Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formhärten von Werkstücken, bei welchem die Werkstücke in einer Ofeneinrichtung auf eine Umformtemperatur erwärmt werden, bevor sie in einem Umformprozess umgeformt werden.The invention relates to a method for the form hardening of workpieces, in which the workpieces are heated in a furnace device to a forming temperature before they are formed in a forming process.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Ofeneinrichtung für eine Anlage zum Formhärten von Werkstücken, in welcher Werkstücke auf eine Umformtemperatur erwärmbar sind, bevor sie in einem Umformprozess umgeformt werden, sowie eine Anlage zum Formhärten von Werkstücken mit einer Ofeneinrichtung, in welcher Werkstücke auf eine Umformtemperatur erwärmbar sind, und einer Umformeinrichtung, in welcher die erwärmten Werkstücke umformbar sind.In addition, the invention relates to a furnace device for a plant for the form hardening of workpieces, in which workpieces are heated to a forming temperature before they are formed in a forming process, and a plant for the molding of workpieces with a furnace device, in which workpieces are heated to a forming temperature , And a forming device in which the heated workpieces are deformable.
Formhärten hat sich besonders als Verfahren zur Warmumformung von Werkstücken aus Metall zu Bauteilen insbesondere in der Automobilindustrie etabliert und ist auch unter den Begriffen Presshärten oder Hot Stamping geläufig. Die umzuformenden Werkstücke werden in einer Ofeneinrichtung erwärmt, mit einer Übergabeeinrichtung wie beispielsweise einem mehrachsigen Roboter von der Ofeneinrichtung an eine Umformeinrichtung übergeben und dort durch ein Presswerkzeug in das gewünschte Bauteil umgeformt.Form hardening has become particularly established as a method for hot working metal parts into components, in particular in the automotive industry, and is also familiar under the terms press hardening or hot stamping. The workpieces to be reshaped are heated in a furnace device, transferred by means of a transfer device, such as a multi-axis robot, from the furnace device to a forming device, where they are shaped by a pressing tool into the desired component.
Zum Beispiel werden Werkstücke aus Stahlblech bei einer so genannten Austenitisierung auf eine Umformtemperatur zwischen etwa 800°C und 1100°C erwärmt. In der Praxis liegt die Umformtemperatur bei Stahlblechen aus gängigen Bor-Mangan-Stahl-Legierungen bei 930°C. Häufig sind derartige Stahlbleche mit einer Aluminium-Silicium-Beschichtung (AlSi) versehen. Ein solches Stahlblech-Werkstück kann beispielsweise eine flache Stahlblechtafel oder -platine oder auch ein bereits in einem vorhergehenden Schritt, zum Beispiel durch kaltes Tiefziehen, vorgeformtes Stahlblechteil sein. Anschließend wird das erwärmte Werkstück in der Umformeinrichtung mit einem gekühlten Presswerkzeug umgeformt und zugleich abgeschreckt. Hierdurch ändert sich beim Formprozess das Materialgefüge und die erhaltenden Bauteile haben eine beträchtlich höhere Festigkeit und Steifigkeit als Bauteile, die aus dem Werkstück kalt geformt wurden.For example, workpieces made of sheet steel are heated to a forming temperature between about 800 ° C and 1100 ° C during so-called austenitization. In practice, the forming temperature for steel sheets made from common boron-manganese-steel alloys is 930 ° C. Frequently, such steel sheets are provided with an aluminum-silicon coating (AlSi). Such a sheet steel workpiece may be, for example, a flat sheet steel plate or plate or even a sheet steel part preformed in a previous step, for example by cold drawing. Subsequently, the heated workpiece is formed in the forming device with a cooled pressing tool and quenched at the same time. As a result, the material structure changes during the molding process and the components obtained have a considerably higher strength and rigidity than components that have been cold-formed from the workpiece.
Bei der Übergabe des Werkstücks von der Ofeneinrichtung zur Umformeinrichtung kühlt das zuvor erwärmte Werkstück ab. Das Ausmaß dieser Abkühlung hängt dabei von der Zeitspanne ab, die von der Entnahme des Werkstücks aus der Ofeneinrichtung bis zum Umformen vergeht. Die Qualität der beim Formhärten erhaltenen Bauteile kann jedoch beträchtlich variieren, wenn verschiedene Werkstücke mit unterschiedlichen Temperaturen umgeformt werden. Es ist daher wichtig, dass die benötigte Zeit von der Entnahme aus der Ofeneinrichtung bis zum Umformen in der Umformeinrichtung und die dabei herrschenden Umgebungsbedingungen möglichst für alle Werkstücke reproduzierbar sind.During the transfer of the workpiece from the oven device to the forming device, the previously heated workpiece cools down. The extent of this cooling depends on the period of time that elapses from the removal of the workpiece from the oven device to forming. However, the quality of the components obtained in the case hardening can vary considerably when different workpieces with different temperatures are formed. It is therefore important that the time required from the removal from the oven device to forming in the forming device and the prevailing environmental conditions as possible for all workpieces are reproducible.
Um die Werkstücke auf die erforderliche Umformtemperatur zu erwärmen, sind verschiedene Ofenkonzepte bekannt. Am Markt vertreten sind derzeit besonders Durchlauföfen, bei denen die Werkstücke mit einem Fördersystem im Durchlauf durch einen Ofentunnel gefördert werden. Üblich sind dabei Rollenöfen, bei denen die Werkstücke auf einer Rollenbahn im Durchlauf durch den Ofen gefördert werden.In order to heat the workpieces to the required forming temperature, various furnace concepts are known. On the market are currently particularly running furnaces in which the workpieces are conveyed with a conveyor system in the passage through an oven tunnel. Usual are roller furnaces, in which the workpieces are conveyed on a roller conveyor in the passage through the oven.
Die Entnahmestelle ist dort immer die gleiche, so dass eine reproduzierbare Handhabung der Werkstücke von der Entnahmestelle bis zur Umformung gewährleistet ist.The sampling point is always the same, so that a reproducible handling of the workpieces from the sampling point to the forming is guaranteed.
Einerseits ist aber der Flächenbedarf für einen derartigen Durchlaufofen verhältnismäßig hoch. Andererseits kann sich beim Transport durch den Ofen die Lage und Ausrichtung der Werkstücke auf den Rollen ändern. Dies ist insbesondere bei AlSi-beschichteten Stahlblechen der Fall, da sich die AlSi-Beschichtung während des Transports auf den Rollen lösen kann und sich im laufe der Zeit auf den Rollen aufbaut. Dadurch werden die Rollen zum verformt, was zur Verdrehung der Bleche bei der Bewegung führen kann.On the one hand, however, the space required for such a continuous furnace is relatively high. On the other hand, the position and orientation of the workpieces on the rollers may change during transport through the oven. This is particularly the case with AlSi-coated steel sheets, as the AlSi coating may become loose on the rollers during transport and build up on the rollers over time. As a result, the rollers are deformed, which can lead to the rotation of the sheets during movement.
Ein anderer Grund für einen Lagewechsel der Werkstücke auf den Rollen können Spannungsänderungen in den Werkstücken und dadurch verursachte Verformungen sein, wodurch sich die Auflagebereiche der Werkstücke auf den Rollen verlagern können. Dies kann wiederum zu einer Bewegung der Werkstücke auf den Rollen führen, durch welche diese ihre Position ändern.Another reason for a change of position of the workpieces on the rollers may be voltage changes in the workpieces and deformations caused thereby, whereby the contact areas of the workpieces may shift on the rollers. This in turn can lead to a movement of the workpieces on the rollers, by which they change their position.
Dadurch muss bei einer automatisierten Entnahme erst die Lage und Ausrichtung des Werkstücks präzise ermittelt werden, damit ein Roboter das Werkstück korrekt aufnehmen kann und ein einwandfreier Transfer des Werkstücks zur Umformeinrichtung einschließlich der Positionierung des Werkstücks im Presswerkzeug sichergestellt ist.As a result, the position and alignment of the workpiece must first be determined precisely in an automated removal so that a robot can pick up the workpiece correctly and a perfect transfer of the workpiece to the forming device is ensured, including the positioning of the workpiece in the pressing tool.
Auch Werkstückträger für die Werkstücke helfen hier häufig nicht weiter, da sich auch deren Lage auf der Rollenbahn beim Durchlauf entsprechend verändern kann.Also, workpiece carriers for the workpieces often do not help here, since their position on the roller conveyor during the passage can also change accordingly.
Während der erforderlichen Lageerfassung kommt das erwärmte Werkstück jedoch bereits mit der Umgebung in Kontakt und kann zumindest in Randbereichen auskühlen. Dies führt wiederum zu Qualitätsverlusten bei den erhaltenen Bauteilen.However, during the required position detection, the heated workpiece already comes into contact with the environment and can cool down, at least in peripheral areas. This in turn leads to quality losses in the resulting components.
Neben den Durchlauföfen haben sich so genannte Batchöfen etabliert, bei denen es mehrere stationäre Öfen gibt, in denen die Werkstücke nicht bewegt werden und deren Beschickung und Entleerung durch Roboter erfolgt. Bei dieser Technik ist zwar die Lage und Ausrichtung der Werkstücke sichergestellt, da diese auf Werkstückträgern positioniert werden können. Jedoch ist dort der Weg der Werkstücke von der Entnahmestelle zur Umformungseinrichtung von jedem Ofen aus anders, so dass keine sichere Reproduzierbarkeit der Verfahrzeit der Werkstücke zur Umformeinrichtung und damit die Reproduzierbarkeit der erhaltenen Bauteile gewährleistet werden kann. In addition to the continuous furnaces, so-called batch ovens have been established, in which there are several stationary ovens, in which the workpieces are not moved and their loading and unloading by robots. Although this technique ensures the position and alignment of the workpieces, they can be positioned on workpiece carriers. However, there is the way the workpieces from the sampling point to the forming device of each oven from different, so that no reliable reproducibility of the travel time of the workpieces to the forming device and thus the reproducibility of the components obtained can be guaranteed.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Ofeneinrichtung und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diesen Gedanken Rechnung tragen und insbesondere zu einem guten Durchsatz beim Formhärten von Werkstücken führen.It is an object of the invention to provide a method, a furnace device and a system of the type mentioned, which take into account these ideas and in particular lead to a good throughput in the form hardening of workpieces.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
einzelne Werkstücke oder Werkstückgruppen aus zwei oder mehr Werkstücken separat in einem gesonderten, bewegbaren Ofenmodul mit einem eigenen Modulgehäuse mittels einer Induktionseinrichtung erwärmt werden.This object is achieved by a method of the type mentioned in that
individual workpieces or groups of workpieces from two or more workpieces are heated separately in a separate, movable furnace module with its own module housing by means of an induction device.
In der Fachsprache werden sowohl ein einzelnes Werkstück als auch einer Werkstückgruppe mit zwei oder mehr Werkstücken als ”Batch” bezeichnet. Bei erfindungsgemäß bewegbaren Ofenmodulen können ein oder mehrere Werkstücke reproduzierbar in dem Ofenmodul platziert werden, gegebenenfalls auch mit Hilfe eines Werkstückträgers, der stationär in dem Ofengehäuse verankert ist.In technical terms, both a single workpiece and a workpiece group with two or more workpieces are referred to as a "batch". In accordance with the invention movable furnace modules, one or more workpieces can be reproducibly placed in the furnace module, possibly also with the help of a workpiece carrier, which is anchored stationarily in the furnace housing.
Dann kann ein vollständiges Ofenmodul zu einem Roboter bewegt werden, wo es ebenfalls reproduzierbar zum Roboter positioniert werden kann, so dass auch die Ausrichtung des Werkstücks im Ofen bezogen auf den Roboter bekannt ist. Es gibt somit keine Verzögerung bei der Erfassung und Aufnahme eines erwärmten Werkstücks durch einen Roboter. Zudem kann der Platzbedarf gegenüber einem Durchlaufofen verringert werden.Then, a complete furnace module can be moved to a robot, where it can also be reproducibly positioned to the robot, so that the orientation of the workpiece in the furnace relative to the robot is known. There is thus no delay in detecting and picking up a heated workpiece by a robot. In addition, the space required compared to a continuous furnace can be reduced.
Durch die Induktionseinrichtung ist eine besonders effektive Erwärmung der Werkstücke möglich. Insbesondere kann eine induktive Erwärmung im Vergleich zu elektrischen Heizaggregaten mit Heizspirale, IR-Strahlern oder auch Gasbrennern beträchtlich schneller erfolgen, so dass der Gesamtdurchsatz der Anlage insgesamt erhöht werden kann.By the induction device a particularly effective heating of the workpieces is possible. In particular, inductive heating can take place considerably faster in comparison to electrical heating units with heating coil, IR radiators or even gas burners, so that the total throughput of the system as a whole can be increased.
Dabei ist es fördertechnisch günstig, wenn mehrere Ofenmodule als Modulgruppe bewegt werden.It is favorable conveyor technology, if several furnace modules are moved as a module group.
Besonders bevorzugt werden die Ofenmodule im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule mit einem Werkstück beladen werden, und einer Übergabeposition bewegt, in welcher ein Werkstück aus den Ofenmodulen entnommen wird. Die Ofenmodule können dabei zwischen den Positionen hin und her bewegt werden, beispielsweise auf einer linearen Strecke.Particularly preferably, the furnace modules are moved alternately between a loading position in which the furnace modules are loaded with a workpiece and a transfer position in which a workpiece is removed from the furnace modules. The oven modules can be moved between the positions back and forth, for example, on a linear route.
Es ist jedoch besonders günstig, wenn die Ofenmodule auf einer umlaufenden Bahn bewegt werden. Der Begriff ”umlaufende Bahn” ist vorliegend grundsätzlich lediglich so zu verstehen, dass die Bahn geschlossen ist, bedeutet jedoch nicht, dass die Ofenmodule auch zwingend im Umlauf und/oder nur in einer Richtung auf dieser umlaufenden Bahn bewegt werden müssen.However, it is particularly advantageous if the oven modules are moved on a revolving path. In the present case, the term "circulating path" is basically only to be understood as meaning that the path is closed, but does not mean that the oven modules also have to be moved in circulation and / or only in one direction on this circulating path.
Vorzugsweise werden die Ofenmodule jedoch im Umlauf bewegt. In diesem Fall liegt ein effektiver Förderkreis vor, der einen hohen Durchsatz gewährleistet, der an den Durchsatz der Umformungseinrichtung angepasst werden kann.Preferably, however, the furnace modules are moved in circulation. In this case, there is an effective delivery circuit, which ensures a high throughput, which can be adapted to the throughput of the forming device.
Fördertechnisch ist es günstig, wenn die Ofenmodule in einer horizontalen Ebene auf einer horizontal umlaufenden Bahn bewegt werden.Conveying technology, it is advantageous if the oven modules are moved in a horizontal plane on a horizontal circumferential path.
Alternativ können die Ofenmodule in einer vertikalen Ebene auf einer vertikal umlaufenden Bahn bewegt werden.Alternatively, the oven modules may be moved in a vertical plane on a vertically circulating path.
Bei einer weiteren Alternative können die Ofenmodule auch weitgehend auf der Stelle um eine Drehachse, insbesondere um eine vertikale Drehachse, gedreht werden. Die Beladeposition und die Übergabeposition sind dann durch die Ausrichtung der Ofenmodule bezogen auf die Drehachse definiert.In a further alternative, the furnace modules can also be largely rotated on the spot about an axis of rotation, in particular about a vertical axis of rotation. The loading position and the transfer position are then defined by the orientation of the furnace modules with respect to the axis of rotation.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einer Ofeneinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
die Ofeneinrichtung mehrere gesonderte, bewegbare Ofenmodule mit einem eigenen Modulgehäuse und einer Induktionseinrichtung umfasst, wobei in jedem Ofenmodul ein einzelnes Werkstück oder eine Werkstückgruppe aus zwei oder mehr Werkstücken induktiv erwärmbar ist.The above object is achieved in a furnace device of the type mentioned in that
the furnace device comprises a plurality of separate, movable furnace modules with their own module housing and an induction device, wherein in each furnace module, a single workpiece or a workpiece group of two or more workpieces is inductively heated.
Die Vorteile entsprechen den oben zum Verfahren erläuterten Vorteilen.The advantages correspond to the advantages explained above for the method.
Folglich ist es günstig, wenn ein Fördersystem mit wenigstens einer Fördereinrichtung vorhanden ist, mit dem mehrere Ofenmodule als Modulgruppe bewegbar sind.Consequently, it is favorable if a conveyor system with at least one conveyor device is provided with which a plurality of oven modules can be moved as a module group.
Bevorzugt ist die wenigstens eine Fördereinrichtung derart eingerichtet, dass die Ofenmodule im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule mit einem Werkstück beladen werden können, und einer Übergabeposition bewegbar sind, in welcher ein Werkstück aus den Ofenmodulen entnommen werden kann.Preferably, the at least one conveying device is set up such that the furnace modules alternate between a loading position in which the furnace modules can be loaded with a workpiece, and a transfer position are movable, in which a workpiece can be removed from the furnace modules.
Vorteilhaft ist die Fördereinrichtung derart eingerichtet, dass die Ofenmodule auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind.Advantageously, the conveyor is set up such that the oven modules are movable on a revolving path.
Auch hier ist es günstig, wenn die umlaufende Bahn eine horizontal umlaufende Bahn in einer horizontalen Ebene ist.Again, it is advantageous if the circulating track is a horizontal circumferential path in a horizontal plane.
Alternativ kann die umlaufende Bahn eine vertikal umlaufende Bahn in einer vertikalen Eben sein.Alternatively, the orbiting track may be a vertically revolving track in a vertical plane.
Eine andere Bewegungsart wird eröffnet, wenn die Fördereinrichtung eine Dreheinrichtung umfasst, mit welcher die Ofenmodule weitgehend auf der Stelle um eine Drehachse, insbesondere um eine vertikale Drehachse, drehbar sind.Another type of movement is opened when the conveyor comprises a rotating device, with which the oven modules are largely on the spot about a rotation axis, in particular about a vertical axis of rotation, rotatable.
Der Durchsatz kann effektiv erhöht werden, wenn die Fördereinrichtung wenigstens zwei Etagen umfasst, in denen Ofenmodule bewegt werden.The throughput can be effectively increased if the conveyor comprises at least two floors in which oven modules are moved.
Um dann jede Etage individuell nutzen zu können ist es günstig, wenn für wenigstens zwei Etagen jeweils ein eigener Umlauf-Horizontalförderer vorhanden ist.In order to be able to use each floor individually, it is favorable if for each at least two floors in each case a separate circulating horizontal conveyor is available.
Alternativ oder ergänzend kann der Durchsatz erhöht werden, indem wenigstens zwei Ofeneinheiten vorhanden sind, welche jeweils eine Fördereinrichtung und eine zugehörige Modulgruppe umfassen. In diesem Fall werden zwei solche Ofeneinheiten parallel betrieben.Alternatively or additionally, the throughput can be increased by having at least two furnace units, each comprising a conveyor and an associated module group. In this case, two such furnace units are operated in parallel.
Bei einer Anlage der eingangs genannten Art wird die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ofeneinrichtung eine Ofeneinrichtung mit einigen oder allen der oben zur Ofeneinrichtung genannten Merkmale ist.In a plant of the type mentioned above, the above-mentioned object is achieved in that the furnace device is a furnace device with some or all of the above mentioned furnace device features.
Die Vorteile entsprechen den oben genannten Vorteilen sinngemäß.The advantages correspond to the above-mentioned advantages mutatis mutandis.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens zwei Umformeinrichtungen vorhanden sind, denen Werkstücke über eine gemeinsame Ofeneinheit oder mehrere Ofeneinheiten zuführbar sind, wobei eine Ofeneinheit jeweils eine Fördereinrichtung und eine zugehörige Modulgruppe umfasst.In addition, it may be advantageous if at least two forming devices are present, to which workpieces can be supplied via a common furnace unit or a plurality of furnace units, wherein a furnace unit in each case comprises a conveying device and an associated module group.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. In these show:
1 eine Seitenansicht einer Anlage zum Formhärten von Werkstücken mit einer Ofeneinrichtung, die für ein jeweiliges Werkstück ein gesondertes, bewegbares Ofenmodul umfasst, wobei eine Ofeneinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus zwei Ofenmodulen und einen Drehtisch umfasst, auf dem die Ofenmodule in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind; 1 a side view of a system for work-hardening of workpieces with a furnace device comprising a separate movable furnace module for a respective workpiece, wherein a furnace unit according to a first embodiment comprises a module group of two furnace modules and a turntable on which the furnace modules in a common horizontal plane are arranged;
2 eine Ansicht von oben auf die Anlage von 1; 2 a view from above on the plant of 1 ;
3 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit mehreren Ofeneinheiten gemäß den 1 und 2; 3 a view from above of a modified plant with several furnace units according to the 1 and 2 ;
4 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung mit einer Ofeneinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, die eine Modulgruppe aus zwei Ofenmodulen und eine Drehsäule umfasst, bei der die Ofenmodule vertikal übereinander angeordnet sind; 4 a side view of a system with a furnace device with a furnace unit according to a second embodiment, comprising a module group of two furnace modules and a rotary column in which the furnace modules are arranged vertically one above the other;
5 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach 4, wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; 5 a view from the top of the plant 4 where there are two oven units;
6 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe mit mehreren Ofenmodulen umfasst, die in einer horizontalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind; 6 a top view of a system with a furnace device in which a furnace unit according to a third embodiment comprises a module group with a plurality of furnace modules, which are movable in a horizontal plane on a revolving path;
7 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit einer Ofeneinheit nach 6 und einer Ofeneinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, deren Ofenmodule auf einer längeren horizontalen Umlaufbahn umlaufen; 7 a top view of a modified plant with a furnace unit according to 6 and a furnace unit according to a fourth embodiment, the furnace modules circulating on a longer horizontal orbit;
8 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehreren vertikal übereinander angeordneten Ofenmodulen umfasst, die auf einer linearen vertikalen Bahn verfahrbar ist; 8th a side view of a system with a furnace device in which a furnace unit according to a fifth embodiment comprises a module group of a plurality of vertically stacked furnace modules, which is movable on a linear vertical path;
9 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehrere Ofenmodulen umfasst, die in einer vertikalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind; 9 a side view of a system with a furnace device, in which a furnace unit according to a sixth embodiment comprises a module group of a plurality of furnace modules, which are movable in a vertical plane on a revolving path;
10 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach 9 wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; 10 a view from the top of the plant 9 wherein two furnace units are present;
11 eine Seitenansicht einer abgewandelten Anlage, die der Anlage nach den 9 und 10 entspricht und bei der die umlaufende Bahn als siebtes Ausführungsbeispiels eine Kreisbahn ist; 11 a side view of a modified plant, the plant after the 9 and 10 corresponds and in which the circumferential path as a seventh embodiment is a circular path;
12 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach 11, wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; 12 a view from the top of the plant 11 where there are two oven units;
13 eine Seitenansicht einer abgewandelten Anlage, die der Anlage nach den 11 und 12 entspricht und bei der die Ofeneinheiten als achtes Ausführungsbeispiel eine Frontabdeckung aufweisen; 13 a side view of a modified plant, the plant after the 11 and 12 corresponds and in which the furnace units as eighth embodiment have a front cover;
14 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach 13; 14 a view from the top of the plant 13 ;
15 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit einer Ofeneinheit nach den 11 und 12, wobei zwei Umformungseinrichtungen vorhanden sind; 15 a view from above of a modified plant with a furnace unit after the 11 and 12 wherein there are two forming devices;
16 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehrere Ofenmodulen umfasst, die auf einer linearen horizontalen Bahn bewegbar sind; 16 a top view of a system with a furnace device in which a furnace unit according to a ninth embodiment comprises a module group of a plurality of furnace modules, which are movable on a linear horizontal path;
17 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe mit mehreren Ofenmodulen umfasst, die in einer horizontalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind, wobei auf der Bahn eine Beladelücke verbleibt. 17 a view from above of a system with a furnace device in which a furnace unit according to a tenth embodiment comprises a module group with a plurality of furnace modules which are movable in a horizontal plane on a revolving path, wherein on the web a Beladelücke remains.
In den Figuren ist mit 2 insgesamt eine Anlage zum Formhärten bezeichnet, in welcher Werkstücke 4 in Bauteile 6 umgeformt werden. Bei den Werkstücken 4 handelt es sich beispielsweise um Werkstücke aus Stahlblech, wie es eingangs erläutert wurde.In the figures is with 2 a total called a system for form hardening, in which workpieces 4 in components 6 be transformed. For the workpieces 4 These are, for example, workpieces made of sheet steel, as explained above.
Die Anlage 2 umfasst eine Ofeneinrichtung 8, in welcher die Werkstücke auf eine Umformtemperatur erwärmt werden. Wenn ein Werkstück 4 seine Umformtemperatur erreicht hat, wird es mit Hilfe einer Übergabeeinrichtung 10 aus der Ofeneinrichtung 8 entnommen und an eine Umformeinrichtung 12 übergeben. Diese umfasst in an und für sich bekannter Weise ein gekühltes Presswerkzeug 14, mit dem das Werkstück 4 in einem Umformprozess in das Bauteil 6 umgeformt und abgeschreckt wird. Nach einer vorgegebenen Verweilzeit in dem Presswerkzeug 14, in welcher das nun erzeugte Bauteil 6 auf eine Endtemperatur abkühlt, wird das Bauteil 6 freigegeben und mit Hilfe einer Entnahmeeinrichtung 16 aus der Umformeinrichtung 12 entnommen und sodann seiner weiteren Bestimmung, wie beispielsweise einer mechanischen Nachbearbeitung, zugeführt.The attachment 2 includes a furnace device 8th , in which the workpieces are heated to a forming temperature. If a workpiece 4 has reached its forming temperature, it is using a transfer device 10 from the oven device 8th taken and to a forming device 12 to hand over. This comprises, in a manner known per se, a cooled pressing tool 14 with which the workpiece 4 in a forming process in the component 6 transformed and quenched. After a predetermined residence time in the pressing tool 14 , in which the now produced component 6 Cools to a final temperature, the component is 6 released and with the help of a withdrawal device 16 from the forming device 12 taken and then its further determination, such as a mechanical post-processing supplied.
Sowohl als Übergabeeinrichtung 10 als auch als Entnahmeeinrichtung 16 können mehrachsige Gelenkroboter 18 eingesetzt werden, wie sie an und für sich zum Handhaben von Werkstücken bekannt sind; vorliegend sind daher ein Übergaberoboter 18a und ein Entnahmeroboter 18b vorhanden.Both as a transfer device 10 as well as a withdrawal facility 16 can multi-axis articulated robots 18 be used, as they are known per se for handling workpieces; In the present case, therefore, a transfer robot 18a and a picking robot 18b available.
Wie in den Figuren zu erkennen ist, umfasst die Ofeneinrichtung 8 mehrere gesonderte Ofenmodule 20 mit jeweils einem eigenen Modulgehäuse 22, welches einen Ofenraum 24 begrenzt. Gegebenenfalls werden nachfolgend verschiedene Ofenmodule auch mit 20a, 20b usw. bezeichnet. In den Figuren sind nicht immer alle Ofenmodule 20 mit Bezugszeichen versehen.As can be seen in the figures, the oven device comprises 8th several separate oven modules 20 each with its own module housing 22 which has a stove room 24 limited. Optionally, various furnace modules are also included below 20a . 20b etc. referred to. In the figures are not always all furnace modules 20 provided with reference numerals.
Der Ofenraum 24 ist über eine Öffnung 26 im Modulgehäuse 22 von außen zugänglich, die über einer Modultür 28 freigegeben oder verschlossen werden kann. Im Ofenraum 24 befindet sich ein Werkstückträger 30, welcher ein einzelnes Werkstück 4 oder eine Werkstückgruppe aus zwei oder mehreren Werkstücken 4 beim Erwärmen lagert. Der Werkstückträger 30 stellt die einwandfreie Positionierung des oder der Werkstücke 4 bezogen auf das Ofenmodul 20 sicher. Der Werkstückträger 30 kann insbesondere aus reaktionsgebundenem siliciuminfiltriertem Siliciumcarbid SiSiC gefertigt sein.The oven room 24 is over an opening 26 in the module housing 22 accessible from the outside, over a module door 28 can be released or closed. In the oven room 24 there is a workpiece carrier 30 which is a single workpiece 4 or a group of workpieces consisting of two or more workpieces 4 stored during heating. The workpiece carrier 30 represents the perfect positioning of the workpiece (s) 4 based on the furnace module 20 for sure. The workpiece carrier 30 may in particular be made of reaction-bonded silicon-infiltrated silicon carbide SiSiC.
In allen Figuren sind Ofenmodule 20 veranschaulicht, in denen jeweils nur ein einzelnes Werkstück 4 erwärmbar ist. Dies spiegelt grundsätzlich den Idealfall wieder, lässt sich jedoch unter Berücksichtigung des dafür erforderlichen Raumbedarfs und der Durchsatzrate der Anlage 2 nicht immer verwirklichen.In all figures are oven modules 20 illustrates, in each of which only a single workpiece 4 is heated. This basically reflects the ideal case, but can be done taking into account the required space requirements and the throughput rate of the system 2 not always realize.
Wenn daher eine Werkstückgruppe aus zwei oder mehreren Werkstücken 4 in einem Ofenmodul 20 erwärmt werden sollen, baut das Modulgehäuse 22 jeweils entsprechend höher und der Werkstückträger 30 gibt mehrere Trägeretagen vor. In diesem Fall kann das Modulgehäuse 22 auf Höhe jeder dieser Trägeretagen eine jeweilige Öffnung 26 aufweisen und für jede dieser Öffnungen 26 eine Modultür 28 umfassen.Therefore, if a group of workpieces consists of two or more workpieces 4 in a furnace module 20 to be heated, builds the module housing 22 each correspondingly higher and the workpiece carrier 30 specifies several carrier days. In this case, the module housing 22 at the height of each of these carrier floors a respective opening 26 and for each of these openings 26 a module door 28 include.
Die Ofenmodule 20 einer Anlage 2 müssen nicht baugleich sein. Es können auch verschiedene Ofenmodule 20 vorhanden sein, deren Abmessungen, insbesondere das Volumen des Ofenraums 24 und der Querschnitt der Öffnung oder Öffnungen 26, jeweils an verschiedene Arten von Werkstücken 4 oder an eine unterschiedliche Anzahl von unterzubringenden Werkstücken 4 angepasst sind.The oven modules 20 a plant 2 do not have to be identical. There are also different oven modules 20 be present, their dimensions, in particular the volume of the furnace chamber 24 and the cross section of the opening or openings 26 , in each case to different types of workpieces 4 or to a different number of workpieces to be accommodated 4 are adjusted.
Jedes Ofenmodul 20 arbeitet autark und führt hierfür zumindest eine eigene Heizeinrichtung 32 mit sich. Vorliegend ist die Heizeinrichtung 32 eine Induktionseinrichtung 34 mit einem Induktor 36, mittels welcher das oder die Werkstücke 4 induktiv erwärmt werden. Für eine effektive induktive Erwärmung ist der Induktor 36 an die Geometrie und die Abmessung der Werkstücke 4 angepasst. Insbesondere wenn das Werkstück 4 als Platine vorliegt, kann das Werkstück auch zwischen zwei hier nicht eigens gezeigte Kontaktplatten der Induktionseinrichtung 34 aufgenommen sein, die ihrerseits durch den Induktor 36 aufgeheizt werden und die Wärme an das Werkstück 4 abgeben, wie es in dem Artikel von Vasily Ploshikhin, ”Maßgeschneiderte Leichtbaukomponenten aus Stahl”, VDI-Z 155 (2013), Nr. 3, S. 18ff , erläutert ist. Each oven module 20 works independently and leads for this at least one own heating device 32 with himself. Present is the heater 32 an induction device 34 with an inductor 36 , by means of which the one or more workpieces 4 be heated inductively. For effective inductive heating is the inductor 36 on the geometry and dimension of the workpieces 4 customized. Especially if the workpiece 4 is present as a board, the workpiece between two contact plates of the induction device not shown here specifically 34 be taken in turn by the inductor 36 be heated and the heat to the workpiece 4 as stated in the article of Vasily Ploshikhin, "Made to Order Lightweight Steel Components", VDI-Z 155 (2013), No. 3, p. 18ff , is explained.
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann in dem Ofenraum 24 eines Ofenmoduls 20 noch zusätzlich eine Muffel angeordnet sein, welche den Werkstückträger 30 dicht umschließt. Die Muffel kann für eine gleichmäßige Temperaturverteilung sorgen und den Ofenraum 24 und dort besonderes Komponenten der Heizeinrichtung 32 vor Verunreinigungen wie Zunder oder Beschichtungsbestandteilen schützen, die im Ofenmodul 20 von den Werkstücken 4 herabfallen können. Ein Schutz von Heizkomponenten kann ohne Muffel über eine Kapselung der fraglichen Bauteile erfolgen; mit einer Muffel ist dies nicht nötig, wodurch dieser bauliche Aufwand entfallen kann und Kosten gegebenenfalls gesenkt werden können.In a modification not specifically shown, in the furnace room 24 a furnace module 20 additionally be arranged a muffle, which the workpiece carrier 30 tightly encloses. The muffle can provide a uniform temperature distribution and the oven space 24 and there special components of the heater 32 protect from contaminants such as scale or coating components in the oven module 20 from the workpieces 4 can fall down. A protection of heating components can be done without muffle on an encapsulation of the components in question; with a muffle this is not necessary, so that this structural complexity can be omitted and costs can be reduced if necessary.
Wenn eine Schutzgasatmosphäre benötigt wird, wird der Schutzgasverbrauch verringert, da die Muffel ein kleineres Volumen hat als der Ofenraum 24. Auch müssen die Ofenwände nicht in dem Maße wie sonst üblich von Sauerstoff und Wasser befreit werden.If a protective gas atmosphere is required, the shielding gas consumption is reduced because the muffle has a smaller volume than the furnace chamber 24 , Also, the furnace walls do not need to be freed of oxygen and water as usual.
Jedes Ofenmodul 20 wird über ein Leitungsbündel 38 mit zum Betrieb notwendigen elektrischen oder fluiden Betriebsmitteln versorgt. Hierzu zählt insbesondere die Energieversorgung der Heizeinrichtung 32, wozu das Leitungsbündel entsprechend zumindest eine elektrische Leitung umfasst. In besonderen Fällen kann in den Ofenmodulen 20 eine eigene Ofenatmosphäre erzeugt werden, in welcher die Werkstücke 4 erwärmt werden und welche anders als die Umgebungsatmosphäre ist. In diesem Fall umfasst das Leitungsbündel auch Fluidleitungen, über welche ein Atmosphärengas in den Ofenraum 24 eingeblasen oder die Ofenatmosphäre abgesaugt werden kann. Die einzelnen Leitungen des Leitungsbündels 38 führen zu den einzelnen Versorgungsquellen oder Förderkomponenten, die hier nicht eigens gezeigt sind.Each oven module 20 is about a trunk group 38 supplied with necessary for operation electrical or fluid equipment. This includes in particular the energy supply of the heater 32 for which the line bundle accordingly comprises at least one electrical line. In special cases, in the oven modules 20 a separate furnace atmosphere can be generated, in which the workpieces 4 are heated and which is different than the ambient atmosphere. In this case, the cable bundle also includes fluid lines, via which an atmosphere gas into the furnace chamber 24 blown or the furnace atmosphere can be sucked off. The individual lines of the trunk group 38 lead to the individual supply sources or delivery components, which are not shown here.
Eine schematisch und nur in 1 angedeutete Prozesssteuerung 40 überwacht den einwandfreien Betrieb und die Parameter der einzelnen Ofenmodule 20. Jedes Ofenmodul 20 ist zu diesem Zweck mit entsprechenden Sensoren bestückt, welche die Betriebsparameter des Ofenmoduls 20 überwachen und entsprechende Ausgangssignale an die Prozesssteuerung 40 senden. Das Leitungsbündel 38 umfasst hierzu neben den erwähnten Versorgungsleitungen entsprechende Datenleitungen.A schematic and only in 1 indicated process control 40 monitors the correct operation and the parameters of the individual oven modules 20 , Each oven module 20 is equipped for this purpose with appropriate sensors which the operating parameters of the oven module 20 monitor and corresponding output signals to the process control 40 send. The trunk group 38 includes for this purpose in addition to the mentioned supply lines corresponding data lines.
Wenn bei einem bestimmten Ofenmodul 20 eine Störung auftritt, beispielsweise wenn die Heizeinrichtung 32 eines bestimmten Ofenmoduls 20 ausfällt, kann dieses Ofenmodul 20 selektiv erkannt werden. Das defekte Ofenmodul 20 kann dann aus dem Arbeitsprozess ausgegliedert und separat gewartet werden, ohne dass dies den sonstigen Ablauf des Umformungsprozesses merklich beeinflusst oder gar vorübergehend zu einem Stillstand des Ablaufs führt.If at a certain furnace module 20 a fault occurs, for example, when the heater 32 a particular oven module 20 fails, this furnace module 20 be selectively recognized. The defective oven module 20 can then be separated from the work process and maintained separately, without this affecting the other flow of the forming process noticeably or even temporarily leads to a standstill of the process.
Durch die einzelnen Ofenmodule 20 kann von jedem Werkstück 4 ein individueller Erwärmvorgang durchlaufen werden, der für jedes Werkstück 4 separat über die Prozesssteuerung 40 gesteuert werden kann.Through the individual oven modules 20 can from any workpiece 4 undergo an individual heating process, which for each workpiece 4 separately via the process control 40 can be controlled.
Von den Bezugszeichen 22 bis 38 sind lediglich in 1 alle gezeigt. In den übrigen Figuren sind die zugehörigen Komponenten der Übersicht halber nur dann mit Bezugzeichen versehen, wenn es im Zusammenhang mit der Beschreibung sinnvoll erscheint.From the reference numerals 22 to 38 are only in 1 all shown. In the remaining figures, the associated components are provided for clarity only with reference numerals if it appears useful in connection with the description.
Die Ofenmodule 20 werden mit Hilfe eines Fördersystems 42 an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt. Das Fördersystem 42 umfasst ein oder mehrere Fördereinrichtungen 44, von denen jede jeweils mehrere Ofenmodule 20 als Modulgruppe 46 bewegen kann. Eine Fördereinrichtung 44 und die zugehörige Modulgruppe 46 bilden wiederum eine Ofeneinheit 48 der Ofeneinrichtung 8. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Ofeneinheiten 48 sind in den Figuren mit 48.1, 48.2, 48.3 usw. bezeichnet.The oven modules 20 be using a support system 42 at the transfer robot 18a past. The conveyor system 42 includes one or more conveyors 44 each of which has several oven modules 20 as a module group 46 can move. A conveyor 44 and the associated module group 46 in turn form a furnace unit 48 the furnace device 8th , Various embodiments of the oven units 48 are in the figures with 48.1 . 48.2 . 48.3 etc. referred to.
Allgemein ausgedrückt ist die Fördereinrichtung 44 wie eingangs erwähnt derart eingerichtet, dass die Ofenmodule 20 im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule 20 mit einem Werkstück 4 beladen werden können, und einer Übergabeposition bewegt werden können, in welcher ein Werkstück 4 aus den Ofenmodulen 20 entnommen werden kann. Das Beladen kann manuell durch einen Werker oder automatisiert erfolgen; eine Beladeeinrichtung, mit welcher ein Werkstück 4 in ein Ofenmodul 20 bewegt werden kann, ist in den Figuren nicht eigens gezeigt.Generally speaking, the conveyor 44 as mentioned above, set up so that the furnace modules 20 alternating between a loading position in which the oven modules 20 with a workpiece 4 can be loaded, and a transfer position can be moved, in which a workpiece 4 from the oven modules 20 can be removed. The loading can be done manually by a worker or automated; a loading device with which a workpiece 4 in a furnace module 20 can be moved, is not shown in the figures specifically.
Das Fördersystem 42 und die jeweiligen Fördereinrichtungen 44 sind in den Figuren nur stark schematisch veranschaulicht; Antriebs- oder Führungskomponenten oder Einrichtungen zur Energieversorgung der Fördereinrichtungen 44 sind nicht gezeigt. Der Antrieb der Ofenmodule 20 kann beispielsweise durch Ketten- oder Seilzüge erfolgen. Gegebenenfall kommt auch eine Rollenbahn in Frage, auf deren Rollen die Ofenmodule 20 abgesetzt werden, wobei die Ofenmodule 20 gegebenenfalls seitlich geführt werden, um eine Lageveränderung während des Transports zu verhindern. Auch ein jeweils von einem Ofenmodul 20 mitgeführter Antrieb kommt in Betracht, so dass die Ofenmodule 20 selbst fahrend mit einem entsprechenden Fahrwerk ausgebildet sein können.The conveyor system 42 and the respective conveyors 44 are only very schematically illustrated in the figures; Drive or guide components or devices for Energy supply of the conveyors 44 are not shown. The drive of the oven modules 20 can be done for example by chain or cables. If necessary, a roller conveyor is also suitable, on the rollers of which the oven modules 20 be discontinued, the furnace modules 20 optionally guided laterally to prevent a change in position during transport. Also one each from a furnace module 20 entrained drive comes into consideration, so that the oven modules 20 even driving with a corresponding chassis can be designed.
Wenn bei den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen mehrere baugleiche Ofeneinheiten 48 vorhanden sind, sind diese mit 48a, 48b usw. gekennzeichnet. Jede Ofeneinheit 48 definiert dabei eine jeweils eigene Übergabeposition und Beladeposition für die Ofenmodule 20 dieser Ofeneinheit, wobei eine Ofeneinheit 48 auch für verschiedene Ofenmodule 20 ihrer Modulgruppe 46 verschiedene Übergabepositionen und Beladepositionen vorgeben kann. Dies ist beispielsweise beim weiter unten erläuterten Ausführungsbeispiel nach 4 der Fall.If in the embodiments described below, several identical furnace units 48 are present, these are with 48a . 48b etc. marked. Each oven unit 48 defines a respective own transfer position and loading position for the furnace modules 20 this oven unit, wherein a furnace unit 48 also for different oven modules 20 their module group 46 specify different transfer positions and loading positions. This is for example in the embodiment explained below 4 the case.
Im Grundprinzip arbeitet die Anlage 2 derart, dass ein Ofenmodul 20 in der Beladeposition mit einem Werkstück 4 beschickt wird, während der Übergaberoboter 18a ein auf seine Umformtemperatur erwärmtes Werkstück 4 aus einem Ofenmodul 20 in der Übergabeposition entnimmt.The system works in the basic principle 2 such that a furnace module 20 in the loading position with a workpiece 4 is charged while the transfer robot 18a a heated to its forming temperature workpiece 4 from a furnace module 20 in the transfer position takes.
Während sich das frisch beschickte Ofenmodul 20 in Richtung auf die Übergabeposition bewegt, wird das darin befindliche Werkstück 4 auf seine Umformtemperatur erwärmt.While the freshly loaded oven module 20 moved in the direction of the transfer position, the workpiece therein 4 heated to its forming temperature.
Bei einer Abwandlung kann der Übergaberoboter 18a zugleich als Beladeeinrichtung arbeiten und aus einem Werkstückdepot Werkstücke 4 in Ofenmodule 20 einbringen. In diesem Fall können die Beladeposition und die Übergabeposition auch identisch sein; der Roboter entnimmt dann zunächst ein erwärmtes Werkstück 4 aus einem Ofenmodul 20, übergibt dieses Werkstück 4 an die Umformeinrichtung 12, entnimmt ein frisches Werkstück 4 aus einem Werkstückdepot und führt dieses in das nun leere Ofenmodul 20 ein.In a modification of the transfer robot 18a at the same time work as a loading device and from a workpiece depot workpieces 4 in oven modules 20 contribute. In this case, the loading position and the transfer position can also be identical; The robot then first removes a heated workpiece 4 from a furnace module 20 , hands over this workpiece 4 to the forming device 12 takes a fresh workpiece 4 from a workpiece depot and leads this into the now empty furnace module 20 one.
Die Modultür 28 eines Ofenmoduls 20 kann motorisch betrieben und über einen Steuerbefehl geöffnet werden, wenn das Ofenmodul 20 seine Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a erreicht. Wenn das Werkstück 4 entnommen worden ist, wird die Modultür 28 wieder geschlossen. Auf mechanischem Wege kann die Modultür 28 beispielsweise über eine Kulisse betätigt werden, bei der ein stationäres Stellglied an der Übergabeposition ein Öffnen der Modultür 28 bewirkt, wenn das Ofenmodul 20 in seine Übergabeposition gelangt. Wenn das Ofenmodul 20 wieder von der Übergabeposition weg bewegt wird, wird die Modultür 28 wieder von dem Stellglied getrennt und verschließt die Öffnung 26.The module door 28 a furnace module 20 can be operated by a motor and opened with a control command if the oven module 20 his transfer position in front of the transfer robot 18a reached. If the workpiece 4 has been removed, the module door 28 closed again. Mechanically, the module door can 28 For example, be operated via a backdrop, in which a stationary actuator at the transfer position opening the module door 28 causes when the oven module 20 gets into its transfer position. If the oven module 20 is moved back from the transfer position, the module door 28 again separated from the actuator and closes the opening 26 ,
In den 1 und 2 ist nun bei einer Anlage 2 eine Ofeneinrichtung 8 mit einer Ofeneinheit 48.1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Dort ist die Fördereinrichtung 44 der Ofeneinheit 48.1 ein Drehtisch 50 mit einem Drehteller 52, welcher motorisch um eine vertikale Drehachse verdrehbar ist. Der Drehteller 52 trägt zwei Ofenmodule 20a, 20b, deren Modultüren 28, und damit auch deren Öffnungen 26, nach radial außen weisen. Die Modulgruppe 46 umfasst dort folglich zwei Ofenmodule 20; es können jedoch auch mehr als zwei Ofenmodule 20 auf dem Drehteller 52 positioniert sein. Die Bewegung der Ofenmodule 20 erfolgt somit in einer horizontalen Ebene auf einer horizontal umlaufenden Bahn, die auf Grund des Drehtisches 50 eine Kreisbahn ist.In the 1 and 2 is now at a plant 2 a furnace device 8th with a furnace unit 48.1 shown according to a first embodiment. There is the conveyor 44 the oven unit 48.1 a turntable 50 with a turntable 52 , which is rotatable by a motor about a vertical axis of rotation. The turntable 52 carries two oven modules 20a . 20b , whose module doors 28 , and thus their openings 26 , facing radially outward. The module group 46 therefore includes two furnace modules there 20 ; however, there may be more than two oven modules 20 on the turntable 52 be positioned. The movement of the oven modules 20 thus takes place in a horizontal plane on a horizontally circulating path, due to the turntable 50 a circular path is.
Das Leitungsbündel 38 jedes Ofenmoduls 20 wird in an und für sich bekannter Weise durch Drehdurchführungen durch die Drehplatte 52 geleitet. Die Energieversorgung und Datenübertragung kann auch über Schleifkontakte erfolgen.The trunk group 38 every oven module 20 is in a manner known per se by rotary feedthroughs through the rotary plate 52 directed. The power supply and data transmission can also be done via sliding contacts.
Das Ofenmodul 20a nimmt seine Übergabestellung ein, während das gegenüberliegende Ofenmodul 20b sich in der Beladeposition befindet. Während ein Werkstück 4 in dieses Ofenmodul 20b eingebracht wird, kann ein bereits erwärmtes Werkstück 4 aus dem Ofenmodul 20a entnommen und an die Umformeinrichtung 12 übergeben werden. Dann wird der Drehtisch 50 gedreht und das Ofenmodul 20b in die Übergabeposition und das Ofenmodul 20a in die Beladeposition bewegt. Die Drehzeit berücksichtigt dabei die für die Erwärmung des Werkstücks 4 benötigte Zeit.The oven module 20a takes his transfer position, while the opposite furnace module 20b is in the loading position. While a workpiece 4 in this oven module 20b is introduced, an already heated workpiece 4 from the oven module 20a removed and to the forming device 12 be handed over. Then the turntable 50 turned and the oven module 20b in the transfer position and the oven module 20a moved to the loading position. The turning time takes into account that for the heating of the workpiece 4 needed time.
3 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 mehrere, im konkreten Fall vier, Ofeneinheiten 48a.1, 48b.1, 48c.1 und 48d.1 mit Drehtisch 50 umfasst, die kreisförmig um den Übergaberoboter 18a herum angeordnet sind. Die Übergabepositionen bei den einzelnen Ofeneinheiten 48.1 sind dabei so gewählt, dass der Zeitraum, der für die Bewegung eines Werkstücks 4 durch den Übergaberoboter 18a von einem Ofenmodul 20 in das Presswerkzeug 14 der Umformeinrichtung 12 hinein benötigt wird, stets weitgehend gleich ist, unabhängig davon, aus welcher Ofeneinheit 48.1 das Werkstück 4 entnommen wurde. 3 shows a plant 2 in which the furnace device 8th several, in the specific case four, oven units 48a.1 . 48b.1 . 48c.1 and 48d.1 with turntable 50 includes the circular around the transfer robot 18a are arranged around. The transfer positions at the individual oven units 48.1 are chosen so that the period of time for the movement of a workpiece 4 through the transfer robot 18a from a furnace module 20 in the pressing tool 14 the forming device 12 is needed, is always largely the same, regardless of which furnace unit 48.1 the workpiece 4 was removed.
So verweilen alle erwärmten Werkstücke 4 über die gleiche Dauer in der Umgebungsatmosphäre und es ist gewährleistet, dass alle nach der Umformung erhaltenen Bauteile 6 die gleiche Qualität haben, unabhängig davon, von welcher Ofeneinheit 48.1 sie stammen.This is how all the heated workpieces linger 4 for the same duration in the ambient atmosphere and it is ensured that all components obtained after forming 6 the same quality, regardless of which furnace unit 48.1 They come from.
Wenn sich die Bewegungswege für verschiedene Werkstücke 4, die von unterschiedlichen Übergabepositionen stammen, zu der Umformeinrichtung 12 beträchtlich unterscheiden, kann dies durch die Prozesssteuerung 40 ausgeglichen werden, welche auch mit dem Übergaberoboter 18a kommuniziert. Dieser wird dann für jede Übergabeposition mit verschiedenen Bewegungsmustern programmiert, deren Dauer bis zur Ablage des Werkstücks 4 im Presswerkzeug 14 jedoch gleich lang ist. Dies gilt grundsätzlich für eine Anlage 2 zum Formhärten von Werkstücken und somit auch für alle hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen. When the movement paths for different workpieces 4 , which come from different transfer positions, to the forming device 12 can differ considerably, this can be done through process control 40 be compensated, which also with the transfer robot 18a communicated. This is then programmed for each transfer position with different movement patterns, the duration of which until the workpiece is deposited 4 in the pressing tool 14 however, it is the same length. This basically applies to a system 2 for the form hardening of workpieces and thus also for all embodiments and modifications described here.
In 4 ist bei einer Anlage 2 eine Ofeneinrichtung 8 mit einer Ofeneinheit 48.2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diese umfasst als Fördereinrichtung 44 eine Dreheinrichtung, die hier in Form einer Drehsäule 54 mit zwei Etagen 56a, 56b ausgebildet ist. Dabei werden die Ofenmodule 20 weitgehend auf der Stelle um eine vertikale Drehachse gedreht.In 4 is at a plant 2 a furnace device 8th with a furnace unit 48.2 shown according to a second embodiment. This includes as a conveyor 44 a rotating device, here in the form of a rotary column 54 with two floors 56a . 56b is trained. This will be the furnace modules 20 largely rotated on the spot about a vertical axis of rotation.
Auf jeder Etage 56a, 56b ist jeweils ein Ofenmodul 20a bzw. 20b angeordnet, wobei deren Modultüren 28 in entgegengesetzte Richtungen weisen und das untere Ofenmodul 20a in der Etage 56a seine Übergabe- und das obere Ofenmodul 20b in der Etage 56b seine Beladeposition einnimmt. Allgemein weisen in der jeweiligen Beladeposition der Ofenmodule 20 deren Modultüren 28 von dem Übergaberoboter 18a weg, wogegen sie diesem in der jeweiligen Übergabeposition zugewandt sind.On each floor 56a . 56b is in each case a furnace module 20a respectively. 20b arranged, with their module doors 28 pointing in opposite directions and the lower furnace module 20a in the floor 56a its transfer and the upper furnace module 20b in the floor 56b takes up its loading position. Generally have in the respective loading position of the furnace modules 20 their module doors 28 from the transfer robot 18a away, whereas they are facing this in the respective transfer position.
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können in jeder Etage 56a und 56b auch mehrere Ofenmodule 20 angeordnet sein, die jeweils eine Modulgruppe 46 bilden. Dann sind die Ofenmodule 20 wieder so ausgerichtet, dass deren Modultüren 28 nach radial außen weisen. Dann ist die Bewegung der Ofenmodule 20 einer Modulgruppe 46 wieder eine Bewegung auf einer horizontal umlaufenden Bahn.In a not specifically shown modification can in each floor 56a and 56b also several oven modules 20 be arranged, each having a module group 46 form. Then the oven modules 20 again aligned so that their module doors 28 pointing radially outward. Then the movement of the oven modules 20 a module group 46 again a movement on a horizontally circulating track.
Die Höhenniveaus der Etagen 56a und 56b sind so abgestimmt, dass der Bewegungsweg, den ein Werkstück 4 aus dem unteren Ofenmodul 20a und dem oberen Ofenmodul 20b hin zu der Umformeinrichtung 12 zurücklegt, im Idealfall spiegelsymmetrisch zu eine horizontalen Ebene ist, die auf Höhe der Position liegt, in der sich das Werkstück 4 beim Umformen in dem Presswerkzeug 14 befindet. So ist auf einfache Weise gewährleistet, dass die Werkstücke 4 die gleiche Verweildauer in der Umgebungsatmosphäre haben, unabhängig von der Etage 56a oder 56b der Ofeneinheit 48.2, aus der sie entnommen werden.The height levels of the floors 56a and 56b are tuned so that the path of movement that a workpiece 4 from the lower oven module 20a and the upper furnace module 20b towards the forming device 12 ideally, is mirror-symmetrical to a horizontal plane that is at the level of the position in which the workpiece 4 during forming in the pressing tool 14 located. This ensures in a simple way that the workpieces 4 have the same residence time in the ambient atmosphere, regardless of the floor 56a or 56b the oven unit 48.2 from which they are taken.
Wie in 4 zu erkennen ist, umfasst die Drehsäule 54 für jede Etage 56a, 56a eine Auflageplatte 58, auf welcher das jeweilige Ofenmodul 20a bzw. 20b ruht. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann auch auf solche Auflageplatten 58 verzichtet und zwei Ofenmodule 20 unmittelbar aufeinander gestellt und aneinander befestigt sein.As in 4 can be seen, includes the rotary column 54 for every floor 56a . 56a a platen 58 on which the respective furnace module 20a respectively. 20b rests. In a not specifically shown modification can also on such support plates 58 dispensed and two oven modules 20 be placed directly on each other and attached to each other.
5 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 mehrere, im konkreten Fall zwei, Ofeneinheiten 48a.2 und 48b.2 mit Drehsäule 54 umfasst. Diese sind bezogen auf den Übergaberoboter 18a nun derart angeordnet, dass der Zeitraum, der für die Bewegung eines Werkstücks 4 durch den Übergaberoboter 18a von einem Ofenmodul 20 in das Presswerkzeug 14 der Umformeinrichtung 12 hinein benötigt wird, stets der gleiche ist, unabhängig davon, aus welcher Drehsäule 54 und welcher deren Etagen 56a, 56b das Werkstück 4 entnommen wurde. 5 shows a plant 2 in which the furnace device 8th several, in the concrete case two, oven units 48a.2 and 48b.2 with rotating column 54 includes. These are related to the transfer robot 18a now arranged such that the period of time required for the movement of a workpiece 4 through the transfer robot 18a from a furnace module 20 in the pressing tool 14 the forming device 12 is needed, is always the same, regardless of which rotary column 54 and which floors 56a . 56b the workpiece 4 was removed.
6 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 als drittes Ausführungsbeispiel eine Ofeneinheit 48.3 aufweist. Dort ist die Fördereinrichtung 44 als Umlauf-Horizontalförderer 60 konzipiert, mittels welchem die Ofenmodule 20 der dortigen Modulgruppe 46 in einer horizontalen Ebene auf einer horizontal umlaufenden Bahn 62 bewegt werden. Die Öffnungen 26 mit den Modultüren 28 der Ofenmodule 20 weisen beim Umlauf bezogen auf die Bahn 62 stets nach radial außen. 6 shows a plant 2 in which the furnace device 8th as a third embodiment, a furnace unit 48.3 having. There is the conveyor 44 as a circulating horizontal conveyor 60 designed by means of which the furnace modules 20 the local module group 46 in a horizontal plane on a horizontally circulating path 62 to be moved. The openings 26 with the module doors 28 the oven modules 20 indicate the circulation in relation to the train 62 always radially outward.
Die Beladung der Ofenmodule 20 kann dort an verschiedenen Positionen in Umlaufrichtung abwärts von der Übergabeposition erfolgen, die zum Beispiel abhängig von der Dauer für die Erwärmung der Werkstücke 4 und der Dauer für einen vollen Umlauf eines Ofenmoduls 20 ausgewählt werden kann.The loading of the oven modules 20 can be done there at different positions in the direction of rotation down from the transfer position, for example, depending on the duration for the heating of the workpieces 4 and the duration for one full revolution of a furnace module 20 can be selected.
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können auch mehrere, insbesondere zwei solcher Ofeneinheiten 48.3 mit Umlauf-Horizontalförderer 60 nebeneinander angeordnet und dem Übergaberoboter 18a zugeordnet sein, vergleichbar der Anordnung nach 5, wo zwei Drehsäulen 54 vorhanden sind.In a modification not specifically shown, several, in particular two such furnace units can also be used 48.3 with circulating horizontal conveyor 60 arranged side by side and the transfer robot 18a be assigned, comparable to the arrangement according to 5 where two rotary columns 54 available.
Die Übergabepositionen der Ofeneinheiten 48.3 mit Umlauf-Horizontalförderer 60 sind dann wieder so abgestimmt, dass die Verweildauer der Werkstücke 4 in der Umgebungsatmosphäre unabhängig von deren Entnahmestelle gleich groß sein kann.The transfer positions of the oven units 48.3 with circulating horizontal conveyor 60 are then again tuned so that the residence time of the workpieces 4 can be the same size in the ambient atmosphere regardless of their sampling point.
Bei einer weiteren nicht eigens gezeigten Abwandlung kann die Fördereinrichtung 44 einer Ofeneinheit 48.3 auch zwei oder mehr Umlauf-Horizontalförderer 60 umfassen, die vertikal übereinander angeordnet sind und Ofenmodule 20 jeweils auf Höhenniveaus fördern, die denjenigen der zwei Etagen 56a, 56b bei der Drehsäule 54 (vgl. 4) entsprechen. Allgemein ausgedrückt ist für wenigstens zwei Etagen jeweils ein eigener Umlauf-Horizontalförderer 60 vorhanden und die Fördereinrichtung 44 umfasst also wenigstens zwei Etagen, in denen Ofenmodule 20 bewegt werden. Auf diese Weise können die Ofenmodule 20 pro Etage unabhängig von der oder den anderen Etagen bewegt werden.In a further not specifically shown modification, the conveyor 44 a furnace unit 48.3 also two or more circulating horizontal conveyors 60 include vertically stacked and oven modules 20 each to promote levels of elevation, those of the two floors 56a . 56b at the rotary column 54 (see. 4 ) correspond. Generally speaking, at least two floors each have their own circulating horizontal conveyor 60 present and the conveyor 44 thus comprises at least two floors in which furnace modules 20 to be moved. In this way, the furnace modules 20 be moved per floor independently of the one or the other floors.
Bei eine nochmals weiteren Abwandlung, die ebenfalls nicht gezeigt ist, können auch bei einem Umlauf-Horizontalförderer 60 jeweils zwei Ofenmodule 20 mit oder ohne dazwischen befindlicher Auflageplatte übereinander angeordnet sein, wie es oben zur Drehsäule 54 erläutert wurde, so dass ein Umlauf-Etagenhorizontalförderer für die Ofenmodule 20 gebildet ist. Bei einer solchen Fördereinrichtung 44 werden die Ofenmodule 20 aller Etagen in der gleichen Weise bewegt.In yet another modification, which is also not shown, can also in a circulating horizontal conveyor 60 two oven modules each 20 be arranged one above the other with or without intermediate support plate, as it up to the rotary column 54 was explained, so that a circulation floor horizontal conveyor for the furnace modules 20 is formed. In such a conveyor 44 become the oven modules 20 all floors moved in the same way.
7 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 neben der Ofeneinheit 48.3 mit einem Umlauf-Horizontalförderer 60 als viertes Ausführungsbeispiel eine Ofeneinheit 48.4 umfasst, bei der die Fördereinrichtung 44 als Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 ausgebildet ist. Mit diesem können beispielsweise längere Erwärmzeiten der Werkstücke 4 bei dennoch guter Taktzahl der Anlage 2 erreicht werden. 7 shows a plant 2 in which the furnace device 8th next to the oven unit 48.3 with a circulating horizontal conveyor 60 as a fourth embodiment, a furnace unit 48.4 includes, in which the conveyor 44 as long-distance circulation horizontal conveyor 64 is trained. With this example, longer heating times of the workpieces 4 nevertheless good number of cycles of the plant 2 be achieved.
Gegebenenfalls können mit einem solchen Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 auch zwei Umformeinrichtungen 12 parallel bedient werden, in denen unterschiedliche Bauteile 6 aus unterschiedlichen Werkstücken 4 gefertigt werden. Werkstücke 4 mit langer Erwärmzeit werden dann in der Ofeneinheit 48.4 mit dem Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 erwärmt. Werkstücke 4, die für eine zweite Umformeinrichtung 12 gedacht sind, werden dann in ihrem Ofenmodul 20 an dem Übergaberoboter 18a für die nun erste Umformeinrichtung 12 vorbeigeführt und gelangen hiernach zu einer zweiten Übergabeposition. Grundsätzlich können hier beliebige horizontal umlaufende Bahnen 62 realisiert werden, die an die örtlichen Gegebenheiten und die gewünschten Prozessabläufe angepasst sein können. Auch bei dem Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 weisen die Öffnungen 26 mit den Modultüren 28 der Ofenmodule 20 beim Umlauf bezogen auf die dortige Bahn 62 stets nach radial außen.Optionally, with such a long-distance circulation horizontal conveyor 64 also two forming devices 12 operated in parallel, in which different components 6 from different workpieces 4 be made. workpieces 4 with a long heating time are then in the oven unit 48.4 with the long-distance circulation horizontal conveyor 64 heated. workpieces 4 for a second forming device 12 are thought then in their oven module 20 at the transfer robot 18a for the now first forming device 12 passed and thereafter arrive at a second transfer position. In principle, any horizontal orbits can be used here 62 be realized, which can be adapted to the local conditions and the desired process flows. Also in the long-distance circulation horizontal conveyor 64 have the openings 26 with the module doors 28 the oven modules 20 when circulating on the local train 62 always radially outward.
Wenn die gefordert Taktzahl der Anlage 2 es vorgibt, kann in der Zeit, in der das Ofenmodul 20 des Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderers 64 an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt wird, ein Werkstück 4 von dem Übergaberoboter 18a aus dem Umlauf-Horizontalförderer 60 entnommen und an die Umformeinrichtung 14 übergeben werden.If the required number of cycles of the plant 2 it pretends, in the time in which the oven module 20 long-distance circulation horizontal conveyor 64 at the transfer robot 18a is passed, a workpiece 4 from the transfer robot 18a from the circulating horizontal conveyor 60 removed and to the forming device 14 be handed over.
Auch können Werkstücke 4 nach dem Umformen in der Umformeinrichtung 12 entnommen und in ein leeres Ofenmodul 20 des Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderers 64 gelegt werden, um mit diesem zu einer weiteren Behandlungsstation gefördert zu werden. So kann das Werkstück 4 auf dem Weg dorthin erneut auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Bei der weiteren Behandlungsstation kann es sich gegebenenfalls um eine zweite Umformeinrichtung 12 handeln, die das dann aus der ersten Umformeinrichtung 12 erhaltenen Bauteil nochmals umformt.Also, workpieces can 4 after forming in the forming device 12 removed and in an empty oven module 20 long-distance circulation horizontal conveyor 64 be placed with this to be promoted to another treatment station. This is how the workpiece can work 4 on the way there again to be heated to a certain temperature. If appropriate, the further treatment station may be a second shaping device 12 Act that then from the first forming device 12 formed component again transformed.
Allgemein gilt, dass gegebenenfalls zwei Umformeinrichtungen vorhanden sein können, denen Werkstücke über eine gemeinsame Ofeneinheit 48 oder mehrere Ofeneinheiten 48 zuführbar sind.In general, if necessary, two forming devices can be present, which have workpieces via a common furnace unit 48 or more furnace units 48 can be fed.
8 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 eine Ofeneinheit 48.5 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel umfasst. Bei dieser Ofeneinheit 48.5 umfasst die Fördereinrichtung 44 einen Linear-Vertikalförderer 66, welcher mehrere Ofenmodule 20 übereinander angeordnet aufnimmt und die so gebildete Modulgruppe 46 im Verbund auf einer linearen vertikalen Bahn bewegen kann. 8th shows a plant 2 in which the furnace device 8th a furnace unit 48.5 according to a fifth embodiment. In this oven unit 48.5 includes the conveyor 44 a linear-vertical conveyor 66 which has several oven modules 20 arranged one above the other and the group of modules thus formed 46 can move in a composite on a linear vertical path.
Der Linear-Vertikalförderer 66 definiert somit eine Anzahl von Etagen 68a, 68b, usw., die der Anzahl der vorhandenen Ofenmodule 20 entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Etagen 68a, 68b, 68c und 68d vorhanden. Die einzelnen Ofenmodule 20 ruhen auf Auflageplatten 70, auf welche gegebenenfalls verzichtet werden kann, wenn die Ofenmodule 20 unmittelbar aufeinander gestapelt werden können.The linear vertical conveyor 66 thus defines a number of floors 68a . 68b , etc., the number of existing oven modules 20 equivalent. In the present embodiment are four floors 68a . 68b . 68c and 68d available. The individual oven modules 20 rest on support plates 70 , which may optionally be waived if the furnace modules 20 can be stacked directly on top of each other.
Der Übergaberoboter 18a ist auf Bodenniveau angeordnet. Damit die Ofenmodule 20 in vertikaler Richtung an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt werden können, ist eine Grube 72 vorhanden, in welche die Modulgruppe 46 nach unten eingefahren werden kann, so dass jedes Ofenmodul 20 in die Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a gelangen kann.The transfer robot 18a is arranged at ground level. So that the furnace modules 20 in the vertical direction on the transfer robot 18a can be passed, is a pit 72 present, in which the module group 46 can be retracted down so that each oven module 20 in the transfer position in front of the transfer robot 18a can get.
Um die für ein Anheben der Modulgruppe 46 zu leistende Hubarbeit zu verringern, können beispielsweise auch zwei solche Modulgruppen 46 gegenläufig bewegt werden, so dass die beiden Modulgruppen 46 zueinander ein Gegengewicht bilden.For lifting a module group 46 For example, two such module groups can also be used to reduce lifting work to be performed 46 be moved in opposite directions, so that the two module groups 46 to form a counterweight to each other.
Bei der in 9 gezeigten Anlage 2 umfasst die Ofeneinrichtung 8 eine Ofeneinheit 48.6 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Dort weist die Fördereinrichtung 44 einen Umlauf-Vertikalförderer 74 auf, bei dem eine Modulgruppe 46 aus mehreren Ofenmodulen 20 in einer vertikalen Umlaufebene auf einer vertikal umlaufenden Bahn 76 bewegbar sind. Die Ofenmodule 20 sind dabei derart gelagert, dass diese beim Umlauf immer horizontal ausgerichtet bleiben.At the in 9 shown attachment 2 includes the oven device 8th a furnace unit 48.6 according to a sixth embodiment. There has the conveyor 44 a circulating vertical conveyor 74 on, where a module group 46 from several oven modules 20 in a vertical orbital plane on a vertical orbit 76 are movable. The oven modules 20 are stored in such a way that they always remain aligned horizontally during circulation.
Dabei definiert die vertikal umlaufende Bahn 76 eine untere Förderstrecke 78a und eine obere Förderstrecke 78b, in denen die Ofenmodule 20 in einer horizontalen Richtung bewegt werden, und zwei diese verbindende vertikale Förderstrecken 80a, 80b, in denen die Ofenmodule 20 in einer vertikalen Richtung bewegt werden.This defines the vertical orbit 76 a lower conveyor line 78a and an upper conveyor line 78b in which the oven modules 20 in a horizontal direction are moved, and two connecting these vertical conveyor lines 80a . 80b in which the oven modules 20 be moved in a vertical direction.
Die Umlaufrichtung ist durch einen Rundpfeil gekennzeichnet. Dementsprechend gelangt ein Ofenmodul 20 mit einer Horizontalbewegung auf der unteren Förderstrecke 78a in die Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a; in 9 nimmt das mit 20a bezeichnete Ofenmodul die Übergabeposition ein.The direction of rotation is indicated by a round arrow. Accordingly, a furnace module arrives 20 with a horizontal movement on the lower conveyor line 78a in the transfer position in front of the transfer robot 18a ; in 9 take this with you 20a designated furnace module the transfer position.
Die Ofenmodule 20 sind so ausgerichtet, dass ihre Öffnung 26 mit der Modultür 28 die vertikale Umlaufebene kreuzt, so dass die Öffnung 26 dem Übergaberoboter 18a stets zugewandt ist.The oven modules 20 are aligned so that their opening 26 with the module door 28 the vertical orbital plane crosses, leaving the opening 26 the transfer robot 18a always facing.
Gegebenenfalls können die Ofenmodule 20 auch um eine vertikale Achse verdrehbar am Umlauf-Vertikalförderer 74 befestigt sein, so dass sie zur Beschickung mit einem Werkstück 14 derart gedreht werden können, dass die jeweilige Öffnung 26 parallel zur Umlaufebene angeordnet ist.Optionally, the furnace modules 20 also rotatable about a vertical axis on the rotary vertical conveyor 74 be attached so that they can be loaded with a workpiece 14 can be rotated so that the respective opening 26 is arranged parallel to the orbital plane.
Bei einer Abwandlung können auch alle Ofenmodule 20 derart angeordnet sein, dass die Öffnungen 26 parallel zur Umlaufebene angeordnet sind, ohne dass in diesem Fall eine Verdrehbarkeit der Ofenmodule 20 notwendig ist.In a modification, all furnace modules 20 be arranged such that the openings 26 are arranged parallel to the orbital plane, without in this case a rotatability of the furnace modules 20 necessary is.
In jedem Fall wird das zur Entnahme des Werkstücks 4 zum Übergaberoboter 18a bewegte Ofenmodul 20a in eine horizontale Richtung bewegt. Dies erleichtert die korrekte Positionierung des Ofenmoduls 20 bezogen auf den Übergaberoboter 18a.In any case, this is for removing the workpiece 4 to the transfer robot 18a moving oven module 20a moved in a horizontal direction. This facilitates the correct positioning of the oven module 20 related to the transfer robot 18a ,
Die Beladeposition kann zum Beispiel die Position ganz oben auf der vertikalen Förderstrecke 80a über der Übergabeposition sein, die in 9 von dem mit 20b bezeichneten Ofenmodul eingenommen wird. Ein Ofenmodul 20 kann jedoch auch in andere Positionen in Förderichtung weg von der Übergabeposition mit einem Werkstück 4 beladen werden.The loading position can, for example, the position at the top of the vertical conveyor line 80a be above the transfer position in 9 from the with 20b designated furnace module is taken. An oven module 20 However, it can also move to other positions in the conveying direction away from the transfer position with a workpiece 4 be loaded.
10 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 zwei solche Ofeneinheiten 48a.6, 48b.6 mit Umlauf-Vertikalförderer 74 umfasst. Dort sind die in 9 in den Förderebenen 78a und 78b zu erkennenden mittleren von jeweils drei Ofenmodulen 20 weggelassen. Die beiden Ofeneinheiten 48a.6, 48b.6 sind wieder so angeordnet, dass die Bewegungswege der Werkstücke 4 von beiden Ofeneinheiten 48a.6, 48b.6 weitgehend gleich sind. 10 shows a plant 2 in which the furnace device 8th two such oven units 48a.6 . 48b.6 with circulating vertical conveyor 74 includes. There are the in 9 in the promotion levels 78a and 78b to be recognized middle of three oven modules 20 omitted. The two oven units 48a.6 . 48b.6 are again arranged so that the movement paths of the workpieces 4 from both oven units 48a.6 . 48b.6 are largely the same.
11 zeigt eine abgewandelte Anlage 2, bei welcher als siebtes Ausführungsbeispiel eine Ofeneinheit 48.7 ein Umlauf-Vertikalförderer 82 eine vertikal umlaufende Kreisbahn 84 vorgibt. Hierzu kann der Umlauf-Vertikalförderer 82 beispielsweise eine Art vertikales Drehkarussell 86 mit Tragarmen 88 umfassen, das um eine horizontale Achse verdreht werden kann, wobei an dem Ende jedes Tragarms 86 ein Ofenmodul 20 aufgehängt ist. Auch hier bleiben die Ofenmodule 20 beim Umlauf immer horizontal ausgerichtet. 11 shows a modified system 2 in which as a seventh embodiment a furnace unit 48.7 a circulating vertical conveyor 82 a vertical circular path 84 pretends. For this purpose, the circulation vertical conveyor 82 for example, a kind of vertical rotary carousel 86 with support arms 88 include, which can be rotated about a horizontal axis, wherein at the end of each support arm 86 a furnace module 20 is suspended. Again, the oven modules remain 20 always oriented horizontally when circulating.
Bei der in 11 gezeigten Variante sind die Ofenmodule 20 derart angeordnet, dass die Öffnungen 26 und die Modultüren 28 parallel zur Umlaufebene angeordnet sind. Der Zugriff des Übergaberoboters 18a auf ein Ofenmodul 20a in der Übergabeposition erfolgt somit gewissermaßen von der Seite her.At the in 11 variant shown are the furnace modules 20 arranged such that the openings 26 and the module doors 28 are arranged parallel to the orbital plane. The access of the transfer robot 18a on a furnace module 20a in the transfer position thus to a certain extent takes place from the side.
12 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 zwei solche Ofeneinheiten 48a.7, 48b.7 mit Umlauf-Vertikalförderer 82 umfasst. Die beiden Ofeneinheiten 48a.7, 48b.7 sind hier aufgrund des Zugangs von der Seite her seitlich versetzt zum Übergaberoboter 18a angeordnet, damit die Bewegungswege der Werkstücke 4 von beiden Ofeneinheiten 48a.7, 48b.7 weitgehend gleich sind. 12 shows a plant 2 in which the furnace device 8th two such oven units 48a.7 . 48b.7 with circulating vertical conveyor 82 includes. The two oven units 48a.7 . 48b.7 are here due to the access from the side laterally offset to the transfer robot 18a arranged to allow the movement paths of the workpieces 4 from both oven units 48a.7 . 48b.7 are largely the same.
13 zeigt eine abgewandelte Anlage 2, bei der als achtes Ausführungsbeispiel eine Ofeneinheit 48.8 einen modifizierten Umlauf-Vertikalförderer 90 umfasst, der dem Umlauf-Vertikalförderer 82 nach 11 entspricht, jedoch zusätzlich eine Frontabdeckung 92 aufweist, welche die Öffnungen 26 aller Ofenmodule 20 der Modulgruppe 46 abdeckt. In diesem Fall kann bei den Ofenmodulen 20 auf die jeweils eine oder mehreren Modultüren 28 verzichtet werden. Damit die Werkstücke 4 in die Ofenmodule 20 hinein geführt und aus diesen entnommen werden können, weist die Frontabdeckung 92 passend zur Beladeposition einen Beladedurchgang 94 und passend zur Übergabeposition einen Entnahmedurchgang 96 auf, deren Querschnitte zu den Öffnungen 26 der Modulgehäuse 22 komplementär sind. 13 shows a modified system 2 in the eighth embodiment, a furnace unit 48.8 a modified rotary vertical conveyor 90 comprising the circulation vertical conveyor 82 to 11 corresponds, but additionally a front cover 92 which has the openings 26 all oven modules 20 the module group 46 covers. In this case, in the furnace modules 20 on each one or more module doors 28 be waived. So that the workpieces 4 in the oven modules 20 led out and can be removed from these, the front cover 92 suitable for Beladeposition a loading passage 94 and matching the transfer position, a removal passage 96 on, their cross-sections to the openings 26 the module housing 22 are complementary.
Die Ofenmodule 20 führen in diesem Fall Dichtmittel 98 mit, die in 14 gekennzeichnet sind und welche die jeweilige Öffnung 26 eines Ofenmoduls 20 umgeben und bei der Bewegung der Modulgruppe 46 gegen die Frontabdeckung 92 abdichten.The oven modules 20 lead in this case sealant 98 with that in 14 are marked and which the respective opening 26 a furnace module 20 surrounded and moving the module group 46 against the front cover 92 caulk.
Eine funktionsmäßig entsprechende Abdeckung oder Teileinhausung kann auch bei den übrigen oben erläuterten Fördereinrichtungen 4 vorgesehen sein. Bei dem Drehtisch 50 und der Drehsäule 54 wäre eine solche Abdeckung beispielsweise ein Hohlzylinder und würde die jeweilige Modulgruppe 46 radial umgeben.A functionally appropriate cover or Teileinhausung can also in the other above-mentioned conveyors 4 be provided. At the turntable 50 and the turning column 54 For example, such a cover would be a hollow cylinder and would be the particular module group 46 surrounded radially.
14 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 zwei solche Ofeneinheiten 48a.8, 48b.8 mit Umlauf-Vertikalförderer 90 und Frontabdeckung 92 umfasst. Die beiden Ofeneinheiten 48a.8, 48b.8 sind hier wieder aufgrund des Zugangs von der Seite her seitlich versetzt zum Übergaberoboter 18a angeordnet, damit die Bewegungswege der Werkstücke 4 von beiden Ofeneinheiten 48a.8, 48b.8 weitgehend gleich sind. 14 shows a plant 2 in which the furnace device 8th two such oven units 48a.8 . 48b.8 with circulating vertical conveyor 90 and front cover 92 includes. The two oven units 48a.8 . 48b.8 are here again due to the access from the side laterally offset to the transfer robot 18a arranged to allow the movement paths of the workpieces 4 from both oven units 48a.8 . 48b.8 are largely the same.
15 zeigt nochmals eine abgewandelte Anlage 2 mit einer Ofeneinrichtung 8, bei der eine Ofeneinheit 48.7 mit einem Umlauf-Vertikalförderer 82 nach 11 arbeitet. Dort sind statt einer Umformeinrichtung 12 zwei Umformeinrichtungen 12a, 12b vorhanden, was weiter oben bereits angesprochen wurde. Grundsätzlich können bei allen oben erläuterten Anlagen 2 mehr als eine Umformeinrichtung 12 vorhanden sein. 15 again shows a modified system 2 with a furnace device 8th in which a furnace unit 48.7 with a circulating vertical conveyor 82 to 11 is working. There are instead of a forming device 12 two forming devices 12a . 12b present, which has already been mentioned above. Basically, in all systems described above 2 more than one forming device 12 to be available.
16 veranschaulicht eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 eine Ofeneinheit 48.9 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel umfasst. Bei dieser Ofeneinheit 48.9 umfasst die Fördereinrichtung 44 einen Linear-Horizontalförderer 100, welcher eine Modulgruppe 46 aus mehreren nebeneinander angeordneten Ofenmodulen 20 im Verbund auf einer linearen horizontalen Bahn bewegen kann. Die Beladeposition liegt dort seitlich neben der Übergabeposition, die von dem Ofenmodul 20a eingenommen wird. Die Beladeposition kann dabei unmittelbar neben der Übergabeposition oder auch weiter entfernt vorgesehen sein. 16 illustrates a plant 2 in which the furnace device 8th a furnace unit 48.9 according to a ninth embodiment. In this oven unit 48.9 includes the conveyor 44 a linear horizontal conveyor 100 , which is a module group 46 from several juxtaposed oven modules 20 can move in a composite on a linear horizontal path. The loading position is located there next to the transfer position, that of the furnace module 20a is taken. The loading position can be provided directly next to the transfer position or even further away.
17 zeigt eine Anlage 2, bei der die Ofeneinrichtung 8 als zehntes Ausführungsbeispiel eine Ofeneinheit 48.10 aufweist. Dort ist die Fördereinrichtung 44 als Umlauf-Takt-Horizontalförderer 102 konzipiert, mittels welchem die Ofenmodule 20 der dortigen Modulgruppe 46 wieder in einer horizontalen Ebene auf einer horizontal umlaufenden Bahn 62 bewegt werden, wie es im Grundsatz der Ofeneinheit 48.6 nach 6 entspricht. Die Öffnungen 26 mit den Modultüren 28 der Ofenmodule 20 weisen beim Umlauf bezogen auf die Bahn 62 jedoch nicht nach radial außen, sondern weisen stets in die gleiche Richtung auf den Übergaberoboter 18a zu. 17 shows a plant 2 in which the furnace device 8th as tenth embodiment, a furnace unit 48.10 having. There is the conveyor 44 as a circulation cycle horizontal conveyor 102 designed by means of which the furnace modules 20 the local module group 46 again in a horizontal plane on a horizontal orbit 62 be moved, as is the principle of the furnace unit 48.6 to 6 equivalent. The openings 26 with the module doors 28 the oven modules 20 indicate the circulation in relation to the train 62 However, not radially outward, but always point in the same direction on the transfer robot 18a to.
Bei den bislang erläuterten Umlaufförderern 60, 64, 74, 82 und 90 sind die Ofenmodule 20 der zugehörigen Modulgruppe 46 im gleichen Abstand voneinander auf der Bewegungsbahn 62, 76 oder 84 angeordnet. Bei dem Umlauf-Kaskaden-Horizontalförderer 102 bleibt jedoch zwischen zwei Ofenmodulen 20a, 20b eine Lücke 104, so dass ein der Lücke benachbartes Ofenmodul 20a, das sich damit in der Beladeposition befindet, zum Beladen mit einem Werkstück 4 zugänglich ist.In the previously discussed circulation conveyors 60 . 64 . 74 . 82 and 90 are the oven modules 20 the associated module group 46 at the same distance from each other on the trajectory 62 . 76 or 84 arranged. In the circulating cascade horizontal conveyor 102 but remains between two oven modules 20a . 20b a gap 104 so that one of the gap adjacent furnace module 20a , which is thus in the loading position, for loading with a workpiece 4 is accessible.
Die Ofenmodule 20 werden dann kaskadenartig und taktweise um jeweils einen Platz verschoben, wobei bei einem Kaskadenumlauf das zuerst bewegte Ofenmodul 20 zunächst in die Lücke 102 bewegt wird. Am Ende eines Kaskadenumlaufs wird dieses Ofenmodul 20 nochmals bewegt, so dass die Lücke 102 wieder freigegeben wird.The oven modules 20 are then cascaded and cyclically shifted by one place, wherein in a cascade cycle, the first moving oven module 20 first in the gap 102 is moved. At the end of a cascade circulation, this furnace module becomes 20 moved again, leaving the gap 102 is released again.
Bei den anderen oben erläuterten Umlaufförderern 60, 64, 74, 82 können die Ofenmodule 20 kontinuierlich oder intermittierend im Umlauf bewegt werden, wobei ein Stillstand der Ofenmodule 20 in der Beladeposition und der Übergabeposition günstig ist, da so eine einwandfreie Positionierung der Werkstücke 4 in den Ofenmodulen 20 und eine präzise Entnahme der Werkstücke 4 erleichtert ist. Aber auch eine Entnahme ”on the fly” kann dort realisiert werden, d. h. die Ofenmodule 20 müssen nicht zum Stillstand kommen, sondern können während ihrer Bewegung simultan mit der Roboterbewegung entladen werden.For the other circulating conveyors discussed above 60 . 64 . 74 . 82 can the oven modules 20 be moved continuously or intermittently in circulation, with a stoppage of the furnace modules 20 in the loading position and the transfer position is favorable, because so a perfect positioning of the workpieces 4 in the oven modules 20 and a precise removal of the workpieces 4 is relieved. But even a removal "on the fly" can be realized there, ie the furnace modules 20 do not have to come to a standstill, but can be unloaded during their movement simultaneously with the robot movement.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Vasily Ploshikhin, ”Maßgeschneiderte Leichtbaukomponenten aus Stahl”, VDI-Z 155 (2013), Nr. 3, S. 18ff [0066] Vasily Ploshikhin, "Made to Order Lightweight Steel Components", VDI-Z 155 (2013), No. 3, p. 18ff [0066]
