DE102013010936A1

DE102013010936A1 - Method for temperature-control of component on light metal base, involves changing temperature at respective temperature-control steps, such that metal sheet is maintained at preset temperature by using contact plate

Info

Publication number: DE102013010936A1
Application number: DE201310010936
Authority: DE
Inventors: Peter Feuser; Torsten Schadt; Thomas Schweiker; Winfried Ulsamer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-06-29
Filing date: 2013-06-29
Publication date: 2014-04-17

Abstract

The method involves conveying the metal sheet into a first temperature range in a first temperature-control step. The metal sheet is then conveyed into a second temperature range at second temperature-control step. The temperature is changed at respective temperature-control steps, such that the metal sheet is maintained at preset temperature by using the contact plate. An independent claim is included for device for temperature-control of metal sheet on light metal base.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren eines Bauteils auf Leichtmetallbasis gemäß Anspruch 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 8.The invention relates to a method for tempering a light metal-based component according to claim 1, as well as an apparatus for carrying out the method according to claim 8.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2 014 777 A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Temperieren eines Bauteils, nämlich insbesondere eines Metallblechs, bekannt. Dabei wird das Bauteil zwischen zwei Kontaktplatten angeordnet und mittels der Kontaktplatten temperiert, nämlich geheizt oder gekühlt. Das Verfahren ist umständlich, weil es separat von einer sonstigen Bearbeitung des Bauteils, insbesondere einer Umformung oder Presshärtung, durchgeführt wird. Es ist daher nicht großserienfähig. Weiterhin kommt es bei einer Temperierung eines Bauteils zwischen zwei Kontaktplatten auf eine voherbestimmte Zieltemperatur zu Relativbewegungen zwischen dem Bauteil und den Kontaktplatten durch die Volumenänderung des Bauteils, die sich aufgrund der Temperaturänderung in Zusammenhang mit dem endlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Bauteilmaterials ergibt. Diese Relativbewegung führt zu Reibung, welche der Oberflächenqualität des Bauteils schadet. Es zeigt sich weiterhin, dass bei einer einstufigen Temperierung eine sehr hohe Temperierungs-Leistung an die Vorrichtung zur Temperierung herangeführt werden muss. Beispielsweise ist für ein elektrisches Heizen ein Kabel mit sehr großem Querschnitt nötig, welches fest verlegt werden muss, sodass die gesamte Vorrichtung unflexibel ist.From the European patent application EP 2 014 777 A1 are a method and an apparatus for controlling the temperature of a component, namely in particular a metal sheet known. In this case, the component is arranged between two contact plates and tempered by means of the contact plates, namely heated or cooled. The process is cumbersome because it is carried out separately from any other processing of the component, in particular a forming or press hardening. It is therefore not mass-produced. Furthermore, with a temperature control of a component between two contact plates to a predetermined temperature target relative movements between the component and the contact plates by the volume change of the component, which results due to the change in temperature in connection with the finite thermal expansion coefficient of the component material. This relative movement leads to friction, which damages the surface quality of the component. It also shows that in the case of a single-stage temperature control, a very high tempering capacity has to be brought to the temperature control device. For example, for electrical heating, a cable with a very large cross-section is required, which must be permanently installed so that the entire device is inflexible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen. Dabei soll insbesondere eine großserienfähige Temperierung eines Bauteils möglich sein, wobei zugleich vorzugsweise eine Oberflächenqualität des Bauteils möglichst erhalten bleiben soll.The invention has for its object to provide a method and an apparatus which do not have the disadvantages mentioned. In this case, in particular a large-scale tempering of a component should be possible, at the same time preferably a surface quality of the component should remain as possible.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 vorgeschlagen wird. Dabei wird das Bauteil auf Leichtmetallbasis in einem ersten Temperierungsschritt in einen ersten Temperaturbereich überführt. Das Bauteil wird in wenigstens einem zweiten Temperierungsschritt in mindestens einen zweiten Temperierungsbereich überführt. Dabei erfolgen die Temperaturänderungen in den einzelnen Temperierungsschritten in die gleiche Richtung. Dies bedeutet, dass bei der Temperierung des Bauteils die Temperatur in den einzelnen Temperierungsschritten stets entweder erhöht oder herabgesetzt, nicht jedoch alternierend verändert wird. Demnach weist der mindestens eine zweite Temperaturbereich entweder eine höhere oder eine tiefere Temperatur auf als der erste Temperaturbereich, abhängig davon, ob der erste Temperaturbereich eine höhere oder eine niedrigere Temperatur als das Bauteil vor dem ersten Temperierungsschritt aufweist. Im Rahmen des Verfahrens erfolgt die Temperierung in zumindest einem Schritt mittels mindestens einer Kontaktplatte. Vorzugsweise erfolgt die Temperierung mittels zweier Kontaktplatten, zwischen denen das Bauteil angeordnet wird. Bei der Temperierung mittels Kontaktplatten wird das Material beziehungsweise Gefüge des Bauteils geschont. Insbesondere ist das Material als Ganzes keinen Deformationen ausgesetzt. Durch die stufenweise Temperierung, bei der das Bauteil in einzelnen Stufen, nicht jedoch auf einmal auf eine letztlich zu erreichende, vorherbestimmte Zieltemperatur gebracht wird, ist die Volumenänderung in den einzelnen Stufen aufgrund der kleineren Temperaturänderung deutlich kleiner, als wenn das Bauteil unmittelbar auf die Zieltemperatur temperiert würde. Die Gesamtvolumenänderung wird somit auf mehrere Stufen verteilt, wodurch die Oberfläche geschont wird, weil es in jeder einzelnen Stufe nur zu relativ geringfügigen Relativbewegungen und somit nur zu einer geringen Reibung kommt. Darüber hinaus ist die Leistungsanforderung für die stufenweise Temperierung sehr viel geringer als für eine Temperierung in einem Schritt. Wird beispielsweise eine elektrische Erwärmung vorgesehen, kann die elektrische Leistung an die Vorrichtung zur Temperierung mit einem Kabel deutlich kleineren Querschnitts herangeführt werden, wobei solche Kabel beziehungsweise Leitungen in einfacher Weise steckverbunden werden können. Die Vorrichtung wird hierdurch flexibilisiert. Insbesondere ist es möglich, eine solche Vorrichtung unmittelbar einer Pressenlinie zuzuordnen, in eine Pressenlinie, insbesondere eine Transferpresse, zu integrieren, oder als Arbeitsstation eines Folgeverbundwerkzeugs auszubilden. Dabei kann die Temperierung in mehreren Stufen auf mehrere Vorrichtungen verteilt werden, oder ein und dieselbe Vorrichtung kann mehrfach zur Temperierung in einzelnen Stufen verwendet werden.The object is achieved by proposing a method with the steps of claim 1. In this case, the light metal-based component is converted into a first temperature range in a first temperature-control step. The component is transferred in at least one second temperature control step in at least one second temperature control range. The temperature changes in the individual Temperierungsschritten in the same direction. This means that during the temperature control of the component, the temperature in the individual temperature control steps is always either increased or decreased, but not changed alternately. Accordingly, the at least one second temperature range has either a higher or a lower temperature than the first temperature range, depending on whether the first temperature range has a higher or a lower temperature than the component before the first temperature control step. As part of the process, the temperature is controlled in at least one step by means of at least one contact plate. Preferably, the temperature is controlled by means of two contact plates, between which the component is arranged. When tempering by means of contact plates, the material or structure of the component is spared. In particular, the material as a whole is not subject to deformation. Due to the stepwise temperature control, in which the component is brought in individual stages, but not at one go to an ultimately reachable, predetermined target temperature, the volume change in the individual stages due to the smaller temperature change is significantly smaller than when the component directly to the target temperature would be tempered. The total volume change is thus distributed over several stages, whereby the surface is spared, because it comes in each individual stage only relatively minor relative movements and thus only a small amount of friction. In addition, the power requirement for the stepwise temperature control is much lower than for a temperature control in one step. If, for example, an electrical heating is provided, the electrical power can be supplied to the temperature control device with a cable of significantly smaller cross-section, wherein such cables or lines can be plug-connected in a simple manner. The device is thereby made more flexible. In particular, it is possible to allocate such a device directly to a press line, to integrate it into a press line, in particular a transfer press, or to form it as a work station of a follow-on composite tool. In this case, the temperature in several stages can be distributed over several devices, or one and the same device can be used several times for temperature control in individual stages.

Unter dem Begriff „Bauteil” ist hier bei einer Ausführungsform des Verfahrens ein Halbzeug, insbesondere ein Blech, zu verstehen. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Bauteil ein bereits zumindest teilweise bearbeitetes Halbzeug, insbesondere ein zumindest bereichsweise umgeformtes Blech, oder ein in der Herstellung begriffenes Bauteil. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Bauteil ein fertiggestelltes Bauteil, insbesondere ein fertigumgeformtes Blech. Das Verfahren ist insoweit sowohl zur Herstellung eines Bauteils als auch zur Behandlung eines fertigen Bauteils einsetzbar.In one embodiment of the method, the term "component" is to be understood here as meaning a semifinished product, in particular a metal sheet. In another embodiment, the component is an already at least partially processed semi-finished product, in particular an at least partially reshaped sheet metal, or a conceived in the manufacture of component. In a further embodiment of the method, the component is a finished component, in particular a finished-formed sheet metal. The method can be used in this respect both for the production of a component and for the treatment of a finished component.

Das Bauteil umfasst vorzugsweise ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, oder Magnesium oder eine Magnesiumlegierung. Besonders bevorzugt besteht das Bauteil aus einem der genannten Materialien. Es wird vorzugsweise ein Bauteil verwendet, welches als Blech, insbesondere als Leichtmetallblech, ausgebildet ist.The component preferably comprises a light metal or a light metal alloy, in particular aluminum or an aluminum alloy, or magnesium or a magnesium alloy. Particularly preferably, the component consists of one of mentioned materials. It is preferably used a component which is formed as a sheet, in particular as a light metal sheet.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Bauteil erwärmt wird. Alternativ oder zusätzlich wird ein Verfahren bevorzugt, bei welchem das Bauteil gekühlt wird. Es ist eine Ausführungsform des Verfahrens möglich, bei welchem das Bauteil zunächst auf eine vorherbestimmte Zieltemperatur in mehreren Temperierungsschritten erwärmt und anschließend auf eine zweite, vorherbestimmte Zieltemperatur in mehreren Temperierungsschritten gekühlt wird. Auch eine umgekehrte Abfolge einer Erwärmung und einer Kühlung sind möglich. Ferner ist es möglich, dass alternierende Erwärmungen und Kühlungen jeweils in mehreren Temperierungsschritten durchgeführt wird.A method is preferred which is characterized in that the component is heated. Alternatively or additionally, a method is preferred in which the component is cooled. It is an embodiment of the method possible in which the component is first heated to a predetermined target temperature in several Temperierungsschritten and then cooled to a second, predetermined target temperature in several Temperierungsschritten. A reverse sequence of heating and cooling are possible. Furthermore, it is possible that alternating heating and cooling is carried out in each case in several Temperierungsschritten.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Temperierung zumindest in einem letzten Schritt mittels der mindestens einen Kontaktplatte erfolgt. Dabei kann die Erwärmung des Bauteils in dem letzten Temperierungsschritt mithilfe der Kontaktplatte homogenisiert werden, weil diese eine besonders homogene, flächige Erwärmung des Bauteils ermöglicht. Somit können gegebenenfalls vorhandene Inhomogenitäten der Erwärmung in vorangegangenen Temperierungsschritten in dem letzten Temperierungsschritt ausgeglichen werden.A method is preferred which is characterized in that the temperature control takes place at least in a last step by means of the at least one contact plate. In this case, the heating of the component can be homogenized in the last tempering step using the contact plate, because this allows a particularly homogeneous, planar heating of the component. Thus, any existing inhomogeneities of the heating can be compensated in previous Temperierungsschritten in the last tempering step.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass in wenigstens einem dem letzten Schritt vorgelagerten Schritt eine induktive Temperierung durchgeführt wird. Dabei wird das Bauteil mithilfe eines elektrischen Induktors induktiv erwärmt, wobei eine Induktionsspule des Induktors mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird. In einem Nahbereich des Induktors entsteht so ein elektromagnetisches Wechselfeld, das in dem Bauteil, welches in dem Nahbereich des Induktors angeordnet wird, Wirbelströme induziert, sodass das Bauteil letztlich durch Wirbelstromverluste geheizt wird. Auf diese Weise ist eine sehr schnelle Erwärmung mit sehr hoher Aufheizrate erzielbar.A method is also preferred which is characterized in that an inductive temperature control is carried out in at least one step preceding the last step. In this case, the component is inductively heated by means of an electrical inductor, wherein an induction coil of the inductor is subjected to an alternating voltage. In a near region of the inductor, an alternating electromagnetic field is thus produced, which induces eddy currents in the component, which is arranged in the vicinity of the inductor, so that the component is ultimately heated by eddy current losses. In this way, a very rapid heating can be achieved with a very high heating rate.

Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei welchem einem letzten Schritt vorgelagerte Temperierungsschritte induktiv durchgeführt werden, wobei der letzte Temperierungsschritt mittels Kontaktplatte erfolgt. Auf diese Weise profitiert das Verfahren von den sehr schnellen Aufheizraten bei induktiver Heizung, wobei die hierbei auftretende, lokal inhomogene Erwärmung in dem letzten Temperierungsschritt mittels der mindestens einen Kontaktplatte homogenisiert wird. Es wird also letztlich eine homogene Temperaturverteilung bei der Zieltemperatur in dem Bauteil erreicht, wobei die Aufheizung trotzdem schneller erfolgt, als dies allein mittels Kontaktplatten möglich wäre. Somit kombiniert diese Ausführungsform des Verfahrens die Vorteile der induktiven Heizung einerseits und der Erwärmung mittels Kontaktplatte andererseits.Particularly preferred is a method in which preliminary temperature control steps upstream of a last step are carried out inductively, the last temperature control step taking place by means of a contact plate. In this way, the method benefits from the very rapid heating rates in inductive heating, wherein the occurring here, locally inhomogeneous heating is homogenized in the last tempering step by means of at least one contact plate. Thus, a homogeneous temperature distribution at the target temperature in the component is ultimately achieved, wherein the heating takes place nevertheless faster than would be possible only by means of contact plates. Thus, this embodiment of the method combines the advantages of inductive heating on the one hand and the heating by means of contact plate on the other.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die mindestens eine Kontaktplatte induktiv geheizt wird. Hierbei ist der Kontaktplatte mindestens ein Induktor zugeordnet, durch welchen diese rasch und energieeffizient beheizbar ist. Das Bauteil wird durch die Kontaktplatte geheizt, also nicht induktiv, sondern mittelbar über den Kontakt mit der induktiv geheizten Kontaktplatte.A method is also preferred in which the at least one contact plate is heated inductively. Here, the contact plate is associated with at least one inductor, through which it can be heated quickly and energy efficient. The component is heated by the contact plate, that is not inductively, but indirectly via the contact with the inductively heated contact plate.

Alternativ wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher die Kontaktplatte resistiv, also mittels Widerstandsheizung, geheizt wird. Dabei ist es möglich, dass die Kontaktplatte selbst aus einem resistiven Material besteht, welches bestromt wird, um sie zu heizen. Alternativ ist es möglich, dass in oder an der Kontaktplatte mindestens ein elektrischer Widerstand angeordnet ist, über den die Kontaktplatte resistiv geheizt wird. Bevorzugt ist die resistive Heizung der Kontaktplatte derart ausgelegt, dass diese selbst nicht auf einem von Masse verschiedenen elektrischen Potenzial liegt, sodass keine Gefahr für einen das Verfahren durchführenden Werker und/oder das behandelte Bauteil besteht.Alternatively, an embodiment of the method is preferred in which the contact plate is heated resistively, ie by means of resistance heating. It is possible that the contact plate itself consists of a resistive material, which is energized to heat them. Alternatively, it is possible that at least one electrical resistance is arranged in or on the contact plate, via which the contact plate is heated resistively. Preferably, the resistive heating of the contact plate is designed such that it is not itself on a different electrical ground potential, so there is no danger to a process performing the worker and / or the treated component.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die mindestens eine Kontaktplatte durch ein fluides Heizmedium geheizt wird. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontaktplatte durch ein fluides Kühlmedium gekühlt wird. Das fluide Heiz- und/oder Kühlmedium kann dabei gasförmig oder flüssig sein. Es ist möglich, dass die Kontaktplatte auf einer dem zu temperierenden Bauteil abgewandten Seite mit dem fluiden Heiz- und/oder Kühlmedium beaufschlagt wird. Es wird aber auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welchem das fluide Heiz- und/oder Kühlmedium Kanäle durchströmt, welche in der Kontaktplatte vorgesehen sind. Als fluides Heiz- und/oder Kühlmedium kommt insbesondere Wasser infrage.A method is also preferred, which is characterized in that the at least one contact plate is heated by a fluid heating medium. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the contact plate is cooled by a fluid cooling medium. The fluid heating and / or cooling medium may be gaseous or liquid. It is possible that the contact plate is acted upon on a side facing away from the component to be tempered with the fluid heating and / or cooling medium. However, an embodiment of the method is preferred in which the fluid heating and / or cooling medium flows through channels which are provided in the contact plate. As a fluid heating and / or cooling medium in particular water comes into question.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die mindestens eine Kontaktplatte partiell, also bereichsweise, geheizt oder gekühlt wird, vorzugsweise durch ein fluides Medium, das insbesondere gasförmig oder flüssig sein kann. Bevorzugt wird dabei mindestens ein dem zu temperierenden Bauteil abgewandter Bereich mit dem fluiden Medium beaufschlagt wird. Es wird aber auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welchem das fluide Medium Kanäle durchströmt, welche zumindest bereichsweise in der Kontaktplatte vorgesehen sind. Als fluides Medium kommt insbesondere Wasser infrage. Das Bauteil wird mithilfe der Kontaktplatte zumindest bereichsweise gekühlt und/oder erwärmt. A method is also preferred in which the at least one contact plate is partially, ie, in regions, heated or cooled, preferably by a fluid medium, which may in particular be gaseous or liquid. In this case, at least one area facing away from the component to be tempered is exposed to the fluid medium. However, an embodiment of the method is preferred in which the fluid medium flows through channels, which are provided at least partially in the contact plate. As a fluid medium in particular water comes into question. The component is at least partially cooled and / or heated by means of the contact plate.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Temperierung vor einer Umformung des Bauteils durchgeführt wird. Dabei dient die Temperierung bevorzugt einer Veränderung der Bauteileigenschaften, um die nachfolgende Umformung zu erleichtern oder die Bauteileigenschaften bedarfsgerecht auf diese abzustimmen. Bevorzugt erfolgt vor der Umformung eine Erwärmung des Bauteils, um die Umformbarkeit desselben zu erhöhen. Alternativ ist es möglich, dass die Temperierung nach einer Umformung des Bauteils durchgeführt wird. In diesem Fall dient die Temperierung bevorzugt dem Einstellen vorherbestimmter Bauteileigenschaften, insbesondere eines bestimmten Gefüges des Materials. Beispielsweise ist es möglich, dass das Bauteil mittels der Temperierung gehärtet wird. Hierzu kann das Bauteil erwärmt, gekühlt oder zunächst erwärmt und danach gekühlt, insbesondere abgeschreckt werden.A method is also preferred, which is characterized in that the temperature control is carried out before a deformation of the component. In this case, the temperature control preferably serves to change the component properties in order to facilitate the subsequent forming or to match the component properties as needed. Preference is given to heating the component before forming, in order to increase the formability of the same. Alternatively, it is possible that the temperature control is carried out after a deformation of the component. In this case, the temperature control preferably serves to set predetermined component properties, in particular a specific microstructure of the material. For example, it is possible that the component is cured by means of the temperature. For this purpose, the component may be heated, cooled or initially heated and then cooled, in particular quenched.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Bauteil vor der Temperierung umgeformt wird. In diesem Fall dient die Temperierung – wie bereits beschrieben – der Einstellung von Bauteileigenschaften nach der Umformung. Alternativ ist es möglich, dass das Bauteil nach der Temperierung umgeformt wird. In diesem Fall dient die Temperierung – wie ebenfalls bereits beschrieben – bevorzugt der Einstellung von Bauteileigenschaften zum Zwecke einer verbesserten Umformung, beispielsweise, indem das Bauteil erwärmt wird, um seine Umformbarkeit zu erhöhen. Es ist auch möglich, dass das Bauteil während der Temperierung umgeformt wird. Insbesondere ist es möglich, dass die einzelnen Temperierungsschritte nicht unmittelbar aufeinander folgen, sondern dass zwischen den einzelnen Temperierungsschritten mechanische Bearbeitungsschritte, insbesondere Umformschritte, durchgeführt werden.A method is also preferred which is characterized in that the component is shaped before the temperature control. In this case, the temperature - as already described - the adjustment of component properties after forming. Alternatively, it is possible that the component is formed after tempering. In this case, as already described, the tempering preferably serves to adjust component properties for the purpose of improved forming, for example by heating the component in order to increase its formability. It is also possible that the component is formed during the temperature control. In particular, it is possible that the individual temperature control steps do not follow one another directly, but that mechanical processing steps, in particular forming steps, are carried out between the individual temperature control steps.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem das Bauteil durch das Temperieren gehärtet wird. Dabei ist es möglich, dass das Bauteil erwärmt, gekühlt oder zunächst erwärmt und danach gekühlt, insbesondere abgeschreckt wird. Es ist auch möglich, dass das Bauteil pressgehärtet wird, wobei eine Temperierung mit einer Umformung in an sich bekannter Weise kombiniert wird.A method is also preferred in which the component is hardened by the tempering. It is possible that the component is heated, cooled or initially heated and then cooled, in particular quenched. It is also possible that the component is press-hardened, wherein a temperature control is combined with a deformation in a manner known per se.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens umfasst drei Erwärmungsschritte, in denen das Bauteil von Raumtemperatur, nämlich 25°C auf eine vorherbestimmte Zieltemperatur von 205°C erwärmt wird. Dabei wird das Bauteil in einem ersten Temperierungsschritt auf 100°C erwärmt. In einem zweiten Schritt wird das Bauteil von 100°C auf 170°C erwärmt. In einem dritten Temperierungsschritt wird das Bauteil von 170°C auf 205°C erwärmt. Dabei ist es möglich, dass alle drei Erwärmungsschritte mittels Kontaktplatte durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, dass nur die beiden letzten Schritte mittels Kontaktplatte durchgeführt werden, wobei das Bauteil in dem ersten Erwärmungsschritt induktiv erwärmt wird. Weiterhin ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher das Bauteil in den ersten beiden Erwärmungsschritten induktiv erwärmt wird, wobei es in dem letzten Erwärmungsschritt mittels mindestens einer, vorzugsweise zwischen zwei Kontaktplatten erwärmt wird.A preferred embodiment of the method comprises three heating steps in which the component is heated from room temperature, namely 25 ° C, to a predetermined target temperature of 205 ° C. In this case, the component is heated to 100 ° C in a first tempering step. In a second step, the component is heated from 100 ° C to 170 ° C. In a third tempering step, the component is heated from 170 ° C to 205 ° C. It is possible that all three heating steps are carried out by means of contact plate. Alternatively, it is possible that only the last two steps are performed by means of a contact plate, wherein the component is inductively heated in the first heating step. Furthermore, an embodiment is possible in which the component is inductively heated in the first two heating steps, wherein it is heated in the last heating step by means of at least one, preferably between two contact plates.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Die Vorrichtung zeichnet sich durch ein mindestens eine Kontaktplatte umfassendes Temperierwerkzeug aus, das einer Pressenlinie zugeordnet oder als Arbeitsstation eines Folgeverbundwerkzeugs ausgebildet ist. Bevorzugt umfasst das Temperierwerkzeug zwei Kontaktplatten, zwischen denen das Bauteil zum Zwecke der Temperierung anordenbar ist. Die Vorrichtung ermöglicht eine großserienfähige Verwendung des Verfahrens, weil das Temperierwerkzeug unmittelbar der Pressenlinie, bevorzugt einer Transferpresse, zugeordnet oder als Arbeitsstation eines Folgeverbundwerkzeugs ausgebildet ist, sodass das Verfahren ohne Weiteres in die Bearbeitung des Bauteils integriert werden kann. Die Zuordnung zu einer Pressenlinie oder die Ausbildung als Arbeitsstation ist möglich, weil das Temperierwerkzeug durch die stufenweise Erwärmung klein und flexibel ausgeführt sein kann.The object is also achieved by providing an apparatus for carrying out a method according to one of the previously described embodiments having the features of claim 8. The device is characterized by a tempering tool comprising at least one contact plate, which is assigned to a press line or designed as a workstation of a follow-on composite tool. Preferably, the temperature control tool comprises two contact plates, between which the component can be arranged for the purpose of temperature control. The device enables a large-scale use of the method because the tempering directly to the press line, preferably a transfer press, assigned or formed as a workstation of a progressive tool, so that the method can be easily integrated into the machining of the component. The assignment to a press line or training as a workstation is possible because the temperature control can be made small and flexible by the gradual heating.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist das Temperierwerkzeug in eine Pressenlinie, insbesondere in eine Transferpresse, integriert. In diesem Fall kann die Erwärmung im Takt der Pressenlinie oder Transferpresse erfolgen, und es bedarf keiner separaten Handhabungseinrichtungen, um das Bauteil zu dem Temperierwerkzeug zu verlagern. Vielmehr sind ohnehin vorgesehene Handhabungseinrichtungen der Pressenlinie beziehungsweise Transferpresse verwendbar.In a preferred embodiment of the device, the tempering tool is integrated in a press line, in particular in a transfer press. In this case, the heating can be done in time with the press line or transfer press, and there is no need for separate handling devices to move the component to the temperature control tool. Rather, already provided handling devices of the press line or transfer press can be used.

Alternativ wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem das Temperierwerkzeug als separate, der Pressenlinie oder Transferpresse zugeordnete Arbeitsstation angeordnet ist. In diesem Fall wird das Bauteil bevorzugt mittels einer Handhabungseinrichtung, vorzugsweise einem Roboter, aus der Pressenlinie oder Transferpresse zu der Arbeitsstation hin und aus dieser temperiert wieder zurück in die Pressenlinie oder Transferpresse transferiert.Alternatively, an embodiment is preferred in which the temperature control is arranged as a separate, the press line or transfer press associated workstation. In this case, the component is preferably transferred by means of a handling device, preferably a robot, from the press line or transfer press to the workstation and out of this tempered back into the press line or transfer press.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch miteinander kombiniert werden. So ist es möglich, dass ein erstes Temperierwerkzeug direkt in eine Pressenlinie oder Transferpresse integriert ist, während ein zweites Temperierwerkzeug als separate Arbeitsstation der Pressenlinie oder Transferpresse zugeordnet ist. In den verschiedenen Temperierwerkzeugen können verschiedene Temperierungsschritte durchgeführt werden, oder es können verschiedene Temperierungsaufgaben von den verschiedenen Temperierwerkzeugen übernommen werden, wobei in diesem Fall die einzelnen Temperierungsschritte einer Temperierungsaufgabe sequenziell durch ein und dasselbe Temperierungswerkzeug durchgeführt werden.The described embodiments can also be combined with each other. Thus, it is possible that a first tempering tool is integrated directly into a press line or transfer press, while a second tempering as a separate workstation of the press line or Transfer press is assigned. Various tempering steps can be carried out in the various tempering tools, or different tempering tasks can be carried out by the different tempering tools, in which case the individual tempering steps of a tempering task are performed sequentially by one and the same tempering tool.

Es wird eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie als Pressenlinie, insbesondere als Transferpresse ausgebildet ist. Alternativ wird eine Vorrichtung bevorzugt, die als Folgeverbundwerkzeug ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst bevorzugt mindestens eine mechanische Bearbeitungsstation. Insbesondere umfasst die Vorrichtung also bevorzugt mindestens ein Temperierwerkzeug und mindestens eine mechanische Bearbeitungsstation. Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Mehrzahl von mechanischen Bearbeitungsstationen und eine Mehrzahl von Temperierwerkzeugen. Dabei ist es möglich, dass verschiedene Temperierungsschritte in verschiedenen Temperierwerkzeugen durchgeführt werden. Es ist möglich, dass zwischen einzelnen Temperierungsschritten, hier insbesondere mithin zwischen einzelnen Temperierwerkzeugen, mindestens eine mechanische Bearbeitungsstation vorgesehen ist. Alternativ ist es möglich, dass eine Temperierung in mehreren Temperierungsschritten in einem Temperierwerkzeug – gegebenenfalls unterbrochen durch eine mechanische Bearbeitung – durchgeführt wird. Auch ist es möglich, dass mehrere Temperierwerkzeuge hintereinander zur stufenweisen Temperierung des Bauteils angeordnet sind, wobei keine mechanische Bearbeitungsstation zwischen den Temperierwerkzeugen angeordnet ist. Ist ein Temperierwerkzeug in eine Pressenlinie, insbesondere Transferpresse, oder in ein Folgeverbundwerkzeug integriert, ergeben sich kürzere Transferzeiten nach der Temperierung und somit ein geringerer Verlust an für die Temperierung eingesetzter Energie während des Transfers, beispielsweise eine geringere Abkühlung des Bauteils nach einer Erwärmung oder eine geringere Erwärmung des Bauteils nach einer Abkühlung.A device is preferred, which is characterized in that it is designed as a press line, in particular as a transfer press. Alternatively, a device is preferred, which is designed as a progressive compound tool. The device preferably comprises at least one mechanical processing station. In particular, the device therefore preferably comprises at least one tempering tool and at least one mechanical processing station. Particularly preferably, the device comprises a plurality of mechanical processing stations and a plurality of tempering tools. It is possible that different Temperierungsschritte be performed in different tempering tools. It is possible that at least one mechanical processing station is provided between individual temperature control steps, in particular between individual temperature control tools. Alternatively, it is possible that a temperature control in several Temperierungsschritten in a tempering - possibly interrupted by a mechanical processing - is performed. It is also possible for a plurality of temperature control tools to be arranged one behind the other for the stepwise temperature control of the component, wherein no mechanical processing station is arranged between the temperature control tools. If a tempering tool is integrated in a press line, in particular a transfer press, or in a follow-on composite tool, shorter transfer times result after the temperature control and thus a lower loss of energy used for the temperature control during the transfer, for example less cooling of the component after heating or a lower one Heating of the component after cooling.

Schließlich wird eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie mindestens eine Handhabungseinrichtung zur Verlagerung eines Bauteils umfasst. Die Handhabungseinrichtung ist bevorzugt vorgesehen, um das Bauteil zwischen verschiedenen Bearbeitungsstationen, nämlich Temperierwerkzeugen und/oder mechanischen Bearbeitungsstationen, zu verlagern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Handhabungseinrichtung als Roboter ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass als Handhabungseinrichtung eine Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband oder ein Hängeförderer, vorgesehen sind.Finally, a device is preferred which is characterized in that it comprises at least one handling device for displacing a component. The handling device is preferably provided in order to displace the component between different processing stations, namely tempering tools and / or mechanical processing stations. In a preferred embodiment, the handling device is designed as a robot. Alternatively, it is possible for a conveying device, for example a conveyor belt or an overhead conveyor, to be provided as the handling device.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung mindestens einen Induktor für eine schnelle Aufheizung in mindestens einem vorzugsweise einem letzten Temperierungsschritt vorgelagerten Temperierungsschritt auf. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Vorrichtung mindestens einen Induktor zur induktiven Erwärmung der mindestens einen Kontaktplatte aufweist. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt, dass die Vorrichtung mindestens einen elektrischen Widerstand zur Erwärmung der mindestens einen Kontaktplatte aufweist. Weiter alternativ oder zusätzlich weist die Vorrichtung bevorzugt eine Kühleinrichtung zur Kühlung der mindestens einen Kontaktplatte auf, wobei die Kontaktplatte besonders bevorzugt Kanäle umfasst, durch welche ein fluides Kühlmedium durchleitbar ist.Preferably, the device has at least one inductor for rapid heating in at least one tempering step, which preferably precedes a last tempering step. Alternatively or additionally, it is possible that the device has at least one inductor for inductive heating of the at least one contact plate. Alternatively or additionally, it is preferred that the device has at least one electrical resistance for heating the at least one contact plate. Further alternatively or additionally, the device preferably has a cooling device for cooling the at least one contact plate, wherein the contact plate particularly preferably comprises channels through which a fluid cooling medium can be passed.

Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung möglich ist, ein Bauteil in großserienfähiger Weise ohne Oberflächenschädigung und unter flexiblem Aufbau der Vorrichtung zu temperieren.Overall, it turns out that it is possible by means of the method and the device to temper a component in a large-scale capable manner without surface damage and with a flexible structure of the device.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2014777 A1 [0002]

Claims

A method for tempering a light metal-based component, comprising the following steps: transferring the component into a first temperature range in a first temperature-control step; Conversion of the component in at least a second temperature range in at least one second tempering, wherein a temperature change in the individual Temperierungsschritten in the same direction, wherein the temperature is controlled in at least one step by means of at least one contact plate.

A method according to claim 1, characterized in that the component is heated or cooled.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature takes place at least in a last step by means of the at least one contact plate.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one step preceding the last step, an inductive temperature control is carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate is heated inductively or resistively.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate is at least partially heated and / or cooled by a fluid heating and / or cooling medium, wherein the heating and / or cooling medium preferably flows through channels in the contact plate.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature is carried out before or after a deformation of the component, or that the component is formed before, after or during the tempering or hardened by the tempering.

Apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 7, characterized by at least one at least one contact plate comprehensive tempering, which is assigned to a press line or formed as a workstation of a progressive compound tool.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the device is designed as a press line, in particular as a transfer press, or as a follow-on composite tool, wherein the device preferably comprises at least one mechanical processing station.

Device according to one of claims 8 and 9, characterized in that the device comprises at least one handling device for displacing a component.