DE10033493C2 - Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Stoßträgern für Automobile - Google Patents
Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Stoßträgern für AutomobileInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf eine Vorrichtung zur Wärme
behandlung von Stoßträgern für Automobile und im Speziellen auf eine Verbesserung einer
solchen Vorrichtung, um gleichmäßig und wirksam Stoßträger wärmezubehandeln, die ei
nen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, z. B. einen elliptischen Querschnitt, zusätz
lich zu Stoßträgern mit kreisförmigem Querschnitt.
Es ist bei den Fachleuten bestens bekannt, Stoßträger im Inneren der Türen von Automo
bilen zu installieren, um eine Beschädigung oder Deformation der Türen zu reduzieren, die
durch externe Stoßbelastung bei einer Kollision der Automobile mit einem anderen Ge
genstand verursacht wird, wobei die Passagiere vor einer solchen externen Stoßbelastung
geschützt werden.
Damit Stoßträgern ermöglicht wird, gewünschte Aufbaueigenschaften zu haben, wie z. B.
eine gewünschte Schlagfestigkeit und gewünschte Schlagabsorbierfähigkeit, ohne das Ge
wicht des Automobilchassis zu erhöhen, haben die üblicherweise durch geeignete Verfah
ren, wie z. B. eine Wärmebehandlung, hergestellten Stoßträger hohle Metallrohrelemente
mit einem kreisförmigen Querschnitt.
Ein solches Verfahren zur Herstellung eines Stoßträgers für eine Türverstärkung aus einem
rohrförmigen Stahlprofil ist beispielsweise aus der DE 27 50 867 A1 bekannt. Zur Gewähr
leistung der von dem Stahlprofil geforderten Eigenschaften wird dieses im Zuge seiner Her
stellung einer Wärmebehandlung unterzogen, wobei ein Stahlrohr auf eine Temperatur o
berhalb der A3-Temperatur erwärmt, verformt und an Luft abgekühlt wird.
In den letzten Jahren wurden andere Arten von Stoßträgern mit nicht kreisförmigen Quer
schnitten, wie z. B. einem elliptischen Querschnitt, der in der Lage ist, die Strukturfestigkeit
und Schlagfestigkeit des Stoßträgers zu verbessern, vorgeschlagen und verwendet.
Damit solche Stoßträger kontinuierlich durch ein Massenproduktionsverfahren hergestellt
werden können, während eine gewünschte Produktivität erzielt werden soll, werden eine
Mehrzahl der Stoßträger mit den gleichen Abmessungen, in einer gemeinsamen Richtung
und kontinuierlich zu der gewünschten Position durch Verwenden eines geeigneten För
dermittels, wie z. B. ein Kettenförderer, gefördert. Während solch eines gleichgerichteten
und kontinuierlichen Fördervorgangs werden die Stoßträger
kontinuierlich wärmebehandelt durch einen Induktionserwärmungsvorgang. In
solch einem Induktionserwärmungsvorgang fährt der Stoßträger durch die Mitte einer
ringförmigen Induktionsspule bei einer konstanten Geschwindigkeit hindurch.
Deshalb sind konventionelle Vorrichtungen zur Wärmebehandlung von Stoßträgern
konstruiert, um horizontal die Stoßträger zu fördern, während den Stoßträgern er
möglicht wird, durch die Mitte einer ringförmigen Induktionsspule hindurchgefahren zu
werden. Solche konventionellen Wärmebehandlungsvorrichtungen stellen eine eini
germaßen effektive gewünschte gleichförmige Wärmebehandlungswirkung im Falle
von Stoßträgern mit kreisförmigem Querschnitt bereit, weil der kreisförmige Quer
schnitt der Stoßträger mit dem Profil der ringförmigen Induktionsspule zusammen
passt. Jedoch sind konventionelle Wärmebehandlungsvorrichtungen problematisch,
weil sie Stoßträger mit nicht kreisförmigem Querschnitt, wie z. B. einem elliptischen
Querschnitt, nicht gleichförmig erwärmen können. Das bedeutet, dass selbst, wenn
die Stoßträger, die solch einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, präzise
durch die Mitte der ringförmigen Induktionsspule einer Vorrichtung hindurchpassen,
die Stoßträger nicht gleichmäßig durch die Induktionsspule aufgrund eines Unter
schieds im Abstand zwischen der Außenoberfläche jedes Stoßträgers und der ring
förmigen Induktionsspule, erwärmt werden. In solch einem Fall können die resultie
renden Stoßträger mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt ungewünschterweise
eine reduzierte Strukturstärke zusätzlich zu Biegeverformungen haben.
Entsprechend wurde die obige Erfindung durchgeführt, um die oben beschriebenen
Probleme, die im Stand der Technik auftauchen, zu beachten, wobei ein Ziel der vor
liegenden Erfindung darin besteht, eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln eines
Stoßträgers für Automobile bereitzustellen, welcher konstruiert ist, um gleichmäßig
und wirksam Stoßträger mit nicht kreisförmigem Querschnitt, wie z. B. einem ellipti
schen Querschnitt wärmezubehandeln zusätzlich zu Stoßträgern mit kreisförmigem
Querschnitt. Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Stoßträgern für Automobile bereit, die um
fasst:
einen Schrittförderer, der mehrere Stoßträger trägt und in Reihenfolge und kontinuier lich die Stoßträger in eine vorbestimmte Richtung zufördert; eine Fördereinrichtung und eine Führungseinrichtung, die beide in Reihe hinter dem Schrittförderer positioniert sind und zum geordneten, horizontalen und kontinuierlichen Bewegen und För dern der Stoßträger von dem Schrittförderer in der Richtung mit einer konstanten Ge schwindigkeit; eine Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit, die an einem Austra gende der Führungseinheit angeordnet ist und eine Drehtrommel und mehrere Trag rollen umfasst, wobei die Drehtrommel mit den Tragrollen zusammenarbeitet, um ge ordnet und kontinuierlich die Stoßträger von der Führungseinrichtung in die Richtung zu bewegen, wobei jede der Tragrollen ein sich verjüngendes Profil aufweist; und ei ne Wärmebehandlungsvorrichtung, die an dem Austragende der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit angeordnet ist, wobei die Wärmebehandlungseinheit zum Erwär men der Stoßträger verwendet wird, wobei eine ringförmige Induktionsspule verwen det wird, während die Stoßträger von der Dreh- und Bewegungseinheit zu der Mitte der Induktionsspule geführt werden, um den Stoßträgern zu ermöglichen, durch die Mitte der Induktionsspule hindurchgeführt zu werden.
einen Schrittförderer, der mehrere Stoßträger trägt und in Reihenfolge und kontinuier lich die Stoßträger in eine vorbestimmte Richtung zufördert; eine Fördereinrichtung und eine Führungseinrichtung, die beide in Reihe hinter dem Schrittförderer positioniert sind und zum geordneten, horizontalen und kontinuierlichen Bewegen und För dern der Stoßträger von dem Schrittförderer in der Richtung mit einer konstanten Ge schwindigkeit; eine Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit, die an einem Austra gende der Führungseinheit angeordnet ist und eine Drehtrommel und mehrere Trag rollen umfasst, wobei die Drehtrommel mit den Tragrollen zusammenarbeitet, um ge ordnet und kontinuierlich die Stoßträger von der Führungseinrichtung in die Richtung zu bewegen, wobei jede der Tragrollen ein sich verjüngendes Profil aufweist; und ei ne Wärmebehandlungsvorrichtung, die an dem Austragende der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit angeordnet ist, wobei die Wärmebehandlungseinheit zum Erwär men der Stoßträger verwendet wird, wobei eine ringförmige Induktionsspule verwen det wird, während die Stoßträger von der Dreh- und Bewegungseinheit zu der Mitte der Induktionsspule geführt werden, um den Stoßträgern zu ermöglichen, durch die Mitte der Induktionsspule hindurchgeführt zu werden.
Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfin
dung werden besser verstanden werden, von der nachfolgenden detaillierten Be
schreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden soll.
In diesen sind:
Fig. 1 eine Ansicht, die schematisch die Konstruktion einer Wärmebehandlungsvor
richtung für Stoßträger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Vorderansicht einer Wärmebehandlungsvorrichtung für
Stoßträger, die einen Stoßträgerfördervorgang der Vorrichtung zeigt, wobei
die Stoßträger von konventionellen Kugeltragrollen abgestützt werden;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Vorderansicht der Wärmebehandlungsvorrichtung dieser
Erfindung, die einen Stoßträgerfördervorgang der Vorrichtung zeigt, wobei die
Stoßträger durch sich verjüngende Tragrollen abgestützt werden; und
Fig. 4 ist eine Vorderansicht, die einen Wärmebehandlungsvorgang zeigt, der durch
eine ringförmige Induktionsspule der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung für
Stoßträger mit einem elliptischen Querschnitt durchgeführt wird.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch die Konstruktion einer Wärmebehandlungs
vorrichtung für Stoßträger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung zeigt.
In den Zeichnungen ist dargestellt, dass die Wärmebehandlungsvorrichtung dieser
Erfindung einen Schrittförderer 10, eine Stoßträgerfördereinrichtung 20, eine Stoßträ
gerführungseinrichtung 30, eine Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 und eine
Wärmebehandlungseinheit 50 umfasst. Der Schrittförderer 10 trägt mehrere Stoßträ
ger 1 und führt regelmäßig und kontinuierlich die Stoßträger 1 mit den gleichen Ab
messungen zu der Fördereinrichtung 20. Die Stoßträgerfördereinrichtung 20 besteht
aus zwei Kettenförderern 21 und 22 und bewegt horizontal und kontinuierlich die
Stoßträger 1 von dem Schrittförderer (Stufenförderer) 10 zu einer gewünschten Stel
lung mit einer konstanten Geschwindigkeit. Die Stoßträgerführungseinrichtung 30 ist
an einem Austragende des zweiten Kettenförderers 22 angeordnet und besteht aus
mehreren Führungsrollen 31 und Führungen 32. Diese Führungseinrichtung 30 führt
die Stoßträger 1, um den Stoßträgern 1 zu ermöglichen, gleichmäßig zu der Stoßträ
gerdreh- und -bewegungseinheit 40 bewegt zu werden, ohne aneinander zu stoßen
oder in Reibkontakt miteinander gebracht zu werden oder aus einer vorbestimmten
Stellung verrückt zu werden. Die Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40, die an
dem Austragende der Stoßträgerführungseinrichtung 30 positioniert ist, dreht und
bewegt die Stroßträger 1 durch Verwendung von zwei parallel angeordneten Dreh
trommeln 41 zusätzlich zu einer Abstützeinrichtung 42. Die obige Abstützeinrichtung
42 ist oberhalb der Drehtrommeln 41 angeordnet. Auf der anderen Seite ist die Wär
mebehandlungseinheit 50 an dem Austragende der Stoßträgerdreh- und -bewe
gungseinheit 40 angeordnet. Die obige Wärmebehandlungseinheit 50 erwärmt die
Stoßträger 1 durch Verwenden einer ringförmigen Induktionsspule 51, während die
Stoßträger 1 von der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 zur Mitte der Induk
tionsspule 51 bewegt werden. In der obigen Wärmebehandlungsvorrichtung umfasst
die Trageinrichtung 42 der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 mehrere ke
gelförmige Tragrollen 43, welche die obere Oberfläche der Stoßträger 1 abstützen,
die auf den Drehtrommeln 41 getragen sind.
Die obige Wärmebehandlungsvorrichtung der Erfindung weist ebenso eine konventi
onelle Kühleinrichtung 60 an einer Stelle hinter der Wärmebehandlungseinheit 50 auf.
Mehrere Stoßfängerzuführwälzkörper 70 sind gleichmäßig an dem Auslassendbe
reich der Vorrichtung angeordnet, um die erhaltenen Stoßträger aus der Vorrichtung
einem gewünschten Platz zuzuführen.
In der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 umfasst die Abstützeinheit 42
mehrere pneumatische Zylinder 46, die zwischen zwei Rahmen oder oberen und un
teren Rahmen 44 und 45, angeordnet sind. Die kegelförmigen Tragrollen 43 sind be
wegbar an einer Stelle unter dem unteren Rahmen 45 gehalten und sind entspre
chend mit den Betätigungsarmen 46a der Pneumatikzylinder 46 verbunden, wodurch
die Rollen 43 geeignet nach unten vorgespannt sind durch die Betätigungsarme 46a.
Die obigen Tragrollen 43 sind hierdurch durch Druck beaufschlagt und halten die obe
ren Oberflächen der Stoßträger 1 mit einem geeigneten Druck, während die Stoßträ
ger 1 von den Drehtrommeln 41 gedreht und bewegt werden. Jede der Tragrollen 43
weist sich ein verjüngendes Profil auf in welchem der Durchmesser jeder Rolle 43
sich linear vergrößert in eine Richtung von dem Stoßträgereinlass zu dem Auslas
sende der Vorrichtung, wobei das Stoßträgereinlassende auf der linken Seite der
Zeichnung und das Auslassende auf der rechten Seite der Zeichnung dargestellt ist.
Eine Druckanzeige 47 ist an dem oberen Ende jedes Pneumatikzylinders 46 vorge
sehen, um dem Verwender zu ermöglichen, den Luftdruck in jedem Pneumatikzylin
der 46 in gewünschter Weise zu regulieren, um einen gewünschten Pneumatikdruck
für die zugehörige Tragrolle 43 zu erhalten.
Im Betrieb der obigen Wärmebehandlungsvorrichtung werden mehrere der Stoßträger
1 regelmäßig und kontinuierlich einem ersten und zweiten Kettenförderer 21 und 22
der Fördereinheit 20 durch den Schrittförderer 10 zugeführt und werden dann zu der
Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 durch die Fördereinheit 20 und die Füh
rungseinheit 30 bewegt. Wenn die Stoßträger 1 die Stoßträgerdreh- und -bewe
gungseinheit 40 erreichen, werden sie in eine Richtung gedreht, während sie zu der
Wärmebehandlungseinheit 50 durch die Drehkraft der zwei parallel angeordneten
Drehtrommeln 41 bewegt. In solch einem Fall sind die Stoßträger 1 auf den zwei
Drehtrommeln 41 an ihren unteren Oberflächen abgestützt und in geeigneter Weise
durch die Tragrollen 43 der Abstützeinrichtung 42 an ihren oberen Oberflächen mit
Druck beaufschlagt. Die Stoßträger 1 passieren somit regelmäßig die Mitte der ring
förmigen Induktionsspule 51 der Wärmebehandlungseinheit 50, während sie durch
den Induktionswärmevorgang, der durch die Induktionsspule 51 durchgeführt wird,
wärmebehandelt werden. Nach dem Induktionserwärmungsvorgang werden die
Stoßträger 1 durch die Kühleinheit 60 hindurchgeführt, bevor sie abschließend zu
einem gewünschten Platz durch die Zuführrollen 70 geführt werden.
Bei einem Wärmebehandlungsvorgang für hohle Stoßträger mit nicht kreisförmigem
Querschnitt, z. B. einem elliptischen Querschnitt, können die Stoßträger von der För
dereinheit 20 zu der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40 unter der Führung
der Führungseinheit 30 in solch einer Weise bewegt werden, dass der führende Trä
ger 1a horizontal auf seine kleinere axiale Oberfläche im Unterschied zu einem
nachfolgenden Träger 1b, der auf seine hauptaxiale Oberfläche gelegt ist, wie in den
Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Wenn die Tragrollen, die gegen die Stoßträger 1a und 1b in
Richtung der Drehtrommel (Drehwalze) 51 gedrückt werden, Kugelrollkörper 43' sind,
wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder einfache zylindrische Rollen mit einem konstanten
Durchmesser darstellen, wird das vorauseilende Ende des nachfolgenden Stoßträ
gers 1b in Kontakt mit jeder Rolle 43' mit einem großen Winkel gebracht oder kann
von der Rolle 43' erfasst werden, nachdem der führende Stoßträger 1a vollständig
unter die Rolle 43' gelangt ist. Der nachfolgende Stoßträger 1b kann somit unge
wünschterweise gestoppt werden oder nicht gleichförmig zur Mitte der ringförmigen
Induktionsspule 1 geführt werden.
Um das oben erwähnte Problem bei Kugelrollkörpern 43' oder bei einfachen zylindri
schen Rollen zu beseitigen, werden die Tragrollen 43 dieser Erfindung mit einem ke
gelförmigen Profil versehen. Bei der Verwendung von solchen sich verjüngenden
Rollen 43 bewegt die Vorrichtung gleichmäßig die Stoßträger 1 zu der Wärmebe
handlungseinheit 50 unabhängig von der liegenden Stellung der Träger 1. Das be
deutet, dass die Träger 1 wirksam zu der Wärmebehandlungseinheit 50 bewegt wer
den, während sie gleichförmig von der kegelförmigen Oberfläche jeder Rolle 43 ge
führt werden, wobei das führende Ende des nachfolgenden Stoßträgers 1b nicht mit
der kegelförmigen Rolle 43 mit einem großen Winkel in Berührung kommt oder nicht
erst von der Rolle 43 eingezogen wird, nachdem der führende Stoßträger 1a voll
ständig unter der Rolle 43 hindurchgeführt ist.
Beim Betrieb der Vorrichtung werden sämtliche Stoßträger 1 präzise geführt zu der
Mitte der ringförmigen Induktionsspule 51 der Wärmebehandlungseinheit während sie
gedreht und bewegt werden durch die Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit 40
unabhängig von dem Querschnittsprofil der Stoßträger 1. Deshalb werden die Stoß
träger 1 mit einem nicht kreisförmigem Querschnitt, z. B. einem elliptischen Quer
schnitt gleichförmig durch die Mitte der ringförmigen Induktionsspule 51 hindurchbe
wegt, während sie kontinuierlich gedreht werden, wodurch eine gleichförmige Erwär
mung durch die Spule 51 gegeben ist. Dieses verhindert, dass die Stoßträger mit
nicht kreisförmigem Querschnitt ungewünschterweise eine schlechte Strukturfestig
keit zusätzlich zur Biegeverformung während des Wärmebehandlungsvorgangs erfah
ren.
Wie oben beschrieben stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Wärme
behandlung von Stoßträgern zur Verwendung in Automobilen bereit. Die Vorrichtung
dieser Erfindung ist konstruiert, um gleichförmig und wirksam Stoßträger mit nicht
kreisförmigem Querschnitt, z. B. einem elliptischen Querschnitt zusätzlich zu Stoßträ
gern mit kreisförmigem Querschnitt wärmezubehandeln. Deshalb stellt diese Vor
richtung eine Verbesserung in der Qualität solcher Stoßträger und eine Verbesserung
der Produktivität beim Herstellen der Stoßträger bereit.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung für Illust
rationszwecke beschrieben wurden, werden Fachleute auf diesem Gebiet verschie
dene Modifikationen Zusätze und Substituierungen vornehmen, ohne sich von dem
Kerngedanken der Erfindung zu entfernen, wie er in den beigefügten Ansprüchen
wiedergegeben ist.
Claims (1)
1. Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Stoßträgern für Automobile, umfassend:
einen Stufenförderer zum Tragen mehrerer Stoßträger und regelmäßigem und konti nuierlichem Zuführen der Stoßträger in eine vorbestimmte Richtung;
eine Fördereinheit und eine Führungseinheit, die beide gleichmäßig hinter dem Schrittförderer positioniert sind und zum gleichförmigen, horizontalen und kontinuier lichen Bewegen und Führen der Stoßträger von dem Schrittförderer in die Richtung bei einer konstanten Geschwindigkeit;
eine Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit, die an einem Auslassende der Füh rungseinheit angeordnet ist und aus einer Drehtrommel und mehreren Tragrollen be steht, wobei die Drehtrommel mit den Tragrollen zusammenarbeitet, um regelmäßig und kontinuierlich die Stoßträger von der Führungseinrichtung in die Richtung zu be wegen, wobei jede der Tragrollen ein sich verjüngendes Profil aufweist; und
eine Wärmebehandlungseinheit, die an einem Austragende der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit angeordnet ist, wobei die Wärmebehandlungseinheit zum Erwär men der Stoßträger verwendet wird, wobei eine ringförmige Induktionsspule verwen det wird, während die Stoßträger von der Dreh- und Bewegungseinheit zu einer Mitte der Induktionsspule geführt werden, um den Stoßträgern zu ermöglichen, durch die Mitte der Induktionsspule hindurchgeführt zu werden.
einen Stufenförderer zum Tragen mehrerer Stoßträger und regelmäßigem und konti nuierlichem Zuführen der Stoßträger in eine vorbestimmte Richtung;
eine Fördereinheit und eine Führungseinheit, die beide gleichmäßig hinter dem Schrittförderer positioniert sind und zum gleichförmigen, horizontalen und kontinuier lichen Bewegen und Führen der Stoßträger von dem Schrittförderer in die Richtung bei einer konstanten Geschwindigkeit;
eine Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit, die an einem Auslassende der Füh rungseinheit angeordnet ist und aus einer Drehtrommel und mehreren Tragrollen be steht, wobei die Drehtrommel mit den Tragrollen zusammenarbeitet, um regelmäßig und kontinuierlich die Stoßträger von der Führungseinrichtung in die Richtung zu be wegen, wobei jede der Tragrollen ein sich verjüngendes Profil aufweist; und
eine Wärmebehandlungseinheit, die an einem Austragende der Stoßträgerdreh- und -bewegungseinheit angeordnet ist, wobei die Wärmebehandlungseinheit zum Erwär men der Stoßträger verwendet wird, wobei eine ringförmige Induktionsspule verwen det wird, während die Stoßträger von der Dreh- und Bewegungseinheit zu einer Mitte der Induktionsspule geführt werden, um den Stoßträgern zu ermöglichen, durch die Mitte der Induktionsspule hindurchgeführt zu werden.
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