Plug-Produkt und Presse helfen dem Hersteller, Ausschuss und Garantieansprüche zu reduzieren

Dec 21, 2023

By Lisa Eitel | February 1, 2023

Das Automatikgetriebegehäuse eines Automobils ist ein sehr komplexes Gussteil, das einen hochentwickelten Ventilkörper mit vielen Kanälen und Durchgängen umfasst. 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) mithilfe eines Prozesses, der als Querbohren bezeichnet wird . Solche Bohrungen hinterlassen ein Loch in der Außenhülle, das abgedichtet werden muss, um Flüssigkeitsverlust zu verhindern.

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, versagte sie bei einem neuen dünnwandigen Getriebegehäuse … was zu Gehäuserissen, unzulässigen 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. Infolgedessen könnte der Ball mit der gleichen Kraft in einem ziemlich breiten Bereich von Positionen innerhalb des Lochs belassen werden. Diese Variabilität war die Hauptursache für die Undichtigkeiten und Risse.

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

Das Betaplug-Produkt umfasst einen Körper sowie einen Innenstift, der eine Ausdehnung für dichte Abdichtungen bewirkt. Betaplug ist eine Marke von The Lee Company.

Um diese inakzeptablen Ertragsprobleme zu lösen, entschied sich der Hersteller, die Stahlkugel durch einen Betaplug-Expansionsdübel von The Lee Company zu ersetzen. 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 Ausdehnungen 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.

Durch den Einsatz des Betaplug-Erweiterungsstopfens wurden die Probleme mit rissigen Gehäusen und 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.

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

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.

Bei einer guten Installation wird der Stift 0,5 bis 0,8 mm unterhalb der Bündigkeit des Steckerkörpers installiert und alle Pfahlmarkierungen sind vorhanden. Bei einer Überinstallation wird der Stift so weit überdreht, dass er den Steckerkörper berührt. Dieses Überdrücken führt dazu, dass der Steckerkörper an der Wand des Installationslochs nach oben ragt … was zu einem Stift führt, der mehr als 0,8 mm unter der Bündigkeit des Steckerkörpers liegt.

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; Schließlich hatte der Stahlkugelstopfen dort seine beste Leistung erbracht. 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 und Distanz sowie komplexere Beziehungen wie die Änderungsrate zwischen diesen Messungen zu messen und zu steuern.

Während der Installation bewegt sich das Betaplug-Produkt zunächst als Einheit, bis die Stege am äußeren Stopfenkörper beginnen, 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 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.

1) Hier beginnt die Kraft zuzunehmen, wenn sich der Becher durch die Bohrung bewegt. 2) Der Becher stoppt und der Stift beginnt, sich in den Becher zu bewegen. 3) Der Wendepunkt ist, wenn das System mit dem Abstecken des Teils beginnt. 4) Die endgültige Wende erfolgt, wenn das Abstecken abgeschlossen ist und die Änderungsrate abgeschlossen ist.

Dieser Übergang erzeugt einen leicht erkennbaren Wendepunkt in der Änderungsgeschwindigkeitsbeziehung 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.

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

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. Die neue, auf Änderungsraten basierende Anwendung wurde nach erfolgreichem Abschluss aller erforderlichen Tests in Produktion genommen.

Das neue EMAP-Programm und das korrigierte Installationsverfahren lösten die Probleme bei der Installationsausbeute und reduzierten die Ausschussraten. Tatsächlich wurde festgestellt, dass viele der verschrotteten Teile, die zuvor entsorgt wurden, weil die Betaplug-Produkte nicht bis zum ursprünglich angegebenen Abstand eingeführt wurden, vollkommen akzeptabel waren und im Feldeinsatz nicht versagt hätten.

Die Verwendung eines programmierbaren Geräts wie EMAP bietet einen Vorteil anstelle einer herkömmlichen hydraulischen oder pneumatischen Presse. Mit dem EMAP können mehrere Arten von Dichtungslösungen installiert werden, und durch einen einfachen Stecker- und Programmwechsel konnten erhebliche Ausschuss- und Ertragsprobleme behoben werden.

Seit der Änderung des Steckers und des Programms wurden mehr als 35 Millionen Stecker installiert und in Betrieb genommen, ohne dass Garantierückgaben wegen Undichtigkeiten erfolgten. Weitere Informationen finden Sie unter theleeco.com und promessinc.com.