DE102014112968B4

DE102014112968B4 - Verfahren zum Härten eines Hohlprofils und Härtungswerkzeug

Info

Publication number: DE102014112968B4
Application number: DE102014112968.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Flehmig; Jörg Gorschlüter; Martin Kibben
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: CN105400931B; DE102014112968A1; US10017833B2; CN105400931A; US20160068921A1

Abstract

Verfahren zum Härten eines einen Innenraum aufweisenden Hohlprofils (2), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Bereitstellen des Hohlprofil (2), – Erwärmen des Hohlprofils (2), – Anordnen des Hohlprofils (2) in einem Härtungswerkzeug (1) und – Kühlen des Hohlprofils (2), dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt des Kühlens das Hohlprofil (2) von Innen mit einem an den Innenraum (4) bauformangepassten Kühlkern (5) gekühlt wird.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten eines Hohlprofils und ein Härtungswerkzeug.
Das Härten von Werkstücken aus Stahl, insbesondere aus einem Mangan-Bor-Stahl, ist ein hinreichend bekanntes Verfahren zur Anpassung der Materialeigenschaften. Dazu wird das Werkstück abhängig vom Werkstoff auf seine Austenitisierungstemperatur, beispielsweise auf etwa 930°C bei einem Mangan-Bor-Stahl, erhitzt und dann rasch abgekühlt bzw. abgeschreckt. Zur Herstellung von vorzugsweise Karosseriebauteilen werden die zu härtenden Werkstücke für das Abkühlen in ein Härtungswerkzeug eingelegt. Hier erfährt das Werkstück allenfalls eine sehr geringe Formänderung durch Kalibrieren oder Verpressen.
Die Grundlagen für die Form des gehärteten Werkstücks werden bei einem indirekten Warmumformen insbesondere zunächst durch eine Kaltumformung vorgegeben. Soll ein Hohlprofil dem Härteprozess unterzogen werden, dann sorgen die Härtungswerkzeuge in der Regel lediglich für eine Abkühlung des Werkstücks über die Außenfläche des Hohlprofils.
Aus der Druckschrift EP 1 755 801 B1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Kühlmittel in einem Härtungswerkzeug dazu veranlasst wird, einen Innenraum des Hohlprofils zu passieren und dabei das Hohlprofil von Innen zu kühlen. Allerding beschränkt sich das Verfahren auf das Härten von Hohlprofilen, die in dem Härtungswerkzeug auch geformt wurden.
Aus der Druckschrift DE 691 14 813 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Kühlmittel in einem Härtungswerkzeug dazu veranlasst wird, einen Innenraum eines Hohlprofils zu passieren und dabei das Hohlprofil von innen zu kühlen. Allerdings beschränkt sich das Verfahren auf im Spritzgussverfahren hergestellte Hohlprofile, die in einem heißen Zustand aus der Gussform entfernt und in die Kühlvorrichtung eingebracht werden.
Weiterhin neigen Werkstücke aus einem Mangan-Bor-Stahl zur Verzunderung. Daher werden diese Stähle mit oxidationsverhindernden Schichten wie AlSi, AlMg, Zink oder anderen Schichten versehen. Diese Schichten erfüllen die gewünschten Ansprüche, führen jedoch zu unerwünschten Nebeneffekten, wie längere Ofenverweilzeiten zum Eindiffundieren, Vermischen mit einem Werkstoff während eines Schweißvorganges und/oder Mehrkosten durch das Aufbringen und lokale Entfernen der Schichten auf dem Mangan-Bor-Stahl.
Der Stand der Technik schlägt daher vor, Erwärmungen nur an unbeschichteten Werkstücken durchzuführen und die entstandenen Verzunderungen im Anschluss durch eine geeignete Methode, z. B durch Sandstrahlen, wieder zu entfernen. Allerdings hat sich gezeigt, dass ein nachträgliches Entfernen des Zunders mit größeren Mehrkosten verbunden ist, insbesondere für Hohlprofile, deren Innenräume mit vergleichsweise geringem Querschnitt und großer Länge nur schwer zu erreichen sind. Daneben führt die kaum vermeidbare Verschmutzung mit Zunderresten zu einem erhöhten Reinigungsaufwand und zu einem erhöhten Werkzeugverschleiß.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Härten eines Hohlprofils zur Verfügung zu stellen, mit dem Wärme beim Härten möglichst effektiv vom Hohlprofil weggeführt wird und mit dem Verzunderungen möglichst vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Härten eines einen Innenraum aufweisenden Hohlprofils umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

– Bereitstellen des Hohlprofil,
– Erwärmen des Hohlprofils,
– Anordnen des Hohlprofils in einem Härtungswerkzeug und
– Kühlen des Hohlprofil,

Gegenüber dem Stand der Technik wird das Hohlprofil von Innen über den Kühlkern gekühlt statt ein Kühlmedium dazu zu veranlassen, den Innenraum des Hohlprofils zu passieren. Dadurch kann beispielsweise auf aufwendige Bereitstellungssysteme verzichtet werden, die das Kühlmedium zielgerichtet in den Innenraum des Hohlprofils lenken. Außerdem lässt sich durch die Bauform des Kühlkerns die Kühlwirkung räumlich verteilen und damit steuern bzw. beeinflussen. Durch die Separation von Umformungsverfahren und Härten lässt sich das Kühlen des Hohlprofils von Innen beispielsweise auch auf Hohlprofile ausdehnen, die durch eine Kaltumformung bereits geformt wurden.
Vorzugsweise weist der Kühlkern eine Kühlfläche auf, über die der Kühlkern die Wärme des Hohlprofils beim Abkühlen bzw. Abschrecken ableitet, um beim Abkühlen eine Änderung des Gefügezustandes des Hohlprofils zu bewirken. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Hohlprofil im Verfahrensschritt des Kühlens auch von Außen gekühlt wird. Dazu ist es vorgesehen, dass das Hohlprofil in eine Aufnahme des Härtungswerkzeugs angeordnet wird, wobei die Aufnahme angepasst ist an die Bauform einer Außenfläche des Hohlprofils. Insbesondere weist die Aufnahme eine Werkzeugwirkfläche auf, über die die Wärme vom erwärmten Hohlprofil abgeleitet wird und diese damit abkühlt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kühlkern durch ein den Kühlkern durchströmendes Kühlmedium oder durch eine externe Kühlvorrichtung gekühlt wird. Beispielsweise wird der Kühlkern von einem Kühlkreislauf umfasst, der die vom Kühlkern aufgenommene Wärme abtransportiert. Vorzugsweise wird der Kühlkern wiederholt aus dem Innenraum des Hohlprofils entnommen und wieder innerhalb des Innenraums angeordnet. Zeitlich zwischen der Entnahme und dem erneuten Anordnen im Innenraum wird der Kühlkern vorzugsweise durch eine externe Kühlvorrichtung, wie beispielsweise ein Kühlbad, ein Trockeneisbecken oder eine Gasumflutung, abgekühlt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise sicherstellen, dass eine Kühlwirkung des Kühlkerns bereitgestellt wird, auch wenn sich der Kühlkern beim Abkühlen des Hohlprofils aufwärmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kühlkern zumindest teilweise am Innenraum anliegt. Vorzugsweise liegt der Kühlkern großflächig an der Innenfläche bzw. an der inneren Wandung des Hohlprofils an. Durch ein großflächiges Anliegen lässt sich die Wärme unmittelbar und effektiv vom Hohlprofil übertragen, wodurch die Wärmeableitung weiter verbessert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Verfahrensschritt des Anordnens des Hohlprofils in das Härtungswerkzeug zeitlich nach dem Verfahrensschritt des Erwärmens des Hohlprofils durchgeführt wird. Es ist auch denkbar, dass Wärme über das Härtungswerkzeugs in das Hohlprofil geleitet wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise auf einen Transport des erwärmten Hohlprofils verzichtet werden.
Denkbar ist auch, dass der Kühlkern bereits während des Verfahrensschritts des Anordnens des Hohlprofils im Härtungswerkzeug in das Hohlprofil eingesetzt wird. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise das Einsetzen des Kühlkerns in das Hohlprofil erleichtern und Zeit sparen. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Hohlprofil über den im Hohlprofil angeordneten Kühlkern geheizt wird. Beispielsweise umfasst der Kühlkern eine Heizvorrichtung, mit der der Kühlkern das Erwärmen durch das Härtungswerkzeug im Verfahrensschritt des Erwärmens unterstützt. Durch diese Doppelfunktionalität lassen sich Aufwärm- und Abschreckbehandlung durch den Kühlkern positiv beeinflussen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Härten eines einen Innenraum aufweisenden Hohlprofils vorgesehen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zur Entfernung der Oberflächenschicht Trockeneis auf eine Außenfläche des Hohlprofils und/oder auf eine Innenfläche des Hohlprofils aufgetragen wird. Durch das Trockeneis lässt sich in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Kühlwirkung bewirken und es wird eine Abtragung der Zunderschicht gefördert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Oberflächenschicht im Verfahrensschritt des Kühlens des Hohlprofils mit einer schlanken Lanze abgetragen wird, wobei ein Medium zum Abtragen der Oberflächenschicht über die Lanze eingeleitet wird. Insbesondere wird eine Zunderschicht von der Innenfläche des Hohlprofils abgetragen. Alternativ oder kumulativ kann die schlanke Lanze auch zu Kühlzwecken, insbesondere zur zusätzlichen, unterstützenden Kühlung verwendet werden. Durch die Lanze ist es möglich, die Zunderschicht auch von nur schwer zugänglichen Bereichen aus dem Innenraum des Hohlprofils zu entfernen und/oder lokal schlecht zu erreichende Stellen im Innenraum des Hohlprofils zu kühlen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Härten eines einen Innenraum aufweisenden Hohlprofils vorgesehen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

Durch das Gas wird während des Härtens die Neigung zur Zunderbildung unterdrückt. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird dabei in vorteilhafter Weise darauf verzichtet, das ganze Härtungswerkzeug zu fluten. Ein solches aufwendiges Fluten des gesamten Härtungswerkzeugs hat zudem den Nachteil, dass aus Arbeitssicherheitsgründen eine vergleichsweise große Menge an Gas aufwendig wieder abgesaugt werden müsste. Stattdessen besteht hier die Möglichkeit, mittels des Zugangskanals das Gas zielgerichtet auf das Hohlprofil, insbesondere dessen Außenfläche und ggf. dessen Innenfläche, zu leiten. Gegenüber dem ganzheitlichen Fluten lässt sich dadurch in vorteilhafter Weise Gas sparen. Es ist auch vorstellbar, das Gas an der Seite des Ausströmens direkt aufzufangen, zu reinigen, zu kühlen und im Kreislauf dem Härtungswerkzeug wieder zuzuführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein inertes Gas verwendet wird. Beispielsweise wird als Gas Argon oder Stickstoff verwendet. Die inerten Gase unterdrücken in vorteilhafter Weise die Zunderbildung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gas über ein Verteilsystem, beispielweise in Form von Strömungs-Nuten im Härtungswerkzeug, geleitet wird. Dadurch lässt sich das Gas großflächig an der Außenfläche des Hohlprofils verteilen und die Schutzwirkung des Gases wirkt gleichermaßen an der Außenfläche des Hohlprofils.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Härtungswerkzeug nach Anspruch 11.
Gegenüber dem Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf unkompliziert Weise der Kühlkern des Härtungswerkzeugs innerhalb des Hohlprofils angeordnet werden und das Hohlprofil effektiv kühlen. Dabei liegt beim Kühlen der Kühlkern vorzugsweise großflächig an der Innenfläche des Hohlprofils an und leitet unmittelbar über den Kontakt die Wärme vom Hohlprofil ab. Dazu ist es insbesondere vorgesehen, dass die Bauform des Hohlprofils an den Innenraum des Hohlprofils angepasst ist. Für eine optimale Wärmeübertragung- bzw. Ableitung ist es weiterhin vorgesehen, dass die Aufnahme angepasst ist an die Außenfläche des Hohlprofils. Insbesondere ist die Aufnahme an das Hohlprofils angepasst, indem eine Aufnahmefläche, auf der das Hohlprofil aufliegt, als eine Art Negativ zu der Außenfläche des Hohlprofils ausgestaltet ist. Dadurch liegt das Hohlprofil möglichst flächig im Härtungswerkzeug an der Aufnahme an, wodurch die Voraussetzungen für eine optimale Wärmeableitung gegeben sind. Vorzugsweise ist der Kühlkern passgenau an den Bauraum des Innenraums angepasst. Die Aufnahme und/oder der Kühlkern umfassen eine Heizvorrichtung, wobei die Heizvorrichtung dafür vorgesehen ist, das im Härtungswerkzeug angeordnete Hohlprofil zu heizen. Denkbar ist auch, dass die Aufnahme und der Kühlkern individuell an die Art des Hohlprofils angepasst sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kühlkern austauschbar ist und/oder ein Kühlkreislauf umfasst. Dadurch lässt sich die Effektivität der Wärmeableitung weiter verbessern, wodurch ein schnelles Abkühlen für ein erfolgreiches Härten sichergestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform oder einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Härtungswerkzeug zum Härten eines Hohlprofils vorgesehen, wobei das Härtungswerkzeug ein an die Außenfläche des Hohlprofils angepasste Aufnahme umfasst, wobei das Härtungswerkszeug ein Zugangskanal aufweist, wobei über den Zugangskanal ein Gas, vorzugsweise ein inertes Gas, wie z. B. Argon oder Stickstoff, in Richtung des im Härtungswerkzeug angeordneten Hohlprofils leitbar ist. Gegenüber dem Stand der Technik hat das Härtungswerkzeug mit dem Zugangskanal den Vorteil auf ein ganzheitliches und aufwendiges Fluten des Härtungswerkzeugs verzichten zu können. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise Gas sparen. Dabei reduziert das auf das Hohlprofil geleitete Gas in vorteilhafter Weise die Neigung des Hohlprofils zur Verzunderung, wodurch die Qualität des gehärteten Hohlprofils verbessert wird. Es ist auch vorstellbar, das Gas an der Seite des Ausströmens direkt aufzufangen, zu reinigen, zu kühlen und im Kreislauf dem Hartungswerkzeug wieder zuzuführen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Härtungswerkzeug ein Verteilsystem für das Gas, beispielsweise in Form von Strömungs-Nuten im Härtungswerkzeug, umfasst. Insbesondere ist das Verteilsystem derart ausgestaltet, dass das Gas auf hinreichend viele Bereiche der Außenfläche des Hohlprofils geleitet wird. Dadurch lässt sich möglichst großflächig eine Verzunderung an der Außenfläche verhindern. Vorzugsweise kann auch Gas über ein Verteilsystem, beispielweise in Form von Strömungs-Nuten am bzw. im Kühlkern, geleitet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Austrittsöffnung des Zugangskanals an das im Härtungswerkzeug angeordnete Hohlprofil angrenzt. Über die Austrittsöffnung wird das inerte Gas direkt auf die Außenfläche und ggf. Innenfläche des Hohlprofils geleitet.
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 Ausführungsform der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die 1 zeigt ein Verfahren zum Härten eines Hohlprofils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 2 zeigt ein Verfahren zum Härten eines Hohlprofils gemäß einer zweiten 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 ein Verfahren gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist dabei vorgesehen, dass ein Hohlprofil 2 zunächst bereitgestellt wird, wobei das Hohlprofil 2 einen Innenraum 4 umfasst. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Hohlprofil 2 in einem vorangegangen Verfahrensschritt, beispielsweise durch eine Kaltumformung, erzeugt wird und anschießend gehärtet werden soll. An den Verfahrensschritt des Bereitstellen des Hohlprofils 2 wird das Hohlprofil 2 dazu vorzugsweise erhitzt, beispielsweise auf 930°C und anschließend in ein Härtungswerkzeug 1 überführt, wobei das Härtungswerkzeug 1 eine, vorzugsweise matrizenförmige, Aufnahme umfasst, die an die Bauform des Hohlprofils 2, insbesondere an dessen Außenform bzw. Außenfläche 9, angepasst ist. Insbesondere wird das Hohlprofil 2 passgenau in bzw. innerhalb der Aufnahme des Härtungswerkzeugs angeordnet. Insbesondere heißt angepasst, dass eine Aufnahmefläche der Aufnahme, an der das Hohlprofil 2 im Härtungswerkzeug 1 anliegt, als eine Art Negativ zur Außenfläche des Hohlprofils 1 ausgestaltet ist. Zur Vollendung des Härtens ist es vorgesehen, dass das Hohlprofil 2, vorzugsweise schnell, gekühlt bzw. abgeschreckt wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Hohlprofil 2 nicht nur von außen, d. h. von der Außenfläche 9 über die Aufnahme des Härtungswerkzeugs 1, gekühlt wird, sondern auch von Innen, d. h von der Innenfläche 8 des Hohlprofils gekühlt wird. Zur Kühlung von Innen ist insbesondere ein Kühlkern 5 vorgesehen, der im Innenraum 4 des Hohlprofils 2 angeordnet wird. Vorzugsweise ist der Kühlkern 5 in seiner Form an den Innenraum 4, insbesondere an den durch den Innenraum 4 vorgegebenen Bauraum, angepasst und liegt beispielsweise zumindest teilweise an der Innenfläche 8 des Hohlprofils an. Dabei ist es vorstellbar, dass der Kühlkern 5 als austauschbarerer Teil des Härtungswerkzeugs 1 vorgesehen ist, der in dem Innenraum 4 des Hohlprofils angeordnet wird, wenn das Hohlprofil 2 vom Härtungswerkszeug 1 aufgenommen wird. Durch den Kühlkern 5 lässt sich das Kühlen beim Härten vergleichsweise besser kontrollieren als bei Verfahren, bei denen ein Kühlmedium durch den Innenraum 4 des Hohlprofils 2 geschickt wird. Beispielsweise lässt sich durch die Bauform mitbestimmen, welche Teile des Innenraums 4 stärker gekühlt werden sollen. Es ist aber auch denkbar, dass der Kühlkern 5 ein Kühlsystem umfasst, dass gezielt ein Kühlmedium an einen bestimmten Bereich im Innenraum 5 leitet, um beispielsweise Hohlprofile als Karosseriebauteile mit lokal unterschiedlichen Eigenschaften bereitstellen zu können. Beim einfachen Durchleiten des Kühlmediums hingegen wird das durchströmende Kühlungsmedium gekühlt und kann dann gegebenenfalls nicht mehr die gewünschte Kühlleistung erbringen, wie bisher im Stand der Technik offenbart. Weiterhin ist der Umgang mit einem festen bzw. starren Kühlkern 5 unkomplizierter als der Umgang mit einem gasförmigen oder liquiden Kühlmittel und erlaubt beispielsweise die Integration von Messvorrichtungen, die z. B. die Temperatur an der Innenfläche 8 des Hohlprofils feststellt. Der Kühlkern 5 kann mit einfachen Mitteln wiederholt aus dem Innenraum 4 des Hohlprofils 2 entnommen werden. Bevor der Kühlkern 5 erneut innerhalb des Innenraums 4 des Hohlprofils 2 angeordnet wird, ist es vorgesehen, den Kühlkern 5 in einer externen Kühlvorrichtung zu kühlen und anschließend erneut in dem Hohlprofil 2 anzuordnen. Beispielsweise wird der Kühlkern 5 zwischen zwei Kühlzyklen in einem Kühlbad, einem Trockeneisbecken und/oder einer Gasumflutung gekühlt.
In 2 ist schematisch ein Härtungswerkzeug 1 für ein Verfahren zum Härten eines Hohlprofils 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist das dargestellte Härtungswerkzeug 1 zum Kühlen des Hohlprofils 2 von Außen, d. h. von dessen Außenfläche 9 her, vorgesehen. Es ist dabei denkbar, dass die in 2 dargestellte Außenkühlung kombiniert wird mit der Innenkühlung der ersten beispielshaften Ausführungsform. Es ist dabei für die Außenkühlung vorgesehen, dass das Härtungswerkzeug 1 einen Zugangskanal 6 umfasst, über den ein Gas, vorzugsweise in inertes Gas wie Stickstoff oder Argon, unmittelbar auf die Außenfläche 9 des im Härtungswerkzeugs 1 angeordneten Hohlprofils 2 geleitet wird. Durch das Gas wird in vorteilhafter Weise eine Verzunderung vermieden bzw. die Neigung zur Zunderbildung reduziert. Vorzugsweise mündet eine Austrittsöffnung 7 des Zugangskanals 6 unmittelbar an der Außenfläche 9 des Hohlprofils 2. Vorzugsweise sind die Ausgangsöffnungen in die Aufnahme des Härtungswerkzeugs 1, d. h. deren Werkzeugwirkfläche, integriert. Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Härtungswerkzeug 1 mehrere regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete Zugangskanäle 6 umfasst. Durch die Zugangskanäle 7 kann das Gas zielgerichtet auf das Hohlprofil 1 geleitet werden, ohne dass das gesamte Härtungswerkzeug 1 geflutet werden muss. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Gas über Strömungs-Nuten auf verschiedene Bereiche der Außenfläche 9 des Hohlprofils 2 verteilt wird. Dadurch lässt sich möglichst großflächig eine Verzunderung am Hohlprofil 2 vermeiden.
Bezugszeichenliste

1: Härtungswerkzeug
2: Hohlprofil
3: Kühlsystem
4: Innenraum
5: Kühlkern
6: Zugangskanal
7: Austrittsöffnung
8: Innenfläche des Hohlprofils
9: Außenfläche des Hohlprofils

Claims

Verfahren zum Härten eines einen Innenraum aufweisenden Hohlprofils (2), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Bereitstellen des Hohlprofil (2), – Erwärmen des Hohlprofils (2), – Anordnen des Hohlprofils (2) in einem Härtungswerkzeug (1) und – Kühlen des Hohlprofils (2), dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt des Kühlens das Hohlprofil (2) von Innen mit einem an den Innenraum (4) bauformangepassten Kühlkern (5) gekühlt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Kühlkern (5) durch ein den Kühlkern (5) durchströmendes Kühlmedium oder durch eine externe Kühlvorrichtung gekühlt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkern (5) zumindest teilweise am Innenraum (4) anliegt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verfahrensschritt des Anordnens des Hohlprofils (2) in das Härtungswerkzeug (1) zeitlich nach dem Verfahrensschritt des Erwärmens des Hohlprofils (2) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei im Verfahrensschritt des Kühlens des Hohlprofils (2) eine Oberflächenschicht vom Hohlprofil (2) entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei zur Entfernung der Oberflächenschicht im Verfahrensschritt des Kühlens des Hohlprofils (2) Trockeneis auf eine Außenfläche (9) des Hohlprofils (2) und/oder auf eine Innenfläche (8) des Hohlprofils (2) aufgetragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Oberflächenschicht im Verfahrensschritt des Kühlens des Hohlprofils (2) mittels einer Lanze abgetragen wird, wobei ein Medium zum Abtragen der Oberflächenschicht über die Lanze eingeleitet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche oder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei im Verfahrensschritt des Kühlens des Hohlprofils (2) ein Gas durch einen Zugangskanal (6) des Härtungswergzeugs (1) in Richtung des Hohlprofils (2) geleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei ein inertes Gas verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Gas über ein Verteilsystem geleitet wird.
Härtungswerkzeug (1) zum Härten eines Hohlprofils (2), wobei das Härtungswerkzeug (1) eine an die Außenfläche (9) des Hohlprofils (2) angepasste Aufnahme umfasst, wobei das Härtungswerkzeug (1) einen an einen Innenraum (4) des Hohlprofils (2) bauformangepassten Kühlkern (5) aufweist, wobei bei einem Kühlvorgang das Hohlprofil (2) in der Aufnahme angeordnet ist, der Kühlkern im Innenraum (4) des Hohlprofils (2) angeordnet ist und der Kühlkern (5) das Hohlprofil (2) kühlt, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme und/oder der Kühlkern (5) eine Heizvorrichtung umfassen.
Härtungswerkzeug (1) gemäß Anspruch 11, wobei der Kühlkern (5) austauschbar ist und/oder einen Kühlkreislauf umfasst.
Härtungswerkzeug (1) gemäß Anspruch 11 oder 12 oder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11, wobei das Härtungswerkszeug (1) einen Zugangskanal (6) aufweist, wobei über den Zugangskanal (6) ein Gas in Richtung des im Härtungswerkzeug (1) angeordneten Hohlprofils (2) leitbar ist.
Härtungswerkzeug (1) gemäß Anspruch 13, wobei eine Austrittsöffnung (7) des Zugangskanals (6) an das im Härtungswerkzeug (1) angeordnete Hohlprofil (2) angrenzt.