through the heat treatment furnace 408 . Subsequent to the heat treatment, this conveyor transfers the rack 300 and the parts P locked thereon to the conveyor 410. Conveyor 410 transports the rack 300 and the parts P locked therein through the cooling chamber 412, thereby completing the heat treatment process.

Ein Gabelstapler oder ein anderes Mittel transferiert dann das Gestell 300 und die darin verriegelten Teile P zu dem chemischen Vorbehandlungsbereich, der allgemein durch Bezugsziffer 414 bezeichnet ist. Insbesondere überstellt der Gabelstapler das Gestell 300 und die darin verriegelten Teile P zum Ladebereich 416, wo die Gestelle auf ein Förderband geladen werden, das, in der veranschaulichten Ausführungsform, die Form eines Einschienenförderers 418 annimmt. Die Gestelle 300 und die darin verriegelten Teile P werden dann durch den Einschienenförderer 118 durch die chemische-Vorbehandlungs-Einrichtung 420 hindurchtransferiert oder hindurchtransportiert. Dort werden das Gestell 300 und die darin verriegelten Teile P in die verschiedenen Behandlungstanks 422 eingetaucht, um die chemische Vorbehandlung der Teile fertigzustellen. Der Einschienenförderer 418 überstellt dann die Gestelle 300 und die darin gehaltenen Teile P dem Trockenofen, wo die Teile P und das Gestell 300 getrocknet werden, bevor sie der Entladestation 426 überstellt werden. Ein Gabelstapler oder andere Mittel werden dann eingesetzt, um die Gestelle 300 und die darin verriegelten Teile P zum Anordnungsbereich 428 zu transportieren, wo die Teile aus dem Gestell entfernt und für die Fahrzeuganordnung bereitgemacht werden.A forklift or other means then transfers the rack 300 and the parts P latched therein to the chemical pretreatment area indicated generally by reference numeral 414 . In particular, the forklift transfers the rack 300 and the parts P latched therein to the loading area 416 where the racks are loaded onto a conveyor which, in the illustrated embodiment, takes the form of a monorail conveyor 418 . The racks 300 and the parts P latched therein are then transferred or transported through the chemical pre-treatment facility 420 by the monorail conveyor 118 . There, the rack 300 and the parts P latched therein are immersed in the various treatment tanks 422 to complete the chemical pre-treatment of the parts. The monorail conveyor 418 then transfers the racks 300 and the parts P held therein to the drying oven where the parts P and rack 300 are dried before being transferred to the unloading station 426 . A forklift or other means is then used to transport the racks 300 and the parts P locked therein to the assembly area 428 where the parts are removed from the rack and made ready for vehicle assembly.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Teile P im Gestell 300 mittels der Halte-Arme 360, 362, 364, 366 und der Verriegelungsanordnung 316, wovon die Verrieglungsstangen 374 und Lastösenbolzen 376 an der das Gestell aufladenden Fläche umfasst sind, verriegelt sind. Die Integrität der Bearbeitung der Teile P im Gestell 300 durch die Wärmebehandlung und das chemische Vorbehandlungsverfahren wird durch die Sicherungslaschen 380 sichergestellt. Insbesondere werden diese Sicherungslaschen 380 in die Enden 378 der Lastösenbolzen 376 eingebracht und an dem Gestell-Ladebereich 402 (vor der Wärmebehandlung) verschlossen. Wenn das Gestell 300 den Anordnungsbereich 428 erreicht, zeigen ganze, nicht gebrochene Sicherungslaschen 380 an, dass alle Teile P im Gestell 300 ordnungsgemäß einer Wärmebehandlung und einer chemischen Vorbehandlung ausgesetzt gewesen sind. Hingegen zeigt, wenn eine der mit einer Sollbruchstelle versehenen Sicherungslaschen 380 bricht, das die Möglichkeit an, dass einer oder mehrere Teile P im Gestell 300 nicht einer ordnungsgemäßen Wärmebehandlung oder einer chemischen Vorbehandlung ausgesetzt gewesen sind, und dementsprechend können die Teile in diesem Gestell zur Überprüfung einer ordnungsgemäßen Wärmebehandlungs- und chemischen Vorbehandlungs-Bearbeitung im Bedarfsfall vorübergehend von der Bearbeitung abgesondert werden. Dadurch stellt die Sicherungslasche 380 die Integrität des Bearbeitens der Teile P sicher. Es wird darauf hingewiesen, dass nicht alle Teile den Wärmebehandlungsschritt erfordern. Beispielsweise werden die Dachlängsträger, die hohe Festigkeit erfordern, nach dem Formen wärmebehandelt, um die Legierung künstlich zu altern und die Dehngrenze zu erhöhen. Vorderlängsträger müssen eine geringere Dehngrenze und größere Verformbarkeit aufweisen und daher werden Vorderlängsträger nicht wärmebehandelt und werden daher durch einen Gabelstapler von dem Gestell-Ladebereich 402 genommen und zum vorbehandelten Ladebereich 416 transportiert. Eine solche Konfiguration ermöglicht, dass unterschiedliche Legierungen mit unterschiedlichen Wärmebehandlungserfordernissen durch dieselbe Leitung hindurch bearbeitet werden.It is noted that the parts P are locked in the frame 300 by means of the support arms 360, 362, 364, 366 and the locking assembly 316, which includes the locking rods 374 and clevis pins 376 on the frame loading surface. The processing integrity of the parts P in the rack 300 through the heat treatment and chemical pre-treatment process is secured by the securing tabs 380 . Specifically, these locking tabs 380 are inserted into the ends 378 of the clevis pins 376 and locked to the rack loading area 402 (prior to heat treating). When the rack 300 reaches the assembly area 428, intact, unbroken securing tabs 380 indicate that all parts P in the rack 300 have been properly subjected to heat treatment and chemical pre-treatment. On the other hand, if one of the breakaway securing tabs 380 breaks, this raises the possibility that one or more parts P in the rack 300 have not been subjected to proper heat treatment or chemical pre-treatment, and accordingly the parts in that rack may be submitted for inspection proper heat treatment and chemical pre-treatment processing, if necessary, can be temporarily separated from the processing. Thereby, the securing tab 380 ensures the integrity of the parts P machining. It is noted that not all parts require the heat treating step. For example, the roof rails, which require high strength, are heat treated after forming to artificially age the alloy and increase the yield strength. Front sills are required to have lower yield strength and greater ductility and therefore front sills are not heat treated and are therefore removed from the skid loading area 402 and transported to the pretreated loading area 416 by a forklift. Such a configuration allows different alloys with different heat treatment requirements to be processed through the same line.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform umfasst jedes Gestell 300 eine Platte 315, die einen unverwechselbaren ID-Code zur Identifizierung des bestimmten Gestells 300 trägt (siehe 16 und 27 ). Das könnte ein Barcode oder gegebenenfalls ein anderes abtastbares Bild sein. Ferner sind Monitoren 430, 432, 434, 436, 438, 440 an verschiedenen Stellen auf der Produktionsebene 400 der Anlage bereitgestellt. Jeder Monitor 430, 432, 434, 436, 438, 440 kann eine Videokamera und/oder einen Scanner umfassen. Wie in 28 veranschaulicht, ist ein Monitor 1330 an dem Gestell-Ladebereich 402 bereitgestellt. Jeder im Gestell 300 geladene Teil P kann auch eine spezifische abtastbare ID-Nummer aufweisen. Demgemäß ermöglicht der Monitor 430 das Aufzeichnen von jedem einzelnen Teil P, der in ein bestimmtes Gestell 300 hineingeladen ist. Der Monitor 432 zeichnet beim Eintreten in den Wärmebehandlungsofen 408 den Zeitpunkt auf, in dem das bestimmte Gestell in den Wärmebehandlungsofen 408 eintritt. Monitor 434 zeichnet beim Austreten aus der Kühlkammer 412 den Zeitpunkt auf, in dem jedes bestimmte Gestell 300 aus der Kühlkammer 412 austritt. Monitor 436 zeichnet den Zeitpunkt auf, in dem jedes bestimmte Gestell 300 den Ladebereich 416 der chemischen-Vorbehandlungseinrichtung 414 erreicht, während Monitor 438 denjenigen Zeitpunkt aufzeichnet, in dem jedes bestimmte Gestell aus dem chemischen-Vorbehandlungseinrichtungseinschienenförderer 418 entladen wird. Letztendlich zeichnet Monitor 440 den Zeitpunkt auf, in dem jedes Gestell 300 den Anordnungsbereich 428 erreicht und entladen wird. Da jedes Gestell 300 seinen eigenen unverwechselbaren ID-Code aufweist, und jeder Teil P, der in jedem Gestell 300 festgehalten wird, durch seine eigene ID-Nummer identifiziert wird, kann die Integrität des Wärmebehandlungs- und des chemischen-Vorbehandlungs-Verfahrens bis zu der Zeitdauer überwacht werden, die für die Teile erforderlich ist, um sich von dem Gestell-Ladebereich 402 zum Anordnungsbereich 428 zu bewegen, wobei die für die Wärmebehandlung und die chemische Vorbehandlung erforderliche spezifische Zeitdauer ebenfalls davon umfasst ist. Natürlich werden das Wärmebehandlungs- und das chemische-Vorbehandlungs-Verfahren ebenfalls überwacht, um sicherzustellen, dass diese für jedes Gestell 300 von Teilen P ordnungsgemäß fertiggestellt werden. Ein derartiges Verfahrensüberwachungssystem auf der Produktionsebene einer Herstellungsanlage wird in der co-anhängigen U.S. Patentanmeldung Seriennr. 13/768,326 offenbart, die am 15. Februar 2013 mit dem Titel „Process Control For Post-Form Heat Treating Parts For An Assembly Operation“ eingereicht worden ist, deren vollständige Offenbarung hierin durch Bezugnahme umfasst ist.In a particularly useful embodiment, each rack 300 includes a plate 315 carrying a unique ID code for identifying the particular rack 300 (see FIG 16 and 27 ). This could be a barcode or any other scannable image, if any. Furthermore, monitors 430, 432, 434, 436, 438, 440 are provided at various locations on the production floor 400 of the plant. Each monitor 430, 432, 434, 436, 438, 440 may include a video camera and/or scanner. As in 28 As illustrated, a monitor 1330 is provided at the rack loading area 402 . Each part P loaded in rack 300 may also have a specific scannable ID number. Accordingly, the monitor 430 enables each and every part P loaded into a particular rack 300 to be recorded. The monitor 432 records the time at which the particular rack enters the heat treatment furnace 408 upon entering the heat treatment furnace 408 . Monitor 434 records the time at which each particular rack exits cooling chamber 412 300 exits the cooling chamber 412. Monitor 436 records the time that each particular rack 300 reaches the loading area 416 of the chemical pretreatment facility 414 , while monitor 438 records the time that each particular rack is discharged from the chemical pretreatment facility monorail 418 . Ultimately, monitor 440 records the time each rack 300 reaches assembly area 428 and is unloaded. Because each rack 300 has its own unique ID code, and each part P held in each rack 300 is identified by its own ID number, the integrity of the heat treatment and chemical pretreatment process up to that Length of time required for the parts to move from the rack loading area 402 to the assembly area 428 can be monitored, also including the specific length of time required for the heat treatment and chemical pretreatment. Of course, the heat treatment and chemical pre-treatment processes are also monitored to ensure that each rack 300 of parts P is properly completed. One such process monitoring system at the production level of a manufacturing facility is disclosed in co-pending US patent application Ser. 13/768,326, filed February 15, 2013, entitled "Process Control For Post-Form Heat Treating Parts For An Assembly Operation," the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

Das zuvor Angeführte ist zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert worden. Es ist nicht als die Ausführungsformen erschöpfend und auf die genau offenbarte Form einschränkend zu deuten. Offenkundige Modifizierungen und Variationen sind angesichts der obigen Konzeptionen möglich. Künstliches Altern oder Härten und die Einrichtung einer Flachansatzteilgeometrie sind beispielsweise nicht für alle Anwendungen erforderlich. Alle derartigen Modifizierungen und Variationen sind vom Schutzumfang der angefügten Ansprüche umfasst, wenn diese in Übereinstimmung mit derjenigen Umfangsbreite gedeutet werden, zu der diese in angemessener Weise, rechtmäßig und gerechterweise berechtigt sind.The foregoing has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the precise form disclosed. Obvious modifications and variations are possible in light of the above concepts. For example, artificial aging or hardening and establishment of a flat neck part geometry are not required for all applications. All such modifications and variations are included within the scope of the appended claims when construed in accordance with the breadth to which they are fairly, lawfully and equitably entitled.

Claims (18)

Verfahren für das Formen eines Fahrzeuglängsträgers (200) aus Aluminium, umfassend die folgenden nacheinander ausgeführten Schritte: - Extrudieren eines Aluminiumrohrs; - Längs-Biegen des extrudierten Aluminiumrohrs (T) zur Ausbildung einer Biegung (B); - Vorformen des extrudierten und längsgebogenen Aluminiumrohrs nach dem Längs-Biegen; - Innenhochdruckumformen des extrudierten, längsgebogenen und vorgeformten Aluminiumrohrs zu dem Fahrzeuglängsträger (200), dadurch gekennzeichnet, dass beim Innenhochdruckformen ein Innenradius der Biegung (B) ausgebildet wird mit einer Querschnittslänge einer Linienreduktion von weniger als 1 %.A method for forming a vehicle side rail (200) from aluminum, comprising the following sequential steps: - extruding an aluminum tube; - longitudinally bending the extruded aluminum tube (T) to form a bend (B); - preforming the extruded and longitudinally bent aluminum tube after longitudinal bending; - Internal high-pressure forming of the extruded, longitudinally bent and preformed aluminum tube to form the vehicle side member (200), characterized in that an inner radius of the bend (B) is formed during internal high-pressure forming with a cross-sectional length of a line reduction of less than 1%. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Fertigstellen des Längs-Biegens in einem Rotationszugbiegewerkzeug und das Fertigstellen des Vorformens in einem Formwerkzeug.procedure after claim 1 comprising completing the longitudinal bending in a rotary draw bender and completing the preforming in a forming tool. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Fertigstellen des Längs-Biegens in einem Druck-Walz-Biegewerkzeug und das Fertigstellen des Vorformens in einem Formwerkzeug.procedure after claim 1 comprising completing longitudinal bending in a press roll bending tool and completing preforming in a forming tool. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Induktionsglühen des extrudierten Aluminiumrohrs (T) vor dem Innenhochdruckumformen.procedure after claim 1 , further comprising induction annealing the extruded aluminum tube (T) prior to hydroforming. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Fertigstellen des Induktionsglühens nach dem Längs-Biegen und vor dem Vorformen.procedure after claim 4 comprising completing the induction annealing after longitudinal bending and before preforming. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Fertigstellen des Induktionsglühens nach dem Vorformen.procedure after claim 4 comprising completing induction annealing after preforming. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Fertigstellen des Induktionsglühens nach dem Längs-Biegen und nach dem Vorformen.procedure after claim 4 comprising completing the induction annealing after longitudinal bending and after preforming. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Positionieren des längsgebogenen und vorgeformten extrudierten Aluminiumrohrs in ein Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2) hinein, wobei das Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2) zum Teil geschlossen wird und das längsgebogene und vorgeformte extrudierte Aluminiumrohr in dem Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2) einer Flüssigkeit unter einer ersten Druckhöhe ausgesetzt wird.procedure after claim 4 , comprising positioning the longitudinally bent and preformed extruded aluminum tube in a hydroforming tool (D1, D2), wherein the hydroforming tool (D1, D2) is partially closed and the longitudinally bent and preformed extruded aluminum tube in the hydroforming tool (D1, D2) under a liquid is subjected to a first pressure level. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend das In-Eingriff-Bringen eines Innenradius einer Biegung in dem längsgebogenen und vorgeformten extrudierten Aluminiumrohr mit dem Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2), bevor das Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2) vollständig geschlossen wird, wodurch das Ausmaß einer Randfaserdehnung auf dem Innenradius der Biegung (B) reduziert wird.procedure after claim 8 comprising engaging an inner radius of a bend in the longitudinally bent and preformed extruded aluminum tube with the hydroforming die (D1, D2) before the hydroforming die (D1, D2) is fully closed, thereby increasing the amount of marginal fiber strain on the inner radius of the bend (B) is reduced. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend das Formen eines Querschnitts mit einem nicht-konstanten Radius, der ein erstes Übergangssegment (212), ein zweites Übergangssegment (214) und ein Zwischensegment (216) zwischen dem ersten und dem zweiten Übergangssegment (212, 214) umfasst, und das Bereitstellen des ersten und des zweiten Übergangssegments (212, 214) mit einem engeren Krümmungsradius als das Zwischensegment (216).procedure after claim 9 comprising forming a cross section with a non-constant radius having a first transition segment (212), a second transition segment (214) and an intermediate segment (216) between the first and second transition segments (212, 214), and providing the first and second transition segments (212, 214) with a tighter radius of curvature than the intermediate segment (216). Verfahren nach Anspruch 10, umfassend das vollständige Schließen des Innenhochdruckumformungswerkzeugs (D1, D2) um das extrudierte Aluminiumrohr (T) herum und das Erhöhen des Flüssigkeitsdruckpegels auf einen zweiten Pegel, um einen Teil aus dem längsgebogenen und vorgeformten extrudierten Aluminiumrohr auszubilden und durch Innenhochdruck zu durchdringen.procedure after claim 10 comprising fully closing the hydroforming die (D1,D2) around the extruded aluminum tube (T) and raising the fluid pressure level to a second level to form and hydroform a part of the longitudinally bent and preformed extruded aluminum tube. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend das Aufrechterhalten eines Abstands zwischen dem Innenhochdruckumformungswerkzeug (D1, D2) und dem ersten und dem zweiten Übergangssegment (212, 214) während des Innenhochdruckumformens.procedure after claim 11 comprising maintaining a spacing between the hydroforming tool (D1, D2) and the first and second transition segments (212, 214) during hydroforming. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend das Trimmen des Teils auf eine Soll-Länge.procedure after claim 12 , comprising trimming the part to a target length. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend das Laden einer Vielzahl der Teile auf ein Gestell (300) und das gemeinsame Wärmebehandeln einer Vielzahl der Teile, um die Teile künstlich zu altern und Soll-Festigkeits-Charakteristika bereitzustellen.procedure after Claim 13 comprising loading a plurality of the parts onto a rack (300) and heat treating a plurality of the parts together to artificially age the parts and provide target strength characteristics. Verfahren nach Anspruch 14, umfassend das gemeinsame chemische Vorbehandeln einer Vielzahl der Teile auf dem Gestell (300), um den Teilen nach der Wärmebehandlung eine chemische Vorbehandlung bereitzustellen.procedure after Claim 14 comprising chemically pre-treating a plurality of the parts on the rack (300) together to provide a chemical pre-treatment to the parts after the heat treatment. Verfahren nach Anspruch 13, umfassend das Laden einer Vielzahl der Teile auf ein Gestell (300) und das gemeinsame chemische Vorbehandeln einer Vielzahl der Teile, um den Teilen nach dem Trimmen eine chemische Vorbehandlung bereitzustellen.procedure after Claim 13 comprising loading a plurality of the parts onto a rack (300) and chemically pre-treating a plurality of the parts together to provide a post-trimming chemical pre-treatment to the parts. Verfahren nach Anspruch 16, umfassend das gemeinsame Wärmebehandeln einer Vielzahl der Teile auf einem Gestell (300), um die Teile künstlich zu altern und Soll-Festigkeits-Charakteristika nach einer chemischen Vorbehandlung bereitzustellen.procedure after Claim 16 comprising heat treating a plurality of the parts together on a rack (300) to artificially age the parts and provide target strength characteristics after a chemical pretreatment. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Extrudieren des Aluminiumrohrs in einen runden Querschnitt aus 6xxx-Aluminiumlegierungsmaterial.procedure after claim 1 comprising extruding the aluminum tube into a round cross-section from 6xxx aluminum alloy stock.
DE112014006624.9T 2014-04-30 2014-06-16 PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER Active DE112014006624B4 (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/266,065 US20150315666A1 (en) 2014-04-30 2014-04-30 Induction annealing as a method for expanded hydroformed tube formability
US14/266,065 2014-04-30
US14/266,903 US9709333B2 (en) 2014-05-01 2014-05-01 Multipurpose rack for processing parts through multiple manufacturing processes
US14/266,903 2014-05-01
US14/279,808 US9925577B2 (en) 2014-05-16 2014-05-16 Rotary-draw bending mandrel with galling-resistive inserts
US14/279,808 2014-05-16
US14/300,378 US9545657B2 (en) 2014-06-10 2014-06-10 Method of hydroforming an extruded aluminum tube with a flat nose corner radius
US14/300,378 2014-06-10
PCT/US2014/042449 WO2015167588A1 (en) 2014-04-30 2014-06-16 Value stream process for forming vehicle rails from extruded aluminum tubes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112014006624T5 DE112014006624T5 (en) 2017-02-09
DE112014006624B4 true DE112014006624B4 (en) 2022-02-10

Family

ID=54359116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014006624.9T Active DE112014006624B4 (en) 2014-04-30 2014-06-16 PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN106794503B (en)
DE (1) DE112014006624B4 (en)
GB (1) GB2540306B (en)
RU (1) RU2685318C2 (en)
WO (1) WO2015167588A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10570489B2 (en) * 2017-02-15 2020-02-25 Ford Global Technologies, Llc Heat treatment and tube forming process for high strength aluminum tube body structure reinforcements
CN109823405A (en) * 2019-01-31 2019-05-31 重庆长安汽车股份有限公司 A kind of manufacturing method of vehicle body top side rail, vehicle body top side rail and automobile
CN114653806B (en) * 2022-03-01 2023-12-22 哈尔滨工业大学(威海) Preforming method for high-strength steel reducing tubular part

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10312028A1 (en) 2003-03-18 2004-10-07 Tower Automotive Hydroforming Gmbh & Co. Kg Component production method for producing metallic shaped structural member, involves performing heat treatment process to curve areas of pipe, before pipe undergoes interior high pressure forming process
KR20050011285A (en) 2003-07-22 2005-01-29 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body
KR20060013889A (en) 2004-08-09 2006-02-14 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766664A (en) * 1987-02-17 1988-08-30 Alumax Extrusions, Inc. Process for formation of high strength aluminum ladder structures
US5070717A (en) * 1991-01-22 1991-12-10 General Motors Corporation Method of forming a tubular member with flange
US5557961A (en) * 1995-11-13 1996-09-24 General Motors Corporation Hydroformed structural member with varied wall thickness
US6241310B1 (en) * 2000-05-17 2001-06-05 Asc Incorporated Vehicle structure with integral node
US6508035B1 (en) * 2000-07-25 2003-01-21 Alcoa Inc. Ultra-lightweight thin sliding door for a vehicle
US6471285B1 (en) * 2000-09-29 2002-10-29 L&L Products, Inc. Hydroform structural reinforcement system
CN1824411A (en) * 2005-08-08 2006-08-30 孙旭光 Internal heating metal pipe material high-medium temperature ultra high water pressure once shaping technology, method and equipment
DE102005049050B4 (en) * 2005-10-13 2010-12-23 Saf-Holland Gmbh Method for producing an axle component
JP5038819B2 (en) * 2007-08-22 2012-10-03 有限会社東和工業 Bending method for flared tube
SE533223C2 (en) * 2008-10-08 2010-07-27 Sapa Heat Transfer Ab Method for forming header tank made of aluminum
US20110241385A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 Ford Global Technologies Llc Vehicle Frame with Direction-Specific Deformation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10312028A1 (en) 2003-03-18 2004-10-07 Tower Automotive Hydroforming Gmbh & Co. Kg Component production method for producing metallic shaped structural member, involves performing heat treatment process to curve areas of pipe, before pipe undergoes interior high pressure forming process
KR20050011285A (en) 2003-07-22 2005-01-29 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body
KR20060013889A (en) 2004-08-09 2006-02-14 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body

Also Published As

Publication number Publication date
GB201618102D0 (en) 2016-12-07
WO2015167588A1 (en) 2015-11-05
RU2685318C2 (en) 2019-04-17
GB2540306B (en) 2020-07-15
CN106794503A (en) 2017-05-31
GB2540306A (en) 2017-01-11
CN106794503B (en) 2019-07-19
DE112014006624T5 (en) 2017-02-09
RU2016145425A (en) 2018-05-30
RU2016145425A3 (en) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10086422B2 (en) Value stream process for forming vehicle rails from extruded aluminum tubes
DE3742869B4 (en) Tubular stabilizer bar and method for its manufacture
DE112015000385B4 (en) Warm forming of cold-worked sheet alloys
EP2414551B1 (en) Process for producing a component, in particular a vehicle body part, and production line for carrying out the process
DE10333165A1 (en) Production of press-quenched components, especially chassis parts, made from a semi-finished product made from sheet steel comprises molding a component blank, cutting, heating, press-quenching, and coating with a corrosion-protection layer
DE112014006624B4 (en) PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER
EP2828142B1 (en) Axle support for a vehicle, in particular for a motor vehicle, and method for producing such an axle support
DE102013224924B4 (en) Container and method of manufacturing a container
EP2723516B1 (en) Forging method for producing a piston or piston shaft
DE102016221431A1 (en) Process for producing a pultruded carrier component in hybrid construction
DE69010657T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR STRETCHING.
DE102014000623B4 (en) Halbhohlnietelement
DE102013104299B4 (en) Active media-based low-temperature forming
EP2714945B1 (en) Annealing device and method for annealing plates of metal
DE102013104038B4 (en) Process and device for the plastic deformation of a tubular workpiece
DE102014224469B4 (en) Method for producing a, at least one metal material having spatial form, as well as spatial form
EP3016775B1 (en) Method for producing hollow bodies from heat resistant steel
EP2890821B1 (en) Method and production facility for producing a hot-formed or press-hardened shaped sheet metal part with a metallic corrosion protection coating, shaped sheet metal part produced therewith and motor vehicle body with such shaped sheet metal part
DE102016117474A1 (en) Body component with reduced tendency to crack and method of manufacture
DE102019125679A1 (en) Method for manufacturing a component
DE102022112397A1 (en) VALUE STREAM PROCESS FOR FORMING AND DOUBLE SHOULDER TOOL FRICTION STIR WELDING OF ALUMINUM SHEET METAL TO FORM VEHICLE STRUCTURE RAILS
DE102013012583A1 (en) Method for producing an energy absorption element and energy absorption element
EP2959985B1 (en) Profiled beam with increased flexural strength made of cold strip and method for producing same
DE2601625C3 (en) Method and device for quenching and tempering thin-walled large pipes made of steel
DE102004035887A1 (en) Sheet metal plate for manufacturing motor vehicle body, has two sheet metals with different thickness, where thicker sheet metal`s edge area is rolled, so that thickness of thicker metal in edge area is reduced to thickness of thinner metal

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE BAUER VORBERG KAYSER PARTNERSCH, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B21D0026020000

Ipc: B21D0026033000

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, DEARBORN, US

Free format text: FORMER OWNERS: FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC, DEARBORN, MICH., US; FRIEDMAN, PETER A., ANN ARBOR, MICH., US; HILL, DAVID JOHN, ANN ARBOR, MICH., US; ILINICH, ANDREY M., DEARBORN, MICH., US; KERNOSKY, STEPHEN, LIVONIA, MICH., US; LUCKEY, S. GEORGE, DEARBORN, MICH., US; MAY, CHRISTOPHER JOHN, NOVI, MICH., US

R020 Patent grant now final