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Abstract

Vorrichtung (10) zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils (12) durch ein Kühlmedium mit einer Mehrzahl von Verteilerelementen (14, 22) zum Verteilen von Kühlmedium, wobei
wenigstens eines der Verteilerelemente (14) als Stützelement zum Abstützen des wenigstens einen zu kühlenden Gussbauteils (12) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Verteilerelement (14) über eine Schnellkupplungseinrichtung mit einer Kühlmittelversorgungsleitung verbindbar ist.Apparatus (10) for cooling at least one cast component (12) by a cooling medium with a plurality of distribution elements (14, 22) for distributing cooling medium, wherein
at least one of the distributor elements (14) is designed as a support element for supporting the at least one cast component (12) to be cooled,
characterized in that
the at least one distributor element (14) can be connected to a coolant supply line via a quick coupling device.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils.The The invention relates to a device for cooling at least one cast component according to the preamble of claim 1 and a method for Cool at least one cast component.

Um die mechanischen Eigenschaften von Gussbauteilen, insbesondere von Aluminiumgussbauteilen zu verbessern, werden die Gussbauteile nach dem eigentlichen Guss einer Wärmebehandlung unterzogen. Diese setzt sich beispielsweise aus dem Lösungsglühen, Abschrecken und Auslagern zusammen. Hierdurch verändert sich das Gefüge der Gussbauteile, so dass deren mechanische Eigenschaften, z. B. Steigerung der Festigkeit, eingestellt werden können. Bei der Durchführung eines derartigen Behandlungsverfahrens werden die Teile auf Wärmebehandlungsgestelle gelagert, und in der Folge in einer entsprechenden Vorrichtung erhitzt. Nach der vorgegebenen Dauer der Wärmebehandlung werden die Gestelle mit den Gussbauteilen entnommen und einer Kühlvorrichtung zugeführt. Die Gussbauteile werden dabei in der Regel durch eine tunnelförmige Kühlstrecke gefahren, wobei an den Seiten der Kühlstrecke Ventilatoren angebracht sind, welche die Gussbauteile mit bewegter Luft beaufschlagen.Around the mechanical properties of cast components, in particular of To improve cast aluminum components, the cast components become more efficient the actual casting of a heat treatment subjected. This consists for example of the solution annealing, quenching and outsourcing together. This changes the structure of the cast components, so that their mechanical properties, eg. B. increase in strength, can be adjusted. During execution of such a treatment process, the parts are placed on heat treatment racks stored, and subsequently heated in a corresponding device. After the specified duration of the heat treatment, the racks removed with the cast components and fed to a cooling device. The Cast components are usually through a tunnel-shaped cooling section driven, with mounted on the sides of the cooling section fans are, which act on the cast components with moving air.

Die seitliche Kühlluftbeaufschlagung führt nun dazu, dass sich hinter den Gussbauteilen Windschattenzonen ausbilden. Die Packungsdichte der zu kühlenden Gussbauteile in den Wärmebehandlungsgestellen ist durch diese Windschattenzonen beschränkt. Aus ökonomischen Gründen ist es jedoch wünschenswert, eine möglichst hohe Packungsdichte zu erzielen. Weiterhin erzielen bekannte Kühlvorrichtungen lediglich eine relativ langsame Abkühlung. Auch das Abkühlen ist jedoch ein wichtiger Bestandteil der Wärmebehandlung. Insbesondere führt eine schnellere Abkühlung zu höheren Bauteilfestigkeiten.The lateral cooling air admission leads now in addition to the formation of slipstream zones behind the cast components. The packing density of the to be cooled Cast components in the heat treatment racks is limited by these slipstream zones. For economic reasons However, it is desirable one possible to achieve high packing density. Furthermore, known cooling devices achieve only a relatively slow cooling. Also, the cooling is but an important part of the heat treatment. Especially leads a faster Cooling to higher Component strength.

Aus der DE 41 34 242 A1 ist ein Kühlrost bekannt, welcher Rostplatten mit nach oben hin ausmündenden Kühlgas-Durchtrittsöffnungen aufweist. Die zu kühlenden Gegenstände werden über diese Rostplatten bewegt und dabei vom Kühlgas beströmt. Tragflächenabschnitte der Rostplatten stützen dabei das zu kühlende Gut. Das Kühlgas tritt von unten her durch Eintrittsschlitze in die Rostplatten ein und wird über eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen über die Oberfläche der Tragflächenabschnitte verteilt.From the DE 41 34 242 A1 is a cooling grate is known, which has grate plates with upwardly opening cooling gas passage openings. The objects to be cooled are moved over these grate plates and thereby flowed by the cooling gas. Wing sections of the grate plates support the good to be cooled. The cooling gas enters the grate plates from below through inlet slots and is distributed over a plurality of outlet openings over the surface of the airfoil sections.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bekannte Vorrichtungen und Verfahren zum Kühlen wärmebehandelter Gussbauteile so weiterzuentwickeln, dass einerseits eine höhere Packungsdichte der Gussbauteile und andererseits ein schnelleres Abkühlen ermöglicht wird.It is therefore an object of the present invention, known devices and method of cooling heat-treated To develop cast components so that on the one hand a higher packing density the cast components and on the other hand a faster cooling is enabled.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils mit den Merkmalen von Patentanspruch 5 gelöst.These The object is achieved by a device for cooling at least one cast component with the features of claim 1 and by a method for cooling at least one cast component with the features of claim 5 solved.

Ein erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen von Gussbauteilen durch ein Kühlmedium weist eine Mehrzahl von Verteilerelementen zum Verteilen von Kühlmedium auf, wobei vorgesehen ist, dass wenigstens eines der Verteilerelemente als Stützelement zum Abstützen des wenigstens einen zu kühlenden Gussbauteils ausgebildet ist.One inventive device for cooling of cast components through a cooling medium has a plurality of distribution elements for distributing cooling medium , wherein it is provided that at least one of the distributor elements as a support element for supporting of at least one to be cooled Cast component is formed.

Die Abstützung der Gussbauteile und die Zuführung von Kühlmedium sind also nicht, wie bei den im Stand der Technik bekannten Kühlvorrichtungen getrennt, beide Funktionen sind vielmehr den Verteilerelementen zugeordnet. Dies ermöglicht zunächst eine gleichmäßigere Zuführung von Kühlmedium zu den zu kühlenden Gussbauteilen, so dass diese homogener und ohne die Bildung ausgeprägter Windschattenzonen mit dem Kühlmedium beaufschlagt werden können. Dadurch lässt sich eine höhere Packungsdichte der zu kühlenden Gussbauteile in der Vorrichtung erzielen, wodurch insgesamt der Durchsatz der Vorrichtung erhöht werden kann. Durch die homogenere Umströmung der Gussbauteile wird auch eine schnellere Abkühlung erzielt. Die so behandelten Gussbauteile weisen daher vorteilhafterweise eine erhöhte mechanische Festigkeit auf.The support the cast components and the feeder of cooling medium are therefore not separated as in the cooling devices known in the art, both functions are rather assigned to the distributor elements. this makes possible first one more even supply of cooling medium to be cooled Cast components, making them more homogeneous and without the formation of pronounced slipstream zones with the cooling medium can be applied. By doing so leaves a higher one Packing density of the to be cooled Achieve cast components in the device, making the total of Throughput of the device increases can be. Due to the more homogeneous flow around the cast components is also a faster cooling achieved. The thus treated cast components therefore advantageously have an increased mechanical strength on.

Das wenigstens eine Verteilerelement weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen auf, welche in Strömungsrichtung des Kühlmediums zueinander beabstandet sind. Mit anderen Worten gibt das Verteilerelement über seine ganze Längserstreckung Kühlmedium ab. Die Verteilung des Kühlmediums in der Vorrichtung ist so besonders gleichmäßig.The at least one distributor element has in a preferred embodiment to the invention, a plurality of outflow openings, which in the flow direction of the cooling medium spaced apart from each other. In other words, the distributor element gives over its entire length of cooling medium from. The distribution of the cooling medium in the device is so particularly even.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Verteilerelement über ein Schnellkupplungseinrichtung mit einer Kühlmittelversorgungsleitung verbindbar. Dies ist besonders in Kombination mit einem weiteren Aspekt der Erfindung sinnvoll, nämlich die Vorrichtung beweglich auszubilden, indem sie z. B. mit Rädern ausgestattet wird, auf denen sie rollbar ist. Die Vorrichtung zum Kühlen kann somit wie ein übliches Wärmebehandlungsgestell verwendet werden, welches zunächst mit Gussbauteilen beladen wird und in der Folge einer Wärmebehandlungsvorrichtung zugeführt wird. Nach der Wärmebehandlung, beispielsweise dem Lösungsglühen der Gussbauteile, kann die Vorrichtung aus der Wärmebehandlungsvorrichtung entnommen werden, in ein Kühlzelle transportiert werden und dort über die Schnellkupplungseinrichtung an die Kühlmittelversorgung angeschlossen werden. Zeitverluste zwischen dem Wärmebehandeln der Gussbauteile und dem Abkühlen werden so minimiert, so dass der gesamte Abkühlprozess beschleunigt wird. Dies führt letztendlich zu einem steileren zeitlichen Abkühlgradienten über die gesamte Abkühlzeit des Gussbauteils hinweg betrachtet, wodurch die Materialqualität wiederum weiter verbessert wird.In a further embodiment of the invention, the at least one distributor element can be connected to a coolant supply line via a quick coupling device. This is particularly useful in combination with another aspect of the invention, namely to make the device movable by z. B. is equipped with wheels on which it is rollable. The device for cooling can thus be used as a conventional heat treatment frame, which is first loaded with cast components and is subsequently fed to a heat treatment device. After the heat treatment, for example, the solution annealing of the cast components, the device can be removed from the heat treatment apparatus, transported into a cold storage cell and connected there via the quick coupling device to the coolant supply. Time losses between the heat treatment of the cast components and the cooling are thus minimized, so that the entire cooling process is accelerated. This ultimately leads to a steeper cooling gradient over the entire cooling time of the cast component, which in turn further improves the material quality.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils, bei welchem das Gussbauteil zunächst auf zumindest einem Verteilerelement einer Kühlvorrichtung abgestützt wird. In der Folge wird das wenigstens eine Gussbauteil mit einem Kühlmittel beaufschlagt, welches durch das Verteilerelement verteilt wird. Es ist dabei möglich, wie bereits oben geschildert, zwischen den genannten Schritten noch einen weiteren Wärmebehandlungsschritt, beispielsweise einen Lösungsglühprozess durchzuführen. Das Verfahren verknüpft die bereits für die Vorrichtung geschilderten Vorteile des hohen Durchsatzes an zu behandelnden Gussbauteilen mit einem schnellen Abkühlungsprozess, welcher die Qualität beim Material der so behandelten Gussbauteile verbessert.The Invention finally relates a method of cooling at least one cast component, wherein the cast component initially on is supported at least one distribution element of a cooling device. As a result, the at least one cast component with a coolant which is distributed by the distributor element. It is possible as already described above, between the mentioned steps a further heat treatment step, for example, a solution annealing process perform. The procedure linked already for the device described advantages of high throughput cast components to be treated with a rapid cooling process, which the quality improved in the material of the thus treated cast components.

Im Folgenden soll anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt hierbei ein schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen von Gussbauteilen.in the Below, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The single FIGURE shows a schematic side view of a embodiment a device according to the invention for cooling of cast components.

Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Kühlen von Gussbauteilen 12 umfasst eine Mehrzahl von Kühlmittelrohren 14. Die Kühlmittelrohre 14 dienen dabei nicht nur als Verteilerelemente zum Verteilen des Kühlmittels, sondern stützen gleichzeitig die Gussbauteile 12 ab. Das in einem Innenvolumen 16 der Kühlmittelrohre 14 geförderte Kühlmittel kann durch Austrittsöffnungen in der Außenfläche 18 der Kühlmittelrohre in Richtung der Pfeile 20 austreten und wird so auf die Pfeile 20 austreten und wird so auf die Gussbauteile 12 geleitet, um deren Temperatur abzusenken.One in total with 10 designated device for cooling of cast components 12 includes a plurality of coolant tubes 14 , The coolant pipes 14 not only serve as distributor elements for distributing the coolant, but at the same time support the cast components 12 from. That in an interior volume 16 the coolant pipes 14 Promoted coolant can through outlet openings in the outer surface 18 the coolant pipes in the direction of the arrows 20 exit and so will the arrows 20 leak out and so on the cast components 12 directed to lower their temperature.

Zusätzliche Kühlmittelrohre 22 sind als reine Verteilungselemente für das Kühlmittel ausgebildet, übernehmen also keine abstützende Funktion. Durch diese zusätzlichen Kühlmittelrohre wird gewährleistet, dass auch die jeweils oberste Lage von Gussbauteilen 12 möglichst homogen mit Kühlmittel beaufschlagt werden kann. Ein stabiler Rahmen 24, an welchem die Kühlmittelrohre 14, 22 über nicht gezeigte Befestigungselemente gehalten sind, dient der Stabilisierung des Gesamtaufbaus.Additional coolant pipes 22 are designed as pure distribution elements for the coolant, so take over no supporting function. These additional coolant pipes ensure that also the uppermost layer of cast components 12 as homogeneously as possible can be acted upon with coolant. A stable frame 24 on which the coolant tubes 14 . 22 held by fasteners, not shown, is used to stabilize the overall structure.

Es können gasförmige oder flüssige Kühlmittel eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist hier die Verwendung von Luft, welche bereits vorgekühlt werden kann, oder auch von flüssigem Stickstoff, um so eine besonders schnelle Abkühlung der Gussbauteile 12 bewirken zu können.It can be used gaseous or liquid coolant. Particularly advantageous here is the use of air, which can already be pre-cooled, or even of liquid nitrogen, so a particularly rapid cooling of the cast components 12 to be able to effect.

Neben der Funktion als Kühlvorrichtung kann die Vorrichtung 10 eine zusätzliche Aufgabe im Wärmebehandlungsprozess der Gussbauteile 12 übernehmen. Hierzu werden die Gussbauteile 12 zunächst auf die Kühlmittelrohre 14 aufgelegt und die Vorrichtung 10 anschließend über geeignete Transportmittel, wie beispielsweise am Rahmen 24 angebrachten Rollen, in eine Temperaturbehandlungsvorrichtung gebracht. Dort kann zunächst eine Hochtemperaturbehandlung der Gussbauteile 12, wie beispielsweise das Lösungsglühen, erfolgen.In addition to the function as a cooling device, the device 10 an additional task in the heat treatment process of the cast components 12 take. For this purpose, the cast components 12 first on the coolant pipes 14 hung up and the device 10 then via suitable means of transport, such as on the frame 24 attached rolls, placed in a temperature treatment device. There, first, a high-temperature treatment of the cast components 12 , such as solution annealing.

Nach vollendeter Hochtemperaturbehandlung wird die Vorrichtung 10 aus der Temperaturbehandlungsvorrichtung entnommen. Die Kühlmittelrohre 14, 22 sind an eine gemeinsame Versorgungsleitung anschließbar, wofür eine in der Figur nicht gezeigte Schnellkupplung vorgesehen ist. Nach einem solchen Anschließen über die Kühlmittelrohre 14, 22 wird nun Kühlmittel zugeführt, welches durch die Austrittsöffnungen 25 austritt und auf die Oberflächen der Gussbauteile 12 gelangt.After completion of the high temperature treatment, the device 10 removed from the temperature treatment device. The coolant pipes 14 . 22 can be connected to a common supply line, for which a quick coupling not shown in the figure is provided. After such connection via the coolant pipes 14 . 22 Now coolant is supplied, which through the outlet openings 25 outlet and on the surfaces of the cast components 12 arrives.

Durch die doppelte Verwendung der Vorrichtung 10 als Gestell zum Einsatz beim Lösungsglühen und als Kühlvorrichtung für die Gussbauteile 12 wird ein möglichst geringer Verzug zwischen dem Lösungsglühen und dem Abkühlen der Gussbauteile 12 erreicht. Die Gussbauteile 12 werden also besonders schnell abgekühlt, was zu besonders guten Materialeigenschaften – insbesondere einer erhöhten Härte – der Gussbauteile 12 führt.By the double use of the device 10 as a frame for use in solution annealing and as a cooling device for the cast components 12 is a minimum delay between the solution annealing and the cooling of the cast components 12 reached. The cast components 12 are therefore cooled particularly quickly, which leads to particularly good material properties - in particular an increased hardness - of the cast components 12 leads.

Die Verteilung des Kühlmittels kann durch weitere, seitlich angebrachte Ventilatoren verbessert werden. Ebenso ist es möglich, Druckverluste in den Kühlmittelrohren 14, 22, welche durch das Austreten des Kühlmittels durch die Austrittsöffnungen 25 zu Stande kommen, dadurch auszugleichen, dass mehrere Anschlüsse an eine Kühlmittelleitung bereitgestellt werden. Kühlmittel kann damit separat für einzelne Rohre 14, 22 oder auch beiderseits in diese Rohre zugeführt werden, so dass die Druckverluste für das gesamte System möglichst gering bleiben. Dadurch ist es möglich, eine möglichst homogene Kühlmittelverteilung im Innenraum 26 der Vorrichtung 10 zu erzielen.The distribution of the coolant can be improved by further, laterally mounted fans. It is also possible pressure losses in the coolant tubes 14 . 22 , which by the leakage of the coolant through the outlet openings 25 be able to compensate by providing multiple ports to a coolant line. Coolant can thus be used separately for individual pipes 14 . 22 or be supplied on both sides in these tubes, so that the pressure losses for the entire system remain as low as possible. This makes it possible, as homogeneous a coolant distribution in the interior 26 the device 10 to achieve.

Claims (4)

Vorrichtung (10) zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils (12) durch ein Kühlmedium mit einer Mehrzahl von Verteilerelementen (14, 22) zum Verteilen von Kühlmedium, wobei wenigstens eines der Verteilerelemente (14) als Stützelement zum Abstützen des wenigstens einen zu kühlenden Gussbauteils (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verteilerelement (14) über eine Schnellkupplungseinrichtung mit einer Kühlmittelversorgungsleitung verbindbar ist.Contraption ( 10 ) for cooling at least one cast component ( 12 ) by a cooling medium having a plurality of distributor elements ( 14 . 22 ) for distributing cooling medium, wherein at least one of the distributor elements ( 14 ) as a support member for supporting the at least one cooling cast component ( 12 ), characterized in that the at least one distributor element ( 14 ) is connectable via a quick coupling device with a coolant supply line. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verteilerelement (14) eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen (25) aufweist, welche in Strömungsrichtung des Kühlmediums zueinander beabstandet sind.Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one distributor element ( 14 ) a plurality of outflow openings ( 25 ), which are spaced apart in the flow direction of the cooling medium. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) beweglich ausgebildet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 10 ) is designed to be movable. Verfahren zum Kühlen wenigstens eines Gussbauteils (12) mit den Schritten: – Abstützen des wenigstens einen Gussbauteils (12) auf wenigstens einem Verteilerelement (14) einer Kühlvorrichtung (10) – Verbringen der Kühlvorrichtung (10) in eine Wärmebehandlungseinrichtung und Wärmebehandeln des wenigstens einen Gussbauteils (12) – Entnehmen der Kühlvorrichtung (10) mit dem wenigstens einen Gussbauteil (12) aus der Wärmebehandlungseinrichtung – Verbinden des wenigstens einen Verteilerelements (14) über eine Schnellkupplungseinrichtung mit einer Kühlmittelversorgungsleitung – Beaufschlagen des wenigstens einen Gussbauteils (10) mit einem Kühlmittel, welches durch die Verteilerelemente (14, 22) verteilt wird.Method for cooling at least one cast component ( 12 ) comprising the steps of: supporting the at least one cast component ( 12 ) on at least one distributor element ( 14 ) a cooling device ( 10 ) - Spend the cooling device ( 10 ) in a heat treatment device and heat treating the at least one cast component ( 12 ) - removing the cooling device ( 10 ) with the at least one cast component ( 12 ) from the heat treatment device - connecting the at least one distributor element ( 14 ) via a quick coupling device with a coolant supply line - acting on the at least one cast component ( 10 ) with a coolant, which through the distributor elements ( 14 . 22 ) is distributed.
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