DE102014006763A1

DE102014006763A1 - Device for heating a light metal component

Info

Publication number: DE102014006763A1
Application number: DE102014006763.7A
Authority: DE
Inventors: Yunus Baltaci; Ngoc Bao Lam Phan
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-02-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Erwärmen eines Leichtmetallbauteils mit wenigstens einer segmentierten Heizplatte (7), die eine Mehrzahl von Heizsegmenten (9) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest ein Heizbereich der Heizplatte (7) von wenigstens einem Kaltbereich durch einen Luftspalt (11) beabstandet ist.The invention relates to a device (1) for heating a light metal component having at least one segmented heating plate (7) which has a plurality of heating segments (9). It is provided that at least one heating area of the heating plate (7) is spaced from at least one cold area by an air gap (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Leichtmetallbauteils gemäß Anspruch 1.The invention relates to a device for heating a light metal component according to claim 1.

Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen insbesondere der Erwärmung von Blechen oder Platinen zum Zwecke einer verbesserten, anschließenden Umformung. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 007 826 A1 ist eine Heizvorrichtung für Platinen bekannt, welche segmentierte Heizplatten aufweist. Durch die Segmentierung können die Heizplatten einer Wärmedehnung der erwärmten Platine folgen, sodass Schäden an der Platinenoberfläche vermieden werden. In den Heizsegmenten sind elektrische Widerstandsheizungen integriert, die separat voneinander ansteuerbar sind. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2010 033 816 A1 ist eine Heizvorrichtung für Aluminiumplatinen bekannt, welche Heizplatten und daran angebrachte Wechselplatten aufweist, wobei die Wechselplatten eine Wirkfläche zur Platine bilden. Die Temperierung kann beispielsweise mittels Heizpatronen erfolgen, wobei die Heizplatte in mehrere Heizzonen unterteilt sein kann. Durch die Temperierung soll eine Wärmeübertragung zwischen den beheizten Elementen und den nicht temperierten Elementen des Werkzeugs vermieden werden. Die Effektivität der Erwärmung durch die bekannten Vorrichtungen ist verbesserungswürdig.Devices of the type discussed here are known. They are used in particular for heating sheet metal or blanks for the purpose of improved, subsequent forming. From the German patent application DE 10 2009 007 826 A1 a board heating device is known which has segmented heating plates. Due to the segmentation, the heating plates can follow a thermal expansion of the heated board, thus avoiding damage to the board surface. In the heating segments electrical resistance heaters are integrated, which are controlled separately. From the publication DE 10 2010 033 816 A1 For example, a heater for aluminum blanks is known, which has heating plates and removable plates attached thereto, wherein the removable plates form an active surface to the board. The tempering can be done for example by means of heating cartridges, wherein the heating plate can be divided into several heating zones. By tempering a heat transfer between the heated elements and the non-tempered elements of the tool should be avoided. The effectiveness of the heating by the known devices is in need of improvement.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine effektivere Erwärmung eines Leichtmetallbauteils erlaubt.The invention is therefore based on the object to provide a device which allows more effective heating of a light metal component.

Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese weist wenigstens eine segmentierte Heizplatte auf, welche eine Mehrzahl von Heizsegmenten aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Heizbereich der Heizplatte von wenigstens einem Kaltbereich durch einen Luftspalt beabstandet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass es zu keinem Wärmeabfluss in andere Bereiche der Heizplatte kommen kann, insbesondere nicht aus dem wenigstens einen Heizbereich in den wenigstens einen Kaltbereich. Hierdurch wird vermieden, dass das zu erwärmende Leichtmetallbauteil in Bereichen erhitzt wird, welche bestimmungsgemäß nicht erwärmt werden sollen. Dadurch können die Eigenschaften des Leichtmetallbauteils mit hoher Effizienz und Präzision lokal bedarfsgerecht eingestellt werden. Weiterhin wird die Energieeffizienz der Vorrichtung gesteigert, da die zur Erhitzung vorgesehene Wärmemenge effektiv nur in die Bereiche eingebracht wird, welche tatsächlich erwärmt werden sollen. Ein quasi versehentliches Erwärmen nicht zu erwärmender Bereich und ein damit einhergehender Verlust von Heizleistung wird unterbunden.The object is achieved by providing a device having the features of claim 1. This has at least one segmented heating plate, which has a plurality of heating segments. It is characterized in that at least one heating region of the heating plate is spaced from at least one cold region by an air gap. This ensures that no heat can flow to other areas of the heating plate, in particular not from the at least one heating area in the at least one cold area. This avoids that the light metal component to be heated is heated in areas that are intended not to be heated. As a result, the properties of the light metal component with high efficiency and precision can be adjusted locally as needed. Furthermore, the energy efficiency of the device is increased because the amount of heat provided for heating is effectively introduced only in the areas that are to be actually heated. A virtually unintentional heating not to be heated area and a concomitant loss of heating power is prevented.

Die Segmentierung der Heizplatte ermöglicht es, eine aufwendige Herstellung von großen, ebenen Erwärmungsplatten zu vermeiden. Insbesondere schafft die Segmentierung eine große Flexibilität bezüglich einer Änderung der zur Erwärmung vorgesehenen Heizbereiche, was im Folgenden noch deutlicher werden wird. Hierdurch bedarf es keines Austauschs einer kompletten Heizplatte mehr, vielmehr kann die eine, segmentierte Heizplatte für eine Vielzahl von Erwärmungsaufgaben eingesetzt werden.The segmentation of the heating plate makes it possible to avoid a complicated production of large, flat heating plates. In particular, the segmentation provides great flexibility with respect to a change in the heating areas intended for heating, which will become even clearer in the following. This requires no replacement of a complete hot plate more, but the one, segmented hot plate can be used for a variety of heating tasks.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet zur Erwärmung eines Leichtmetall-Blechs, insbesondere einer Leichtmetall-Platine. Dabei bedeutet der Begriff Platine vorzugweise ein entsprechend eines Schnitt- oder Umformmusters vorgeformtes Blechteil, welches zur anschließenden Umformung vorgesehen ist. Die Vorrichtung ist außerdem vorzugsweise eingerichtet zum Erwärmen eines Leichtmetallbauteils, welches Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung eingerichtet zur Erwärmung einer Aluminiumplatine. Dabei dient die Vorrichtung dem Zweck einer verbesserten Umformung des mithilfe der Vorrichtung erwärmten Leichtmetallbauteils.The device is preferably designed for heating a light metal sheet, in particular a light metal board. In this case, the term board preferably means a sheet metal part preformed in accordance with a cutting or forming pattern, which is provided for subsequent forming. The device is also preferably arranged for heating a light metal component comprising aluminum or an aluminum alloy, preferably made of aluminum or an aluminum alloy. Particularly preferably, the device is designed for heating an aluminum plate. In this case, the device serves the purpose of an improved deformation of the heated by means of the device light metal component.

Der Begriff „Kaltbereich” spricht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung einen bestimmungsgemäß nicht geheizten Bereich der Heizplatte an. Während also Wärme in dem Heizbereich der Heizplatte gezielt erzeugt oder in diesen eingeleitet wird, wird der Kaltbereich bestimmungsgemäß nicht geheizt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Kaltbereich aktiv gekühlt wird. Auf diese Weise ist es besonders effizient möglich, jeglichen Wärmeeintrag in den Kaltbereich zu verhindern oder in den Kaltbereich eingetragene Wärme abzuführen.The term "cold area" is in accordance with an embodiment of the device to a designated not heated area of the heating plate. Thus, while heat is selectively generated or introduced into the heating area of the heating plate, the cold area is not heated as intended. Alternatively it can be provided that the cold area is actively cooled. In this way it is particularly efficient possible to prevent any heat input into the cold area or dissipate heat introduced into the cold area.

Der Luftspalt weist vorzugsweise eine Breite von mindestens 2 mm bis höchstens 4 mm, besonders bevorzugt von 3 mm auf. In diesem Abstandsbereich zwischen dem Heizbereich und dem Kaltbereich, insbesondere bei einer Beabstandung von etwa 3 mm, wird eine Wärmeübertragung sehr effizient vermieden.The air gap preferably has a width of at least 2 mm to at most 4 mm, particularly preferably 3 mm. In this distance range between the heating area and the cold area, in particular with a spacing of about 3 mm, heat transfer is avoided very efficiently.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Luftspalt von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet zur Durchströmung des Luftspalts mit einem Kühlmedium. Hierzu weist die Vorrichtung vorzugsweise eine Kühlmediumquelle und/oder eine Kühlmedium-Leiteinrichtung auf, die eingerichtet und angeordnet ist/sind, um ein Kühlmedium in den Luftspalt einzuleiten, sodass das Kühlmedium den Luftspalt durchströmt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung eingerichtet zur Verwendung von Luft, insbesondere von Druckluft als Kühlmedium. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Lösung. Alternativ ist es auch möglich, dass als Kühlmedium Wasser oder Öl, oder ein anderes geeignetes fluides Medium, insbesondere ein anderes geeignetes gasförmiges oder flüssiges Medium, verwendbar ist. Durch die aktive Kühlung des Luftspalts mittels Durchströmung durch das Kühlmedium kann die thermische Isolation zwischen dem wenigstens einen Heizbereich und dem wenigstens einen Kaltbereich weiter verbessert werden. Dabei dient die Kühlung in dem Luftspalt einer Eingrenzung der Erwärmung auf den wenigstens einen Heizbereich, wobei der Wärmefluss von dem Heizbereich in den Kaltbereich unterbrochen wird.An embodiment of the device is preferred, which is characterized in that the air gap can be flowed through by a cooling medium. The device is preferably designed to flow through the air gap with a cooling medium. For this purpose, the device preferably has a cooling medium source and / or a cooling medium guide, which is / are arranged and arranged to introduce a cooling medium into the air gap, so that the cooling medium the air gap flows through. Preferably, the device is set up to use air, in particular compressed air as the cooling medium. This is a particularly simple and inexpensive solution. Alternatively, it is also possible that water or oil, or another suitable fluid medium, in particular another suitable gaseous or liquid medium, can be used as cooling medium. By the active cooling of the air gap by means of flow through the cooling medium, the thermal insulation between the at least one heating region and the at least one cold region can be further improved. In this case, the cooling in the air gap is used to limit the heating to the at least one heating region, wherein the heat flow from the heating region into the cold region is interrupted.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der wenigstens eine Heizbereich wenigstens ein Heizsegment aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass der Heizbereich genau aus einem Heizsegment besteht. Alternativ ist es möglich, dass der Heizbereich eine Mehrzahl von Heizsegmenten, insbesondere eine Mehrzahl einander benachbarter Heizsegmente, aufweist. Auf diese Weise kann sehr flexibel durch Zusammenstellen verschiedener Heizsegmente eine große Zahl variabel geformter Heizbereiche an der Heizplatte vorgesehen werden. Diese ist daher sehr variabel für eine Vielzahl von Erwärmungsaufgaben einsetzbar. Insbesondere ist es dabei möglich, dass auf der Heizplatte eine Mehrzahl von separaten Heizbereichen realisiert wird, wobei jeder Heizbereich wenigstens ein Heizsegment, vorzugsweise eine Mehrzahl insbesondere einander benachbarter Heizsegmente aufweist.An exemplary embodiment of the device is preferred, which is characterized in that the at least one heating region has at least one heating segment. In particular, it is possible that the heating area consists of exactly one heating segment. Alternatively, it is possible that the heating region has a plurality of heating segments, in particular a plurality of adjacent heating segments. In this way, a large number of variably shaped heating areas can be provided on the heating plate very flexibly by putting together different heating segments. This is therefore very variable for a variety of heating tasks used. In particular, it is possible for a plurality of separate heating areas to be realized on the heating plate, each heating area having at least one heating segment, preferably a plurality of, in particular, adjacent heating segments.

Bevorzugt ist jedem Heizsegment eine Heizeinrichtung zugeordnet. Die Heizeinrichtungen können beispielsweise als Heizpatronen, als Induktionsspulen, als Widerstandsheizungen, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Heizsegmente sind sehr effizient beheizbar, wenn jedes davon seine eigene Heizeinrichtung aufweist. Alternativ ist es auch möglich, dass einer Mehrzahl benachbarter Heizsegmente jeweils eine Heizeinrichtung zugeordnet ist, welche die Heizsegmente gemeinsam beheizt.Preferably, each heating segment is assigned a heating device. The heating devices may be designed, for example, as heating cartridges, as induction coils, as resistance heaters, or in another suitable manner. The heating segments are very efficiently heated, if each of them has its own heating device. Alternatively, it is also possible for a plurality of adjacent heating segments to each have a heating device associated with them, which jointly heats the heating segments.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Heizeinrichtung und die Heizsegmente separat, also getrennt und unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Besonders bevorzugt ist dabei jedem Heizsegment eine eigene Heizeinrichtung zugeordnet, wobei alle Heizeinrichtungen getrennt und unabhängig voneinander angesteuert werden können. Auf diese Weise ist besonders flexibel eine Vielzahl von verschieden angeordneten und/oder geformten Heizbereichen einstellbar, indem die einzelnen Heizsegmente durch Ansteuerung der ihnen jeweils zugeordneten Heizeinrichtungen geheizt oder auch nicht geheizt werden können. Heizbereiche werden dabei definiert, indem die entsprechenden Heizeinrichtungen angesteuert werden, sodass die zu einem Heizbereich gehörenden Heizsegmente geheizt werden. Kaltbereiche werden definiert, indem die den von einem Kaltbereich umfassten Heizsegmenten zugeordneten Heizeinrichtungen nicht angesteuert werden, sodass sie nicht geheizt werden.An exemplary embodiment of the device is preferred, which is characterized in that the heating device and the heating segments can be activated separately, ie separately and independently of one another. In this case, each heating segment is particularly preferably assigned its own heating device, wherein all the heating devices can be controlled separately and independently of one another. In this way, a plurality of differently arranged and / or shaped heating regions can be adjusted in a particularly flexible manner, in that the individual heating segments can be heated or also heated by controlling the respectively associated heating devices. Heating ranges are defined by controlling the corresponding heating devices so that the heating segments belonging to a heating area are heated. Cold areas are defined by not controlling the heaters associated with the heating segments comprised of a cold area so that they are not heated.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Luftspalt wenigstens eine Heizeinrichtung umgreift. Insbesondere ist es möglich, dass der Luftspalt ein in einem Heizsegment integriertes Heizmittel wie beispielsweise eine Heizpatrone, eine Induktionsspule, oder eine ähnliche Heizeinrichtung direkt umgibt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Luftspalt einen Flächenbereich, in welchem eine Heizeinrichtung angeordnet ist, umläuft. Auf diese Weise können einzelne Heizeinrichtungen durch den Luftspalt voneinander getrennt werden, sodass kein Übersprechen von Wärme und/oder Heizleistung stattfinden kann. Dies ermöglicht eine separate Ansteuerung der Heizeinrichtungen in dem Sinne, dass nicht angesteuerte Heizeinrichtungen auch nicht mittelbar durch benachbarte, angesteuerte Heizeinrichtungen miterwärmt werden. Einem Kaltbereich zugeordnete Heizsegmente bleiben dabei in besonders günstiger Weise kalt.An embodiment of the device is preferred, which is characterized in that the air gap encompasses at least one heating device. In particular, it is possible that the air gap directly surrounds a heating medium integrated in a heating segment, such as a heating cartridge, an induction coil, or a similar heating device. Alternatively or additionally, it is possible for the air gap to circumscribe a surface region in which a heating device is arranged. In this way, individual heaters can be separated by the air gap, so that no crosstalk of heat and / or heating power can take place. This allows a separate control of the heaters in the sense that non-driven heaters are also not indirectly miterwärmt by adjacent, controlled heaters. A cold area associated heating segments remain cold in a particularly favorable manner.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass jedes Heizsegment gegenüber jedem benachbarten Heizsegment durch einen Luftspalt beabstandet ist. Die einzelnen Heizsegmente sind so durch eine Mehrzahl von Luftspalte voneinander separiert, sodass sie völlig getrennt angesteuert und geheizt werden können, ohne dass ein Übersprechen oder eine mittelbare Beeinflussung durch Wärmeabfluss stattfinden kann. Die zuvor bereits beschriebenen Vorteile sind so auf besonders effiziente Weise verwirklichbar.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that each heating segment is spaced from each adjacent heating segment by an air gap. The individual heating segments are separated from each other by a plurality of air gaps, so that they can be controlled and heated completely separately, without crosstalk or an indirect influence can take place by heat dissipation. The advantages already described above can be realized in a particularly efficient manner.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Luftspalt als Nut ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist der Luftspalt durch eine umlaufende Nut in der Heizplatte gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Luftspalt als Trennfuge ausgebildet ist, wobei er besonders bevorzugt durch eine Trennfuge zwischen den Heizsegmenten gebildet ist. Auf die hier beschriebene Weise ist es möglich, dass allein durch die Existenz des Luftspalts eine passive Kühlung zustande kommt, durch welche die verschiedenen Heizsegmente und damit letztlich auch Heizbereiche und Kaltbereiche voneinander separiert werden. Gegebenenfalls bedarf es dann keiner aktiven Kühlung des Luftspalts. Gleichwohl kann zusätzlich eine aktive Kühlung des Luftspalts insbesondere durch Durchströmen eines Kühlmediums vorgesehen sein, um die Effizienz der thermischen Separation der einzelnen Segmente weiter zu verbessern.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the air gap is formed as a groove. Particularly preferably, the air gap is formed by a circumferential groove in the heating plate. Alternatively or additionally, it is possible that the air gap is formed as a parting line, wherein it is particularly preferably formed by a parting line between the heating segments. In the manner described here, it is possible that only through the existence of the air gap passive cooling comes about, by which the different heating segments and thus ultimately also heating areas and cold areas are separated from each other. Optionally, then there is no need for active cooling of the air gap. Nevertheless, in addition, an active cooling of the air gap can be provided in particular by flowing through a cooling medium in order to further improve the efficiency of the thermal separation of the individual segments.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Heizplatte wenigstens einen Kühlkanal ausweist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um in einem Inneren der Heizplatte verlaufende Kanäle, durch die ein Kühlmedium zur aktiven Kühlung bestimmter Bereiche der Heizplatte, insbesondere von Kaltbereichen, geführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Heizplatte wenigstens eine Kühlleitung aufweist. Hierbei handelt es sich bevorzugt um im Inneren der Heizplatte verlegte Leitungen, durch welche ein Kühlmedium geführt werden kann, um bestimmte Bereiche der Heizplatte, insbesondere Kühlbereiche, aktiv zu kühlen. Während der Luftspalt also vorzugsweise als Nut oder Trennfuge zwischen den Heizsegmenten vorgesehen ist, sind bevorzugt zusätzlich Kühlkanäle und/oder Kühlleitungen im Inneren des Materials der Heizsegmente vorgesehen, durch welche diese – insbesondere wenn sie in einem Kaltbereich angeordnet sind – aktiv kühlbar sind. Es ist auch möglich, dass Heizeinrichtungen durch Kühlkanäle oder Kühlleitungen umgriffen sind, sodass ein Wärmeabfluss aus dem Bereich der Heizeinrichtungen durch Kühlung einer Grenzlinie um die Heizeinrichtungen herum vermieden werden kann.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the heating plate identifies at least one cooling channel. These are preferably channels running in an interior of the heating plate, through which a cooling medium for active cooling of certain regions of the heating plate, in particular of cold regions, can be guided. Alternatively or additionally, it is possible that the heating plate has at least one cooling line. These are preferably laid in the interior of the heating plate lines through which a cooling medium can be performed in order to actively cool certain areas of the heating plate, in particular cooling areas. While the air gap is thus preferably provided as a groove or parting line between the heating segments, cooling channels and / or cooling lines are preferably additionally provided in the interior of the material of the heating segments, by which they are actively cooled - especially if they are arranged in a cold area. It is also possible for heaters to be encompassed by cooling channels or cooling lines, so that heat removal from the region of the heaters can be avoided by cooling a boundary line around the heaters.

Es ist möglich, dass ein zu erwärmendes Leichtmetallbauteil direkt in die Vorrichtung eingespannt und in unmittelbaren Kontakt zu der Heizplatte gebracht wird. Insbesondere ist es möglich, dass das Leichtmetallbauteil unmittelbar zwischen zwei Heizplatten eingespannt und durch direkten Kontakt mit den Heizplatten erhitzt wird.It is possible that a light metal component to be heated is clamped directly into the device and brought into direct contact with the heating plate. In particular, it is possible that the light metal component is clamped directly between two heating plates and heated by direct contact with the heating plates.

Es kann aber vorteilhaft sein, das Leichtmetallbauteil von der Heizplatte zu beabstanden, sodass die Erwärmung mittels Strahlungshitze erfolgt. Hierzu weist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt Abstandsmittel zur Lagerung eines Leichtmetallbauteils in einem Abstand von der Heizplatte auf, wobei durch die Beabstandung einerseits eine Oberfläche des Leichtmetallbauteils gegenüber schädigender Reibung an der Heizplatte geschützt und andererseits dem Leichtmetallbauteil durch eine schwimmende Lagerung erlaubt wird, sich unter der Einwirkung der Strahlungshitze frei auszudehnen.However, it may be advantageous to space the light metal component of the heating plate, so that the heating takes place by means of radiant heat. For this purpose, an embodiment of the device preferably has spacing means for supporting a light metal component at a distance from the heating plate, the spacing on the one hand protects a surface of the light metal component against damaging friction on the heating plate and on the other hand the light metal component is allowed by a floating storage under the Influence of radiant heat to expand freely.

Vorzugsweise weist wenigstens eines der Abstandsmittel einen Federstift auf, der in einer Führungsbohrung der Heizplatte unter Vorspannung gelagert ist. Besonders bevorzugt sind alle Abstandsmittel der Vorrichtung entsprechend ausgebildet. Hierzu sind die Federstifte in die Heizplatte integriert, sodass sie beim Zusammenfahren von Werkzeugteilen der Vorrichtung und/oder beim Auflegen des Leichtmetallbauteils in ihre jeweilige Führungsbohrung etwas eintauchen und mit der Vorspannung, insbesondere mit einem Federdruck, das Leichtmetallbauteil positioniert halten. Dabei hat dieses nur einen sehr geringen Flächenkontakt zu einer geringen Auflagefläche auf den Federstiften, sodass es mit geringer Reibung schwimmend gelagert ist, wobei keine Oberflächenbeschädigungen durch die freie Ausdehnung zu befürchten sind.Preferably, at least one of the spacing means on a spring pin which is mounted in a guide bore of the heating plate under bias. Particularly preferably, all spacing means of the device are designed accordingly. For this purpose, the spring pins are integrated into the heating plate, so that they dive something when moving tool parts of the device and / or when placing the light metal component in their respective guide bore and position the light metal component with the bias, in particular with a spring pressure. This has only a very small surface contact to a small contact surface on the spring pins, so it is floating with low friction, with no surface damage due to the free expansion to be feared.

Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass diese als Werkzeug mit zwei Werkzeugteilen, nämlich mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug ausgebildet ist. Das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug sind relativ zueinander in eine Offenstellung und in eine Schließstellung verlagerbar, wobei in der Offenstellung ein Leichtmetallbauteil in das Werkzeug einlegbar ist, wobei das Leichtmetallbauteil in der Schließstellung des Werkzeugs erwärmbar ist. Es ist möglich, dass das Unterwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Oberwerkzeug verlagerbar gehalten ist. Es ist auch möglich, dass das Oberwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Unterwerkzeug verlagerbar gehalten ist. Schließlich ist es möglich, dass sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug verlagerbar gehalten sind.Finally, an embodiment of the device is preferred, which is characterized in that it is designed as a tool with two tool parts, namely with an upper tool and a lower tool. The upper tool and the lower tool are displaceable relative to one another in an open position and in a closed position, wherein in the open position, a light metal component can be inserted into the tool, wherein the light metal component can be heated in the closed position of the tool. It is possible that the lower tool is arranged fixed in space, wherein the upper tool is held displaceable. It is also possible that the upper tool is arranged fixed in space, wherein the lower tool is held displaceable. Finally, it is possible that both the upper tool and the lower tool are held displaceable.

Vorzugsweise weist jedes Werkzeugteil eine Heizplatte auf. In diesem Fall ist es möglich, ein Leichtmetallbauteil von zwei Seiten, nämlich mittels der Heizplatte des Oberwerkzeugs von oben und mittels der Heizplatte des Unterwerkzeugs von unten zu erwärmen. Vorzugsweise sind in beiden Werkzeugteilen Abstandsmittel, besonders bevorzugt in Form der zuvor beschriebenen Federstifte, angeordnet, sodass das Leichtmetallbauteil zu beiden Heizplatten beabstandet angeordnet und von diesen durch Strahlungshitze erwärmt wird.Preferably, each tool part has a heating plate. In this case, it is possible to heat a light metal component from two sides, namely from above by means of the heating plate of the upper tool and from below by means of the heating plate of the lower tool. Preferably, in both tool parts spacing means, more preferably in the form of the spring pins described above, arranged so that the light metal component is arranged spaced to both heating plates and heated by them by radiant heat.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung wenigstens ein Distanzstück derart auf, dass mithilfe des Distanzstücks ein Abstand der Heizplatten zueinander und zu dem Leichtmetallbauteil in der Schließstellung des Werkzeugs festgelegt wird. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Distanzstücken vorgesehen. Die Distanzstücke sind bevorzugt in dem Werkzeug angeordnet und umgeben wenigstens eine der Heizplatten. Es kann so mittels der Distanzstücke ein definierter Abstand der Heizplatten zueinander und zu dem Leichtmetallbauteil eingestellt werden. Dabei fahren die Distanzstücke beim Schließen der Werkzeugteile gegeneinander auf Block. Um den Abstand zwischen den Heizplatten relativ zueinander und/oder zwischen den Heizplatten und dem Leichtmetallbauteil variieren zu können, ist es vorzugsweise möglich, Abstandsscheiben auf dem wenigstens einen Distanzstück anzuordnen.Preferably, the device has at least one spacer such that a distance of the heating plates to each other and to the light metal component in the closed position of the tool is determined by means of the spacer. Preferably, a plurality of spacers is provided. The spacers are preferably arranged in the tool and surround at least one of the heating plates. It can be adjusted by means of the spacers a defined distance of the heating plates to each other and to the light metal component. The spacers move when closing the tool parts against each other on block. In order to vary the distance between the heating plates relative to each other and / or between the heating plates and the light metal component, it is preferably possible to arrange spacers on the at least one spacer.

Das wenigstens eine Distanzstück ist vorzugsweise neben oder außerhalb der Heizplatte angeordnet. Das Distanzstück trägt auch dazu bei, dass das zu erwärmende Leichtmetallbauteil sich in dem Werkzeug frei ausdehnen kann, sodass seine Oberfläche nicht im Zuge der Erwärmung beschädigt wird.The at least one spacer is preferably arranged next to or outside the heating plate. The spacer also helps to ensure that the light metal component to be heated can freely expand in the tool, so that its surface is not damaged in the course of heating.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of a device.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Erwärmen eines nicht dargestellten Leichtmetallbauteils, insbesondere zur Erwärmung eines Leichtmetallblechs oder einer Leichtmetallplatine, ganz besonders bevorzugt einer Aluminiumplatine. Die Vorrichtung 1 ist hier als Werkzeug mit zwei Werkzeugteilen ausgebildet, nämlich mit einem Oberwerkzeug 3 und mit einem Unterwerkzeug 5, die relativ zueinander in eine in der Figur dargestellte Offenstellung und in eine Schließstellung verlagerbar sind. Das Unterwerkzeug 5 und das Oberwerkzeug 3 weisen jeweils eine Heizplatte 7 auf, wobei hier nur die dem Unterwerkzeug 5 zugeordnete Heizplatte 7 näher dargestellt und erläutert wird. Vorzugsweise gilt jedoch alles, was im Folgenden zu der dem Unterwerkzeug 5 zugeordneten Heizplatte 7 ausgeführt wird, auch für die dem Oberwerkzeug 3 zugeordnete Heizplatte 7. Die Heizplatte 7 ist als segmentierte Heizplatte ausgebildet, wobei hier eine Mehrzahl von Heizsegmenten 9 vorgesehen sind. Diese sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ungleich geteilt und auch ungleich über der Heizplatte 7 verteilt. Alternativ ist es möglich, dass die Heizplatte 7 in eine Mehrzahl gleichgroßer Heizsegmente 9 eingeteilt ist. Insbesondere kann die Zahl der Heizsegmente 9, welche die Heizplatte 7 aufweist, variieren. Es ist insbesondere möglich, dass die Heizplatte 7 eine sehr viel größere Zahl an Heizsegmenten 9 aufweist, als dies in der Figur zum Zwecke der schematischen Verdeutlichung dargestellt ist. Dabei können diese unregelmäßig, insbesondere aber auch regelmäßig, beispielsweise nach Art eines Schachbrettmusters, über die Heizplatte 7 verteilt angeordnet sein.The single FIGURE shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 for heating a light metal component, not shown, in particular for heating a light metal sheet or a light metal plate, very particularly preferably an aluminum plate. The device 1 is here designed as a tool with two tool parts, namely with an upper tool 3 and with a lower tool 5 which are displaceable relative to one another in an open position shown in the figure and in a closed position. The lower tool 5 and the top tool 3 each have a heating plate 7 on, where only the lower tool 5 assigned heating plate 7 is shown and explained in detail. Preferably, however, all that hereinafter applies to that of the lower tool 5 associated heating plate 7 is executed, even for the upper tool 3 assigned heating plate 7 , The heating plate 7 is designed as a segmented heating plate, in which case a plurality of heating segments 9 are provided. These are divided unequally in the illustrated embodiment and also unequal to the heating plate 7 distributed. Alternatively it is possible that the heating plate 7 into a plurality of equal-sized heating segments 9 is divided. In particular, the number of heating segments 9 which the heating plate 7 has, vary. It is especially possible that the heating plate 7 a much larger number of heating segments 9 has, as shown in the figure for the purpose of schematic illustration. These can be irregular, but especially regularly, for example in the manner of a checkerboard pattern on the heating plate 7 be arranged distributed.

Die Heizsegmente 9 sind jeweils durch Luftspalte 11 voneinander beabstandet und durch die Luftspalte 11 thermisch voneinander separiert. Vorzugsweise weist die Vorrichtung 1 eine hier nicht dargestellte Medienquelle und eine ebenfalls nicht dargestellte Leiteinrichtung auf, mit welchen ein Kühlmedium, insbesondere Luft oder Druckluft, durch die Luftspalte 11 geschickt werden kann. Hierdurch wird die thermische Separation der einzelnen Heizsegmente 9 voneinander verbessert. Die Luftspalte 11 können als Nuten in der Heizplatte 7 oder als Trennfugen zwischen den Heizsegmenten 9 ausgebildet sein. Dabei ist bereits allein durch das Vorhandensein der Luftspalte 11 eine passive thermische Separation zwischen den Heizsegmenten 9 gegeben, ohne dass es zwingend einer Kühlmedienströmung in den Luftspalten 11 bedarf.The heating segments 9 are each through air gaps 11 spaced apart and through the air gaps 11 thermally separated from each other. Preferably, the device 1 a media source, not shown here, and a guide, also not shown, with which a cooling medium, in particular air or compressed air, through the air gaps 11 can be sent. As a result, the thermal separation of the individual heating segments 9 improved from each other. The air column 11 can as grooves in the heating plate 7 or as parting lines between the heating segments 9 be educated. It is already alone by the presence of the air gaps 11 a passive thermal separation between the heating segments 9 given without necessarily a cooling medium flow in the air gaps 11 requirement.

Vorzugsweise weist jedes Heizsegment 9 eine ihm separat zugeordnete, hier nicht dargestellte Heizeinrichtung auf, wobei die verschiedenen Heizeinrichtungen unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Dadurch ist es möglich, durch gezielte Ansteuerung bestimmter Heizeinrichtungen Heizbereiche auf der Heizplatte 7 zu definieren, insbesondere verschiedene Heizsegmente zu einem Heizbereich zusammenzuschalten. Andere Heizsegmente 9, deren Heizeinrichtungen nicht aktiviert werden, bilden dagegen wenigstens einen Kaltbereich auf der Heizplatte 7 aus. Dabei ist der wenigstens eine Heizbereich von dem Kaltbereich durch wenigstens einen der Luftspalte 11 getrennt.Preferably, each heating segment 9 a separately assigned to him, not shown heater, wherein the different heaters are independently controllable. This makes it possible, by targeted control of certain heaters heating areas on the hot plate 7 to define, in particular, interconnect different heating segments to a heating area. Other heating segments 9 Whose heaters are not activated, however, form at least one cold area on the hot plate 7 out. In this case, the at least one heating area is from the cold area through at least one of the air gaps 11 separated.

Es ist zusätzlich möglich, dass innerhalb der Heizplatte 7 wenigstens ein hier nicht dargestellter Kühlkanal oder wenigstens eine hier ebenfalls nicht dargestellte Kühlleitung verläuft, sodass die Heizplatte 7 bereichsweise aktiv kühlbar ist.It is additionally possible that inside the heating plate 7 at least one cooling duct, not shown here, or at least one cooling duct, likewise not shown here, extends, so that the heating plate 7 partially actively coolable.

Die Vorrichtung 1 weist eine Mehrzahl von Federstiften 13 auf, die als Abstandsmittel dienen, wobei jeder Federstift 13 in einer Führungsbohrung der Heizplatte federnd gelagert sind. Ein zu erwärmendes Leichtmetallbauteil wird auf die Federstifte 13 aufgelegt. Diese tauchen beim Verlagern der Werkzeugteile in die Schließstellung in ihre Führungsbohrung etwas ein und halten aufgrund des Federdrucks das Leichtmetallbauteil in Position. Dieses ist dann in der Schließstellung mit Abstand zu den Heizplatten 7 gelagert und wird mittels Strahlungshitze erwärmt. Dadurch wird die Oberfläche des Leichtmetallbauteils gegenüber schädigender Reibung an den Heizplatten 7 geschützt, wobei andererseits die schwimmende Lagerung des Leichtmetallbauteils auf den Federstiften 13 eine thermische Ausdehnung desselben erlaubt, ohne dass hierbei große Reibungskräfte auftreten.The device 1 has a plurality of spring pins 13 on which serve as a spacer, each spring pin 13 are resiliently mounted in a guide bore of the heating plate. A light metal component to be heated is applied to the spring pins 13 hung up. These dive when moving the tool parts in the closed position in their guide hole something and hold the light metal component in position due to the spring pressure. This is then in the closed position at a distance from the heating plates 7 stored and is heated by radiant heat. As a result, the surface of the light metal component against damaging friction on the heating plates 7 protected, on the other hand, the floating mounting of the light metal component on the spring pins 13 a thermal expansion of the same allows, without this great frictional forces occur.

Die Vorrichtung 1 weist außerdem Distanzstücke 15 auf, wobei die Distanzstücke 15 sowohl an dem Unterwerkzeug 5 als auch an dem Oberwerkzeug 3 vorgesehen sind. Die Distanzstücke 15 umgeben die Heizplatten 7 entlang ihres Umfangs. Beim Verlagern der Werkzeugteile 3, 5 in die Schließstellung fahren die Distanzstücke 15 gegeneinander auf Block und definieren somit den Abstand der Heizplatten 7 zueinander und auch den Abstand des Leichtmetallbauteils zu den Heizplatten 7. Zur Variation dieser Abstände können Abstandsscheiben auf die Distanzstücke 15 aufgelegt werden.The device 1 also has spacers 15 on, with the spacers 15 both on the lower tool 5 as well as on the upper tool 3 are provided. The spacers 15 surround the heating plates 7 along its circumference. When moving the tool parts 3 . 5 in the closed position drive the spacers 15 against each other on block and thus define the distance of the heating plates 7 to each other and also the distance of the light metal component to the heating plates 7 , To vary these distances can spacers on the spacers 15 be hung up.

Insgesamt zeigt sich, dass die Vorrichtung 1 eine verzugsfreie Erwärmung ohne Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Leichtmetallbauteils erlaubt. Dabei kann die Erwärmung auf definierte Heizbereiche eingegrenzt werden. Es ist so eine schnelle und partielle Erwärmung insbesondere von Flacherzeugnissen möglich. Dabei erlaubt die Segmentierung der Heizplatten 7 eine flexible Gestaltung der Erwärmungsbereiche und insbesondere eine Anpassung derselben auf Änderungen im Gesamtprozess. Overall, it shows that the device 1 a distortion-free heating without risk of damage to the surface of the light metal component allowed. In this case, the heating can be limited to defined heating areas. It is possible such a rapid and partial warming in particular of flat products. It allows the segmentation of the heating plates 7 a flexible design of the heating areas and in particular an adaptation of the same to changes in the overall process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009007826 A1 [0002]
DE 102010033816 A1 [0002]

Claims

Contraption ( 1 ) for heating a light metal component with at least one segmented heating plate ( 7 ) comprising a plurality of heating segments ( 9 ), characterized in that at least one heating region of the heating plate ( 7 ) of at least one cold zone through an air gap ( 11 ) is spaced.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the air gap ( 11 ) can be flowed through by a cooling medium.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heating area comprises at least one heating segment ( 9 ), wherein preferably each heating segment ( 9 ) is associated with a heating device.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating devices of the heating segments ( 9 ) are separately controllable.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap ( 11 ) surrounds at least one heating device, or a surface area in which the heating device is arranged, rotates.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that each heating segment ( 9 ) with respect to each adjacent heating segment ( 9 ) through an air gap ( 11 ) is spaced.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the air gap ( 11 ) is formed as a groove or as a parting line.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating plate ( 7 ) has at least one cooling channel or at least one cooling line.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) Spacing means for supporting a light metal component at a distance from the heating plate ( 7 ), wherein at least one spacer means preferably a spring pin ( 13 ), which in a guide bore of the heating plate ( 7 ) is stored under prestress.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) as a tool with two tool parts, namely an upper tool ( 3 ) and a lower tool ( 5 ), each tool part ( 3 . 5 ) preferably a hot plate ( 7 ), wherein at least one spacer ( 15 ) is provided such that the spacer ( 15 ) in a closed position of the tool a distance of the heating plates ( 7 ) to each other and to a light metal component defines.