PL238751B1 - Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego oraz sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego z wykorzystaniem tego przyrządu - Google Patents

Abstract

Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego zawiera korpus dolny (1) z prowadnicami skośnymi (2) oraz korpus górny (3) z prowadnicami skośnymi (2), na których posadowione są elementy zaciskające (5). Na zewnętrznych powierzchniach bocznych elementów zaciskających (5) jest co najmniej jedna prowadnica pozioma (7), zaś w dolnej części elementu zaciskającego (5), na jego wewnętrznej powierzchni jest powierzchnia kształtująca (8) w postaci prostokątnych wcięć. W górnej części elementów zaciskających (5) jest wybranie dolne (9), a w dolnej części korpusu górnego (3) jest wybranie górne (10), które ma w przekroju wzdłużnym kształt półkola. Korpus dolny (1) i korpus górny (3), od strony zewnętrznej elementów zaciskających (5), są ze sobą połączone słupami prowadzącymi (4), przy czym korpus górny (3) jest na słupach prowadzących (4) zmocowany przesuwnie. Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego z wykorzystaniem przyrządu do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego prowadzi się tak, że pręt umieszcza się pomiędzy elementami zaciskającymi (5), a następnie elementy zaciskające (5) przesuwa się do siebie po prowadnicach skośnych (2) i co najmniej jednej prowadnicy poziomej (7). Na pręcie powierzchniami kształtującymi (8) elementów zaciskających (5) formuje się płaską część montażową (6) kształtowanego haka holowniczego. Korpus górny (3) przesuwa się w stronę korpusu dolnego (1) ruchem posuwistym na słupach prowadzących (4) i na przeciwnym do płaskiej części montażowej (6) końcu pręta formuje się część kulową półfabrykatu haka holowniczego, a następnie korpus górny (3) przesuwa się do góry, zaś elementy zaciskające (5) przesuwa się na prowadnicach (2, 8) do pozycji wyjściowej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego oraz sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego z wykorzystaniem tego przyrządu.

W ostatnich latach nastąpił gwałtowny wzrost produkcji komponentów samochodowych z przeznaczeniem do wyrobu nowych samochodów, jak również do modernizacji pojazdów istniejących. Wysoka konkurencja w przemyśle motoryzacyjnym prowadzi do poszukiwania nowych, energooszczędnych i przyjaznych dla środowiska technologii wytwarzania. W masowej produkcji, haki holownicze wytwarzane są w jednoetapowym albo wieloetapowym procesie kucia na gorąco. Ze względu na rodzaj systemu mocowania, którym może być hak stały albo wypinany, oraz mnogość kształtowo-wymiarową, technologia ta może być nieopłacalna w produkcji małoseryjnej, zwłaszcza do wytwarzania haków montowanych do samochodów będących w eksploatacji. Obróbka plastyczna przeprowadzona w warunkach podwyższonej temperatury wymaga dodatkowej energii na podgrzanie półfabrykatu oraz specjalnych chłodzonych matryc kuźniczych.

W znanej, ze stosowania, technologii wytwarzania haków holowniczych metodami obróbki plastycznej na zimno produkcja odbywa się wieloetapowo: najpierw kształtowana jest część kulowa haka, która następnie jest poddawana obróbce skrawaniem w celu spełnienia żądanych tolerancji odchyłek: kształtowo-wymiarowych i formowana jest część mocująca haka, zwykle w procesie spęczniania oraz gięcia.

Znane są dwa sposoby wytwarzania części kulowej haka holowniczego. Jednym z tych znanych sposobów jest obróbka plastyczna, natomiast drugim znanym sposobem jest łączenie części kulowej z pozostałą częścią haka.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku WO 2009088284 znany jest sposób wytwarzania haków holowniczych przez niezależne formowanie części kulowej haka poprzez obróbkę plastyczną i późniejsze jej spawanie do części chwytowej. Stosowanie złączy spawanych jest jednak niekorzystne w elementach samochodowych, które poddawane są obciążeniom zmiennym i losowym. Część kulowa jest poddawana działaniu bardzo dużych obciążeń zmiennych o różnym charakterze - takim jak naprężenia ściskające i rozciągające, które działają w warunkach przestrzennego stanu naprężenia.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku US 20090126445 znany jest natomiast sposób, w którym część łącznikowa oraz część mocująca są wytwarzane niezależnie od części kulowej. Część łącznikowa jest zaopatrzona w otwór, w którym zostaje następnie zamocowana kula. Stosowanie połączeń rozłącznych, jakimi są połączenia śrubowe, nie zapewnia jednak odpowiedniego bezpieczeństwa eksploatacji haka ze względów wytrzymałościowych w warunkach chwilowo nieprzewidywalnych przeciążeń.

W opisie patentowym EP 2457751 B1 został przedstawiony sposób wytwarzania części kulowej haka holowniczego. Zgodnie z tym znanym sposobem, kucie części mocującej przeprowadzane jest niezależnie od procesu wytwarzania pozostałego fragmentu części kulowej oraz części łącznikowej. Nie zostały jednak ujawnione rozwiązania technologiczne przedstawionych założeń.

W znanych dotychczas sposobach kształtowania haka holowniczego z pręta zimnowalcowanego poprzez kucie na gorąco kształtowana jest kula, zaś na drugim końcu tego pręta kształtowana jest płetwa, będąca płaską powierzchnią montażową. Następnie prowadzone jest toczenie zgrubne oraz wykańczające kuli na obrabiarce sterowanej numerycznie CNC, po czym prowadzone jest gięcie w przyrządzie rolkowym przy użyciu prasy hydraulicznej na zimno pod kątem zwłaszcza 90°. Operacje kucia kuli oraz płetwy realizowane są najczęściej w zewnętrznych przedsiębiorstwach specjalizujących się w tego typu obróbce. W ich wyniku otrzymywany jest półfabrykat, który został pokazany na pos. I. Wykonanie operacji w zewnętrznym przedsiębiorstwie, ze względów logistycznych i operacyjnych, związane jest ze zwiększeniem kosztów ich wytwarzania. Gotowy wyrób, w postaci haka holowniczego, został pokazany na pos. II.

Celem wynalazku było opracowanie nowego przyrządu do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego oraz sposobu kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, który ograniczy koszty wytwarzania tego haka holowniczego, oraz skróci czas, w którym jest on wytwarzany.

Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera korpus dolny z prowadnicami skośnymi oraz korpus górny z prowadnicami skośnymi, zaś na tych prowadnicach skośnych posadowione są elementy zaciskające, a na zewnętrznych powierzchniach bocznych elementów zaciskających jest co najmniej jedna prowadnica pozioma, zaś w dolnej części elementu zaciskającego, na jego wewnętrznej powierzchni jest powierzchnia kształtu

PL 238 751 B1 jąca w postaci prostokątnych wcięć w tych elementach zaciskających, a ponadto w górnej części elementów zaciskających jest wybranie dolne, a w dolnej części korpusu górnego jest wybranie górne, które ma w przekroju wzdłużnym kształt półkola, a ponadto korpus dolny i korpus górny, od strony zewnętrznej elementów zaciskających, są ze sobą połączone słupami prowadzącymi, przy czym korpus górny jest na słupach prowadzących zmocowany przesuwnie.

Korzystnie co najmniej jedna prowadnica pozioma jest na wysokości powierzchni kształtującej elementu zaciskającego, korzystnie prowadnice poziome są dwie, przy czym co najmniej jedna prowadnica pozioma jest w górnej części elementu zaciskającego.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeżeli prowadnice skośne są cztery, a górna powierzchnia korpusu górnego jest połączona z tłoczyskiem prasy, zaś połączenie korpusu górnego z tłoczyskiem prasy jest połączeniem gwintowym, a ponadto po stronie wewnętrznej korpusu dolnego są sprężyny pionowe, przy czym każda sprężyna pionowa jednym końcem połączona jest z elementem zaciskającym, zaś w korpusie dolnym są wybrania korpusowe, w których zamocowane są przeciwne do połączonego z elementem zaciskającym końca sprężyn pionowych, przy czym wybranie korpusowe ma w przekroju wzdłużnym kształt prostokąta, zaś pomiędzy elementami zaciskającymi jest co najmniej jedna sprężyna pozioma, korzystnie sprężyna pozioma jest na wysokości prowadnicy poziomej.

Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego z wykorzystaniem przyrządu do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, w którym na pręcie zimnowalcowanym kształtowana jest część kulowa i płaska część montażowa, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pręt umieszcza się pomiędzy elementami zaciskającymi, a następnie elementy zaciskające przesuwa się do siebie po prowadnicach skośnych i co najmniej jednej prowadnicy poziomej, przy czym na pręcie powierzchniami kształtującymi elementów zaciskających formuje się płaską część montażową kształtowanego haka holowniczego, po czym korpus górny przesuwa się w stronę korpusu dolnego ruchem posuwistym na słupach prowadzących i na przeciwnym do płaskiej części montażowej końcu pręta formuje się część kulową półfabrykatu haka holowniczego, a następnie korpus górny przesuwa się do góry, zaś elementy zaciskające przesuwa się na prowadnicach do pozycji wyjściowej.

Korzystnie elementy zaciskające do pozycji wyjściowej przesuwa się sprężynami pionowymi i co najmniej jedną sprężyną poziomą.

Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego według wynalazku pozwala znacznie ograniczyć koszty wytwarzania półfabrykatu haka holowniczego oraz czasy technologiczne procesu. Nowy przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego według wynalazku umożliwia ukształtowanie kulistej części haka holowniczego oraz montażowej powierzchni płaskiej w jednym ruchu roboczym prasy hydraulicznej. Formowanie odbywa się w ramach przeróbki plastycznej na zimno, która jest korzystna ze względów wytrzymałościowych, z uwagi na umocnienie odkształceniowe materiału oraz ze względów ekonomicznych, gdyż zmniejsza się liczba operacji i eliminowana jest konieczność nagrzewania. W tym nowym sposobie obróbka plastyczna części chwytakowej haka holowniczego jest obróbką ostateczną, zaś podparcie części półfabrykatu w okolicy kształtowania części kulowej sprawia, że można zastosować mniejsze naddatki technologiczne kucia matrycowego, co przekłada się na większą dokładność wykonania odkuwki. Warstwa wierzchnia części kulistej, podlegająca największemu umocnieniu odkształceniowemu, w porównaniu do rdzenia materiału, nie jest usuwana poprzez obróbkę skrawaniem, jak ma to miejsce w znanych metodach wytwarzania haka holowniczego. W jednym zamocowaniu odbywa się obróbka części kulowej półfabrykatu haka holowniczego oraz jego płaskiej części montażowej. Nowy sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego jest łatwy w automatyzacji na liniach wytwarzających haki holownicze.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym pos. I przedstawia półfabrykat do kształtowania haka holowniczego z ukształtowaną płaską częścią montażową i częścią kulową, pos. II - hak holowniczy, fig. 1 - przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - ten sam przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego podczas formowania płaskiej części montażowej w przekroju wzdłużnym, natomiast fig. 3 - ten sam przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego podczas formowania części kulowej w przekroju wzdłużnym.

Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania posiada korpus dolny 1 z dwoma prowadnicami skośnymi 2 w jego górnej części i korpus górny 3 z dwoma prowadnicami skośnymi 2 w jego dolnej części. Korpus górny 3 jest połączony przesuwnie z korpusem dolnym 1 poprzez słupy prowadzące 4. Na prowadnicach skośnych 2, pomiędzy

PL 238 751 B1 korpusami 1, 3 są umieszczone dwa elementy zaciskające 5, które podczas ruchu roboczego, są przesuwane na prowadnicach skośnych 2 i są do siebie zbliżane na odległość równą pożądanej grubości części montażowej 6 kształtowanego półfabrykatu haka holowniczego. Na zewnętrznych powierzchniach roboczych elementów zaciskających 5 są umieszczone dwie prowadnice poziome 7, które zapewniają stałą równoległość elementów zaciskających 5. W dolnej części elementów zaciskających 5, na ich powierzchniach wewnętrznych, są ukształtowane powierzchnie kształtujące 8 mające postać prostokątnych wcięć o długości równej pożądanej długości części montażowej 6 kształtowanego półfabrykatu haka holowniczego. W górnej części elementu zaciskającego 5 jest ukształtowane wybranie dolne 9, zaś w dolnej części korpusu górnego 3, w jego środkowej części, jest półkoliste w przekroju wzdłużnym wybranie górne 10. Wybrania dolne 9 elementów zaciskających 5 oraz wybranie górne 10 korpusu górnego 3, po zaciśnięciu tych elementów zaciskających 5 pełnią rolę matrycy do kształtowania części kulowej 11 półfabrykatu haka holowniczego.

Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie pierwszym, z tym, że górna powierzchnia korpusu górnego 3 jest połączona z tłoczyskiem prasy tak, aby w ruchu powrotnym doprowadzić do otwarcia przyrządu, zaś w korpusie dolnym są dwa wybrania korpusowe 12, w których zamocowane są sprężyny pionowe 13, których przeciwne do zamocowanych końce są połączone z elementami zaciskającymi 5.

Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie drugim, z tym, że powierzchnia korpusu górnego 3 jest połączone z tłoczyskiem prasy poprzez gwint 14, zaś pomiędzy elementami zaciskającymi 5, na wysokości prowadnic poziomych 7, są sprężyny poziome 15. Sprężyny pionowe 13 oraz sprężyny poziome 15 ułatwiają otwieranie przyrządu po ukształtowaniu haka holowniczego.

Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego przyrządem do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania prowadzi się tak, że pręt 16 zimnowalcowany o kształcie okrągłym w przekroju poprzecznym umieszcza się pomiędzy elementami zaciskającymi 5, które przesuwa się do siebie po prowadnicach skośnych 2 i prowadnicach poziomych 7 na odległość równą pożądanej grubości części montażowej 6 kształtowanego półfabrykatu haka holowniczego. Elementy zaciskające 5, dzięki odpowiedniej kinematyce, podczas ich zacisku, doprowadzają do kształtowania się na pręcie 16 płaskiej części montażowej 6 kształtowanego półfabrykatu haka holowniczego. Następnie korpus górny 3 przesuwa się w dół na słupach prowadzących 4 poprzez działanie na niego tłoczyska prasy, które połączone jest z tym korpusem górnym 3. Dzięki wybraniom dolnym 9 na elementach zaciskających 5 oraz wybraniu górnemu 10 korpusu górnego 3 kształtowana jest część kulowa 11 półfabrykatu haka holowniczego na przeciwnym do płaskiej części montażowej 6 części pręta 16. Następnie tłoczysko prasy wraz z korpusem górnym 3 przesuwa się na słupach prowadzących 4 do góry, zaś elementy zaciskające 5 przesuwa się do pozycji wyjściowej. Pręt 16 z ukształtowanymi częściami: płaską częścią montażową 6 oraz częścią kulową 11 wyciąga się, a następnie pręt 16 zagina się pod kątem 90° tworząc hak holowniczy.

Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego przyrządem do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego według wynalazku w drugim przykładzie wykonania, takie jak w przykładzie pierwszym z tym, że elementy zaciskające 5 rozsuwa się sprężynami pionowymi 13 i sprężynami poziomymi 15.

Claims (14)

Zastrzeżenia patentowe

1. Przyrząd do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego, znamienny tym, że zawiera korpus dolny (1) z prowadnicami skośnymi (2) oraz korpus górny (3) z prowadnicami skośnymi (2), zaś na tych prowadnicach skośnych (2) posadowione są elementy zaciskające (5), a na zewnętrznych powierzchniach bocznych elementów zaciskających (5) jest co najmniej jedna prowadnica pozioma (7), zaś w dolnej części elementu zaciskającego (5), na jego wewnętrznej powierzchni jest powierzchnia kształtująca (8) w postaci prostokątnych wcięć w tych elementach zaciskających (5), a ponadto w górnej części elementów zaciskających (5) jest wybranie dolne (9), a w dolnej części korpusu górnego (3) jest wybranie górne (10), które ma w przekroju wzdłużnym kształt półkola, a ponadto korpus dolny (1) i korpus górny (3), od strony zewnętrznej elementów zaciskających (5), są ze sobą połączone słupami prowadzącymi (4), przy czym korpus górny (3) jest na słupach prowadzących (4) zmocowany przesuwnie.

PL 238 751 B1

2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna prowadnica pozioma (7) jest na wysokości powierzchni kształtującej (8) elementu zaciskającego (5).

3. Przyrząd według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że prowadnice poziome (7) są dwie.

4. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że co najmniej jedna prowadnica pozioma (7) jest w górnej części elementu zaciskającego (5).

5. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że prowadnice skośne (2) są cztery.

6. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że górna powierzchnia korpusu górnego (3) jest połączona z tłoczyskiem prasy.

7. Przyrząd według zastrz. 6, znamienny tym, że połączenie korpusu górnego (3) z tłoczyskiem prasy jest połączeniem gwintowym.

8. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że po stronie wewnętrznej korpusu dolnego (1) są sprężyny pionowe (13), przy czym każda sprężyna pionowa (13) jednym końcem połączona jest z elementem zaciskającym (5).

9. Przyrząd według zastrz. 8, znamienny tym, że w korpusie dolnym (1) są wybrania korpusowe (12), w których zamocowane są przeciwne do połączonego z elementem zaciskającym (5) końca sprężyn pionowych (13).

10. Przyrząd według zastrz. 9, znamienny tym, że wybranie korpusowe (12) ma w przekroju wzdłużnym kształt prostokąta.

11. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 10, znamienny tym, że pomiędzy elementami zaciskającymi (5) jest co najmniej jedna sprężyna pozioma (15).

12. Przyrząd według zastrz. 11, znamienny tym, że sprężyna pozioma (15) jest na wysokości prowadnicy poziomej (7).

13. Sposób kształtowania półfabrykatu haka holowniczego z wykorzystaniem przyrządu do kształtowania półfabrykatu haka holowniczego określonego w zastrz. 1, w którym na pręcie zimnowalcowanym kształtowana jest część kulowa i płaska część montażowa, znamienny tym, że pręt (16) umieszcza się pomiędzy elementami zaciskającymi (5), a następnie elementy zaciskające (5) przesuwa się do siebie po prowadnicach skośnych (2) i co najmniej jednej prowadnicy poziomej (7), przy czym na pręcie (16) powierzchniami kształtującymi (8) elementów zaciskających (5) formuje się płaską część montażową (6) kształtowanego haka holowniczego, po czym korpus górny (3) przesuwa się w stronę korpusu dolnego (1) ruchem posuwistym na słupach prowadzących (4) i na przeciwnym do płaskiej części montażowej (6) końcu pręta (16) formuje się część kulową (11) półfabrykatu haka holowniczego, a następnie korpus górny (3) przesuwa się do góry, zaś elementy zaciskające (5) przesuwa się na prowadnicach (2, 8) do pozycji wyjściowej.

14. Sposób kształtowania haka holowniczego według zastrz. 13, znamienny tym, że elementy zaciskające (5) do pozycji wyjściowej przesuwa się sprężynami pionowymi (13) i co najmniej jedną sprężyną poziomą (15).