DE112014006624B4 - PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER - Google Patents
PROCESS FOR FORMING AN ALUMINUM VEHICLE SIDE MEMBER Download PDFInfo
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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
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,
- - 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
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 von3a , die in eine Richtung vonPfeilen 3B-3B betrachtet wird. -
4 eine Explosionsansicht einer beispielhaften Kugel-Dorn-Anordnung. -
5a eine Dorn-Schaft-Anordnung. -
5b eine Explosionsansicht der in5a 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 und12b 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, die16 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 ähnlich17 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 zu17 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, die21 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 in25 und 26 veranschaulichten Gestells ist. -
28 ein schematisches Blockschaltbild einer Herstellungsanlagenproduktionsebene ist.
-
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 -
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 FIG3a , viewed in a direction ofarrows 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 in5a 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 -
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 and12b -
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 that16 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 similar17 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 to17 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 that21 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 FIG25 and26 illustrated frame is. -
28 Figure 12 is a schematic block diagram of a manufacturing facility production level.
Bezug wird nun auf
Wie in
Wie ferner in
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
In jeder der in
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
Extrudierverfahrenextrusion process
Mit Bezugnahme auf
Das in
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
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
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.
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
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.
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.
Mit nunmehriger Bezugnahme auf
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,
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
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.
Mit nunmehriger Bezugnahme auf
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.
Mit nunmehriger Bezugnahme auf
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
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
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
In einer alternativen Ausführungsform der in
Obwohl zwei Schritte von zunehmendem Induktionsglühen 16, 20 in
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
Die in
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
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
Innenhochdruckumformungsverfahrenhydroforming process
Bezug wird nunmehr auf
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
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
Anschließend an das Laden des Werkstücks oder des Rohrs W in das Formwerkzeug D1, D2 wird das Formwerkzeug geschlossen (siehe
Beim Betrachten von
Der nächste Schritt im Innenhochdruckumformungsverfahren besteht darin, das Innenhochdruckumformungswerkzeug D1, D2 vollständig zu schließen.
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
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
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
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
Chargenweise Wärmebehandlung und chemisches VorbehandlungsverfahrenBatch heat treatment and chemical pre-treatment process
Bezug wird nun auf
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
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
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
Wie ferner in
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
Bezug wird nun auf
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
Mit erneuter Bezugnahme auf
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
Ist die erste Schicht von sechs Teilen P auf den Stützarmen 354 und auf der untersten innersten Teil-Stütz-Platte 346 (wie in
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
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
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
Wie in
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
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
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,
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
Bezug wird nunmehr auf
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
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
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
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.
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