DE102004054961A1

DE102004054961A1 - Device for foaming a metal powder useful in mobile units, e.g. automobiles has a propellant including site of a metal semifinished product with one or more large metal sites above and/or below the foamed site

Info

Publication number: DE102004054961A1
Application number: DE200410054961
Authority: DE
Inventors: Kristian Kissing; Christoph Beichelt
Original assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Priority date: 2004-11-13
Filing date: 2004-11-13
Publication date: 2006-05-18

Abstract

Device (1) for foaming a metal powder with a propellant including site of a metal semifinished product (2) with one or more large metal sites above and/or below the foamed site. The device includes a screen (3) with energy sources (4,4a) for heating the foamed site which can be controlled individually in groups (sic).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschäumen zumindest einer aufschäumbaren Lage eines metallischen Halbzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for foaming at least one foamable layer a metallic semi-finished product according to the preamble of the claim 1.

Um aus einem solchen Halbzeug ein Bauteil herzustellen, das in seiner Endausbildung zumindest eine aufgeschäumte Lage, die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und ggf. zumindest eine massivmetallische Lage umfaßt, ist es im Lauf des Verfahrens erforderlich, das Aufschäumen der Lage(n) durch Temperatureinwirkung bis in den Zersetzungsbereich des oder der Treibmittel zu erreichen. Dabei ist für eine Serienfertigung eine gleichbleibende Qualität mit durchgängig kontrollierter Schichtdicke und Porengröße innerhalb der aufgeschäumten Lage unerläßlich.Around From such a semi-finished product to produce a component in his Final training at least one foamed position, with one or more several types of propellant and one or more varieties formed by metal powder, and optionally at least one solid metal Situation includes it is necessary in the course of the process, the foaming of the Position (s) due to the influence of temperature up to the decomposition range to reach the or the blowing agent. It is for a series production a consistent quality with consistent controlled layer thickness and pore size within the foamed layer essential.

Derartige Bauteile sind aufgrund des Schaumanteils besonders leicht und gleichzeitig sehr steif, so daß sie etwa in mobilen Einheiten, wie Kraftfahrzeugen, sehr vorteilhaft als Karosserieteile, auch zum Abbau von eingeleiteter Energie bei einem Unfall, einsetzbar sind.such Components are particularly light and at the same time due to the foam content very stiff, so she in mobile units, such as motor vehicles, very beneficial as body parts, also for the reduction of introduced energy at an accident, can be used.

Für den Aufschäumprozeß der Treibmittel enthaltenden Lage(n) zeigt die DE 199 54 755 A1 einen Ofen, bei dem außen liegende Strahlungsquellen ihre abgestrahlte Energie durch eine Quarzglasauskleidung in den Ofeninnenraum, in den das Halbzeug einlegbar ist, einkoppeln. Die Energieübertragung ist insofern nicht optimal, als ein hoher Anteil in die Ofenwandungen geleitet wird und zudem die Quarzglasauskleidung kostentreibend und bruchempfindlich ist. Eine Anpassung an die Geometrie des eingelegten Halbzeugs ist nur durch Verlagerung von Wandungselementen zur Veränderung der Geometrie des Ofeninnenraums möglich, was jedoch nur die Einkopplungsrandbedingungen für die Energie verändert und daher nur einen geringen Effekt hat.For the foaming process of the propellant-containing layer (s) shows the DE 199 54 755 A1 an oven in which external radiation sources their radiated energy through a quartz glass lining in the oven interior, in which the semi-finished is inserted insert. The energy transfer is not optimal insofar as a high proportion is conducted into the furnace walls and, moreover, the quartz glass lining is expensive and susceptible to breakage. An adaptation to the geometry of the inserted semifinished product is possible only by displacement of wall elements to change the geometry of the furnace interior, but this only changes the Einkopplungsrandbedingungen for the energy and therefore has only a small effect.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Verbesserung des Ofens zu erreichen.Of the Invention is based on the problem, an improvement of the furnace to reach.

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, die einzeln oder insbesondere in Kombination miteinander verwirklicht werden können. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 11 verwiesen.The Invention solves this problem by a device having the features of the claim 1 and by an apparatus having the features of claim 9, realized individually or in particular in combination with each other can be. Regarding advantageous embodiments of the invention will be further claims 2 to 8 and 10 to 11 referenced.

Erfindungsgemäß ist durch das Muster von Energiequellen eine individuelle Einstellung unterschiedlicher Abstrahlungen zur Optimierung der gleichmäßigen Aufheizung der aufzuschäumenden Lage möglich. So kann beispielsweise ein äußerer, über dem Rand eines einzulegenden Halbzeugs befindlicher Ring von Energiequellen mit einer gröberen Leistung abstrahlen, um somit die Randverluste im Halbzeug mit Wärmeabgabe an die Umgebung durch höhere Einstrahlung zu kompensieren.According to the invention is the pattern of energy sources an individual setting different Radiation to optimize the uniform heating of the layer to be foamed possible. For example, an outer, above the Edge of a semi-finished product to be located ring of energy sources with a rougher performance radiate, so the edge losses in the semis with heat dissipation to the environment through higher To compensate for radiation.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Energiequellen jeweils einzeln steuer- und/oder regelbar sind, weil dadurch auch Besonderheiten in der Form des Halbzeugs, etwa auch Auswölbungen in einem dreidimensionalen Halbzeug mit näher an den Energiequellen gelegenen Bereichen durch eine dort verringerte Einstrahlung berücksichtigt werden können.Especially It is advantageous if the energy sources each individually can be controlled and / or regulated, because thereby also special features in the form of the semi-finished product, as well as bulges in a three-dimensional Semi-finished product with closer Reduced by a there located at the energy sources areas Irradiation considered can be.

Die Energiequellen können als Infrarotstrahler mit jeweils recht geringen Abmessungen, zum Beispiel quadratisch mit Kantenlängen von einhundert Millimetern, ausgebildet sein, um einerseits einen guten Energieübertrag in das Halbzeug und andererseits auch schon bei kleinen Halbzeugabmessungen von unter einem Meter Kantenlänge eine gute individuelle Anpassung der Strahlungsquellen über den Verlauf des Halbzeugs zu ermöglichen.The Energy sources can as infrared radiators, each with quite small dimensions, for example square with edge lengths of one hundred millimeters, be trained on the one hand one good energy transfer in the semi-finished product and on the other hand even with small semi-finished dimensions from under one meter edge length a good individual adaptation of the radiation sources over the To allow course of the semifinished product.

Eine Steuerung der Energiequellen kann etwa über eine Simulation von individuellen Aufheizkurven vorher festgelegt werden.A Control of energy sources can be about a simulation of individual Heating curves to be determined beforehand.

Eine Regelung wird ermöglicht, wenn während der Aufheizung im Ofen Temperaturen gemessen werden, zum Beispiel innerhalb eines Tisches zur Aufnahme des Halbzeugs, wobei dieser auf seiner das Halbzeug abstützenden Fläche mit einer Mehrzahl von Temperaturmeßfühlern versehen sein kann. Diese können in einer robusten Ausbildung etwa als Thermoelemente ausgebildet sein.A Regulation is made possible if during the heating in the oven temperatures are measured, for example within a table for receiving the semifinished product, wherein this on his semi-finished support area can be provided with a plurality of temperature sensors. These can formed in a robust training as a thermocouple be.

Eine Anordnung der Thermoelemente in Anpassung an das Raster der Energiequellen ermöglicht eine gute Rückmeldung für eine höhere oder niedrigere Leistungsregelung der jeweiligen Energiequelle(n).A Arrangement of the thermocouples in adaptation to the grid of energy sources allows a good feedback for one higher or lower power control of the respective energy source (s).

Für eine individuelle Regelung jeder Energiequelle ist optimalerweise jeder Energiequelle ein Temperaturfühler zugeordnet, zum Beispiel senkrecht unterhalb von dieser im Aufnahmetisch angeordnet.For an individual Control of each energy source is optimally each energy source a temperature sensor assigned, for example, vertically below this in the shooting table arranged.

Sofern in dem Raster der Energiequellen zumindest ein weiterer Temperaturfühler vorgesehen ist, ist deren Voreinstellung erleichtert.Provided at least one further temperature sensor is provided in the grid of the energy sources, is their default setting easier.

Eine schnelle Änderung des Wärmeeintrags in das Halbzeug, und damit auch insbesondere eine schnell getaktete Serienfertigung, läßt sich erfindungsgemäß erreichen, wenn Energiequellen oberhalb eines aufzuschäumenden Halbzeugs in einer nach unten strahlenden Orientierung gehalten sind und darin einzeln oder insgesamt höhenverlagerbar, zum Beispiel über Schrittmotoren, aufgehängt sind.A quick change of heat input in the semifinished product, and thus in particular a fast-clocked series production, can be achieved according to the invention, if energy sources are held above a aufzuschäumenden semi-finished in a downwardly radiating orientation and are suspended individually or altogether höhenverlagerbar, for example via stepper motors.

Insbesondere kann ein schneller Halbzeugwechsel ohne Auskühlung des gesamten Ofens erreicht werden, wenn ein oberer, die Energiequellen umfassender Ofenhalbraum insgesamt höhenverlagerbar und an seiner Unterseite durch zumindest eine bewegliche Abschottung zumindest bereichsweise verschließbar ist.Especially can achieve a rapid semi-finished product change without cooling the entire furnace become, if an upper, the energy sources comprehensive Ofenhalbraum altogether height-displaceable and on its underside by at least one movable partition at least partially closable.

Vor allem kann zum Halbzeugwechsel der Ofenhalbraum bei geöffneter Abschottung derart weit anhebbar sein, daß ein das Halbzeug aufnehmender Tisch unterhalb des Ofenhalbraums horizontal ein- oder ausfahrbar ist. Auch können mehrere Aufnahmetische, etwa in einer Kreiszuführung, vorgesehen sein.In front In particular, the oven halfspace can be open when changing the semifinished product Partitioning be raised so far that a semifinished receiving table horizontally retractable or retractable below the oven half-space. Also can several recording tables, such as in a circular feeder, be provided.

In angehobener Stellung ist dann das Auskühlen des Ofens dadurch minimierbar, daß der Ofenhalbraum durch die unterseitige Abschottung oberhalb des Tisches und seines Verfahrmechanismus' verschließbar ist.In lifted position is then the cooling of the furnace thereby minimized, that the oven halfspace through the underside partition above the table and his Traversing mechanism 'is closed.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.Further Advantages and features of the invention will become apparent from a in the Drawing illustrated and described below embodiment the subject of the invention.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angehobenem oberem Ofenhalbraum und zum Wechsel des Halbzeugs horizontal ausgefahrenem Aufnahmetisch 1 a schematic perspective view of a device according to the invention with raised upper half of the oven and for changing the semifinished product horizontally extended receiving table

2 eine ähnliche Ansicht wie 1 bei jedoch eingefahrenem Aufnahmetisch und abgesenktem oberem Ofenhalbraum, 2 a similar view as 1 with retracted receiving table and lowered upper oven half space,

3 eine Ansicht des oberen, Energiequellen umfassenden Ofenhalbraums von schräg unten bei geschlossener Abschottung, 3 a view of the upper, energy sources comprehensive Ofenhalbraums obliquely from below with closed foreclosure,

4 eine ähnliche Ansicht wie 3 bei teilweise geöffneter Abschottung, 4 a similar view as 3 with partially opened foreclosure,

5 eine ähnliche Ansicht wie 4 bei vollständig geöffneter Abschottung, 5 a similar view as 4 with fully opened foreclosure,

6 eine beispielhafte Einstellung der Leistungsabgabe eines Musters von acht nebeneinander und vier hintereinander angeordneten Energiequellen, verdeutlicht an einem Kontrollmonitor, 6 an exemplary setting of the output of a pattern of eight side by side and four successively arranged energy sources, illustrated by a control monitor,

7 eine perspektivische Ansicht auf einen Aufnahmetisch von schräg oben mit einer Mehrzahl von Temperaturfühlern, 7 a perspective view of a receiving table obliquely from above with a plurality of temperature sensors,

8 eine Ansicht von unten auf ein der Einstellung nach 6 entsprechendes Muster von Energiequellen. 8th a view from below of one of the settings 6 corresponding pattern of energy sources.

Um metallische Bauteile mit zumindest einer aufgeschäumten Lage zu schaffen, wird zunächst eine Pulvermischung aus einem oder mehreren metallischen Pulvern, beispielsweise einer Aluminium-Silizium-Legierung, etwa AlSi7 oder AlSi12, oder einer Aluminium-Silizium-Kupfer-Legierung, etwa AlSi6Cu4, einerseits, und einem oder mehreren gasabspaltenden Treibmitteln andererseits, beispielsweise Titanhydrid, hergestellt. Das Vermischen der Pulverbestandteile kann in einem mechanischen Mischer erfolgen.Around metallic components with at least one foamed layer to create, first becomes one Powder mixture of one or more metallic powders, for example an aluminum-silicon alloy, such as AlSi7 or AlSi12, or an aluminum-silicon-copper alloy, about AlSi6Cu4, on the one hand, and one or more gas-releasing ones On the other hand, for example, titanium hydride produced. The mixing of the powder ingredients can be done in a mechanical mixer respectively.

Die so gebildete Pulverlage kann etwa über ein Strangpreßverfahren zwischen zwei Walzen oder über ein Impulsverdichten oder anderes eindimensionales Verdichten lotrecht zur Erstreckung der Pulverlage allein oder insbesondere mit einer oder mehreren massivmetallischen Deckschichten zu einem aufschäumbaren Rohling verdichtet werden. Bei Verwendung von massivmetallischen Deckschichten entstehen dabei metallische Bindungen zwischen der oder den Deckschicht(en) und der Pulverlage. Etwa bei Verwendung als Crashelement in Fahrzeugen kann das Halbzeug auch ohne Deckschichten gebildet werden. Ansonsten ist bei Verwendung von Blechen, die von beiden Seiten her sichtbare Oberflächen bilden, zum Beispiel bei Außenblechen von Autos, Schiffen oder Flugzeugen, ein Aufbau mit außenseitigen massivmetallischen Deckschichten erstrebenswert.The So formed powder layer can be about an extrusion process between two rollers or over a momentum compression or other one-dimensional densification to extend the powder layer alone or in particular with a or more solid metallic surface layers to a foamable Blank be compacted. When using solid metal Cover layers are formed by metallic bonds between the or the top layer (s) and the powder layer. Approximately when using as Crash element in vehicles, the semi-finished product can also without topcoats be formed. Otherwise, when using sheet metal, by form visible surfaces on both sides, for example at outer plates of cars, ships or planes, a construction with outside solid metallic cover layers desirable.

Ein solcher Rohling kann zurechtgeschnitten und dann entweder einer ersten Umformung unterzogen werden, etwa mit Ausprägungen versehen werden, wie in der DE 196 12 781 C1 beschrieben. Dieses Umformen kann durch bekannte übliche einseitige oder zweiseitige Umformverfahren, wie beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren, wobei eine Seite bereits ihre Endkontur erhält, erfolgen. Das von dem Rohling gebildete Halbzeug kann jedoch häufig bei gewünschten großflächigen und nur relativ gering verformten Bauteilen bis zum Aufschäumen auch in seiner in der Regel planebenen Form verbleiben.Such a blank can be cut to size and then either subjected to a first forming, be provided as with features, as in the DE 196 12 781 C1 described. This forming can be carried out by known conventional one-sided or two-sided forming processes, such as, for example, by a deep-drawing process wherein one side already has its final contour. However, the semifinished product formed by the blank can often remain in its generally planar shape until it foams in desired large-scale and only relatively small deformed components until foaming.

Das ggf. umgeformte Halbzeug wird unterseitig vollflächig unterstützt in eine Aufheizvorrichtung 1 eingebracht, so daß beim nachfolgenden Aufschäumen eine Expansion nur noch nach oben hin stattfindet. Das Schäumen erfolgt bei einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels, bei der dieses Gas abspaltet, und kann je nach Anforderung begrenzt sein oder frei erfolgen. Dadurch wird ein weiter zu verarbeitendes Halbzeug 2 mit zumindest einer dann aufgeschäumten Lage gebildet, das nachfolgend auch noch bearbeitet, zum Beispiel umgeformt werden kann.The possibly formed semi-finished product is supported on the underside on the entire surface in a heating device 1 introduced, so that in the subsequent foaming an expansion only upwards takes place. The foaming takes place at a temperature above the decomposition temperature of the propellant, at which this gas splits off, and may be limited depending on the requirement or be carried out freely. As a result, a further processed semi-finished product 2 formed with at least one then foamed layer, which subsequently also processed, for example, can be reshaped.

In 1 liegt nach dem Aufschäumen ein planebenes Halbzeug 2 vor. Dieses hat typisch eine Dicke von etwa zehn Millimetern. Die Decklagen haben jeweils eine Dicke von etwa einem Millimeter. Die Dicke der Decklagen sollte für viele Anforderungen hinreichend gering sein, um deren Verformung nach dem Aufschäumen des Halbzeugs 2 zu ermöglichen und um hinterher im Bauteil ein geringes Gewicht zu gewährleisten. Eine Decklage sollte daher weniger als etwa 15% der Dicke des aufgeschäumten Halbzeugs 2 einnehmen. Die entstehenden Bauteile sind beispielsweise für die Gestaltung von Schiffsrümpfen, Flugzeugaußenblechen, Seezeichen, Behältern wie Tanks und viele weitere Anwendungen gewünscht.In 1 lies after foaming a flat semis 2 in front. This typically has a thickness of about ten millimeters. The cover layers each have a thickness of about one millimeter. The thickness of the cover layers should be sufficiently low for many requirements to their deformation after foaming of the semifinished product 2 to allow and afterwards in the component to ensure a low weight. A topsheet should therefore be less than about 15% of the thickness of the foamed semifinished product 2 taking. The resulting components are desired, for example, for the design of ship hulls, aircraft outer panels, navigation marks, containers such as tanks and many other applications.

Zum Aufschäumen der Pulver und Treibmittel enthaltenden Lage(n) des Halbzeugs dient hier eine Vorrichtung 1, die ein Muster oder Raster 3 von hinter- und nebeneinander angeordneten Energiequellen 4 umfaßt. Diese sind zumindest in Gruppen, beispielsweise in Clustern von je vier Stück, individuell steuer- und/oder regelbar. Im Ausführungsbeispiel ist jede Energiequelle 4 einzeln steuer- und/oder regelbar, was eine besonders gute Anpassung der Leistungsabgabe an ein aufzuschäumendes Halbzeug ermöglicht und daher einen signifikanten Vorteil darstellt. Dies gilt auch für zweidimensionale Halbzeuge, bei denen etwa die Randverluste durch entsprechende individuelle Leistungsanpassung (6) mini mierbar sind, wie unten noch näher beschrieben ist.For foaming the powder and blowing agent containing layer (s) of the semifinished product used here is a device 1 that is a pattern or grid 3 from behind and juxtaposed energy sources 4 includes. These are at least in groups, for example in clusters of four pieces, individually controllable and / or regulated. In the embodiment, each energy source 4 individually controllable and / or controllable, which allows a particularly good adaptation of the power output to a frothing semi-finished product and therefore represents a significant advantage. This also applies to two-dimensional semi-finished products, in which, for example, the edge losses can be compensated by corresponding individual performance adjustments ( 6 ) are mini mable, as described in more detail below.

Im Ausführungsbeispiel (8) sind die Energiequellen 4 als im wesentlichen im Infrarotbereich strahlende Keramikelemente in einem Muster mit acht Energiequellen 4 nebeneinander und vier hintereinander angeordnet. Für größere Vorrichtungen 1 kann auch ein größeres Raster 3 mit zum Beispiel 24 Strahlern nebeneinander und 24 Strahlern hintereinander verwendet werden. Die Keramikelemente 4 können eine quadratische Grundform mit einer Kantenlänge von typisch zehn bis fünfzehn Zentimetern und einer jeweiligen Leistung von typisch 1200 Watt aufweisen. Die hier beschriebene Vorrichtung 1 mit 32 Strahlern 4 ist daher für Halbzeuge 2 bis etwa knapp einem halben Quadratmeter geeignet.In the embodiment ( 8th ) are the sources of energy 4 as substantially infrared radiating ceramic elements in a pattern with eight energy sources 4 next to each other and four arranged one behind the other. For larger devices 1 can also have a larger grid 3 with, for example, 24 spotlights side by side and 24 spotlights in a row. The ceramic elements 4 may have a square basic shape with an edge length of typically ten to fifteen centimeters and a respective power of typically 1200 watts. The device described here 1 with 32 spotlights 4 is therefore for semi-finished products 2 suitable for about half a square meter.

Für eine Steuerbarkeit der Energiequellen 4 kann eine vorab gewonnene Simulation oder Erfahrungskurve einer Aufheizung eines jeweiligen Halbzeugs verwendet werden, aus deren Daten dann die individuelle Leistungsabgabe und/oder eine individuelle Höheneinstellung der Energiequellen 4 einstellbar sein kann. 6 zeigt eine solche Voreinstellung der Leistungsabgabe der Strahler 4 an einem Kontrollmonitor 5 für einen in Draufsicht rechteckigen Plattenkörper als Halbzeug. Dabei zeigt sich, daß aufgrund der Randverluste durch insbesondere Konvektion der Außenring der Strahler 4 eine höhere Leistung abgeben sollte als im Zentrum angeordnete Strahler 4, 4a, um eine gleichmäßige Aufheizung des Halbzeugs zu erreichen. Damit kann bei planebenen Halbzeugen von einigen zehn Zentimetern Kantenlänge die Temperatur im Halbzeug 2 während der gesamten Aufheizung bis auf weniger als 10 Kelvin Abweichung gebracht werden, wohingegen bei üblichen Ofensystemen Abweichungen bis etwa 40 Kelvin auftreten.For controllability of energy sources 4 a previously obtained simulation or experience curve of a heating of a respective semi-finished product can be used, from the data then the individual power output and / or an individual height adjustment of the energy sources 4 can be adjustable. 6 shows such a presetting of the power output of the radiator 4 at a control monitor 5 for a rectangular in plan view plate body as a semi-finished product. It turns out that due to the edge losses by particular convection of the outer ring of the radiator 4 should deliver a higher power than in the center arranged spotlights 4 . 4a to achieve a uniform heating of the semifinished product. This can be the case in flat semi-finished products of some ten centimeters edge length, the temperature in the semi-finished product 2 throughout the heating up to less than 10 Kelvin deviation are brought, whereas in conventional furnace systems deviations up to about 40 Kelvin occur.

Mit der Steuerung oder weiter unten noch beschriebenen Regelung wird es auch möglich, dreidimensional geformte Halbzeuge gleichmäßig zu erwärmen, wobei dann oberhalb von nach oben, näher an den Strahlern 4, 4a gelegenen Ausformungen des Halbzeugs die jeweilige Strahlerleistung gegenüber umliegenden Strahlern 4 zurückgenommen werden kann. Auch hierfür ist eine individuelle Ansteuermöglichkeit jedes einzelnen Strahlers 4, 4a optimal.With the control or regulation described below it is also possible to uniformly heat three-dimensionally shaped semi-finished products, in which case above from above, closer to the radiators 4 . 4a lying formations of the semi-finished product, the respective radiator power over surrounding radiators 4 can be withdrawn. Also for this is an individual control possibility of each individual spotlight 4 . 4a optimal.

Für eine Regelung der Strahler 4, 4a während des laufenden Aufwärmprozesses ist es vorteilhaft, wenn innerhalb eines Aufnahmetisches 6 eine vorteilhaft regelmäßig angeordnete Mehrzahl von Temperaturmeßfühlern 7 vorgesehen ist, wie beispielsweise in 7 angedeutet ist. Die Temperaturmeßfühler 7 können als Thermoelemente ausgebildet und von unten durch eine feuerfeste Auflage 8 des Tisches 6 hindurch verkabelt sein. Eine besonders exakte Regelungsmöglichkeit ergibt sich, wenn das Muster von Temperatur meßfühlern 7 dem der Energiequellen 4 angepaßt ist. Optimal ist dabei im Betrieb vertikal unterhalb jedes Strahlers 4, 4a ein Temperaturmeßfühler 7 angeordnet, wodurch eine individuelle Nachstellung des jeweiligen Strahlers 4, 4a durch ein Meßsignal des zugeordneten Temperaturfühlers 7 ermöglicht ist. Die Abfrage der Temperaturfühler 7 und Nachregelung kann beispielsweise zeitlich getaktet in kurzen Abständen verlaufen, so daß die Regelung praktisch ohne Zeitverzug nahezu kontinuierlich erfolgt.For a regulation of the spotlights 4 . 4a during the ongoing warm-up process, it is advantageous if within a pick-up table 6 a beneficial regularly arranged plurality of temperature sensors 7 is provided, such as in 7 is indicated. The temperature sensors 7 can be designed as thermocouples and from below by a fireproof support 8th the table 6 be wired through. A particularly accurate control option arises when the pattern of temperature sensors 7 that of the energy sources 4 is adapted. Optimal is in operation vertically below each radiator 4 . 4a a temperature sensor 7 arranged, creating an individual adjustment of the respective radiator 4 . 4a by a measuring signal of the associated temperature sensor 7 is possible. The query of the temperature sensor 7 and readjustment can, for example, run in timed intervals at short intervals, so that the control is virtually continuous without any time delay.

Anstelle der Verwendung von Thermoelementen ist beispielsweise auch eine pyrometrische Messung in situ möglich. Für eine erste Hüllkurve des Aufheizens kann auch nach Entnahme des aufgeschäumten Halbzeugs 2 aus der Vorrichtung 1 mit einer Wärmebildkamera dessen Temperaturverteilung ermittelt werden und anhand dieser Daten eine verbesserte Aufheizsteuerkurve der Strahler 4 errechnet werden.Instead of using thermocouples, for example, a pyrometric measurement in situ is possible. For a first envelope of heating can also after removal of the foamed semifinished product 2 from the device 1 with a thermal imaging camera whose temperature distribution can be determined and based on this data an improved heating control curve of the radiator 4 be calculated.

Zusätzlich zur Temperaturmessung an dem Halbzeug kann dem Raster 3 der Energiequellen 4 ein weiterer Temperaturfühler 9 zugeordnet sein, zum Beispiel ein NiCr-Ni-Thermoelement zur Messung der Strahleroberflächentemperatur. Ein solches Thermoelement 9 kann als Grenztemperaturwächter für eine Sicherheitsabschaltung der Vorrichtung 1 bei Überschreiten einer Grenztemperatur dienen. Ein weiteres Thermoelement 9 kann als Referenzgeber für einen Pilotstrahler 4a dienen, von dem aus für die weiteren Strahler 4 ihre jeweils erforderliche relative Leistung (Prozentwert) berechnet und im Betrieb eingeregelt oder vorab über einen Bildschirm (6), eine Folientastatur oder dergleichen eingestellt wird.In addition to the temperature measurement on the semifinished product can the grid 3 the energy sources 4 another temperature sensor 9 assigned, for example, a NiCr-Ni thermocouple for measuring the radiator surface temperature. Such a thermocouple 9 can be used as a limit temperature monitor for a safety shutdown of the device 1 serve at a limit temperature is exceeded. Another thermocouple 9 can serve as a reference transmitter for a pilot radiator 4a serve, from which for the further emitters 4 their respective required relative power (percentage) is calculated and adjusted during operation or in advance via a screen ( 6 ), a membrane keyboard or the like is set.

Zusätzlich oder alternativ zur individuellen Leistungseinstellung der Strahler 4 können diese auch an Stellmotoren auf- und abwärts verfahrbar sein, um einen Abstand zur Oberfläche insbesondere eines dreidimensionalen Halbzeugs einstellen zu können. Auch diese Einstellung kann über Vorabkurven eingestellt und/oder während des Betriebs über verteilte Temperaturmeßfühler 7, 9 einregelbar sein.Additionally or alternatively to the individual power setting of the spotlights 4 These can also be moved up and down on adjusting motors to be able to set a distance to the surface, in particular of a three-dimensional semifinished product. This setting can also be adjusted via pre-curves and / or during operation via distributed temperature sensors 7 . 9 be adjustable.

Auch kann das Muster 3 aus Strahlern 4 insgesamt höhenverlagerbar sein, wodurch sich das Verhältnis zwischen Strahlungs- und Konvektionswärmebeaufschlagung variieren läßt. Das Muster 3 ist hier insgesamt horizontal mit einer nach unten offenen Strahlungsrichtung angeordnet. Auch in Seitenwandungen 10 der Vorrichtung 1 können zusätzliche, zum Beispiel seitlich oder schräg nach unten strahlende Energiequellen, insbesondere für dreidimensionale Halbzeuge, vorgesehen sein.Also, the pattern can 3 from spotlights 4 be altogether höhenverlagerbar, whereby the ratio between radiation and Konvektionswärmebeaufschlagung can vary. The pattern 3 is arranged here overall horizontally with a downwardly open radiation direction. Also in side walls 10 the device 1 For example, additional, for example laterally or obliquely downwardly radiating energy sources, in particular for three-dimensional semi-finished products, may be provided.

Die Energiequellen 4. 4a sind insgesamt in einem komplett zwischen Betriebsstellung (2) und Freigabestellung (1) höhenverlagerbaren Ofenhalbraum 11 gehalten, der an seiner Unter seite durch eine Abschottung 12 zumindest bereichsweise verschließbar ist. Im Ausführungsbeispiel umfaßt die Abschottung 12 zwei Schwenkklappen 13, 14, die in den Stirnseiten des Halbraums 11 gelagert sind. In Offenstellung der Abschottung 12 (5) kann der Halbraum 11 über Linearmotoren auf- und abwärts verlagert werden. Dadurch wird ein schneller Halbzeugwechsel möglich. Dieser kann innerhalb einer laufenden Serie wie folgt ablaufen:
Der aufzuschäumende Rohling wird bei geschlossener Abschottung 12 auf den Tisch 6 neben dem Ofen aufgelegt, wobei durch die Abschottung 12 die Hitzebelastung für das Bedienpersonal gering ist und das gebildete Halbzeug 2 schnell abkühlt und von dem Tisch 6 entnommen werden kann. Alternativ können auch mehrere Tische 6, beispielsweise auf einem getaktet weiterdrehenden Gestell, vorgesehen sein. Der aufzuschäumende Rohling wird auf dem Tisch 6 liegend aus seiner Bestückungsstellung (1) unter den angehobenen Halbraum 11 horizontal gefahren, bis er unterhalb des Halbraums 11 in Aufheizposition liegt. Anschließend wird bei sich öffnenden Schwenkklappen 13, 14 (6) der Halbraum 11 abgesenkt, wodurch sich die in 2 gezeigte Betriebsstellung ergibt, in der die Strahler 4 für eine effektiven Energieausnutzung relativ dicht über dem Rohling und daraus zu bildenden Halbzeug 2 liegen können. Nach dessen Aufschäumen wird der Halbraum 11 wieder angehoben und vorteilhaft gleichzeitig geschlossen, so daß zwischen den Strahlern 4 und der Abschottung 12 die Wärme erhalten bleibt, was energetisch günstig ist und die Aufheizzeit für den nächsten Rohling verkürzt. Der Tisch 6 kann seitlich ausgefahren und das aufgeschäumte Halbzeug 2 ohne weitere Wärmebelastung durch die Strahler 4 entnommen werden.The energy sources 4 , 4a are altogether in a completely between operating position ( 2 ) and release order ( 1 ) height adjustable oven half space 11 held on its underside by a foreclosure 12 at least partially closable. In the embodiment includes the foreclosure 12 two hinged flaps 13 . 14 which are in the end faces of the half-space 11 are stored. In open position of foreclosure 12 ( 5 ) can the half space 11 be moved up and down via linear motors. This makes a quick change of semifinished product possible. This can take place within a running series as follows:
The frothing blank is closed foreclosure 12 on the table 6 placed next to the oven, passing through the foreclosure 12 the heat load for the operating personnel is low and the semi-finished product formed 2 cools quickly and off the table 6 can be removed. Alternatively, several tables 6 , For example, on a clocked weiterdrehenden rack, be provided. The frothing blank is on the table 6 lying out of its placement position ( 1 ) under the raised half-space 11 he drove horizontally until he reached below the half-space 11 in heating position. Subsequently, the opening swiveling flaps 13 . 14 ( 6 ) the half-space 11 lowered, causing the in 2 shown operating position, in which the radiator 4 for an effective use of energy relatively close above the blank and semi-finished product to be formed therefrom 2 can lie. After foaming, the half space becomes 11 raised again and advantageously closed at the same time, so that between the radiators 4 and the foreclosure 12 the heat is retained, which is energetically favorable and shortens the heating time for the next blank. The table 6 can be extended laterally and the foamed semi-finished product 2 without further heat load through the spotlights 4 be removed.

Das aufgeschäumte Halbzeug 2 kann in verschiedenen Weisen weiterverarbeitet werden, beispielsweise an den Rändern zur Bildung von Flanschen eingedrückt, gebohrt sowie an den Flächen poliert und lackiert oder insgesamt oder teilweise umgeformt werden. Ein Verschweißen mehrerer Bauteile 9 miteinander ist möglich.The foamed semi-finished product 2 can be further processed in various ways, for example, pressed on the edges to form flanges, drilled and polished on the surfaces and painted or formed in whole or in part. A welding of several components 9 with each other is possible.

Claims

Contraption ( 1 ) for foaming at least one foamable, metallic powder and propellant-containing layer of a metallic semifinished product ( 2 ) optionally comprising one or more solid-metal layers above and / or below a respective foamable layer, characterized in that the device ( 1 ) a grid ( 3 ) of energy sources located behind and next to each other ( 4 ; 4a ) for heating the foamable layer, which are individually controllable and / or controllable at least in groups.

Apparatus according to claim 1, characterized in that each energy source ( 4 ; 4a ) is individually controllable and / or regulated.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a table ( 6 ) for receiving the semi-finished product ( 2 ), on which the semi-finished product ( 2 ) supporting surface ( 8th ) with a plurality of temperature sensors ( 7 ) is provided.

Device according to Claim 3, characterized in that the arrangement of the temperature sensors ( 7 ) to the grid ( 3 ) of energy sources ( 4 ; 4a ) is adjusted.

Apparatus according to claim 4, characterized in that each energy source ( 4 ; 4a ) a temperature sensor ( 7 ) assigned.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the grid ( 3 ) of the Energy sources ( 4 ; 4a ) at least one further temperature sensor ( 9 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that energy sources ( 4 ; 4a ) above a semifinished product to be foamed ( 2 ) are held in a downwardly radiating orientation.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that energy sources ( 4 ; 4a ) height-displaceable in the device ( 1 ) are suspended.

Contraption ( 1 ) for foaming at least one foamable, metallic powder and propellant-containing layer of a metallic semifinished product ( 2 ), which optionally comprises one or more solid-metal layers above and / or below a respective foamable layer, in particular device according to one of claims 1 to 8, characterized in that an upper, energy sources ( 4 ; 4a ) comprehensive Ofenhal braum ( 11 ) altogether vertically displaceable and at its underside by at least one movable partition ( 12 ) is at least partially closed.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the oven half space ( 11 ) with the foreclosure open ( 12 ) is raised so far that a semi-finished ( 2 ) receiving table ( 6 ) below the oven half space ( 11 ) is at least almost horizontally retracted or extended.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the oven half space ( 11 ) in the raised position by the underside foreclosure ( 12 ) is closable.