DE102014014563A1

DE102014014563A1 - Pressvorrichtung zum Umformen eines Bauteiles und Verfahren zum Betrieb einer Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE102014014563A1
Application number: DE201410014563
Authority: DE
Inventors: Anton Feldmann; Carsten Freymüller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung (1) zum Umformen eines Bauteiles, wobei die Pressvorrichtung eine Kühlvorrichtung (2) zum Kühlen des umgeformten Bauteiles und/oder von zumindest einem Presswerkzeug umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die Kühlvorrichtung (2) eine Fluidkühlung, die einen geschlossenen Kreislauf, in welchem ein Fluid strömt, aufweist, wobei die Kühlvorrichtung (2) zumindest einen Generator zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Strömung des Fluids umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Kühlvorrichtung (2) für eine Pressvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung zum Umformen eines Bauteiles, welche eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des umgeformten Bauteiles und/oder von zumindest einem Presswerkzeug umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlvorrichtung für eine Pressvorrichtung zum Umformen eines Bauteiles.
Aus der DE 10 2010 010 156 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität aus einem Halbzeug aus Stahl mit einer Erwärmung in einem Durchlaufofen und einem Härteprozess bekannt. Das Halbzeug wird in dem Durchlaufofen auf Austenitisierungstemperatur erwärmt, wobei nachfolgend ein erster Teilbereich des Halbzeuges auf eine Temperatur gekühlt wird, bei welcher das Gefüge des Teilbereiches in ferritisches-perlitisches Gefüge umgewandelt wird, während ein zweiter Teilbereich des Halbzeuges auf Austenitisierungstemperatur gehalten wird. Nachfolgend wird das Halbzeug in einem Presshärtewerkzeug zu dem Formteil umgeformt und vergütet. Das Halbzeug wird nach Durchlauf durch den Durchlaufofen mit dem zweiten Teilbereich in eine Kammer eines Zwischenspeichers eingelegt, der den zweiten Teilbereich auf Austenitisierungstemperatur hält. Währenddessen ragt der erste Teilbereich aus der Kammer des Zwischenspeichers vor und dieser vorragende Bereich wird mit Luft auf die Temperatur gekühlt, bei welcher das ferritisch-perlitische Gefüge gebildet wird.
Weiterhin ist aus der DE 10 2012 015 264 A1 eine Wasserturbine zur Energieerzeugung und Speicherung in Kleinanlagen bekannt, wobei die Wasserturbine in Haushalten, Hochhäusern und gewerblichen Immobilien hinter die Wasserzuleitung eingebaut wird. Mit der Bewegungsenergie der Wasserturbine wird Energie umgewandelt und gespeichert.
Darüber hinaus beschreibt die DE 40 41 801 C1 ein Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauches im Hütten- und Stahlwerkbetrieb, insbesondere in Hochtemperaturbereichen in einer Hochofenanlage. Die Hochofenanlage mit Winderhitzer umfasst dazugehörige und jeweils gekühlte Armaturen wie Schieber, Klappen und Ventile, insbesondere Heißwindschieber, Heißwindgasklappen und Rohrbrückenschieber. Der Temperaturabfall heißer Medien, insbesondere heißer Gase, wird beim Passieren der gekühlten Armaturen, insbesondere der Temperaturabfall des für den Hochofenbetrieb erforderlichen Heißwindes, beim Passieren eines Heißwindschiebers auf ein Minimum reduziert. Dazu wird ein Kühlmedium verwendet, dessen Dampfdruckkurve stets unter derjenigen von Wasser verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Pressvorrichtung mit einer Kühlvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Kühlvorrichtung für eine Pressvorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Pressvorrichtung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Pressvorrichtung zum Umformen eines Bauteiles umfasst eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des umgeformten Bauteiles und/oder von zumindest einem Presswerkzeug. Erfindungsgemäß umfasst die Kühlvorrichtung eine Fluidkühlung, die einen geschlossenen Kreislauf, in welchem ein Fluid strömt, aufweist, wobei die Kühlvorrichtung zumindest einen elektrischen Generator zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Strömung des Fluids umfasst.
Mittels einer derart ausgebildeten Kühlvorrichtung ist es möglich, eine bei dem Umformen entstehende Abwärme zur Gewinnung elektrischer Energie, beispielsweise zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung, zu verwenden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:
1 schematisch eine Pressvorrichtung zum Umformen eines Bauteiles und eine Kühlvorrichtung.
In der einzigen Figur ist eine Pressvorrichtung 1 zum Umformen eines nicht näher dargestellten Bauteiles und eine mit der Pressvorrichtung 1 und/oder dem Bauteil thermisch gekoppelte Kühlvorrichtung 2 gezeigt. Beispielsweise ist die Pressvorrichtung 1 und/oder das Bauteil mittels zumindest eines nicht gezeigten Wärmetauschers mit der Kühlvorrichtung 2 thermisch gekoppelt. Dabei kann der Wärmetauscher auch Bestandteil der Kühlvorrichtung 2 sein.
Die Kühlvorrichtung 2 umfasst einen im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf, welcher mittels eines aus halbtransparent dargestellten Rohren 3 gebildeten Leitungssystems gebildet ist. Dabei weisen die Rohre 3, insbesondere ein jeweiliger Strömungskanal, einen vorgegebenen Durchmesser auf.
Innerhalb der Rohre 3 ist eine Anzahl von Rotoren 4 angeordnet, die wiederum jeweils eine Anzahl von nicht gezeigten Rotorblättern umfassen. Dabei verläuft eine Rotorachse des jeweiligen Rotors 4 parallel zum Strömungskanal. An einem jeweiligen freiliegenden Ende eines Rotorblattes eines jeweiligen Rotors 4 ist ein Magnet angeordnet, wobei Magnetpole sich abwechseln.
An einer Außenfläche der Rohre 3 ist im Bereich eines jeweiligen Rotors 4 eine Induktionsspule 5 angeordnet.
Im Betrieb der Pressvorrichtung 1 entsteht Wärme, die als Abwärme mittels der Kühlvorrichtung 2 von der Pressvorrichtung 1 und/oder dem Bauteil abgeführt wird. Hierzu strömt in dem mittels der Rohre 3 gebildeten Kreislauf ein Fluid, beispielsweise Wasser.
Die Abwärme wird dem Fluid zugeführt, so dass sich ein Druck des Fluids innerhalb der Rohre 3 erhöht und das Fluid strömt. Die Rotoren 4 drehen sich, wodurch sich ein Magnetfeld der Induktionsspulen 5 ständig ändert und dadurch eine elektrische Spannung erzeugt wird. Mittels der an den Rotorblättern angeordneten Magneten und der außen an den Rohren 3 angeordneten Induktionsspulen 5 ist ein Generator gebildet, so dass aus der Strömung des in den Rohren 3 strömenden Fluids elektrische Energie gewonnen wird.
Eine Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ist dabei abhängig von dem Durchmesser des Strömungskanals des jeweiligen Rohres 3. Je geringer der Durchmesser des Strömungskanals ist, desto höher ist die Strömungsgeschwindigkeit und desto schneller drehen sich die Rotoren 3.
Mittels einer solchen Kühlvorrichtung 2 ist es möglich, aus der im Betrieb der Pressvorrichtung entstehenden Abwärme elektrische Energie zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Pressvorrichtung
2: Kühlvorrichtung
3: Rohr
4: Rotor
5: Induktionsspule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010010156 A1 [0002]
DE 102012015264 A1 [0003]
DE 4041801 C1 [0004]

Claims

Pressvorrichtung (1) zum Umformen eines Bauteiles, umfassend eine Kühlvorrichtung (2) zum Kühlen des umgeformten Bauteiles und/oder von zumindest einem Presswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (2) eine Fluidkühlung umfasst, die einen geschlossenen Kreislauf, in welchem ein Fluid strömt, aufweist, wobei die Kühlvorrichtung (2) zumindest einen Generator zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Strömung des Fluids umfasst.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Generator zumindest einen Rotor (4) und zumindest eine Induktionsspule (5) umfasst.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf ein Leitungssystem aus Rohren (3) mit einem vorgegebenen Rohrdurchmesser umfasst, wobei zumindest innerhalb eines Rohres (3) zumindest ein Rotor (4) des Generators angeordnet ist, dessen Rotorachse parallel zu einem Strömungskanal des Rohres (3) verläuft.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Abmessungen der Längsausdehnung der Rotorblätter im Wesentlichen einem Radius des entsprechenden Rohres (3) entsprechen, wobei an einem freiliegenden Ende zumindest eines der Rotorblätter ein Magnet angeordnet ist.
Pressvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Induktionsspule (5) an einer Außenfläche eines Rohres (3) in einem mit einer Rotorposition korrespondierenden Bereich angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kühlvorrichtung (2) für eine Pressvorrichtung (1) zum Umformen eines Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (2) eine Fluidkühlung mit einem geschlossenen Kreislauf aufweist, in welchem ein Fluid strömt, wobei mittels zumindest eines Generators der Kühlvorrichtung (2) elektrische Energie aus der Strömung des Fluids gewonnen wird.