DE102012001742A1 - Device, useful for heating, hot-forming and press-hardening of metal sheet workpieces, comprises a first heat station, a second heat station in which the workpieces are heated or held at a specified temperature, and a third heat station - Google Patents
Device, useful for heating, hot-forming and press-hardening of metal sheet workpieces, comprises a first heat station, a second heat station in which the workpieces are heated or held at a specified temperature, and a third heat station Download PDFInfo
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- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Blechwerkstücken, wie insbesondere Blechplatinen oder Blechformteilen, im Hinblick auf ein nachfolgendes Warmumformen und insbesondere Presshärten dieser Blechwerkstücke.The invention relates to a device for heating sheet metal workpieces, in particular sheet metal blanks or sheet metal parts, with a view to a subsequent hot forming and in particular press hardening of these sheet metal workpieces.
Zum Erwärmen von Blechwerkstücken im Hinblick auf ein nachfolgendes Warmumformen bzw. Presshärten dieser Blechwerkstücke werden zumeist lange Rollenherdöfen eingesetzt, die von den zu erwärmenden Blechwerkstücken durchlaufen werden. Solche Rollenherdöfen haben jedoch diverse Nachteile, wie bspw. eine große Baulänge und der damit einhergehende Platzbedarf. Ferner sind solche Rollenherdöfen auch unter energetischen Gesichtspunkten umstritten.For heating sheet metal workpieces with a view to a subsequent hot forming or press hardening of these sheet metal workpieces long roller hearth furnaces are usually used, which are traversed by the sheet metal workpieces to be heated. However, such roller hearth furnaces have various disadvantages, such as, for example, a large length and the associated space requirements. Furthermore, such roller hearth furnaces are also controversial from an energetic point of view.
In der
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die die mit den Rollenherdöfen einhergehenden Nachteile nicht oder zumindest nur in einem verminderten Umfang aufweist und mit der flexibel unterschiedliche Erwärmungsanforderungen gehandhabt werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a device of the type mentioned, which does not have the disadvantages associated with the roller hearth furnaces or at least only to a reduced extent and can be handled with the flexible different heating requirements.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.This object is achieved by a device according to the invention with the features of claim 1. Preferred developments and refinements emerge from the dependent claims and also from the following explanations.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mehrere Wärmestationen auf. Darunter
- – wenigstens eine erste Wärmestation mit wenigstens einer induktiven bzw. induktiv betriebenen Erwärmungseinrichtung, in der die Blechwerkstücke ohne zu verweilen schnell auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden können;
- – wenigstens eine zweite Wärmestation, in der die Blechwerkstücke verweilen und dabei auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt (oder gegebenenfalls auch abgekühlt) oder auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden können; und
- – wenigstens eine dritte Wärmestation, in der die Blechwerkstücke verweilen und dabei auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt (oder gegebenenfalls auch abgekühlt) oder auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden können.
- - At least a first heat station with at least one inductive or inductively operated heating device, in which the sheet metal workpieces can be heated without lingering quickly to a predetermined temperature;
- - At least a second heat station in which the sheet metal workpieces dwell and thereby heated to a predetermined temperature (or optionally also cooled) or can be maintained at a certain temperature; and
- - At least a third heat station in which the sheet metal workpieces dwell and thereby heated to a predetermined temperature (or optionally also cooled) or can be maintained at a certain temperature.
Die erste Wärmestation ermöglicht aufgrund des induktiven Erwärmungsprinzips ein schnelles und auch zielgerichtetes Erwärmen der Blechwerkstücke, was insbesondere auch unter energetischen Gesichtpunkten vorteilig ist. Bevorzugt ist die erste Wärmestation als Durchgangsstation ausgebildet. Die zu erwärmenden Blechstücke werden einzeln oder gegebenenfalls auch zu mehreren und ohne nennenswerte Verweilzeit durch die erste Wärmestation durchgeführt bzw. daran vorbeigeführt und hierbei induktiv erwärmt, was insbesondere per Längsfeldinduktion und/oder per Querfeldinduktion (siehe diesbezügliche Erläuterungen in der
Die zweite und die dritte Wärmestation können je nach Erwärmungsanforderung in unterschiedlicher Art und Weise betrieben werden, wie nachfolgend noch näher erläutert. Bevorzugt umfasst die zweite und/oder die dritte Wärmestation wenigstens eine elektrisch betriebene und/oder wenigstens eine mittels Brennstoffverbrennung (bspw. einem Gasbrenner) betriebene Erwärmungseinrichtung. Ergänzend oder alternativ können auch induktive Erwärmungseinrichtungen vorgesehen sein. Die zweite und/oder die dritte Wärmestation sind insbesondere derart ausgebildet, dass diese mehrere Blechwerkstücke gleichzeitig aufnehmen können, wobei diese Blechwerkstücke in einer gemeinsamen Ofenkammer oder auch in getrennten Ofenkammern nebeneinander und/oder übereinander aufgenommen werden können. Die zweite Wärmestation ist bevorzugt als Nicht-Durchgangsstation ausgebildet. Die dritte Wärmestation ist bevorzugt als Durchgangsstation ausgebildet.The second and the third heat station can be operated in different ways depending on the heating requirement, as explained in more detail below. The second and / or the third heat station preferably comprises at least one electrically operated and / or at least one heating device operated by means of fuel combustion (for example a gas burner). Additionally or alternatively, inductive heating devices may be provided. The second and / or the third heat station are in particular designed such that they can accommodate a plurality of sheet metal workpieces at the same time, wherein these sheet metal workpieces in a common furnace chamber or in separate furnace chambers can be accommodated side by side and / or one above the other. The second heat station is preferably designed as a non-transit station. The third heat station is preferably designed as a transit station.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese zum Durchführen bzw. Durchleiten der zu erwärmenden Blechwerkstücke (wenigstens) eine Hauptgasse bzw. erste Gasse, in der die dritte Wärmestation angeordnet ist, und (wenigstens) eine Nebengasse bzw. zweite Gasse, in der die erste Wärmestation und die zweite Wärmestation angeordnet sind, aufweist, wobei die Hauptgasse und die Nebengasse an einem Kreuzungspunkt mit wenigstens einer Weiche für den Übergang der Blechwerkstücke von einer Gasse in die andere Gasse verbunden sind.The device according to the invention is characterized in that it (at least) a main lane or first lane, in which the third heat station is arranged, and (at least) a secondary lane or second lane, for performing or passing through the sheet metal workpieces to be heated the first heat station and the second heat station are arranged, wherein the main lane and the minor lane are connected at a crossing point with at least one switch for the transition of the sheet metal workpieces from one lane to the other lane.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens zwei Gassen auf. Unter einer Gasse wird eine Förderstrecke bzw. ein Förderweg verstanden, entlang der bzw. entlang dem die zu erwärmenden Blechwerkstücke bewegt werden und den einzelnen Wärmestationen zugeführt und/oder durch diese hindurchgeführt werden. Die Gassen sind mittels wenigstens einer Weiche miteinander verbunden. In anderen Worten ausgedrückt sind die Wärmestationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Pfaden angeordnet, die mit wenigstens einer Weiche verbunden sind. Eine Weiche ermöglicht einen definierten und unterbrechungsfreien Übergang der Blechwerkstücke von einer Gasse in die andere Gasse. Die Weiche ist derart ausgebildet, dass bei jedem Übergang ein Blechwerkstück oder gegebenenfalls auch mehrere Blechwerkstücke übergeleitet werden. Ein solche Weiche kann z. B. durch einen Industrieroboter mit Greifern oder ähnlichen Einrichtungen realisiert sein. Je nach Auslegung kann ein solcher Industrieroboter oder dergleichen auch zur Beladung bzw. Bestückung einer oder mehrerer Wärmestationen verwendet werden. Die Bestückung kann auch die Entnahme umfassen. The device according to the invention has at least two lanes. An alley is understood to mean a conveying path or a conveying path along which or along which the sheet metal workpieces to be heated are moved and fed to the individual heating stations and / or passed through them. The lanes are interconnected by means of at least one switch. In other words, the heat stations of the device according to the invention are arranged in different paths, which are connected to at least one switch. A switch allows a defined and uninterrupted transition of the sheet metal workpieces from one lane to the other alley. The switch is designed so that at each transition a sheet metal workpiece or possibly also several sheet metal workpieces are transferred. Such a switch can z. B. be realized by an industrial robot with grippers or similar devices. Depending on the design, such an industrial robot or the like can also be used for loading or equipping one or more heating stations. The assembly can also include the removal.
Die einzelnen Wärmestationen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichen in vorteilhafter Weise die Erwärmung der Blechwerkstücke in mehreren unterschiedlichen Erwärmungs- und/oder Temperaturhaltephasen, was bereits aus der
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vor allem auch zum Erwärmen von Blechwerkstücken mit einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung, wobei es sich vorrangig um eine aluminiumhaltige Korrosionsschutzbeschichtung (bspw. AlSi) handelt und hierbei insbesondere vorgesehen ist, dass sich beim Erwärmen eine so genannte Diffusionsschicht zwischen dem Blechmaterial (Blechsubstrat) und dem Beschichtungsmaterial ausbildet, wie nachfolgend noch näher erläutert.The device according to the invention is also particularly suitable for heating sheet metal workpieces with a metallic corrosion protection coating, which is primarily an aluminum-containing anticorrosive coating (eg AlSi) and which in particular provides for a so-called diffusion layer between the sheet material (sheet substrate) during heating ) and the coating material, as explained in more detail below.
Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise anhand der einzigen Figur näher erläutert, wobei in den nachfolgenden Erläuterungen insbesondere auch auf die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen eingegangen wird.The invention will be explained in more detail below in a non-limiting manner with reference to the single figure, wherein in the following explanations, in particular, also addressed to the specified in the dependent claims refinements and embodiments.
Die in
Die mit Strichpunktlinie schematisch umrandete Vorrichtung
Die Hauptgasse A und die Nebengasse B sind an einem Kreuzungspunkt mit einer bzw. über eine Weiche
Der automatisierte Betrieb der Vorrichtung
Die erste Wärmestation
Die zweite Wärmestation
Damit die zu erwärmenden Blechwerkstücke von der Weiche
Die einzelnen Wärmestationen
1.) Erwärmen mit Vordiffusionsphase:1.) Heating with prediffusion phase:
An der Abstapeleinrichtung
Nach dem Durchlaufen der ersten Wärmestation
Die zweite Wärmestation
Nach Abschluss des Diffusionsvorgangs wird das Blechwerkstück aus der zweiten Wärmestation
Anschließend wird das Blechwerkstück an der Weiche
Während dem Temperaturausgleich in der dritten Wärmestation
Nach dem Durchlaufen der dritten Wärmestation
2.) Erwärmen ohne Vordiffusionsphase:2.) Heating without pre-diffusion phase:
Abweichend zu der vorausgehend erläuterten Vorgehensweise (mit einer Vordiffusionsphase) wird das zu erwärmende Blechwerkstück, nachdem dieses in bzw. an der ersten Wärmestation auf eine Temperatur von 600°C aufgewärmt wurde, nicht an die zweite Wärmestation
Diese Vorgehensweise eignet sich z. B. für das schnelle Erwärmen von Blechwerkstücken, wobei es sich insbesondere um Blechwerkstücke mit einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung handelt, die bereits im Anlieferungszustand eine Diffusionsschicht aufweist, so dass eine Vordiffusionsphase nicht erforderlich ist.This procedure is suitable for. B. for the rapid heating of sheet metal workpieces, which is in particular sheet metal workpieces with a metallic corrosion protection coating, which already has a diffusion layer in the delivery state, so that a prediffusion phase is not required.
3.) Erwärmen nur mit der dritten Wärmestation:3.) Heating only with the third heat station:
Wenn keine hohen Erwärmungsanforderungen gestellt werden und/oder wenn nur eine geringe Ausbringleistung benötigt wird, kann eine Erwärmung nur in der dritten Wärmestation
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Abstapeleinrichtungstacking
- 2020
- WerkzeugTool
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 110110
- erste Wärmestationfirst heat station
- 120'120 '
- zweite Wärmestationsecond heat station
- 130130
- dritte Wärmestationthird heat station
- 150150
- Weicheswitch
- 160160
- Steuereinrichtungcontrol device
- AA
- Hauptgasse (erste Gasse)Main street (first street)
- BB
- Nebengasse (zweite Gasse)Nebengasse (second lane)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009019496 A1 [0003, 0011] DE 102009019496 A1 [0003, 0011]
- DE 102009042026 A1 [0007] DE 102009042026 A1 [0007]
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