SE520880C2 - Anordning och förfarande för tillverkning av fordonsbalkar - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 520 880 2 . . i Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en balk avsedd att användas som konstruktionsdetalj hos fordon med väsentliga förbättringar beträffande vridstyvhet och hållfasthet för förbättrande av den allmänna säkerheten för de passagerare som åker i ett sådant fordon, förutom att bibehålla den enkla tillverkningsprocessen.

Den föreliggande uppfinningen åstadkommer en anordning för tillverkning av rullformade profilbalkar vilken anordning utmärks av att den innefattar ett flertal materialutdelare, en första uppsättning rullar och en andra uppsättning rullar samt en första svetsstation monterad mellan och kommunicerande med de båda uppsättningama av rullar och en andra svetsstation kommunicerande med utloppet för den andra uppsättningen av rullar, varvid en utdelare är anordnad kommunicerande med den första rulluppsättningens inlopp och en annan utdelare är anordnad kommunicerande med den första svetsstationens inlopp.

Företrädesvis är materialutdelarna bildade av avlindningshasplar som vardera uppbär en rulle av plåtmaterial.

Lämpligen är plåten tillverkad av höghållfast stål. Stål ger önskade egenskaper hos den typ av balkar som är avsedda att användas som stötabsorberare inom fordonsindustrin.

I en utföringsform är plåtarna tillverkade av samma stål.

I en annan utföringsform är plåtarna tillverkade av olika stål. Detta ger tillverkaren en större flexibilitet och möjliggör för tillverkning av balkar med olika hållfasthetsegenskaper beroende på var de ska användas.

Vid en särskilt föredragen utföringsform utgörs plåtmaterialet av borstål. Härdat borstål har en sträckgräns i storleksordningen 900-1100 MPa och är särskilt lämpat för den typ av balkar som används inom fordonsindustrin.

Trots att föreliggande uppfinning beskriver en föredragen utföringsform som använder stål och i synnerhet ett höghållfast borstål, bör det givetvis inses att andra stålsorter eller metall legeringar som tillhandahåller önskade egenskaper beträffande vridstyvhet och hållfasthet också skulle kunna användas.

I en utföringsform uppvisar plåtmaterialen samma tjocklek.

I en annan utföringsform uppvisar plåtmaterialen olika tjocklekar. Som nämnts ovan ger detta en större flexibilitet för tillverkaren och slutanvändaren.

Vid ytterligare ett betraktande av uppfinningen avgränsar plåtmaterialet förstansade öppningar vid på förhand bestämda positioner. Både plåtmaterialen eller bara en plåt kan vara förstansade vilket resulterar i en viktminskning för hela balkkonstruktionen. Dessutom kan de förstansade hålen tjäna som ventilation för balken under värmebehandlingsstegen.

K:\Patent\l l00-\l l0060200SE\O2l008text(prior).doc l0 15 20 25 30 520 880 3 En anordning för tillverkning av rullformade slutna profilbalkar innefattande ett första utdelare uppbärande en rulle plåtmaterial, en första uppsättning rullar för formande av plåten till en på förhand bestämd profil kommunicerande med både den första utdelaren och en första svetsstation, en andra utdelare uppbärande en andra rulle plåtmaterial kommunicerande med en första svetsstation, varvid den första svetsstationen svetsar profilelementet bildat av den första gruppen rullar vid på förhand bestämda områden på den från den andra utdelaren utmatade plåten, en andra uppsättning rullar för mottagande av det nyligen svetsade profilelementet och plåten från den första svetsstationen och för formande av plåten omkring det första formade profilelementet genom förande av plåtens längsgående fria kanter till en mötespunkt omslutande det första profilelementet och en andra svetsstation för sammansvetsande av de längsgående fria kanterna med en yta hos det första profilelementet för bildande av en sluten profilbalk uppvisande en inre stödstruktur.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller också ett förfarande för framställning av rullformade profilbalkar varvid metoden utmärks av stegen att ett första profilelement rullformas följt av att ett andra profilelement rullformas inneslutande det första profilelementet och att en sluten profilbalk uppvisande en inre stödstruktur bildas.

Lämpligen är det första profilelementet utformat som en inre stödprofil.

I en utföringsform är profilelementet väsentligen U-format uppvisande en bas och ett par ben sträckande sig väsentligen vinkelrätt ut från basen väsentligen samma inbördes riktning.

Vid ytterligare en utföringsform innefattar benen och profilelementet ribbor.

Ribboma förbättrar profilelementets hållfasthet.

Lämpligen är det inre stödprofilelementet svetsat vid ett andra plåtmaterial vid en svetsningsstation.

Företrädesvis är det andra plåtmaterialet väsentligen rullforrnat till en balk inneslutande det första profilelementet.

Lämpligen är det andra profilelementet slutet omkring det första profilelementet genom sammansvetsning av det andra profilelementets längsgående ändar med en del av ett första profilelement.

Lämpligen är det första profilelementet svetsat vid en andra plåt medelst sömsvetsning.

Företrädesvis är det andra profilelementets två längsgående kanter lasersvetsade tillsammans med en del av det andra profilelementet.

Ett förfarande för framställning av slutna profilbalkar innefattar stegen; K:\Patent\l l00-\l l0060200SE\()2lO08text(prior).d0c 10 15 20 25 30 520 880 _¿ :H1 Eg... . » - r ~ . , » > i . 4 att en första plåt utmatas från en första utmatare till en första uppsättning rullar, att plåten formas till en på förhand bestämd profil och att profilelementet matas till en första svetsstation, att en andra plåt matas ut från en andra utmatare till den första svetsstationen, att profilelementet svetsas fast vid den andra plåten vid den första svetsstationen, att den nyligen formade plåten och profilelementet matas till en andra uppsättning rullar, att plåten formas genom att nämnda plåts fria längsgående kanter förs samman till en mötespunkt så att det första profilelementet därigenom sluts, att arbetsstycket matas till en andra svetsstation och att den andra plåtens längsgående fria kanter svetsas samman med en yta hos det första profilelementet för bildande av en sluten profilbalk uppvisande en inre stödstruktur.

Uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna vilka med ledning av exempel enbart visar en utföringsform av anordningen och förfarandet för framställning av fordonsbalkar enligt uppfinningen, på vilka; F ig. 1 visar schematiskt en planvy av anordningen; Fig. 2 visar en ändvy av ett första profilelement enligt uppfinningen; Fig. 3 visar en ändvy av ett andra profilelement enligt uppfinningen; och F ig. 4 visar schematiskt en ändvy av rullformningsförfarandet steg för steg.

Med hänvisning till ritningarna och inledningsvis till Fig. 1 visas en anordning för tillverkning av fordonsbalkar allmänt betecknad med hänvisningssiffran 1. En första utmatare 2 innehåller en rulle av plåtmaterial 3 och en första plåt 4 sträcker sig från den första utmataren 2 till en första uppsättning rullformningsverktyg 5. En andra utmatare 6 innehåller en andra rulle plåtmaterial 7 och en andra plåt 8 sträcker sig från den andra utmataren 6 till en första uppsättning stödrullar 9. En första svetsstation 10 är belägen mellan den första uppsättningen rullformningsverktyg 9 och en andra uppsättning rullformningsverktyg 11. En andra svetsstation 12 är monterad mellan den första uppsättningen rullformningsverktyg ll och en andra uppsättning stödrullar 13. En induktivt verksam upphettningsugn innehållande två separata ugnar 14 och 15 är monterade på vardera sidan av en tredje uppsättning stödrullar 16 och utloppet från den enskilda ugnen 15 leder till en härdningsstation 17. En uppsättning sträckningsrullar 18 är monterade mellan härdningsstationen 17 och en kniv 19, vilken utgör slutstationen i produktionslinjeanordningen 1.

Med hänvisning till Fig. 2 visas ett första profilelement allmänt betecknat genom hänvisningssiffran 21. Profilelementet 21 är väsentligen U-format uppvisande en bas 23 och K:\Patent\l 100-\l l0060200SE\02 1 008text(pri0r).d0c 10 15 20 25 30 :izzihi É.í 5 . . ett benpar 24 sträckande sig väsentligen vinkelrätt från basen i samma inbördes riktning.

Varje ben 24 avslutas med en i ett stycke formad fläns 25, varvid flänsarna 25 sträcker sig ifrån varandra vända riktningar och i ett plan parallellt med basen 23.

Med hänvisning till F ig. 3 visas ett andra profilelementet 47 uppvisande två parallella sidor 51, 52 som är förbundna med två sidor 53, 54 för bildande av ett rörformigt slutet profilelement 47.

I Fig. 4 visas stegvis den rullfonnningsprocess som sker mellan den första svetsstationen 10 och den andra svetsstationen 12 (se Fig. 1). Två svetsfogar 31 visas mellan flänsarna 25 och profilelementet 21 och den andra plåten 12. Ett antal rullformningssteg från 32, i vilket den andra plåten 8 är plant orienterad, till 47 i vilket den andra plåten är formad som ett andra profilelement 47 inneslutande profilen 21 visas. En tredje svetsfog 48 visas mellan plåtens 8 längsgående kanter 49, 50 och basen 23 hos profilelementet 21.

Under drift sträcker sig en första plåt 4 från en första utmatare 2 till en första uppsättning rullformningsverktyg 5 vilka formar plåten 4 till en på förhand bestämd profil.

Profilelementet 21 matas från den första uppsättningen rullar 5 till den första svetsstationen 10. Den andra plåten 8 utmatas från det andra utmatningsorganet 6 till den första svetsstationen 10 via den första uppsättningen stödrullar 9. Profilelementet 21 svetsas fast vid den andra plåten 8 vid den första svetsningsstationen 10. Det nu kombinerade profilelementet 21 och plåten 8 matas till den andra uppsättningen rullar 11 vilka formar plåten 8 genom att den andra plåtens 8 fria längsgående kanter 49, 50 förs till en mötespunkt så att det första profilelementet 21 sluts. Formningsprocessen är slutförd när arbetsstycket matas till en andra svetsstation 12 och den andra plåtens 8 längsgående fria kanter 49, 50 svetsas samman med basen 23 hos det första profilelementet 21 för att vara bildande av en sluten profil uppvisande en inre stödstruktur.

Det bör givetvis inses att uppfinningen inte är begränsad till de här ovan beskrivna detaljerna vilka enbart skall ses som exemplifierande och att olika alternativ och modifieringar kan genomföras utan att göra avsteg från uppfinningstanken såsom den definieras i de bifogade patentkraven.

K:\Patcnt\l 100-\l l0060200SE\021008text(prior).d0c

Claims (19)

10 15 20 25 30 520 880 d» »v 6 PATENTKRAV

1. Anordning (1) för framställning av rullformade profilbalkar, k ä n n e t e c k- n a d av att anordningen innefattar ett flertal materialutdelare (2, 6), en första uppsättning rullar (5) och en andra uppsättning rullar (11) och en svetsstation (10) monterad mellan och kommunicerande med de två uppsättningarna av rullar (5, 11) och en andra svetsstation (12) kommunicerande med utloppet från den andra uppsättningen rullar (11), varvid en utdelare kommunicerar med inloppet för den första uppsättningen rullar (5) och en andra utdelare kommunicerar med inloppet för den första svetsstationen (10).

2. Anordning enligt kravet 1, varvid materialutdelarna (2, 6) är anordnade medelst avlindningshasplar som var och en uppbär en rulle av plåtmaterial (3, 7).

3. Anordning enligt kravet 2, varvid plåtarna (3, 7) är tillverkade av höghållfast stål.

4. Anordning enligt kravet 3, varvid plåtarna (3, 7) är tillverkade av samma stål.

5. Anordning enligt kravet 3, varvid plåtarna (3, 7) är tillverkade av olika stål.

6. Anordning enligt något av kraven 3 - 5, varvid stålet är ett borstål.

7. Anordning enligt något av kraven 2 - 6, varvid plåtarna (3, 7) har samma tjocklek.

8. Anordning enligt något av kraven 2 - 6, varvid plåtarna (3, 7) har olika tjocklek.

9. Anordning enligt något av kraven 2 - 8, vart och ett av plåtmaterialen avgränsar förstansade öppningar vid på förhand bestämda positioner.

10. Anordning enligt krav 9, varvid endast en plåt awfgränsar förstansade öppningar.

11. Förfarande för framställning av rullformade profilbalkar k ä n n e t e c k n a t av att förfarandet innefattar stegen att ett första profilelement (21) rullformas följt av att K:\Patent\l 100-\1 10060200SE\021008text(prior).doc 10 15 20 25 30 520 880 7 ett andra profilelement (47) rullformas vilket innesluter det första profilelementet (21) för bildande av en sluten profilbalk.

12. Förfarande enligt krav 11, varvid det första profilelementet (21) bildas som en inre stödprofil.

13. Förfarande enligt något av kraven 1 1 - 12, varvid det första profilelementet (21) är väsentligen U-format.

14. F örfarande enligt krav 13, varvid det U-formade profilelementets (21) ben (24) innefattar ribbor.

15. Förfarande enligt något av kraven 11 - 14, varvid profilen (21) svetsas vid en andra plåt (8) vid en svetsningsstation (10).

16. Förfarande enligt kravet 15, varvid den andra plåten (8) därefter rullformas till en balk (47) inneslutande det första profilelementet (21).

17. Förfarande enligt något av kraven 12 - 16, varvid längsgående kanter (49, 50) hos det andra profilelementet (47) svetsas samman med en del av det första profilelementet (21) för inneslutande av det första profilelementet (21) inuti det andra profilelementet (47).

18. Förfarande enligt något av kraven 15 - 17, varvid det första profilelementet (21) svetsas samman med den andra plåten (8) genom sömsvetsning.

19. Förfarande enligt krav 17, varvid det andra profilelementets (47) längsgående kanter (49, 50) genom lasersvetsning sammanfogas med en del av det första profilelementet (21) K:\Patent\l l00-\l 10060200SE\02l008text(prior),doc