使铝温成形的多开口式烤炉和生产线的制作方法
【专利摘要】提供了一种多开口式烤炉组件，用于在使坯料于生产线中成形之前同时加热多个坯料，例如铝坯料。该烤炉组件包括竖向对准的搁板以提供用于加热坯料的多个室。包括入口侧平台和出口侧平台的台沿着烤炉组件竖向地移动。导轨系统沿着平台和搁板延伸以将坯料输送入以及输送出室。一旦一组加热过的坯料从第一室移开，该台就竖向地移动至第二室并且预备接纳接下来的一组加热过的坯料。加热过的坯料的连续供应提供了较高的生产能力。烤炉组件优选地设置在与现有生产线的成形工位相邻的压制件中，并且因此不需要额外的地面空间。
【专利说明】使铝温成形的多开口式烤炉和生产线
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2015年4月15日提交的序列号为62/147，721、名称为“使铝温成形的多开口式烤炉和生产线”的美国临时专利申请的权益，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并且通过参引并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及用于提供多个加热过的坯料的烤炉组件和方法，包括用以使铝零件在生产线中温成形或热成形的方法和组件。
【背景技术】
[0004]温成形或热成形通常用来制造用于机动车辆的铝零件一一比如结构本体或底盘部件。该过程通常包括在烤炉中对铝坯料进行加热以及随后将加热过的坯料传输至生产线一一例如冲压线或压制线一一中的一个或更多个成形工位以使坯料成形为具有所需形状的零件。温成形通常发生在铝坯料处于150°C至400°C的温度的情况下，而热形成通常发生在大于400°C的温度的情况下。
[0005]在现有的生产线中设置烤炉或其他加热装置通常由于有限的空间而面临挑战。尤其具有挑战的是在生产线用于室温成形及温成形两者时保持所需的生产能力的情况。通常，将用于温成形的烤炉挨着生产线布置。在这种情况下，将加热过的坯料从烤炉传输至生产线会延长循环时间并导致不期望的热能损失。烤炉还占用有限的地面空间，并且在需要的情况下时难以将烤炉移至另一生产线。因此，在有些情况下，在生产线中进行温成形或热成形可能不是可行的选择。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种多开口式烤炉组件，用于例如在使铝坯料于生产线中温成形或热成形之前同时加热多个坯料。多开口式烤炉组件包括搁板，这些搁板相对于彼此竖向地对准以提供用于加热坯料的多个室。沿着每个室的一侧定位有入口侧开口部，并且在每个室的相反侧上定位有出口侧开口部。具有导轨系统的台沿着搁板竖向地移动以将坯料输送入或输送出室。台包括用于将坯料给送到相邻的室中的入口侧平台和用于在坯料离开室时接纳坯料的出口侧平台。本发明还提供了一种包括所述多开口式烤炉组件的生产线。
[0007]本发明还提供了一种用于利用所述多开口式烤炉组件同时加热多个坯料的方法。该方法包括将至少一个坯料布置在入口侧平台的导轨系统上以将所述至少一个坯料输送到所述室中的第一室中，以及在该第一室中加热所述至少一个坯料。该方法随后包括在于第一室中加热所述至少一个坯料的同时将台沿着搁板竖向地移动成与所述室中的第二室对准以及将至少坯料布置在入口侧平台的导轨系统上以将所述至少一个坯料输送到第二室中。该方法还包括在加热步骤完成之后将台竖向地回移至第一室以接纳加热过的所述至少一个坯料。
[0008]本发明的多开口式烤炉组件提供了多个优势，尤其是当该多开口式烤炉组件被用在现有生产线中例如以使铝零件温成形时更是如此。首先，由于所述多个室，多开口式烤炉组件将多个坯料同时从室温加热至合适的操作温度，并且因此可以连续地提供加热过的坯料，这些加热过的坯料可以被立即传输至成形工位。多开口式烤炉组件优选地设置在现有生产线中，使得加热过的坯料可以从出口侧平台快速地传输至第一成形工位，这减少了该过程的循环时间、能量损失以及与传输坯料相关联的其他成本。加热过的坯料在生产线中的连续供应提供了高生产能力的过程。还可以在多开口式烤炉中通过利用多个室将坯料加热至不同的温度和/或加热不同的持续时间段。多开口式烤炉组件优选地设置在现有生产线的压制件内以提供紧凑的设计，使得不需要额外的地面空间。如果需要，还可以利用滚动托架将多开口式烤炉组件快速地且容易地移至另一生产线。还可以将多开口式烤炉组件设计成与现有生产线的去叠置单元(de-stacking unit)、自动机、润滑系统、自动装置和其他特征件一起作业。还可以将台和导轨系统设计成向室自动地自给送坯料。
【附图说明】
[0009]通过参照以下结合附图进行的详细描述，将能更好地理解本发明的其他优点，并且这些优点将变得容易领会。
[0010]图1A是根据本发明的示例实施方式的处于预热期间的多开口式烤炉组件的立体图；
[0011]图1B是在加热坯料时图1A的多开口式烤炉组件的包括上台板、中间台板和下台板的搁板的立体图；
[0012]图1C是图1A的多开口式烤炉组件的搁板处于敞开位置的立体图，其中，这些台板提供了用于接纳坯料的一对室；
[0013]图2是图1A的多开口式烤炉组件处于操作期间的立体图；
[0014]图3A和图3B为根据第二示例实施方式的设置在压制件中的多开口式烤炉组件的两个侧视图；
[0015]图4是根据第三示例实施方式的在预热步骤期间位于滚动托架上的多开口式烤炉组件的侧视图；以及
[0016]图5是根据第四示例实施方式的设置在冲压线的压制件中的多开口式烤炉组件的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供了一种多窗口式烤炉组件20，用于在生产线中同时对多个金属坯料进行加热，如图1至图5中所示。多窗口式烤炉组件20通常用以在温冲压或热冲压之前对多个铝坯料进行加热，但是烤炉组件20可以替代性地用于其他类型的金属成形过程。在一个实施方式中，铝坯料由5XXX系列的铝合金形成，但也可以使用其他合金。
[0018]如图1A中最佳地示出的，多窗口式烤炉组件20包括相对于地面水平地延伸的多个搁板22。搁板22相对于彼此竖向地对准和叠置，并且搁板22彼此间隔开以提供多个竖向对准的加热室24。可以根据所需的产量来调节搁板22和室24的数目。在示例实施方式中，搁板22为矩形形状并且通过沿着搁板22的端部纵向地延伸的多个梁26联接至彼此。优选地，各个搁板22是隔热的以减少能量损失。搁板22通常沿着各个表面一一除直接暴露于坯料的表面以外一一是隔热的，以将热朝向坯料引导。可以通过附接至搁板22的涂层或单独的件来提供隔热。
[0019]如图1B和图1C中最佳地示出的，在示例实施方式中，每个搁板22均包括上台板22a、中间台板22b和下台板22c。中间台板22b保持固定，而上台板22a和下台板22c相对于中间台板22b竖向移动以在上台板22a与中间台板22b之间以及中间台板22b与下台板22c之间提供一对室24a、24b。图1B示出了台板22a、22b、22c处于闭合位置，此时，一个坯料在上台板22a与中间台板22b之间加热，并且另一坯料在中间台板22b与下台板22c之间加热。在加热步骤期间，坯料置于下台板22c的上表面和中间台板22b的上表面上。图1C示出了台板22a、22b、22c处于打开位置以呈现出一对室24a、24b，所述一对室24a、24b预备接纳至少一个坯料或者允许至少一个坯料离开室24a、24b。上台板22a竖向向上并远离中间台板22b而移动以呈现出一个敞开的室24a，并且下台板22c竖向向下远离中间台板22b而移动以呈现另一敞开的室22b。优选地，每个台板22a、22b、22c沿着各个表面——除直接暴露于坯料的表面以外是隔热的，以将热朝向还料引导。
[0020]多窗口式烤炉组件20包括用于进入室24的多个开口部28、30。每个室24包括沿着组件20的一侧定位的入口侧开口部28以及位于组件20的相反侧的出口侧开口部30。
[0021]多窗口式烤炉组件20还包括台32，台32具有输送件——比如用于将未加热的坯料输送至室24以及将加热过的坯料传输出室24的导轨系统。在示例实施方式中，台32包括用于将未加热的坯料给送到一个相邻的室24中的入口侧平台36以及用于在坯料离开该相邻的室24时接纳并保持坯料的出口侧平台38。平台36、38各自呈矩形形状并且在操作期间以与搁板22平行的方式设置。
[0022]示例实施方式的导轨系统包括彼此平行地设置的多个轨道34。轨道34沿着入口侧平台36、沿着室24的搁板22并且沿着出口侧平台38而延伸。每个搁板22和每个平台36、38包括所述多个轨道34。在示例实施方式——在该示例实施方式中，每个搁板22提供一对室24a,24b——中，仅中间台板22b和下台板22c包括轨道34。导轨系统设计成将未加热的坯料自动地或自供给到室24中并将加热过的坯料输送出室24。自动机(robot)40通常用以将未加热的坯料布置在入口侧平台36上并将加热过的坯料从出口侧平台38移开。
[0023]平台36、38可以枢转并靠着搁板22，例如在烤炉组件20处于存储状态时或者在预热步骤期间就是如此，如图1A中所示。在预热步骤之后，平台36、38相对于搁板22枢转成使得平台36、38在操作期间以与搁板22平行的方式布置。在操作期间，台32沿着搁板22竖向地移动以将坯料输送至或输送离开室24。在该过程开始时，将至少一个未加热的坯料给送到入口侧平台36的导轨系统上并给送到室24中的一个室中。当预备将至少一个加热过的坯料从室24中的一个室移开时，台32竖向地移动成与这个室24对准。首先通过室24的出口侧开口部30将所述至少一个加热过的坯料移开，并且随后通过入口侧开口部28将至少一个未加热的坯料给送至敞开的室24。
[0024]台32沿着多开口式烤炉组件20的定位可以自动地或者手动地控制。如果需要，可以根据所需的加热次数、温度及操作期间所需的坯料数目来调节将加热过的坯料给送至室24及将加热过的坯料从室24移开的顺序和时间。移动的台32与多个室24—起作业以连续地供给加热过的坯料并实现高生产能力的过程。
[0025]多窗口式烤炉组件20还包括用于加热坯料的至少一个加热装置，例如每个室24中各一个的加热装置。可以将任何类型的加热装置结合到多窗口式烤炉组件20中。如果需要，可以使用加热装置来将室24加热至不同的温度或者加热不同的持续时间段。在示例实施方式中，该加热装置通过延伸穿过各个台板22a、22b、22c的多个加热管48来提供。
[0026]在图1A中示出的示例实施方式——在该实施方式中，烤炉组件20包括五个搁板22和十个室24—一中，提供加热过的坯料的方法包括将台32与室中的第一室24a对准、将第一组未加热的坯料给送到第一室24a中、将台32竖向地移动成与室中的第二室24b对准、将第二组未加热的坯料给送到第二室24b中、将台32竖向地移动成与室中的第三室24a对准、将第三组未加热的坯料给送到第三室24a中、将台32竖向地移动成与室中的第四室24b对准、将第四组未加热的坯料给送到第四室24b中、将台32竖向地移动成与室中的第五室24a对准、将第五组未加热的坯料给送到第五室24a中等等，直到所需数目的室24a、24b都被填满坯料为止。一旦第一组坯料完成加热，则该方法包括将台32向回移动成与第一室24a竖向对准、将第一组加热过的坯料输送出第一室24a以及将另一组未加热的坯料给送到敞开的第一室24a中。第一组加热过的坯料被立即从出口侧平台38移开并传输至相邻的成形工位。一旦将第一组加热过的坯料从出口侧平台38移开，则该方法包括将台32竖向地移动成与第二室24b对准。在台32到达第二室24b处时，第二组坯料应当已完成加热，并且因此该方法包括将第二组加热过的坯料输送出第二室24b，并将另一组未加热的坯料给送到敞开的第二室24b中。第二组加热过的坯料被立即从出口侧平台38移开并传输至相邻的成形工位。随后将台32移动至第三室24a并且在适当的时间持续地反复执行先前提到的步骤以提供必要量的加热过的坯料。
[0027]如图3A、图3B和图5的示例实施方式中所示，多开口式烤炉组件20优选地设置在现有生产线的压制件42中。因此，一旦加热过的坯料离开室24，它们能被快速地传输至相邻的成形工位。另外，将多开口式烤炉组件20设置在压制件42中提供了紧凑的设计，使得不再需要额外的地面空间。还可以将多开口式烤炉组件20设计成与现有生产线的去叠置单元、自动机、润滑系统、自动装置和其他特征件一起作业。
[0028]如图4中所示，在温成形或热成形工艺之前，通常在滚动托架44上对多窗口式烤炉组件20进行预热。例如，如果生产线被用于冷冲压过程及热冲压过程，那么可以在冷冲压过程期间对多窗口式烤炉组件20进行预热并且随后将多窗口式烤炉组件20传输到压制件42中以进行热冲压过程。通过将多窗口式烤炉组件20布置在滚动托架44上，可以将多开口式烤炉组件20快速地且容易地移动到生产线中和移动离开生产线，或者如果需要传输至另一生产线。
[0029]图5示出了根据示例实施方式的位于现有生产线的压制件42中的多窗口式烤炉组件20。该生产线首先包括润滑工位46，在该润滑工位中将润滑剂应用至未加热的坯料。第一自动机40将未加热的坯料从润滑工位46传送至多窗口式烤炉组件20的入口侧平台36。导轨系统自动地输送未加热的坯料通过入口侧开口部28并将未加热的坯料输送到相邻的室24中以用于加热。在坯料被加热之后，导轨系统通过出口侧开口部30将加热过的坯料传输至出口侧平台38。随后第二自动机40将加热过的坯料从出口侧平台38传输至生产线中的相邻压制件以进行拉延步骤。在拉延步骤之后，通过自动机40将坯料传输至两个接续的压制件中以进行修整和穿孔，并且随后将坯料传输至第五压制件以进行穿孔、翻边以及再次击打。应当指出的是，包括多窗口式烤炉组件20的生产线除包括图5中示出的工位以外或者代替包括图5中示出的工位，其还可以包括多种其他成形工位。
[0030]根据以上教示，本发明的许多改型和变型都是可能的，并且这些改型和变型可以以与所具体描述的方式不同的但仍属于本发明的范围内的其它方式实施。
【主权项】
1.一种烤炉组件，包括: 多个搁板，所述多个搁板相对于彼此竖向地对准，所述搁板在所述搁板之间提供了多个室，并且所述室中的每个室均包括沿着第一侧的入口开口部和沿着第二侧的出口开口部； 用于加热所述室中的每个室的至少一个加热装置； 能够沿着所述室的所述入口开口部竖向地移动的入口侧平台和能够沿着所述室的所述出口开口部竖向地移动的出口侧平台；以及 输送件，所述输送件沿着所述平台延伸并且延伸穿过所述室以将坯料从所述入口开口部移动至所述出口开口部。2.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，所述室中的每个室均是隔热的。3.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，所述搁板中的每个搁板均包括上台板、下台板以及设置在所述上台板与所述下台板之间的中间台板，并且所述台板彼此间隔开以提供一对室。4.根据权利要求3所述的烤炉组件，其中，所述中间台板设置在固定的竖向位置中，并且所述上台板和所述下台板能够相对于所述中间台板竖向移动。5.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，所述输送件包括以彼此平行的方式设置的多个轨道。6.根据权利要求5所述的烤炉组件，其中，所述轨道沿着所述搁板中的每个搁板、沿着所述入口侧平台以及沿着所述出口侧平台延伸。7.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，所述入口侧平台和所述出口侧平台相对于所述搁板枢转。8.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，在所述室中的每个室中设置有所述加热装置中的至少一个加热装置。9.根据权利要求1所述的烤炉组件，其中，所述室中的每个室均是隔热的； 所述搁板中的每个搁板均包括上台板、下台板以及设置在所述上台板与所述下台板之间的中间台板，所述台板彼此间隔开以提供一对室； 所述中间台板设置在固定的竖向位置中，所述上台板和所述下台板能够相对于所述中间台板竖向移动； 所述输送件包括以彼此平行的方式设置的多个轨道； 所述输送件的所述轨道沿着所述搁板中的每个搁板、沿着所述入口侧平台以及沿着所述出口侧平台延伸； 所述入口侧平台和所述出口侧平台相对于所述搁板枢转；以及 在所述室中的每个室中设置有所述加热装置中的至少一个加热装置。10.—种利用烤炉组件在生产线中加热多个坯料的方法，所述烤炉组件包括多个竖向对准的室，并且所述方法包括下述步骤: 将至少一个第一坯料从入口侧平台输送至所述烤炉组件的第一室； 在所述第一室中加热所述至少一个第一坯料； 在加热所述至少一个第一坯料的同时将所述入口侧平台竖向地移动至所述烤炉组件的第二室； 在加热所述至少一个第一坯料的同时将至少一个第二坯料从所述入口侧平台输送至所述第二室；以及 在所述第二室中加热所述至少一个第二坯料。11.根据权利要求10所述的方法，包括在于所述第二室中加热所述至少一个第二坯料的同时将所述至少一个第一坯料从所述第一室输送至出口侧平台的步骤。12.根据权利要求11所述的方法，包括在将所述至少一个第一坯料输送至所述出口侧平台期间或之后将所述入口侧平台竖向地移动至所述第一室、以及将至少一个第三坯料从所述入口侧平台输送至所述第一室的步骤。13.根据权利要求12所述的方法，其中，在加热所述至少一个第二坯料的同时进行将所述至少一个第三坯料输送至所述第一室的步骤。14.根据权利要求12所述的方法，包括在加热所述至少一个第三坯料的同时将所述出口侧平台竖向地移动至所述第二室、以及将所述至少一个第二坯料从所述第二室输送至所述出口侧平台的步骤。15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述入口侧平台与所述出口侧平台同时移动。16.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤: 在加热所述至少一个第二坯料的同时将所述入口侧平台竖向地移动至所述烤炉组件的第三室； 在于所述第二室中加热所述至少一个第二坯料的同时将至少一个第三坯料输送至所述第三室； 在于所述第二室中加热所述至少一个第二坯料的同时在所述第三室中加热所述至少一个第三坯料； 在加热所述坯料的同时将所述入口侧平台和所述出口侧平台竖向地移动至所述第一室; 在将所述至少一个第一坯料从所述第一室输送至所述出口侧平台的同时以及在加热所述至少一个第二坯料和所述至少一个第三坯料的同时将至少一个第四坯料从所述入口侧平台输送至所述第一室； 在加热所述坯料的同时将所述入口侧平台和所述出口侧平台竖向地移动至所述第二室; 在将所述至少一个第二坯料从所述第二室输送至所述出口侧平台的同时以及在加热所述至少一个第三坯料和所述至少一个第四坯料的同时将至少一个第五坯料从所述入口侧平台输送至所述第二室。17.—种生产线，包括: 压制件； 设置在所述压制件中的烤炉组件，所述烤炉组件包括相对于彼此竖向地设置的多个搁板，所述搁板在所述搁板之间提供了多个室，并且所述室中的每个室包括沿着第一侧的入口开口部和沿着第二侧的出口开口部，所述烤炉组件还包括用于加热所述室中的每个室的至少一个加热装置、能够沿着所述室的所述入口开口部竖向地移动的入口侧平台、能够沿着所述室的所述出口开口部竖向地移动的出口侧平台以及沿着所述平台延伸并且延伸穿过所述室以将坯料从所述入口开口部移动至所述出口开口部的输送件；以及 以与所述烤炉组件相邻的方式设置的至少一个成形工位。18.一种形成生产线的方法，包括下述步骤: 将烤炉组件设置在压制件上，其中，所述烤炉组件包括相对于彼此竖向地对准的多个搁板，所述搁板在所述搁板之间提供了多个室，并且所述室中的每个室包括沿着第一侧的入口开口部和沿着第二侧的出口开口部，所述烤炉组件还包括用于加热所述室中的每一者的至少一个加热装置、能够沿着所述室的所述入口开口部竖向地移动的入口侧平台、能够沿着所述室的所述出口开口部竖向地移动的出口侧平台以及沿着所述平台延伸并且延伸穿过所述室以将坯料从所述入口开口部移动至所述出口开口部的输送件；以及 以与所述烤炉组件相邻的方式设置至少一个成形工位。19.根据权利要求18所述的方法，包括以下步骤:将所述烤炉组件设置在滚动托架上，以及使所述滚动托架上的所述烤炉组件移动至或移动离开所述生产线的所述压制件。20.根据权利要求19所述的方法，包括在将所述滚动托架上的所述烤炉组件移动至所述压制件之前预热所述烤炉组件的步骤。
【文档编号】B21D43/00GK106040880SQ201610237035
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】韦努戈帕尔·加里梅拉, 达伦·A·沃马克, 埃林·阿什莫尔, 汤姆·桑诺尔, 爱德华·W·施莱歇特, 塔尔洛克·辛格·卡因特, 特拉西·阿诺德·格兰特·泰勒, 詹姆斯·阿尔明斯基, 凯文·万德恩布鲁克
【申请人】麦格纳国际公司