Témata
Reklama

Moderní způsoby spojování dílů karoserií

Dnešní moderní koncepce stavby automobilů je nemyslitelná bez stále narůstajícího významu šetření s používanými surovinami, kratšími časy pro vývoj a cenově přijatelnou výrobu.

Poslední platí zejména pro země s vysokými mzdovými požadavky. To všechno jsou důvody, proč se auta a jejich komponenty musejí rychle vyrábět při příznivých cenách a při nižších nárocích na spotřebu všech potřebných zdrojů surovin a energie. Úspory materiálu a optimalizace výrobního procesu méně postihují přírodu a zvětšují ochranu životního prostředí, bezpečnost silniční dopravy a chodců.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. Průběh spojování plechů metodou Rivtac

Snižování hmotnosti

Stále vyšší nároky na výrobky nutí konstruktéry ke snižování hmotnosti vozu, za současného zvyšování jeho životnosti. Ve stavbě automobilů se z těchto důvodů stále více prosazuje stavba lehkých konstrukcí. Jednou z možností jejich naplnění jsou vysokopevnostní oceli. Ty zvyšují pevnost karoserie a crashovou pevnost při snížení její hmotnosti. Při použití běžných hlubokotažných ocelí je toto vyloučené. Díky bezpečnosti a rostoucím požadavkům na pohodlí a vybavenost hmotnost narůstá. To je v rozporu se stálými tlaky na ochranu životního prostředí – snižování CO2 ve spalinách. Také v budoucnu v souvislosti se stavbou elektromobilů je lehká karoserie bezpodmínečně nutná. Důvodem k tomu je zejména hmotnost baterií. Ve stavbě lehkých konstrukcí se stále více budou uplatňovat modulární systémy prostřednictvím používání dutých profilů. Jednou z těchto platforem jsou ScaLight Koncept, ILIPT-Koncept a EDAG-Light-Car. Modularizace jednotlivých stavebních skupin umožňuje paralelizaci montážních kroků a zvyšuje hospodárnost stavby karoserií. Smíšené konstrukce umožňují optimální využití jednotlivých vlastností různých materiálů. V těchto smíšených konstrukcích se používají kombinace vysokopevnostních ocelí, Al, Mg a plasty zpevněné vlákny.

Obr. 2. Řez spojem Rivtac s kritérii pro hodnocení kvality spoje

Nové spojovací technologie

Všechny tyto koncepty požadují nové, flexibilní spojovací technologie. Často jsou spojované díly přístupné pouze z jedné strany a je nutné je provádět bez operací předděrování. Navíc tato spojovací technologie musí být vhodná k automatizaci ve velkosériové výrobě. Tyto metody spojování se dají použít i pro povlakování nosných rámů z uzavřených profilů. Jedná se zejména o použití v konstrukci EDAG-Light-Car. Ze současných technik spojování se dá použít přímé sešroubování, spojování slepými nýty a klinčování. Při přímém sešroubování dělá problémy vysoká pevnost spojovaných dílů. Při spojování slepými nýty dělá problémy případné předděrování a náklady a provedení pro nastavení přesné spojovací polohy u plně automatizovaného spojování. Při klinčování je problémem povrchová deformace a tím je nevhodné pro použití při spojování pohledových dílů. Do budoucna se jeví jako nejvhodnější „Hochgeschwindigkeitsbolzensetzen“ – spojování vysokorychlostním nastřelováním svorníků-nýtů. To je označováno Rivtac a nejlépe splňuje požadavky kladené na spoje. Energie potřebná pro nastřelení se získává v nastřelovacím zařízení od pístu v pneumatickém válci. Spojovací díl se podobá hřebíku, který se vysokou rychlostí zarazí do spojovaných dílů. Postačí k tomu přístup z jedné strany. Je to nerozebíratelné spojení. Postup spojování je patrný na obrázku 1. První pozice je nasazení, druhá je natlačení, třetí protlačení a čtvrtá utažení spoje. Spoj je blíže popsán na obrázku 2. Tímto způsobem lze spojovat oceli, Al, Mg umělé hmoty, vícevrstvé materiály. Spojení může probíhat současně s lepením (obr. 3). Při něm nedochází k vytlačení lepidla a jeho tloušťka je rovnoměrná. Schéma nastřelovacího zařízení je na obrázku 4.

Obr. 3. Průběh spojování Rivtac společně s lepením

Obr. 4. Schéma nastřelovacího zařízení

Ruční mobilní nebo robotizovaná zařízení

Ke spojování nastřelováním se dají použít ruční mobilní zařízení anebo robotizovaná stacionární zařízení. Proces vstřelování lze kontrolovat pomocí detekce vstřelovacích sil v závislosti na zdvihu – poloze při nastřelování.

Obr. 5. ScaLight vozidlo spojené díly metodou Rivtac


Obr. 6. Skelet karoserie
Možné případy použití metody Rivtac jsou u stavby karoserií ScaLight-Fahrzeug a EDAG-Light-Car. První je na obrázku 5. Jedná se o spojování podlahy automobilu z ocelového plechu 0,8 a 1,5 mm s ocelovým rámem z profilů o tloušťce 2 mm. Spojení je provedeno na třiceti místech v kombinaci slepením. V druhém případě EDAG-Light-Car je již vidět další vývoj. Vedle použití profilů jsou zde použity smíšené konstrukce. Hrubá karoserie je na obrázu 6. Jde o použití vysokopevnostních ocelí, protlačovaných Al profilů, Al odlitků a organoplechů – nekonečnými vlákny spojené termoplastické umělé hmoty. Pohon automobilu bude elektrický. Odpadá zde výfukový systém a kardanová hřídel. Pohon se děje pomocí motorů umístěných v nábojích kol. Proud se přenáší pomocí ohybných kabelů. Odpadá řada prostorů v karoserii a vzniká tak prostor pro umístění baterií. Sníží se těžiště a je možné sedadla umístit výše. Tím se výhodně umožní konstruovat rám z podélných a příčných nosníků ve směru jízdy. Nabízí se tak možnost změny délek nosníků a tím i konstrukční délky vozidla, to znamená, že lze splnit individuální požadavky zákazníků. EDAG-Light-Car představuje inovativní konstrukci pro budoucnost z protlačovaných profilů, s předním a zadním příčníkem.

Jako spojovací systém na místech, kde se střídají materiály, lze použít spojovací systém Rivtac od firmy Böllhoff v kombinaci s lepením. Je to v místech napojení hliníkových B sloupků a hliníku v zadní části na ocelové profily podběhů. Potah ocelového rámu bude proveden pomocí Rivtac společně s lepením. Povlakované stavební díly mohou být např. v případě mezistěn z organoplechů (organické uzlové plechy), podlaha, opěry sedadel a rám střechy z Al plechů.

Literatura:

1) Sborník EFB Hochfeste und hybride Materialien, Bad Boll 29-30. 3. 2011 ISBN 978-3-86776-363-9.
2) //www.scalight.de
3) //www.edag-light-car.com

Doc. Ing. Jan Šanovec, CSc.

jan.sanovec@fs.cvut.cz

FS ČVUT v Praze, Ústav strojírenské technologie

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 121025
Datum: 17. 10. 2012
Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Související články
Jak se stát leaderem ve výrobě důlního zařízení

Moravská společnost Ferrit, s. r. o., se za 25 let působení v těžařském průmyslu stala světovou firmou v projektování a výrobě důlní závěsné dopravy. Zároveň je průkopníkem v oblasti vývoje a výroby důlních akumulátorových lokomotiv a jako jediná na světě vyrábí speciální lokomotivu, tzv. lokobagr, pro údržbu a čištění kolejové tratě a prostoru kolem kolejiště v hlubinných šachtách. Jejich stroje pracují v uhelných a rudných dolech napříč všemi kontinenty.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Češi v říši středu a snů

Česká expozice společné účasti na veletrhu CIMT je stejně jako v předchozích ročnících realizovaná specializovaným úsekem a. s. Veletrhy Brno a organizovaná pod patronací Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. Nutno podotknout, že letošní expozice, i když po dlouhé době beze strojů, byla po designové stránce s ohledem na její kompaktnost velmi povedená. Možná právě proto, že ji netříštily volné otevřené plochy kolem stroje.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Fórum strategického manažera v deseti zastaveních, Luboš Malý, Brück AM

V novém seriálu chceme oslovovat naše top manažery a hledat u nich tajemství jejich úspěchu, jež by mohlo být inspirací pro ostatní, kteří se na podobnou dráhu vydávají či již po ní jdou. Strategie prvního kroku často bývá přelomová – iniciuje další, následující kroky, rozhoduje a ovlivňuje činy budoucí a v žádném případě ji nelze podcenit.

Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Trhací nýty pro vysoké zátěže

Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Technologické lasery a trendy vývoje za rok 2015

Letošní rok v oblasti laserových technologií byl neobyčejně bohatý na nové poznatky a přinesl i řadu nových jevů v metodice dalšího vývoje. Vznikala nová komplexní střediska laserového výzkumu a nás může těšit, že ani Česká republika nezůstala pozadu. Rozvíjí se program HiLASE, zaměřený na laserové technologie a vývoj optických komponentů, a nedávno bylo slavnostně otevřeno i středisko ELI Beamlines – Extreme Light Infrastructure – jako součást evropského plánu budování center nové generace vybavených nejvýkonnější technikou vhodnou pro naplnění programu bádání až na samé hranici poznání.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit