Automatisierung der Getriebefertigung

Jan 23, 2024

Von Mike Santora | 1. März 2023

Präzises Press-Feedback stellt sicher, dass die konstruierten Stecker korrekt installiert werden.

Das Automatikgetriebegehäuse eines Automobils ist ein komplexes Gussteil mit einem ausgeklügelten Ventilkörper mit vielen Kanälen und Durchgängen. Diese Funktionen müssen präzise verbunden sein, um die erforderlichen Steuerfunktionen auszuführen. Es ist jedoch nicht immer möglich, alle Verbindungen zu übertragen. Einige Gehäusemerkmale erfordern das Bohren durch die äußere Hülle des Gussstücks (und eine oder mehrere innere Kanalwände) mittels Querbohren. Solche Bohrungen hinterlassen ein Loch in der Außenhülle, das abgedichtet werden muss, um Flüssigkeitsverlust zu verhindern.

Besser kontrollierbare Kreuzbohr-Versiegelungsmethode Ein Automobilhersteller – ein langjähriger Kunde des Überwachungssystemlieferanten Promess – setzte eine Promess Electro-Mechanical Assembly Press (EMAP) ein, um Stahlkugellager in quergebohrte Löcher zu pressen, um die Löcher abzudichten. Während diese Dichtungsmethode in früheren Anwendungen funktionierte, scheiterte sie bei einem neuen dünnwandigen Getriebegehäuse, was zu Gehäuserissen, inakzeptablen Leckraten und Garantieproblemen führte. Die EMAP ist eine elektrische Servopresse, die zur Überwachung und präzisen Steuerung der Spitzenkraft und Endposition ausgelegt ist . Allerdings hatte der Benutzer die Ballpressanwendung so programmiert, dass sie bei einer bestimmten Distanz stoppt, sodass nur die Distanz kontrolliert wurde. Weder bei den Abmessungen der Kugel noch beim Durchmesser und der Oberflächenbeschaffenheit des Lochs wurden enge Toleranzen eingehalten. Dadurch kann der Ball mit der gleichen Kraft an unterschiedlichsten Positionen innerhalb des Lochs belassen werden. Diese Variabilität war die Hauptursache für die Undichtigkeiten und Risse.

Das Betaplug-Produkt besteht aus einem Körper und einem Innenstift, der eine Ausdehnung für dichte Abdichtungen bewirkt. Betaplug ist eine Marke von The Lee Company.

Um diese inakzeptablen Ertragsprobleme zu lösen, ersetzte der Hersteller die Stahlkugel durch einen Betaplug-Expansionsdübel von The Lee Company. Dieser vormontierte, zweiteilige konische Spreizdübel verfügt über einen inneren Stift und einen äußeren Dübelkörper mit Stegen und Rillen, die sich während der Installation in das Gehäuse einschneiden. Genauer gesagt ist das Betaplug-Produkt so konzipiert, dass es in eine passende konische Bohrung eingebaut werden kann, die eine geeignete Passform schafft. Es reduziert unnötige Ausdehnung und verfügt über eine vorhersehbare Nabenspannung, die für spröde Materialien oder dünne Wandverhältnisse geeignet ist. Ein Installationswerkzeug dient dazu, den Innenstift unten bündig zu installieren und gleichzeitig über die Hinterkante des Steckerkörpers zu stecken.

Feinabstimmung des Case-Plugging-Prozesses Durch die Verwendung des Betaplug-Erweiterungsstopfens wurden Risse im Gehäuse und Probleme mit der Produktionsausbeute beseitigt. Der Hersteller übernahm jedoch eine falsche Installationsspezifikation, die zu neuen Herstellungsproblemen führte – nämlich einer inakzeptablen Ausschussrate, Problemen mit der Ausbeute und Schäden an der Vorrichtung. Daher kontaktierte der Hersteller Promess und The Lee Company. Beide Unternehmen wurden gebeten, den gesamten Installations- und Montageprozess zu untersuchen und eine Lösung für die hohe Ausschussquote vorzuschlagen.

Die Ingenieure der Lee Company stellten fest, dass die Betaplug-Produkte überbeansprucht waren; Dies erzeugte eine übermäßige Radialkraft, als sich der Stift bewegte, um den Stopfenkörper auszudehnen und den Stopfen in die Installationsbohrung herauszudrücken. Der Hersteller zögerte, die distanzbasierte Programmierung zu ändern, da erfolgreich installierte Stecker im Feld nicht versagten.

Hier wird gezeigt, wie der Automobilhersteller den Betaplug am quergebohrten Gussteil des Getriebegehäuses einsetzt.

Neue Dichtungskomponente erfordert neuen Dichtungsansatz Eine ordnungsgemäße Installation eines Betaplug-Produkts sollte abgeschlossen sein, wenn das Abstecken abgeschlossen ist, unabhängig davon, wo sich die Einheit innerhalb der Bohrung befindet. Die Ingenieure des Herstellers wollten den Stopfen unabhängig von der optimalen Absteckposition an einem festen Punkt in der Bohrung installieren; Hier hatte der Stahlkugelstopfen am besten funktioniert. In einer engen Bohrung wurde jedoch eine übermäßige Installationskraft erzeugt, die den Betaplug-Spreizdübel herausdrückte.

Die Ingenieure von Promess empfahlen dem Hersteller, die Programmierung zu ändern, um mehr als nur eine einfache Kraftstufe oder Distanz zu messen. Die Ingenieure betonten den Vorteil der Kombination von EMAP-Instrumenten mit den hochentwickelten Datenverarbeitungsfunktionen des Promess Motion Controllers. Das Ergebnis ist die Möglichkeit, absolute Kraft, Distanz und komplexere Beziehungen, wie etwa die Änderungsrate zwischen diesen Messungen, zu messen und zu steuern.

Hier ist die elektrische Servopresse von Promess abgebildet, die zur Installation des Betaplug-Produkts verwendet wird.

Während der Installation bewegt sich das Betaplug-Produkt zunächst als Einheit, bis es auf dem äußeren Stopfenkörper landet und beginnt, sich in die Bohrung zu graben. Wenn ein ausreichender Widerstand erreicht wird, hört der Stopfenkörper auf, sich zu bewegen, aber der innere Stift bewegt sich weiter und erzeugt so die Expansionskraft, die für leckagefreie Dichtungen sorgt und den Halt gewährleistet. Wenn der Stift 0,5 bis 0,8 mm unter der Bündigkeit liegt, sticht das Installationswerkzeug über die Oberkante des Steckerkörpers.

Dieser Übergang erzeugt einen leicht erkennbaren Wendepunkt im Verhältnis der Änderungsrate zwischen Presskraft und Abstand. Nachdem es erkannt wurde, ist es einfach, den Druck zu stoppen, wenn der Stift richtig in das Steckergehäuse eingeführt ist. Das Ergebnis ist eine ordnungsgemäß abgesteckte Installation, die ein schädliches Überstecken der Stifte vermeidet. Als zusätzlichen Vorteil kann die Programmierung auch Teile erkennen, die auf dem Kopf stehen oder seitlich liegen oder denen ein Stift/eine Komponente fehlt.

Die Ingenieure von Promess und ihre Lee-Kollegen führten umfangreiche Labortests durch, um die neue Programmierung zu validieren. Dies geschah vor der Installation der aktualisierten Anwendung im Werk des Herstellers, wo weitere Versuche durchgeführt wurden. Nachdem alle erforderlichen Tests abgeschlossen waren, wurde die neue Rate der änderungsbasierten Anwendung in Produktion genommen.

Lee Companywww.theleeco.com