DE102014101891A1 - System zum Aufwärmen von Werkstücken - Google Patents

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DE102014101891A1
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ThyssenKrupp System Engineering GmbH
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp System Engineering GmbH
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Abstract

Es wird ein System zum Aufwärmen von Werkstücken, insbesondere für eine Warmumformungsstation, vorgeschlagen, welches eine Aufwärmvorrichtung und wenigstens einen durch die Aufwärmvorrichtung zu transportierenden Warenträger aufweist, wobei der Warenträger mit einem Werkstück bestückbar ist und wenigstens eine Temperierungskomponente zum konduktiven Erwärmen des Werkstücks aufweist und wobei die Aufwärmvorrichtung wenigstens eine bewegliche Elektrode zum elektrischen Kontaktieren der Temperierungskomponente umfasst.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem System zum Aufwärmen von Werkstücken, insbesondere für eine Warmumformungsstation, wobei das System eine Aufwärmvorrichtung und wenigstens einen durch die Aufwärmvorrichtung zu transportierenden Warenträger umfasst, wobei der Warenträger mit einem Werkstück zu bestücken ist.
  • Es ist allgemein bekannt, metallische Werkstücke vor ihrer Weiterverarbeitung mittels einer Aufwärmvorrichtung auf eine optimale Verarbeitungstemperatur aufzuwärmen. Beispielsweise werden in der Karosseriefertigung Blechplatinen durch Warmumformung in eine gewünschte Form gebracht. Vor dem Warmumformen werden die Blechplatinen dabei durch eine Aufwärmvorrichtung transportiert, um die Blechplatinen aufzuwärmen und hierdurch die Festigkeit der Blechplatinen für den darauffolgenden Umformprozess vorübergehend herabzusetzen. Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, derartige Systeme mit Rollenförderern auszustatten, auf deren Rollen die Blechplatinen durch die Aufwärmvorrichtung bewegt werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zum Aufwärmen von Werkstücken bereitzustellen, welches ein energieeffizienteres und zügiges Aufwärmen der Werkstücke auch auf vergleichsweise hohe Temperaturen erlaubt und gleichzeitig kostengünstig zu realisieren ist. Ferner soll ein System bereitgestellt werden, welches ein individuelles und unterschiedliches Erwärmen unterschiedlicher Werkstücke erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird mit einem System zum Aufwärmen von Werkstücken, insbesondere für eine Warmumformungsstation, gelöst, welches eine Aufwärmvorrichtung und wenigstens einen durch die Aufwärmvorrichtung zu transportierenden Warenträger aufweist, wobei der Warenträger mit einem Werkstück bestückbar ist und wenigstens eine Temperierungskomponente zum konduktiven Erwärmen des Werkstücks aufweist und wobei die Aufwärmvorrichtung wenigstens eine bewegliche Elektrode zum elektrischen Kontaktieren der Temperierungskomponente umfasst.
  • Das erfindungsgemäße System hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein individuelles Aufwärmen eines auf einem zugehörigen Warenträger angeordneten Werkstücks realisierbar ist, indem der durch die Elektrode hervorgerufene Stromfluss durch die Temperierungskomponente entsprechend gesteuert bzw. kontrolliert wird. Der Stromfluss sorgt dafür, dass sich die Temperiervorrichtung durch joulesche Wärme aufwärmt und seine Wärmeenergie durch Konduktion (auch als Wärmeleitung bezeichnet) an das Werkstück abgibt. In vorteilhafter Weise lässt sich der Stromfluss vergleichsweise einfach, präzise und kostengünstig steuern, so dass in einfacher Weise verschiedene Werkstücke unterschiedliche aufgewärmt werden können. Das Werkstück umfasst insbesondere ein plattenförmiges, metallisches Werkstück, beispielsweise eine Blechplatine, aus welchem im Wege der Warmumformung ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug erzeugt wird. Die Warmumformung erfolgt vorzugsweise in einer Presse. Denkbar wäre aber auch, dass das Werkstück ein nicht metallisches Bauteil umfasst, beispielsweise aus Kunststoff, welches ausschließlich über von der induktiv erwärmten Temperierungskomponente ausgehende Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung erwärmt wird. Die Temperierungskomponente umfasst insbesondere eine Temperierungsplatte. Der Warenträger umfasst insbesondere ferner eine Grundkomponente, welche als Trägerteil dient. Die Elektrode ist vorzugsweise aus leitfähigem Silizium-Nitrid oder Wolfram gefertigt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Warenträger zwei Kontaktlaschen und die Aufwärmvorrichtung zwei bewegliche Elektroden zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktlaschen aufweist, wobei mittels der zwei Elektroden wenigstens ein joulesche Wärme erzeugender Stromfluss in der Temperierungskomponente induziert wird. In vorteilhafter Weise ist die Temperierungskomponente mit den zwei Kontaktlaschen elektrisch leitfähige verbunden, wobei durch eine entsprechende Bewegung der einen Elektrode ein Kontakt zwischen dieser Elektrode und der einen Kontaktlasche hergestellt wird und analog durch eine entsprechende Bewegung der anderen Elektrode ein Kontakt zwischen dieser anderen Elektrode und der anderen Kontaktlasche hergestellt wird. Wenn nun eine elektrische Potentialdifferenz an die beiden Elektroden angelegt wird, fließt ein Strom durch die Temperierungskomponente. Die Temperierungskomponente wirkt dabei als ohmscher Widerstand, so dass sie von dem Stromfluss aufgrund von joulescher Wärme aufgewärmt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Warenträger vorzugsweise eine Mehrzahl von Temperierungskomponenten aufweist, wobei jede Temperierungskomponente zwei Kontaktlaschen aufweist und wobei die Aufwärmvorrichtung eine Mehrzahl von beweglichen Elektroden zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktlaschen der Mehrzahl von Temperierungskomponenten aufweist. In vorteilhafter Weise erstreckt sich das Werkstück über die Mehrzahl von Temperierungskomponenten, so dass durch eine unterschiedlich starke Erwärmung der verschiedenen Temperierungskomponenten verschiedene Bereiche innerhalb eines einzigen Werkstücks unterschiedlichen stark aufgeheizt werden können (auch als partielle Erwärmung oder "Tailored Tempering" bezeichnet). Denkbar ist, dass auf diese Weise beispielsweise nur diejenigen Bereiche des Werkstücks auf hohe Temperaturen erwärmt werden, welche in den nachfolgenden Bearbeitungsschritten unmittelbar warmumgeformt werden und/oder gehärtet werden sollen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektrode zwischen einer Nichtgebrauchsposition, in welcher die Elektrode von der zugehörigen Kontaktlasche beabstandet ist, und einer Gebrauchsposition, in welcher die Elektrode die zugehörige Kontaktlasche berührt, entlang einer Arbeitsrichtung verschiebbar ist, wobei die Arbeitsrichtung im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des Wärmeträgers ausgerichtet ist. In vorteilhafter Weise wird kann somit der elektrische Kontakt zwischen der jeweiligen Elektrode und der zugehörigen Kontaktlasche in einfacher Weise hergestellt und wieder aufgehoben werden, so dass insbesondere ein Transport des Warenträgers durch das System und relativ zu den Elektroden ermöglicht wird. Denkbar ist, dass die Elektroden entlang der Arbeitsrichtung mittels Federmitteln in Richtung der Gebrauchsposition federbelastet sind. Die Elektroden können somit nach Art eines Schleifkontakts selbstständig einen elektrischen Kontakt mit der jeweiligen Kontaktlasche herstellen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeleitfähigkeit der Temperierungsplatte höher als die Wärmeleitfähigkeit der Grundkomponente ist und/oder wobei die Temperierungsplatte Stahl umfasst. In vorteilhafter Weise ist das Erwärmen einer Stahlplatte durch joulesche Wärme vergleichsweise effizient. Zudem verfügt eine Stahlplatte über eine hohe Wärmekapazität, so dass die Temperierungsplatte nach Verlassen der Aufwärmvorrichtung nur langsam abkühlt. Die Grundkomponente umfasst vorzugsweise ein Keramikmaterial. Vorteilhafterweise weist Keramik eine hohe Hitzebeständigkeit auf. Ferner weist Keramik üblicherweise eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass der Temperaturübertrag von der Temperierungsplatte auf das Werkstück begünstigt wird. Die Grundkomponente ist vorzugsweise plattenförmig oder gitterartig ausgebildet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufwärmvorrichtung eine Heizkammer zur Aufnahme einer Mehrzahl übereinander gestapelter Warenträger aufweist, wobei die Mehrzahl von Warenträger mittels eines Transportmechanismus entlang einer zur Haupterstreckungsebene der jeweiligen Warenträger senkrechten Richtung sukzessive durch die Heizkammer bewegbar sind. In vorteilhafter Weise kann der Gesamtenergieverbrauch durch die Einkapselung in die Heizkammer gesenkt werden. Die mit Werkstücken bestückten Warenträger werden vorzugsweise sukzessive durch die Heizkammer transportiert und werden dabei durchwärmt. Denkbar ist, dass die Warenträger in der Heizkammer zirkulieren. Die Heizkammer weist vorzugsweise eine Be- und Entladestation im Bereich eines Heizkammerdeckels auf, an welcher die Werkstücke in die Heizkammer eingebracht werden. Anschließend werden die Werkstücke entlang einer zur Haupterstreckungsebene der Warenträger senkrechten Vertikalrichtung nach unten in Richtung Heizkammerboden bewegt. Die Heizkammer weist vorzugsweise Schub- und/oder Zugstangen auf, um den Warenträger am Heizkammerboden auf eine andere Seite der Heizkammer zu verschieben. Auf dieser Seite der Heizkammer werden die Warenträger dann wieder entlang der senkrechten Vertikalrichtung nach oben bewegt und am oberen Ende der Heizkammer mittels weiteren Schub- und/oder Zugstangen zurück zur Be- und Entladestation bewegt werden. Jeder Warenträger verweilt sodann eine vorbestimmte Verweilzeit in der Heizkammer. Das System weist vorzugsweise einen weiteren Transportmechanismus zum Transport des Warenträgers und/oder Werkstücks in die Heizkammer oder aus der Heizkammer heraus, insbesondere durch die Be- und/oder Entladestation, auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der weitere Transportmechanismus wenigstens eine Aktuatorstange aufweist, welche parallel zur Haupterstreckungsebene und insbesondere senkrecht zur Arbeitsrichtung in die Heizkammer entlang einer Querrichtung ein- und ausführbar ist, wobei die Aktuatorstange mittels eines Antriebs entlang der Querrichtung bewegbar ist. Die Aktuatorstange umfasst insbesondere die vorstehend beschriebene Zug- und/oder Druckstange und ist insbesondere mittels eines weiteren Antriebs zwischen einer Eingriffsstellung zum Eingriff mit einem Warenträger und/oder Werkstück und einer Freigabestellung zum Freigeben des Warenträgers und/oder Werkstücks um ihre Längsachse drehbar. Die Aktuatorstange erstreckt sich vorzugsweise durch die Wandung der Heizkammer, so dass der Antrieb und/oder der weitere Antrieb vorzugsweise außerhalb der Heizkammer angeordnet werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System eine Elektrodenbatterie aufweist, an welchem die Elektroden befestigt sind, wobei die Elektrodenbatterie außerhalb der Heizkammer an einer Wandung der Heizkammer angeordnet und insbesondere befestigt ist und wobei die Elektroden sich durch Öffnungen in der Wandung der Heizkammer in die Heizkammer erstrecken. In vorteilhafter Weise gelangen somit nur die Elektroden selbst in Kontakt mit der in der Heizkammer vorherrschenden Temperaturen, während jegliche Anschluss- und Steuerungssysteme, welche den kontrollierten Stromfluss über die Elektroden erlauben, außerhalb der Heizkammer und somit auch außerhalb von schädlichen Temperaturen angeordnet sind. Zusätzlich ist die Elektrodenbatterie vorzugsweise gekühlt und insbesondere wassergekühlt, so dass eine Überhitzung der Anschluss- und Steuerungssysteme verhindert wird. Mittels dieser Anschluss- und Steuerungssysteme sind die in der Elektrodenbatterie angeordneten Elektroden insbesondere unabhängig voneinander beschaltbar, so dass der Stromfluss durch jedes Temperierungselement individuell einstellbar ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Systems gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Warenträgers eines Systems gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Warenträgers eines Systems gemäß einer beispielhaften dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Warenträgers eines Systems gemäß einer beispielhaften vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5a, 5b zeigen schematische Detailansichten des Systems gemäß der beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt eine schematische Detailansicht eines Systems gemäß einer beispielhaften fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Systems 1 zum Aufheizen von Werkstücken 2 gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 1 umfasst eine Aufwärmvorrichtung 4 mit einer Heizkammer 12, durch welche mit Werkstücken 2 bestückte Warenträger 5 transportiert werden, um die Werkstücke 2 zu erwärmen.
  • Das System 1 weist eine Elektrodenbatterie 13 auf, welche an einer Außenseite der Heizkammer 12 angeordnet sind und eine Mehrzahl von Elektroden 8 halten. Jede Elektrode 8 erstreckt sich von der zugehörigen Elektrodenbatterie 13 durch eine Öffnung 6 in der Wandung 3 der Heizkammer 12 ins Innere der Heizkammer 12. Die Elektroden 8 sind insbesondere aus leitfähigem Silizium-Nitrit oder Wolfram hergestellt. Die Elektroden 8 sind beweglich und insbesondere verschiebbar in der Wandung 3 der Heizkammer 12 und an der Elektrodenbatterie 13 gelagert. Im Bereich der Elektrodenbatterie 13 ist für jede Elektrode 8 ein Federmittel 14 angeordnet, welches die Elektrode 8 entlang einer Arbeitsrichtung 101 in Richtung Heizkammerinneres federelastisch vorbelastet. Die Elektrodenbatterie 13 ist dabei wassergekühlt.
  • Die Warenträger 5 weisen jeweils eine Grundkomponente 10 auf, welche plattenförmig oder gitterartig aufgebaut sein kann, und lediglich als tragendes Strukturbauteil dient. Denkbar ist, dass die Grundkomponente 10 aus Keramik hergestellt ist, wodurch eine besonders hohe Hitzebeständigkeit und eine thermische Isolation nach unten erzielt wird. Zwischen der Grundkomponente 10 und dem aufgelegten Werkstück 2 ist wenigstens eine Temperierungskomponente 7 in Form einer Temperierungsplatte 11 angeordnet, welche aus einem elektrisch leitfähigen Metall besteht. Im vorliegenden Beispiel weist der Warenträger 5 mehrere Temperierungskomponenten 7 in Form von streifenförmigen Stahlplatten auf, die nebeneinander und parallel zueinander entlang der Arbeitsrichtung 101 angeordnet sind. An den Enden der streifenförmigen Stahlplatten ist jeweils eine Kontaktlasche 9 angeordnet. Wenn der Warenträger 5 in der Heizkammer 12 angeordnet ist, gelangen die Kontaktlaschen 9 in Kontakt mit den Elektroden 8. Durch die Federbelastung der Elektroden 8 kann dieser Kontakt automatisch hergestellt werden, wenn sich der Warenträger 5 an den zugehörigen Elektroden 8 vorbeibewegt.
  • Die Elektrodenbatterie 13 ist mit einem nicht-dargestellten Steuerungssystem verbunden, über welches zwischen jedem Elektrodenpaar, von zwei entlang der streifenförmigen Stahlplatten gegenüberliegenden Elektroden 8, jeweils eine beliebige Spannung angelegt werden kann. Wenn dann ein solches Elektrodenpaar über die Kontaktlaschen einer Temperierungskomponente 7 kontaktiert und über die Temperierungskomponente 7 kurzgeschlossen werden, fließt ein Strom durch die Temperierungskomponente 7. Der Stromfluss sorgt für ein Aufheizen der Temperierungskomponente 7 aufgrund von joulescher Wärme und gibt seine Wärmeenergie danach durch Konduktion an das auf der Temperierungskomponente 7 liegende Werkstück 2 ab, wodurch das Werkstück 2 erhitzt wird. Die Stromstärke kann dabei durch das Steuerungssystem dabei genau geregelt werden, so dass auch die Erwärmung des Werkstücks sehr präzise und individuell steuerbar ist. Im vorliegenden Beispiel weist ein Warenträger 5 eine Mehrzahl paralleler Temperierungskomponenten 7 auf. Über die Beschaltung des entsprechenden Elektrodenpaares kann somit nicht nur jedes Werkstück 2 individuell und unabhängig von den Werkstücken 2, die auf anderen Warenträgern 5 angeordnet sind, eingestellt werden, sondern es können sogar verschiedene Bereiche des Werkstücks 2 unterschiedlich stark erhitzt werden, wenn sich das Werkstück 2 über mehrere der Temperierungskomponenten 7 erstreckt (auch als "Tailored Tempering" bezeichnet). Das Werkstück 2 umfasst insbesondere ein plattenförmiges, metallisches Werkstück, beispielsweise eine Blechplatine, aus welchem im Wege der Warmumformung später ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug erzeugt wird. Die Erwärmung des Werkstücks 2 innerhalb der Heizkammer 12 dient vorzugsweise ferner der Diffusion und Austenitisierung des Werkstücks 2.
  • Die Heizkammer 12 weist im vorliegenden Beispiel eine Be- und Entladestation 16 auf, durch welche neu zu erwärmende Werkstücke 2 in die Heizkammer 12 eingebracht werden und bereits erwärmte Werkstücke 2 aus der Heizkammer 12 heraus transportiert werden. Wenn ein neues Werkstück 2 in die Heizkammer 12 eingebracht und auf einem Warenträger 5 angeordnet wird, wird der Warenträger 5 mittels eines nicht näher dargestellten Transportsystems entlang einer zur Haupterstreckungsebene 100 der jeweiligen Warenträger 5 senkrechten Richtung in Richtung Heizkammerboden transportiert. Das System 1 weist ferner einen weiteren Transportmechanismus in Form von Aktuatorstangen 15 auf, welche sich durch Wandung 3 der Heizkammer 12 ins Innere der Heizkammer 12 erstrecken und als Zug- und Druckstangen agieren, um die Warenträger 5 parallel zu einer Querrichtung 102, die sich parallel zur Haupterstreckungsebene 100 und senkrecht zur Arbeitsrichtung 101 erstreckt, zu verschieben. Um die Warenträger 5 mit Hilfe der Aktuatorstangen 15 ziehen zu können, weist jede Aktuatorstange 5 eine Abwinkelung an ihrem Ende auf und kann jede Aktuatorstange 15 zwischen einer Eingriffsstellung zum Eingriff mit dem jeweiligen Warenträger 5 und einer Freigabestellung zum Freigeben des jeweiligen Warenträgers 5 um ihre Längsachse verdreht werden. Im Bereich des Heizkammerbodens werden die Warenträger 5 nun mittels der Aktuatorstangen 15 entlang der Querrichtung 102 von einer Seite der Heizkammer 12 auf die andere Seite der Heizkammer 12 verschoben. Auf dieser anderen Seite der Heizkammer 12 werden die Warenträger 12 mittels des Transportsystems dann entlang der zur Haupterstreckungsebene 100 der jeweiligen Warenträger 5 senkrechten Richtung vom Heizkammerboden wieder in Richtung der Heizkammerdecke transportiert. Im Bereich der Heizkammerdecke sind weitere Aktuatorstangen 15 realisiert, um die Warenträger 5 zurück zur Be- und Entladestation 16 zu schieben und das entsprechende Werkstück 2 aus der Heizkammer 4 herauszunehmen.
  • In 2 ist eine schematische Ansicht eines Warenträgers 5 eines Systems 1 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Detailansicht ist zu sehen, dass der Warenträger 5 im vorliegenden Fall sechs Temperierungskomponenten 7 aufweist. Jede dieser sechs Temperierungskomponenten 7 ist über eigene Kontaktlaschen 9 mit einem eigenen Elektrodenpaar 8 elektrisch leitfähig verbunden. Auf diese Weise kann auch jede Temperierungskomponenten 7 individuell auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Das Werkstück 2 kann somit partiell unterschiedlich erhitzt werden ("Tailored Tempering").
  • In 3 ist eine schematische Ansicht eines Warenträgers 5 eines Systems 1 gemäß einer beispielhaften dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform im Wesentlichen der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform gleicht, wobei der Warenträger 5 jedoch nur mit drei Temperierungskomponenten 7 versehen ist. Es existieren demnach Bereiche des Werkstücks 2, welche nicht unmittelbar konduktiv erwärmt werden.
  • In 4 ist eine schematische Ansicht eines Warenträgers 5 eines Systems 1 gemäß einer beispielhaften vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform gleicht, wobei die sechs Temperierungskomponenten 7 nicht parallel zueinander verlaufen und stets gleiche Dicken aufweisen, sondern die Temperierungskomponenten 7 vielmehr konisch zusammenlaufen und sich jeweils verjüngen.
  • In 5a, 5b sind schematische Detailansichten des Systems 1 gemäß der beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesen Detailansichten ist ein Ausschnitt der Wandung 3 dargestellt. Es ist zu sehen, dass in der Öffnung 6 der Wandung 3 jeweils eine Buchse 16 angeordnet ist, in welcher die Elektroden 8 längsverschiebbar angeordnet sind. Auf einer dem Warenträger 5 abgewandten Seite sind alle Elektroden 8 in einem bewegbaren Elektrodenträger 17 federelastisch über die Federmittel 14 aufgenommen. In 5a sind die Elektroden 8 von den Kontaktlaschen 9 beabstandet, während in 5b der Elektrodenträger 17 entlang der Arbeitsrichtung 101 in Richtung der Heizkammer vorgerückt ist, so dass die Elektroden 8 in unmittelbaren mechanischen Kontakt mit den Kontaktlaschen gelangen.
  • In 6 ist eine schematische Detailansicht eines Systems 1 gemäß einer beispielhaften fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen der in 5a und 5b gezeigten ersten Ausführungsform gleicht, wobei in der fünften Ausführungsform die Elektroden 8 in einen Kontaktkörper 18 der Elektrodenbatterie 13 übergehen. Der Kontaktkörper 18 ist insbesondere wassergekühlt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    System
    2
    Werkstück
    3
    Wandung
    4
    Aufwärmvorrichtung
    5
    Warenträger
    6
    Öffnung
    7
    Temperierungskomponente
    8
    Elektroden
    9
    Kontaktlasche
    10
    Grundkomponente
    11
    Temperierungsplatte
    12
    Heizkammer
    13
    Elektrodenbatterie
    14
    Federmittel
    15
    Aktuatorstangen
    16
    Buchse
    17
    Elektrodenträger
    18
    Kontaktkörper
    19
    Be- und Entladestation
    100
    Haupterstreckungsebene
    101
    Arbeitsrichtung
    102
    Querrichtung

Claims (15)

  1. System (1) zum Aufwärmen von Werkstücken (2), insbesondere für eine Warmumformungsstation, aufweisend eine Aufwärmvorrichtung (4) und wenigstens einen durch die Aufwärmvorrichtung (4) zu transportierenden Warenträger (5), wobei der Warenträger (5) mit einem Werkstück (6) bestückbar ist und wenigstens eine Temperierungskomponente (7) zum konduktiven Erwärmen des Werkstücks (2) aufweist und wobei die Aufwärmvorrichtung (4) wenigstens eine bewegliche Elektrode (8) zum elektrischen Kontaktieren der Temperierungskomponente (7) umfasst.
  2. System (1) nach Anspruch 1, wobei der Warenträger (5) zwei Kontaktlaschen (9) und die Aufwärmvorrichtung (4) zwei bewegliche Elektroden (8) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktlaschen (9) aufweist, wobei mittels der zwei Elektroden (8) wenigstens ein joulesche Wärme erzeugender Stromfluss in der Temperierungskomponente (7) induziert wird.
  3. System (1) nach Anspruch 2, wobei der Warenträger (5) eine Mehrzahl von Temperierungskomponenten (7) aufweist, wobei jede Temperierungskomponente (7) zwei Kontaktlaschen (9) aufweist und wobei die Aufwärmvorrichtung (4) eine Mehrzahl von beweglichen Elektroden (8) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktlaschen (9) der Mehrzahl von Temperierungskomponenten (7) aufweist.
  4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrode (8) zwischen einer Nichtgebrauchsposition, in welcher die Elektrode (8) von der zugehörigen Kontaktlasche beabstandet ist, und einer Gebrauchsposition, in welcher die Elektrode (8) die zugehörige Kontaktlasche berührt, entlang einer Arbeitsrichtung (101) verschiebbar ist, wobei die Arbeitsrichtung im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene (100) des Wärmeträgers (5) ausgerichtet ist.
  5. System (1) nach Anspruch 4, wobei die Elektroden (8) entlang der Arbeitsrichtung (101) mittels Federmitteln (14) in Richtung der Gebrauchsposition federbelastet sind.
  6. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektroden (8) aus leitfähigem Silizium-Nitrid oder Wolfram gefertigt sind.
  7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Warenträger (5) eine Grundkomponente (10) und die Temperierungskomponente (7) in Form einer Temperierungsplatte (11) umfasst.
  8. System (1) nach Anspruch 7, wobei die Wärmeleitfähigkeit der Temperierungsplatte (11) höher als die Wärmeleitfähigkeit der Grundkomponente (10) ist und/oder wobei die Temperierungsplatte (11) Stahl umfasst und/oder wobei die Grundkomponente (10) ein Keramikmaterial umfasst und/oder wobei die Grundkomponente (10) platten- oder gitterförmig ausgebildet ist.
  9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufwärmvorrichtung (4) eine Heizkammer (12) zur Aufnahme einer Mehrzahl übereinander gestapelter Warenträger (5) aufweist, wobei die Mehrzahl von Warenträger (5) mittels eines Transportmechanismus entlang einer zur Haupterstreckungsebene (100) der jeweiligen Warenträger (5) senkrechten Richtung sukzessive durch die Heizkammer (4) bewegbar sind.
  10. System (1) nach Anspruch 9, wobei das System (1) eine Elektrodenbatterie (13) aufweist, an welchem die Elektroden (8) befestigt sind, wobei die Elektrodenbatterie (13) außerhalb der Heizkammer (12) angeordnet ist und wobei die Elektroden (8) sich durch Öffnungen (6) in der Wandung (3) der Heizkammer (12) in die Heizkammer (12) erstrecken.
  11. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenbatterie (13) gekühlt und insbesondere wassergekühlt ist.
  12. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in der Elektrodenbatterie (13) angeordneten Elektroden (8) unabhängig voneinander beschaltbar sind.
  13. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) einen weiteren Transportmechanismus (14) zum Transport des Warenträgers (5) und/oder Werkstücks (2) in die Heizkammer (12) oder aus der Heizkammer (12) heraus aufweist.
  14. System (1) nach Anspruch 13, wobei der weitere Transportmechanismus (14) wenigstens eine Aktuatorstange (15) aufweist, welche parallel zur Haupterstreckungsebene (100) und insbesondere senkrecht zur Arbeitsrichtung (101) in die Heizkammer (12) entlang einer Querrichtung (102) ein- und ausführbar ist, wobei die Aktuatorstange (12) mittels eines Antriebs entlang der Querrichtung (102) bewegbar ist.
  15. System (1) nach Anspruch 14, wobei die Aktuatorstange (12) mittels eines weiteren Antriebs zwischen einer Eingriffsstellung zum Eingriff mit einem Warenträger (5) und/oder Werkstück (2) und einer Freigabestellung zum Freigeben des Warenträgers (5) und/oder Werkstücks (2) um ihre Längsachse drehbar ist.
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