DE102016104050A1

DE102016104050A1 - Temperaturmessvorrichtung für Metallblech

Info

Publication number: DE102016104050A1
Application number: DE102016104050.9A
Authority: DE
Inventors: Andrey M Llinich; Nia R. Harrison; Brian Michael BROWN
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2016-09-15
Also published as: US20160263638A1; CN105973493A; CN105973493B; US9757784B2

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform wird ein Metallzuschnitt bereitgestellt, der ein Metallblech mit einer Oberfläche aufweist, die mindestens ein Paar darin definierte Kanäle aufweist. Jeder Kanal kann einen ersten Abschnitt, der sich von einer Kante des Zuschnitts erstreckt, und einen zweiten Abschnitt in einem Innenraum des aufweisen. Der zweite Abschnitt kann breiter als der erste Abschnitt sein. Der Zuschnitt kann mindestens ein Paar Thermoelementdrähte aufweisen, wobei ein Draht an jedem zweiten Abschnitt befestigt ist. Ein Klebematerial kann in jedem zweiten Abschnitt angeordnet sein. Die Drähte können durch Schweißen befestigt sein und das Klebematerial kann ein Metallkompositklebstoff sein. Der offenbarte Zuschnitt kann verwendet werden, um einen Prozess, in dem der Zuschnitt erwärmt oder abgekühlt wird, wie der Aluminiumheißprägung, zu kalibrieren oder anderweitig zu beurteilen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Temperaturmessvorrichtung für Metallblech, zum Beispiel ein Metallprägeblech.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Prägung von Metallblech (oder Blech) ist ein übliches Verfahren zur Formung von Metallbauteilen. Die Metallprägung kann das Anordnen eines Blechs eines im Allgemeinen flachen oder planaren Metall, das als ein Zuschnitt bezeichnet wird, in einem Stempelsatz und Schließen des Stempelsatzes beinhalten, um ein Bauteil mit einer vorbestimmten Form zu Formen. In manchen Prägesituationen können der Zuschnitt und/oder die Stempel bei einer im Vergleich zur Raumtemperatur oder der Umgebungstemperatur erhöhten oder verringerten Temperatur liegen. Zur Verbesserung der Robustheit und Leistungsfähigkeit des Prägeverfahrens kann es vorteilhaft sein, die Temperatur des Zuschnitts während des Prägeprozesses genau messen zu können.
KURZDARSTELLUNG
In mindestens einer Ausführungsform wird ein Metallzuschnitt bereitgestellt, der ein Metallblech mit einer Oberfläche umfasst, die mindestens ein Paar darin definierte Kanäle aufweist. Jeder Kanal kann einen ersten Abschnitt, der sich von einer Kante des Zuschnitts erstreckt, und einen zweiten Abschnitt in einem Innenraum des aufweisen. Jeder Kanal kann auch mindestens ein Paar Thermoelementdrähte aufweisen, wobei ein Draht an jedem zweiten Abschnitt befestigt ist. Ein Klebematerial kann in jedem zweiten Abschnitt angeordnet sein.
Der zweite Abschnitt kann breiter als der erste Abschnitt sein. In einer Ausführungsform kann sich der erste Abschnitt jedes Kanals kontinuierlich in den zweiten Abschnitt des Kanals erstrecken und sich die Abschnitte können an einem Übergangsbereich treffen. Die Drähte können an jedem zweiten Abschnitt an einem Ende des zweiten Abschnitts gegenüber dem ersten Abschnitt befestigt sein. Die Drähte können an jeden zweiten Abschnitt geschweißt sein und können einen Metallkompositklebstoff enthalten. Ein Abschnitt jedes Drahtes kann in jedem ersten Abschnitt gesichert sein. In einer Ausführungsform ist jeder erste Abschnitt in mindestens einem Bereich verformt, um den Draht zu sichern. Jeder zweite Abschnitt kann eine Länge von 5 bis 500 mm, eine Breite von 0,5 bis 10 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweisen und jeder erste Abschnitt kann eine Breite von 0,25 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweisen. Ein Abstand zwischen jedem Paar von Kanälen kann von 0,5 bis 1000 mm aufweisen. In einer Ausführungsform ist das Metallblech Aluminium. Jeder zweite Abschnitt kann im Wesentlichen mit dem Klebematerial gefüllt sein. Jeder erste Abschnitt kann im Wesentlichen frei von Klebematerial sein. In einer Ausführungsform erstreckt sich jeder Draht von einem Befestigungspunkt in dem zweiten Abschnitt des Kanals durch den ersten Abschnitt des Kanals und über die Kante des Zuschnitts hinaus.
In mindestens einer Ausführungsform wird ein Heißprägesystem bereitgestellt. Das System kann einen Ofen, einen kühlbaren Stempelsatz und einen Metallzuschnitt aufweisen. Der Metallzuschnitt kann mindestens zwei darin definierte Kanäle aufweisen, die sich zu einer Kante erstrecken, wobei jeder Kanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Ein Thermoelementdraht kann in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals befestigt sein und sich durch den ersten Abschnitt nach außen an der Kante vorbei erstrecken. Ein Klebematerial kann in jedem zweiten Abschnitt angeordnet sein. Jeder Draht kann mit einer Temperaturmessvorrichtung verbunden sein.
Der zweite Abschnitt jedes Kanals kann breiter als der erste Abschnitt sein. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können sich an einem Übergangsbereich treffen und die Drähte können an jedem zweiten Abschnitt an einem Ende des zweiten Abschnitts gegenüber von dem Übergangsbereich befestigt sein. In einer Ausführungsform sind die Drähte an jeden zweiten Abschnitt geschweißt und das Klebematerial enthält einen Metallkompositklebstoff. Jeder zweite Abschnitt kann eine Länge von 5 bis 500 mm, eine Breite von 0,5 bis 10 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweisen und jeder erste Abschnitt kann eine Breite von 0,25 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweisen.
In mindestens einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines temperaturfühlenden Metallzuschnitts bereitgestellt. Das Verfahren kann das Formen mindestens eines Paars von Kanälen in einer Oberfläche eines Metallblechs beinhalten, wobei jeder Kanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Das Verfahren kann ferner das Befestigen eines Thermoelementdrahtes in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals, das Einführen eines Klebematerials in jeden zweiten Abschnitt und das Sichern mindestens eines Abschnitts jedes Drahtes in den ersten Abschnitt jedes Kanals beinhalten.
Der Formungsschritt kann das Formen jedes Kanals mit einem ersten, schmaleren Abschnitt und einem zweiten, breiteren Abschnitt beinhalten. Jeder zweite Abschnitt kann in einem Innenraum des Metallblechs geformt werden und jeder erste Abschnitt kann sich von einer Kante des Metallblechs erstrecken und auf den zweiten Abschnitt an einem Übergangsbereich treffen. Die Thermoelementdrähte können an einem Ende des zweiten Abschnitts befestigt werden, das dem Übergangsbereich gegenüberliegt. In einer Ausführungsform beinhaltet der Befestigungsschritt das Schweißen der Thermoelementdrähte in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals und das Klebematerial in dem Einführschritt enthält einen Metallkompositklebstoff.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Heißprägesystems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Stempels mit einer Bereitstellungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
3 ist eine perspektivische Teilansicht eines Zuschnitts mit darin ausgebildeten Kanälen gemäß einer Ausführungsform;
4 ist eine Draufsicht des Zuschnitts aus 3;
5 ist eine perspektivische Ansicht des Zuschnitts aus 3 mit daran befestigten Thermoelementdrähten, gemäß einer Ausführungsform;
6 ist eine Draufsicht des Zuschnitts aus 5 mit einem Klebematerial, das in dem breiten Abschnitt jedes Kanals angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Thermoelementdrahtes, der in dem schmalen Abschnitt eines Kanals gesichert ist, gemäß einer Ausführungsform;
8 eine Draufsicht eines fertiggestellten temperaturfühlenden Zuschnitts, gemäß einer Ausführungsform;
9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Formung eines temperaturfühlenden Zuschnitts, gemäß einer Ausführungsform;
10 ist eine Fotografie von drei Probenzuschnittkonfigurationen, die zu Prüfungszwecken verwendet wurden;
11 ist eine Fotografie eines Probenzuschnitts mit Thermoelementdrähten, die an einem Ende jedes breiten Kanalabschnitts geschweißt sind;
12 zeigt Daten aus einer Mittelpunkterwärmungsprüfung der drei Proben in 10; und
13 zeigt Daten aus einer simulierten Lösungsglüh-Wärmebehandlung und Abschreckprüfung der drei Proben in 10.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die dargestellten Ausführungsformen sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Man muss jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sein sollen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, wobei einige Merkmale übertrieben oder minimiert dargestellt sein können, um Details bestimmter Komponenten aufzuzeigen. Die spezifischen strukturellen und funktionellen Details, die offenbart sind, sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann auf dem Gebiet zu lehren, wie die offenbarten Konzepte auszuführen sind.
Die Prägung von Metallblech ist ein gängiges Verfahren zur Formung von Metallbauteilen, zum Beispiel Automobilbauteilen. Automobilkarosserieteile wurden herkömmlicherweise aus Flussstahl hergestellt, jedoch gewinnen in dem Bemühen, das Fahrzeuggewicht zu verringern, Karosserieteile aus Aluminiumlegierung zunehmend an Beliebtheit. Zum Beispiel sind ein System und Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus hochfestem Aluminium in der gemeinsam besessenen US-Patentschrift Nr. 8,496,764 offenbart, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die US-Patentschrift 8,496,764 beschreibt im Allgemeinen einen „Heißpräge“-Prozess, in dem ein Aluminiumlegierungszuschnitt erwärmt wird und danach in einem Stempelsatz bei noch immer erhöhter Temperatur geprägt wird. Der Stempelsatz kann abgekühlt werden, sodass der Zuschnitt während seiner Formung abgeschreckt wird. Der Heißprägeprozess kann angewendet werden, um Bauteile aus Aluminium-Zink-Legierungen der 7xxx-Serie zu formen. Die 7xxx-Serie von Aluminiumlegierungen bei T6- oder T7x-Vergütung kann Festigkeiten aufweisen, die denjenigen von hoch- oder ultrahochfesten Stählen ähnlich sind, und können Dehngrenzen von über 400 MPa aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein Beispiel eines Heißprägesystems 10 dargestellt. Das System 10 kann eine Heizvorrichtung 14, einen Übertragungsmechanismus 16 und einen Düsensatz 18 aufweisen. In mindestens einer Ausführungsform ist der Zuschnitt 12 ein Aluminiumlegierungszuschnitt 12 einer F-Vergütung der 7xxx-Serie. Aluminiumlegierungen werden durch eine vierstellige Zahl identifiziert, wobei die erste Ziffer im Allgemeinen das Hauptlegierungselement identifiziert. Zum Beispiel ist das Hauptlegierungselement in Aluminium der 7xxx-Serie Zink, wohingegen das Hauptlegierungselement der 5xxx-Serie Magnesium ist und für die 6xxx-Serie Magnesium und Silicium ist. Weitere Zahlen, die durch das letzte „x“ in der Serienbezeichnung dargestellt werden, definieren die genaue Aluminiumlegierung. In einer Ausführungsform kann eine 7075-Aluminiumlegierung verwendet werden, die eine Zusammensetzung von 5,1–6,1 % Zink, 2,1–2,9 % Magnesium, 1,2–2,0 % Kupfer und weniger als ein halbes Prozent Silicium, Eisen, Mangan, Titan, Chrom und andere Metalle aufweist.
Die Heizvorrichtung 14 kann zum Erwärmen des Zuschnitts 12 bereitgestellt werden. Die Heizvorrichtung 14 kann ein Industrieofen sein, der Innentemperaturen erzeugen kann, die zum Erwärmen von Zuschnitten 12, die in der Heizvorrichtung 14 angeordnet werden, auf eine vorbestimmte Temperatur wie eine Lösungs- oder Solidustemperatur des Zuschnitts 12 hoch genug sind. In mindestens einer Ausführungsform kann die Heizvorrichtung 14 den Zuschnitt 12 jenseits seiner Liquidus-(Schmelz-)-temperatur nicht erwärmen. Die Lösungstemperatur für eine Aluminiumlegierung der 7xxx-Serie kann ungefähr 460°C bis 490°C betragen.
Der Übertragungsmechanismus 16 kann konfiguriert sein, den Zuschnitt 12 zu bewegen und zu positionieren. In mindestens einer Ausführungsform kann der Übertragungsmechanismus 16 ein Manipulator wie ein Roboter sein. Der Übertragungsmechanismus 16 kann konfiguriert sein, den Zuschnitt 12 schnell von der Heizvorrichtung 14 zu dem Stempelsatz 18 zu übertragen, um die Möglichkeit eines Wärmeverlusts aus dem Zuschnitt 12 zu verringern. Zum Beispiel können das System 10 und der Übertragungsmechanismus 16 derart konfiguriert sein, dass die Temperatur des Zuschnitts 12 nicht auf oder unterhalb seiner kritischen Abschrecktemperatur sinkt. Die kritische Abschrecktemperatur ist die Temperatur, bei der das Abschrecken beginnen muss, um eine geeignete Abschreckung des Materials zu erzielen. Zum Beispiel beträgt die kritische Abschrecktemperatur für die meisten Aluminiumlegierungen der 7xxx-Serie ungefähr 400 °C.
Der Stempelsatz 18 kann bereitgestellt sein, um den Zuschnitt 12 zu einem Teil zu formen, das eine vorbestimmte Form aufweist. In mindestens einer Ausführungsform kann der Stempelsatz 18 einen ersten Stempel 20, einen zweiten Stempel 22, mindestens einen Aktor 24 und eine Bereitstellungsvorrichtung 26 aufweisen. Der erste und/oder der zweite Stempel 20, 22 können konfiguriert sein, den Zuschnitt 12 zu dem Teil zu formen, das eine vorbestimmte Form aufweist. Ein Aktor 24 kann den ersten Stempel 20 und/oder den zweiten Stempel 22 zueinander oder voneinander weg betätigen und Kraft zur Formung des Zuschnitts 12 bereitstellen. Der Aktor 24 kann von einem beliebigen geeigneten Typ sein wie vom hydraulischen, pneumatischen, mechanischen, elektromechanischen Typ oder Kombinationen davon. Die Kombination des Stempelsatzes 18 und des Aktors 24 kann auch als eine Bearbeitungspresse, Prägepresse oder Abschreckpresse bezeichnet werden.
Eine Bereitstellungsvorrichtung 26 kann zur Positionierung des Zuschnitts 12 zwischen und beabstandet von dem ersten und dem zweiten Stempel 20, 22 bereitgestellt sein. Dementsprechend kann die Bereitstellungsvorrichtung 26 eine leitfähige Wärmeübertragung zwischen dem Zuschnitt 12 und dem Stempelsatz 18 hemmen, sodass dazu beigetragen wird, den Zuschnitt 12 bei oder oberhalb seiner kritischen Abschrecktemperatur zu halten. Die Bereitstellungsvorrichtung 26 kann den Zuschnitt 12 aus dem Übertragungsmechanismus 16 aufnehmen und den Zuschnitt 12 freigeben, wenn der erste Stempel 20 und/oder der zweite Stempel 22 geschlossen werden und den Zuschnitt 12 in Eingriff bringen. Außerdem kann das System 10 derart konfiguriert sein, dass wenig Wärme aus dem Zuschnitt 12 zwischen der Entfernung aus der Heizvorrichtung 14 und dem Schließen des Stempelsatzes 18 verloren geht. In mindestens einer Ausführungsform kann die Temperatur des Zuschnitts 12 um weniger als 10 °C abnehmen; allerdings kann der Zuschnitt 12 einen größeren Temperaturverlust wie bis zu 90 °C durchmachen, sofern der Zuschnitt 12 auf 490 °C erwärmt wird und die kritische Abschrecktemperatur 400 °C ist.
Der Stempelsatz 18 kann Rohrleitungen 28 aufweisen, die ein Kühlen des ersten und/oder des zweiten Stempels 20, 22 und Abschrecken des aus dem Zuschnitt 12 geformten Teils ermöglichen. Die Rohrleitungen 28 können Leerräume oder Kanäle sein, die in dem Stempelsatz 18 ausgebildet sind, oder eine beliebige Kombination von extern verbundenen Rohrleitungen und Kanälen. Die Rohrleitungen 28 können mit einer Kühlquelle verbunden sein und können ein Wärmeübertragungsmedium wie ein Fluid von der Kühlquelle zum Kühlen des Stempelsatzes 18 auf eine gewünschte Temperatur aufnehmen. Das Wärmeübertragungsmedium kann ein beliebiges fluidförmiges Medium sein, das den Stempelsatz 18 auf einen vorbestimmten Temperaturbereich wie von 1 °C bis 30 °C kühlen kann. Der Stempelsatz 18 kann auf eine Weise gekühlt werden, die die Bildung von Kondensation auf einer oder mehreren Oberflächen des Stempelsatzes 18 verhindert. In einer Massenproduktionsumgebung kann die Temperatur des Stempelsatzes 18 auf den vorbestimmten Temperaturbereich abgekühlt werden, bevor ein Zuschnitt 12 geformt und abgeschreckt wird, um Wärme zu entfernen, die möglicherweise während der Formung eines vorherigen Teils von einem Zuschnitt 12 auf den Stempelsatz 18 übertragen wurde.
Die Formung des erwärmten Zuschnitts 12 zu einem Teil kann gleichzeitig mit dem Abschrecken des Teils stattfinden. Die Abschreckrate beeinflusst die endgültige Vergütungsfestigkeit und Korrosionsleistung des Materials. In einigen Ausführungsformen kann die Abschreckrate für die Aluminiumlegierung, während diese von 400 °C zu 290 °C übergeht, gleich oder größer als 150 °C/Sekunde sein. Das Teil kann auf eine Endtemperatur von 200 °C bis 25 °C vor der Entfernung des Teils aus dem Stempelsatz 18 weiter gekühlt werden, um während der anschließenden Verarbeitung Dimensionsstabilität bereitzustellen.
Das System 10 kann konzipiert sein, kontinuierlich mit einer Anzahl von Zuschnitten 12 betrieben zu werden, die in Reihe oder parallel von einer oder mehreren Heizvorrichtungen 14 erwärmt werden, und dann zwecks Formen und Abschrecken auf mindestens einen Stempelsatz 18 übertragen werden. Mindestens ein Stempelsatz kann während oder nach der Formung des Zuschnitts 12 und/oder gleichzeitigem Abschrecken des Teils heißer als 30 °C werden, weshalb mehr als ein Stempelsatz 18 verwendet werden kann, um schnellere Produktionsgeschwindigkeiten bereitzustellen. Das Teil kann von dem Übertragungsmechanismus 16, einer anderen Beförderungsvorrichtung oder per Hand aus dem Stempelsatz 18 entfernt werden. Das Teil wird dann der weiteren Verarbeitung zugeführt, die das Anflanschen, Zuschneiden und eine natürliche und/oder künstliche Alterung beinhalten kann, um das Aluminiumlegierungsteil auf eine hochfeste Vergütung wie T6 oder T7x zu bringen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Ausführungsform einer Bereitstellungsvorrichtung 26 genauer dargestellt. Eine oder mehrere Bereitstellungsvorrichtungen 26 können mit dem Stempelsatz 18 versehen sein. Zum Beispiel kann eine Bereitstellungsvorrichtung 26 in einer oder mehreren Ausführungsformen nahe einer Ecke oder Seite eines Stempels bereitgestellt sein. Eine Bereitstellungsvorrichtung 26 kann derart angeordnet oder konfiguriert sein, dass sie die Betätigung oder Schließung des Stempelsatzes 18 nicht beeinflusst. Darüber hinaus kann die Bereitstellungsvorrichtung 26 zur Isolierung beitragen oder kann mit Materialien bereitgestellt sein, die eine Wärmeübertragung von dem Zuschnitt 12 auf einen Stempel hemmen. Die Bereitstellungsvorrichtung 26 kann eine Basis 40, ein Stützelement 42, einen Finger 44 und einen Aktor 46 aufweisen.
Die Basis 40 kann auf dem Stempelsatz 18 angeordnet sein und eine Befestigung der Bereitstellungsvorrichtung 26 ermöglichen. Das Stützelement 42 kann sich von der Basis 40 erstrecken und fest auf dieser angeordnet sein. Das Stützelement 42 kann einen Schlitz 50 aufweisen. Der Schlitz 50 kann konfiguriert sein, eine Drehung des Fingers 44 aufzunehmen und dieser Rechnung zu tragen. Der Finger 44 kann schwenkbar an dem Stützelement 42 angeordnet sein. Zum Beispiel kann in einer oder mehreren Ausführungsformen ein Drehzapfen den Finger 44 drehbar mit dem Stützelement 42 koppeln. Der Finger 44 kann sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehen. In der ersten Position kann sich der Finger 44 weg von dem Stützelement 42 erstrecken und kann den Zuschnitt 12 stützen. Der Finger 44 kann sich in Bezug auf das Stützelement 42 und zu oder in den Schlitz 50 an eine zweite Position (wie durch die Pfeile in 2 dargestellt) drehen, um zu ermöglichen, dass sich der Zuschnitt 12 aus der Bereitstellungsvorrichtung 26 löst und auf einen Stempel wie den zweiten Stempel 22 fällt.
Der Aktor 46 kann in der Nähe der Bereitstellungsvorrichtung angeordnet sein und kann zur Bereitstellung einer Positionssteuerung des Fingers 44 verwendet werden. Zum Beispiel kann der Aktor 46 in einigen Ausführungsformen ein Elektromotor sein, der mit dem Drehzapfen verbunden ist, der den Finger 44 von der ersten Position in die zweite Position dreht, wenn Kraft angewendet wird, wobei eine Feder 52 den Finger 44 von der zweiten Position erneut in die erste Position bringen kann, wenn die Kraft entfernt wird. Der Aktor 46 kann von einem automatisierten Steuersystem oder von einem Bediener gesteuert werden. Der Aktor 46 kann auch ein Servomechanismus sein, der Strom, Hydraulik, Pneumatik, magnetische oder mechanische Prinzipien oder eine beliebige Kombination davon benutzt, um die Positionssteuerung des Fingers 44 bereitzustellen.
Während des Heißprägeprozesses kann es wichtig sein, die Temperatur des Zuschnitts 12 während des Wärmebehandlungsschrittes (z. Beispiel Lösungsglüh-Wärmebehandlung) und/oder während des Kühl- oder Abschreckschrittes genau zu messen. In dem Beispiel einer Aluminiumlegierung der 7xxx-Serie muss die Wärmebehandlung im Allgemeinen den Zuschnitt 12 auf eine Temperatur von 460 °C bis 490 °C erwärmen, um das Aluminium angemessen lösungszuglühen. Danach kann der Zuschnitt 12 über einen bestimmten Temperaturbereich wie 400 °C bis 290 °C bei einer bestimmten Abschreckrate wie mindestens 150 °C/Sekunde abgeschreckt werden. Das Teil kann dann auf eine Endtemperatur von zum Beispiel 200 °C bis 25 °C vor der Entfernung des Teils aus dem Stempelsatz 18 weiter gekühlt werden. Dementsprechend gibt es mehrere Stufen des Heißprägeprozesses, in dem die Temperatur ein wichtiger Verarbeitungsparameter ist. Eine Temperaturgenauigkeit innerhalb von ±3 °C kann erforderlich sein, um ein Bauteil mit den gewünschten/vorgesehenen Eigenschaften herzustellen. Temperaturen außerhalb der vorgesehenen Werte (z. B. 10, 15, 20 oder mehr Grad Abweichung) können für manche Prozesse inakzeptabel sein. Außerdem kann der Zuschnitt 12 relativ groß sein (z. B. mehr als ein Fuß lang und/oder breit), was je nach Zuschnittgeometrie, der Fähigkeit des Ofens zur gleichmäßigen Erwärmung des Zuschnitts oder anderen Faktoren zu Temperaturfluktuationen innerhalb des Zuschnitts führen kann.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 8 sind Ausführungsformen eines Zuschnitts 12 dargestellt, der eine Temperaturmessvorrichtung 60 (z. B. einen temperaturfühlenden Zuschnitt) aufweist. Die Vorrichtung 60 kann in dem Zuschnitt 12 integriert sein, um die Leistung eines Prägesystems wie des Systems 10 zu kalibrieren, zu prüfen oder anderweitig zu beurteilen oder zu verbessern. Wenngleich die Vorrichtung 60 unter Bezugnahme auf ein Heißprägesystem 10 zum Prägen von Aluminiummetallblech beschrieben ist, kann die Vorrichtung 60 mit einem beliebigen Prägesystem und mit einem beliebigen Metallblechtyp verwendet werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 60 mit Aluminium, Stahl, Titan oder anderen Metallblechen verwendet werden. Die Vorrichtung kann auch in anderen Prägeprozessen, Wärmebehandlungsprozessen, Abschreckprozessen oder beliebigen anderen Prozessen verwendet werden, in denen die Messung der Temperatur eines Metallblechs vorteilhaft oder wichtig ist.
Die Vorrichtung 60 kann ein oder mehrere Paare 62 von Thermoelement-(TC)-Drähten 64, 66 aufweisen. Thermoelemente sind im Allgemeinen aus zwei verschiedenen leitfähigen Materialien gebildet (z. B: Drähte, die aus Metallen oder Metallzusammensetzungen gebildet sind). Thermoelementdrähte können als Teil eines Thermoelements verwendet werden, um die Temperatur des Zuschnitts 12 zu messen. Ein Thermoelement ist eine Temperaturmessvorrichtung, die zwei unähnliche Leiter aufweist, die einander kontaktieren oder physikalisch/elektrisch an einer oder mehreren Stellen verbunden sind, wo die verschiedenen Leiter (oder Halbleiter) einer Temperaturdifferenz unterliegen. Falls sich die Leiter nicht physikalisch berühren, sondern durch ein Zwischenmaterial verbunden sind und in elektrischer Verbindung stehen, kann man sagen, dass das Thermoelement eine getrennte Verbindungsstelle hat. Im Allgemeinen beeinflusst eine getrennte Verbindungsstelle die Leistung des Thermoelements nicht, sofern die Temperatur an beiden Verbindungspunkten die gleiche ist. Das Thermoelement kann eine Spannung erzeugen, wenn die Temperatur einer der Stellen von der Referenztemperatur an anderen Teilen der Schaltung abweicht. Die Drähte 64, 66 können mit einem Spannungsmesser (nicht dargestellt) an einem Ende verbunden sein, um die von den Drähten erzeugte Spannung zu messen. Der Spannungsmesser oder eine Elektronik, die mit dem Spannungsmesser gekoppelt ist, kann dann die Temperatur an den Spitzen 68 der Drähte 64, 66 bestimmen, die in Kontakt mit oder nahe dem Bereich des zu messenden Zuschnitts 12 angeordnet sind. Die Thermoelementdrähte können aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel denjenigen, die in Thermoelementen aus Nickellegierung (z. B. Typen E, J, K, M, N oder T), Thermoelementen aus Platin/Rhodium-Legierung (z. B. Typen B, R oder S), Thermoelementen aus Wolfram/Rhenium-Legierung (z. B. Typen C, D oder G) oder anderen im Stand der Technik bekannten (z. B. Chromel-Gold/Eisen-Legierungen, Typ P, Pt/Mo, Ir/Rh, Edelmetalllegierungen) verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 4 ist ein Zuschnitt 12 mit darin definierten Kanälen 70 dargestellt. Die Anzahl der Kanäle 70 kann mit der Anzahl von TC-Drähten, die an dem Zuschnitt 12 befestigt werden sollen, übereinstimmen. Falls zum Beispiel die Vorrichtung 60 ein Paar 62 TC-Drähte aufweist, können zwei Kanäle 70 vorhanden sein. Falls die Vorrichtung 60 drei Paare 62 TC-Drähte aufweist, dann können sechs Kanäle 70 vorhanden sein. Jeder Kanal 70 kann einen ersten, schmalen Abschnitt 72 und einen zweiten, breiten Abschnitt 74 aufweisen. Die Ausdrücke „schmal“ und „breit“ können relativ sein, sodass der breite Abschnitt 74 eine größere Breite als der entsprechende schmale Abschnitt 72 für jeden Kanal 70 aufweist. In einer Ausführungsform können sich die Kanäle 70 von einer Kante 76 des Zuschnitts 12 zu einem Innenraum 78 des Zuschnitts 12 erstrecken. Zum Beispiel können für einen rechteckigen Zuschnitt 12 vier Kanten 76 vorhanden sein und der Kanal 70 kann sich von einer Kante 76 zu einem Innenraum 78 des Zuschnitts 12 erstrecken.
In mindestens einer Ausführungsform kann sich der schmale Abschnitt 72 des Kanals 70 von der Kante 76 des Zuschnitts 12 erstrecken und der breite Abschnitt 74 kann sich im Innenraum 78 des Zuschnitts 12 befinden. In einer Ausführungsform könne die breiten Abschnitte 74 jedes Kanals 70 in dem Zuschnitt die gleiche Breite und/oder Länge aufweisen. In anderen Ausführungsformen können die Kanäle 70 als ein oder mehrere Paare 80 von Kanälen ausgebildet sein, wobei die Paare 80 einem Paar 62 von TC-Drähten entsprechen können. In dieser Ausführungsform können die breiten Abschnitte 74 jedes Kanals 70 in jedem Paar 80 die gleiche Breite und/oder Länge aufweisen und die schmalen Abschnitte 72 jedes Kanals 70 in jedem Paar 80 können die gleiche Breite und/oder Länge aufweisen.
Es kann eine Vielzahl von Paaren 80 von Kanälen 70 geben, die in dem Zuschnitt 12 definiert sind. In einer Ausführungsform kann es ein Paar 80 von Kanälen 70 geben, die in einer Mitte des Zuschnitts 12 und nahe oder benachbart zu zwei gegenüberliegenden Kanten 76 des Zuschnitts 12 ausgebildet sind. Zum Beispiel kann für einen rechteckigen Zuschnitt 12 ein Paar 80 von Kanälen 70 auf der linken Kante, in der Mitte und auf der rechten Kante des Zuschnitts 12 vorhanden sein. Als Alternative kann ein Paar 80 von Kanälen 70 auf der oberen Kante, in der Mitte und auf der unteren Kante des Zuschnitts 12 vorhanden sein. Die Anzahl von Paaren 80 ist nicht auf eins oder drei beschränkt, wobei eine beliebige geeignete Anzahl von Paaren 80 von Kanälen 70 vorhanden sein kann, die in dem Zuschnitt definiert sind, wie 2, 4, 5, 6 oder mehr. In einer Ausführungsform können mehrere Paare 80 vorhanden sein, die über eine Abmessung (z. B. Länge oder Breite) des Zuschnitts 12 beabstandet sind. Die Paare 80 können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Zuschnitt 12 beabstandet sein. In einer Ausführungsform sind alle Paare 80 von Kanälen 70 parallel zueinander ausgerichtet. Zum Beispiel können sich die Kanäle 70 alle in einer Richtung von einer oberen Kante zu einer unteren Kante oder von einer rechten Kante zu einer linken Kante erstrecken.
In einer Ausführungsform kann eine Länge (L₁) des breiten Abschnitts 74 des Kanals 70 von 5 bis 500 mm betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann die Länge des breiten Abschnitts 74 10 bis 250 mm, 25 bis 250 mm, 25 bis 150 mm, 10 bis 100 mm, 25 bis 75 mm, 40 bis 60 mm oder etwa 50 mm (z. B. ±5 mm) betragen. Wenngleich Längen innerhalb dieser Bereiche zur Befestigung eines TC-Drahtes (nachstehend ausführlicher beschrieben) vorteilhaft sein können, kann die Länge des breiten Abschnitts 74 kleiner als oder größer als diese Bereiche sein. In einer Ausführungsform kann eine Breite (W₁) des breiten Abschnitts 74 des Kanals 70 von 0,5 bis 10 mm betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann die Breite des breiten Abschnitts 74 1 bis 8 mm, 1 bis 6 mm, 1 bis 5 mm, 2 bis 5 mm, 1 bis 4 mm, 2 bis 4 mm oder etwa 3 mm (z. B. ±0,5 mm) betragen. Wenngleich Breiten innerhalb dieser Bereiche zur Befestigung eines TC-Drahtes (nachstehend ausführlicher beschrieben) vorteilhaft sein können, kann die Breite des breiten Abschnitts 74 kleiner als oder größer als diese Bereiche sein. In einer Ausführungsform kann eine Tiefe (D₁) des breiten Abschnitts 74 des Kanals 70 von 0,25 bis 5 mm betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann die Tiefe des breiten Abschnitts 74 0,5 bis 3 mm, 0,5 bis 2 mm, 0,5 bis 1,5 mm, 0,75 bis 1,5 mm, 0,75 bis 1,25 mm oder etwa 1 mm (z. B. ±0,1 mm) betragen. Anders ausgedrückt kann die Tiefe des breiten Abschnitts 74 von 5 bis 95 % der Dicke des Zuschnitts 12 betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann die Tiefe von 10 bis 90 %, 20 bis 80 % oder 25 bis 75 % der Dicke des Zuschnitts 12 betragen oder innerhalb anderer Teilbereiche liegen. Wenngleich Tiefen innerhalb dieser Bereiche zur Befestigung eines TC-Drahtes (nachstehend ausführlicher beschrieben) vorteilhaft sein können, kann die Tiefe des breiten Abschnitts 74 kleiner als oder größer als diese Bereiche sein. In einer Ausführungsform kann ein Abstand zwischen den breiten Abschnitten 74 in einem Paar 80 von Kanälen von 0,5 bis 1000 mm betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann der Abstand von 1 bis 500 mm, 1 bis 250 mm, 1 bis 100 mm, 5 bis 75 mm, 5 bis 50 mm, 10 bis 45 mm, 15 bis 40 mm, 20 bis 35 mm, 20 bis 30 mm oder etwa 25 mm (z. B. ±3 mm) betragen. Der Abstand kann von einer Mittellinie der Kanäle 70 bestimmt werden.
In einer Ausführungsform kann eine Breite (W₂) des schmalen Abschnitts 72 des Kanals 70 von 0,25 bis 3 mm betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann die Breite des schmalen Abschnitts 72 0,3 bis 1,5 mm, 0,3 bis 1,25 mm, 0,3 bis 1 mm, 0,4 bis 1 mm, 0,4 bis 0,8 mm, 0,5 bis 0,7 mm oder etwa 0,6 mm (z. B. ±0,1 mm) betragen. Die Breite des schmalen Abschnitts 72 kann auch basierend auf einer Größe oder eines Durchmessers eines TC-Drahtes bestimmt werden, der darin eingeführt werden soll. In einer Ausführungsform kann der schmale Abschnitt 72 eine Breite aufweisen, die etwas größer (z. B. etwa 0,1 mm) ist als der Durchmesser des TC-Drahtes. In einer anderen Ausführungsform kann die Breite des schmalen Abschnitts 72 das 1,05- bis 1,3-Fache der Größe des Durchmessers des TC-Drahtes betragen oder innerhalb eines Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel kann der schmale Abschnitt 72 das 1,1- bis 1,25-Fache, das 1,15- bis 1,2-Fache oder etwa das 1,18-Fache (z. B. ±0,02) des TC-Drahtes betragen. In einer Ausführungsform wird der Durchmesser des TC-Drahtes mit Gehäuse gemessen. In einer anderen Ausführungsform wird der Durchmesser des TC-Drahtes ohne Gehäuse (z. B. blanker Draht) gemessen. Wenngleich Breiten innerhalb dieser Bereiche zur Befestigung eines TC-Drahtes (nachstehend ausführlicher beschrieben) vorteilhaft sein können, kann die Breite des schmalen Abschnitts 72 kleiner als oder größer als diese Bereiche sein.
Die Länge des schmalen Abschnitts 72 des Kanals 70 kann basierend auf der Größe des Zuschnitts 12, in dem er ausgebildet ist, und/oder der Position des breiten Abschnitts 74 innerhalb des Zuschnitts 12 variieren. Im Allgemeinen kann der breite Abschnitt 74 ungeachtet der Größe des Zuschnitts 12 eine Länge wie oben beschrieben aufweisen. Der schmale Abschnitt 72 kann sich von dem breiten Abschnitt 74 zu einer Kante 76 des Zuschnitts 12 erstrecken. Daher kann die Länge des schmalen Abschnitts 72 je nach der Größe des Zuschnitts 12 und/oder der Position des breiten Abschnitts 74 zunehmen oder abnehmen. Falls der Zuschnitt 12 sehr groß ist und/oder falls der breite Abschnitt 74 innerhalb des Zuschnitts 12 zentriert ist, dann kann der schmale Abschnitt 72 relativ lang sein, wohingegen, falls der Zuschnitt 12 klein ist und/oder der breite Abschnitt 74 nahe bei einer Kante 76 des Zuschnitts 12 angeordnet ist, der schmale Abschnitt 72 relativ kurz sein kann. Dementsprechend kann der schmale Abschnitt 72 eine beliebige geeignete Länge aufweisen, die den breiten Abschnitt 74 des Kanals 70 mit einer Kante 76 des Zuschnitts 12 verbindet. Die Tiefe (D₂) des schmalen Abschnitts 72 des Kanals 70 kann innerhalb der gleichen Werte liegen wie diejenigen, die oben für den breiten Abschnitt 74 beschrieben sind. In einer Ausführungsform können der schmale Abschnitt 72 und der breite Abschnitt 74 die gleiche Tiefe aufweisen. Allerdings können in einer anderen Ausführungsform der schmale Abschnitt 72 und der breite Abschnitt 74 unterschiedliche Tiefen aufweisen. Die Tiefen der Abschnitte 72 und/oder 74 kann auch entlang ihrer Längen variieren- und zwar entweder in absoluten Zahlen oder als ein Prozentanteil der Dicke des Zuschnitts 12. Zum Beispiel kann der Zuschnitt 12 eine nicht gleichförmige Dicke aufweisen, weshalb, falls die Abschnitte 72 und/oder 74 eine gleichmäßige Tiefe aufweisen, dann die Tiefe als ein Prozentanteil der Zuschnittdicke nicht gleichförmig sein kann. Falls jedoch die Abschnitte 72 und/oder 74 eine konstante Tiefe als einen Prozentanteil der Zuschnittdicke beibehalten, dann können die absoluten Tiefen der Abschnitte nicht gleichförmig sein.
Die Kanäle 70 und die schmalen Abschnitte 72 und breiten Abschnitte 74 davon können in dem Zuschnitt 12 anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens gebildet werden. In einer Ausführungsform kann der Kanal 70 zu dem Zuschnitt 12 verarbeitet werden. Zum Beispiel kann der Kanal 70 durch Fräsen, Gravieren oder Schleifen gebildet werden. Die Kanäle können manuell oder automatisch geformt werden, wie durch computergestützte numerische Steuerung (Computer Numerical Control = CNC). Andere Verfahren, die im Stand der Technik für die maschinelle Bearbeitung einer Rille oder eines Kanals bekannt sind, können ebenfalls angewendet werden, wie das Schneiden oder Meißeln (z. B. per Hand oder maschinelle). Andere Verfahren als die maschinelle Bearbeitung können zur Formung des Kanals 70 ebenfalls angewendet werden. Zum Beispiel kann der Kanal 70 in dem Zuschnitt 12 als Teil des Zuschnittformungsprozesses wie durch Prägen, Gießen oder Formen geformt werden. Der Kanal 70 kann durch elektroerosive Bearbeitung (Electrical Discharge Machining = EDM) geformt werden. Die EDM beinhaltet im Allgemeinen das Erzeugen einer Elektrode mit einer Facettenform des Kanals 70 und danach Brennen des Kanals auf eine gewünschte Tiefe. Die Kanäle 70 können einen transversalen Querschnitt (z. B. senkrecht zu einer Längsachse) aufweisen, der eine rechteckige Form hat. In einer Draufsicht (wie z. B. in 4 dargestellt), kann der breite Abschnitt 74 gerundete Enden aufweisen, jedoch können die Enden auch im Wesentlichen flach sein oder andere Konfigurationen aufweisen. Ein Ende 82 kann benachbart zu dem schmalen Abschnitt 72 liegen, sodass ein Übergangsbereich oder eine -region 86 zwischen dem breiten Abschnitt 74 und dem schmalen Abschnitt 72 vorhanden ist. Das andere Ende 84 kann dem Ende 82 gegenüberliegen und der Übergangsbereich 86 dem schmalen Abschnitt 72.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 8 sind Ausführungsformen eines Zuschnitts 12 dargestellt, der eine daran befestigte Temperaturmessvorrichtung 60 aufweist, in verschiedenen Formungsstufen dargestellt. Wenngleich die Vorrichtung 60 mit einem Paar 62 von TC-Drähten dargestellt und beschrieben ist, die in einem Paar 80 von Kanälen 70 befestigt sind, versteht es sich, dass durch Wiederholen der offenbarten Schritte mehrere Paare von Drähten in mehreren Kanälen befestigt werden können. Zum Beispiel können drei Paare von TC-Drähten und drei Paare von Kanälen vorhanden sein, wobei ein Paar in der Mitte und an gegenüberliegenden Seiten des Zuschnitts 12 angeordnet ist.
Die TC-Drähte 64 und 66 können jeweils Spitzen 68 an einem Ende aufweisen. In einer Ausführungsform können die Spitzen 68 jedes Drahtes 64, 66 an dem Zuschnitt 12 in einem Kanal 70 an einem Befestigungspunkt 88 befestigt sein. Ein Paar 62 von TC-Drähten kann an einem Paar 80 von Kanälen 70 (z. B. ein Draht in jedem Kanal) befestigt sein. In einer Ausführungsform kann jede Spitze 68 an, nahe bei oder benachbart zu dem Ende 84 des Kanals 70 befestigt sein, der dem schmalen Abschnitt 72 gegenüberliegt. Die Spitzen 68 können an den Kanälen 70 mit einer elektrisch und thermisch leitfähigen Verbindung befestigt sein, um eine getrennte Verbindungsstelle zu bilden. In einer Ausführungsform sind die Spitzen 68 an die Kanäle 70 geschweißt. Allerdings können andere Befestigungsverfahren angewendet werden, wie ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, Hartlöten, Löten (für Anwendungen bei relativ niedrigen Temperaturen) oder andere Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind. Zum Beispiel können die Spitzen 68 mittels Befestigungselementen wie Schrauben oder Bolzen befestigt werden. Außerdem können die Spitzen 68 in einem zweiten schmalen Abschnitt 72 gesichert sein, der sich von einer gegenüberliegenden Seite des ersten schmalen Abschnitts 72 in ähnlicher Weise erstreckt wie nachstehend beschrieben (z. B. in Absatz 0054). Die Spitzen 68 der TC-Drähte 64, 66 können derart befestigt werden, dass sich ein Rest jedes Drahtes zu dem Ende 82 benachbart zu dem schmalen Abschnitt 72 erstreckt. Dementsprechend kann sich ein Abschnitt jedes Drahtes 64, 66 innerhalb des breiten Abschnitts 74 des Kanals 70 zwischen dem Ende 84 und dem Übergangsbereich 86 erstrecken (wie z. B. in 5 dargestellt). Wenngleich ein einziger Befestigungspunkt beschrieben wurde, können die Spitzen 68 an den Kanälen 70 an einer Vielzahl von Befestigungspunkten oder durch ein kontinuierliches Befestigungssegment befestigt werden.
Nachdem die TC-Drähte 64, 66 an dem Zuschnitt 12 in den breiten Abschnitten 74 der Kanäle 70 befestigt wurden, können die Drähte durch ein Klebe- oder Bindemittelmaterial 90 weiter in den breiten Abschnitten 74 gesichert werden. Das Klebematerial 90 kann in den breiten Abschnitt 74 jedes Kanals 70 eingeführt werden, um die Abschnitte der Drähte 64, 66, die sich in dem breiten Abschnitt 74 befinden, an dem Zuschnitt 12 zu sichern. Das Klebematerial 90 kann ein beliebiges geeignetes Material aufweisen, das an die Materialien, die die Drähte 64, 66 und den Zuschnitt 12 (z. B. Metalle) bilden, bindet, an diesen klebt oder an diesen befestigt ist. Das Klebematerial 90 kann je nach den Temperaturen, Kräften oder anderen Bedingungen gewählt werden, denen der Zuschnitt 12 während der Verwendung unterliegt. Zum Beispiel muss ein Klebematerial 90 für einen Aluminiumheißprägeprozess (wie oben beschrieben) ohne Schmelzen, Verbrennen, Rissbildung oder anderweitiges Versagen Temperaturen von 490 °C standhalten können. Das Klebematerial muss auch den Kräften des Stempelsatzes 18 und/oder der schnellen Abschreckung auf die Temperatur des Stempelsatzes 18 (z. B. etwa 1 bis 30 °C) standhalten können.
In einer Ausführungsform enthält das Klebematerial 90 einen Kompositklebstoff. Der Kompositklebstoff kann ein metallbasierte oder metallischer Kompositklebstoff sein. In einer Ausführungsform kann der Metallkompositklebstoff ein Metall oder eine Metalllegierung und ein feuerfestes Oxid enthalten. Das Metall oder die Metalllegierung können Aluminium (oder Al-Legierung), Nickel (oder Ni-Legierung) oder Stahl (z. B. Edelstahl wie 316) enthalten. Das Metallkomposit kann ein Mehrkomponentenklebstoff sein, der zum Beispiel eine Basis und ein Bindemittel enthält. Die Basis kann die Metall/Metall-Legierung und ein feuerfestes Oxid enthalten und das Bindemittel kann Wasser und einen oder mehrere von Aluminiumoxid, Phosphat, Siliciumdioxid und eines Silicats enthalten. Zu geeigneten Beispielen eines Metallkompositklebstoffs gehören diejenigen, die von Cotronics unter der Bezeichnung Durabond^TM bereitgestellt werden. Zum Beispiel Durabond^TM 950, 952 und 954, die auf Aluminium, Nickel bzw. Edelstahl basieren. Weitere Informationen hinsichtlich der Durabond^TM-Klebstoffe sind in dem Sicherheitsdatenblatt (SDS), Überarbeitungsdatum Oktober 2004, zu finden, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Nach dem Auftragen kann das Klebematerial 90 den breiten Abschnitt 74 des Kanals 70 vollständig ausfüllen oder im Wesentlichen ausfüllen (z. B. zu mindestens 95 % gefüllt). Das Klebematerial 90 kann mit einer oberen Oberfläche 92 des Zuschnitts 12 bündig sein oder leicht darunter liegen. Dies kann eine direkte Auswirkung des Klebematerials 90 während eines anschließenden Prägeprozesses vermeiden oder vermindern. Das Klebematerial 90 (z. B. ein Metallkompositklebstoff) kann als eine Flüssigkeit oder eine Paste aufgetragen werden und dann gehärtet oder getrocknet werden, um die obigen Eigenschaften aufzuweisen. Das Klebematerial 90 kann bei Raumtemperatur mit der Zeit trocknen oder härten oder Wärme oder ein Härtungsmittel/Zusatzstoff kann aufgetragen werden, um die Trocknungs-/Härtungszeit zu beschleunigen. In mindestens einer Ausführungsform kann der schmale Abschnitt 72 des Kanals kein Klebematerial 90 aufweisen oder im Wesentlichen kein Klebematerial 90 aufweisen (z. B. weniger als 1 % des Volumens des schmalen Abschnitts).
Das Klebematerial 90 (z. B. Metallkompositklebstoff) kann zusätzliche Haftung zwischen den Drähten 64, 66 und dem Zuschnitt 12 in dem breiten Abschnitt 74 bereitstellen. Diese zusätzliche Haftung kann sicherstellen, dass die Spitzen 68 der Drähte 64, 66 mit dem Zuschnitt 12 in (physikalischem und elektrischem) Kontakt bleiben. Ein elektrischer Kontakt der Drähte mit dem Zuschnitt kann für das Thermoelement erforderlich sein, um ordnungsgemäß zu funktionieren, und ein physikalischer Kontakt kann erforderlich sein, sodass Wärme wirksam von dem Zuschnitt auf die Drähte übertragen wird. In einer Ausführungsform werden die Spitzen 68 der Drähte 64, 66 in dem breiten Abschnitt 74 des Kanals 70 verschweißt und ein Metallkompositklebstoff wird eingeführt, um den restlichen Raum in dem breiten Abschnitt 74 des Kanals auszufüllen und die Drähte in dem breiten Abschnitt des Kanals zu sichern. Das Schweißen der Drähte 64, 66 an den Kanal 70 kann einen sehr guten elektrischen und physikalischen Kontakt zwischen den Drähten und dem Zuschnitt 12 bereitstellen. Allerdings kann die Schweißnaht relativ schwach und/oder spröde sein und kann den Temperaturen oder Kräften, die während eines Heißprägeprozesses und/oder der Handhabung ausgeübt werden, möglicherweise nicht standhalten. Dementsprechend kann das Schweißen an sich unzureichend sein, um die Drähte 64, 66 mit dem Kanal 70 in Kontakt zu halten. Der Metallkompositklebstoff (oder ein anderes Klebematerial) stellt zusätzliche Sicherheit und Haftung zwischen dem Zuschnitt 12 und den Drähten 64, 66 bereit. Da die Spitzen 68 in den Kanal 70 geschweißt sind, kann der Klebstoff elektrisch und thermisch isolierend sein, da die Schweißnähte Leitfähigkeit (thermische und elektrische) zwischen dem Zuschnitt 12 und den Drähten 64, 66 bereitstellen.
Nachdem das Klebematerial 90 getrocknet oder gehärtet wurde, kann ein Abschnitt 94 jedes der Drähte 64, 66, die sich weg von dem Übergangsbereich 86 und zu einer Kante 76 des Zuschnitts 12 erstrecken, in dem schmalen Abschnitt 72 jedes Kanals 70 gesichert sein. Wie oben beschrieben, kann der schmale Abschnitt 72 eine Breite aufweisen, die etwas größer als eine Größe oder ein Durchmesser der Drähte 64, 66 ist. Die TC-Drähte 64, 66 können je nach Anwendung variierende Durchmesser aufweisen. In einer Ausführungsform können die TC-Drähte 64, 66 einen Durchmesser (z. B. Außendurchmesser) von 0,2 bis 2 mm aufweisen oder innerhalb eines beliebigen Teilbereichs davon liegen. Zum Beispiel können die Drähte 64, 66 einen Durchmesser von 0,3 bis 1,5 mm, 0,3 bis 1 mm, 0,3 bis 0,8 mm, 0,4 bis 0,7 mm, 0,4 bis 0,6 mm oder etwa 0,5 mm (z. B. ±0,05 mm) aufweisen.
Die Abschnitte 94 der Drähte 64, 66 können in den schmalen Abschnitten 72 anhand eines beliebigen geeigneten Verfahrens gesichert werden. In einer Ausführungsform kann der schmale Abschnitt 72 des Kanals 70 an einer oder mehreren Positionen gecrimpt werden, sodass der Kanal verformt wird, um den Draht zu sichern oder zu arretieren. Ein Beispiel eines Crimpverfahrens ist das Meißeln oder Punktmeißeln des schmalen Abschnitts 72 des Kanals 70 in einer oder mehreren Positionen. Während des Meißelprozesses kann eine Meißelspitze auftreffen, während sie mit dem Kanal 70 in Kontakt steht, was bewirkt, dass sich die Wände des Kanals verformen und der Draht darin gesichert wird. Jeder Draht 64, 66 kann in mehreren Positionen 96 entlang einer Länge des schmalen Abschnitts 72 des Kanals 70 punktgemeißelt werden, um den Draht 64, 66 in dem Kanal zu sichern. Das Sichern der Drähte 64, 66 in dem Kanal kann verhindern, dass der Draht während beispielsweise eines Prägeprozesses direkt getroffen wird. Falls ein dünner Draht während eines Prägeprozesses freigelegt wird, ist es wahrscheinlich, dass dieser zerquetscht, durchtrennt, zerbrochen oder anderweitig beschädigt wird, sodass ein Betriebsstopp des Thermoelements verursacht wird. Außerdem würde dies den Präge- und Abschreckprozess beeinträchtigen und könnte eine Markierung auf der Stempeloberfläche hinterlassen.
Die Abschnitte 94 der Drähte 64, 66, die in den schmalen Abschnitten 72 gesichert sind, können blanker Draht sein oder können ein Gehäuse / eine Beschichtung 98 aufweisen. Blanker Draht kann sich darauf beziehen, dass der Draht keine Isolierbeschichtung oder kein Gehäuse darauf aufweist, sodass der Draht nur Metall ist. In einigen Ausführungsformen können die Abschnitte 94 der Drähte 64, 66 ein Gehäuse oder eine Beschichtung 98 aufweisen, die den Metalldraht umgibt. Das Gehäuse 98 kann den Draht entlang der gesamten Länge des schmalen Abschnitts 72 umgeben. Das Gehäuse kann an oder nahe bei dem Übergangsbereich 86 enden, sodass es sich nicht im Wesentlichen in den breiten Abschnitt 74 erstreckt. In einer anderen Ausführungsform kann sich das Gehäuse 98 in den breiten Abschnitt 74 erstrecken, zum Beispiel bis genau vor die Spitze 68 (um eine elektrische und thermische Leitung zu ermöglichen). Das Gehäuse 98 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, das elektrisch isolierend ist und den Temperaturen standhalten kann, bei denen das Thermoelement benutzt wird. Beispiele von geeigneten Gehäusematerialien können Glas oder Siliciumdioxidumflechtungen oder -umwicklungen, Keramikfasern oder -umwicklungen, Baumwollumflechtungen oder ein Polymer (z. B: Polyvinyl, Nylon, PVC) einschließen. Für die relativ hohen Temperaturen der Heißprägung kann ein Glas- oder keramikbasiertes Gehäuse verwendet werden. Die Aufnahme eines Gehäuses 98 um die Drähte 64, 66 können Isolierung und/oder Schutz der Drähte vor einem Kontakt mit Materialien oder Bauteilen bereitstellen, die von dem Thermoelement nicht gemessen werden sollen. Zum Beispiel kann in dem System 10 der Zuschnitt 12 zwischen Stempeln 20 und 22 in einem Stempelsatz 18 vor dem Prägeprozess aufliegen. Der Zuschnitt 12 kann von einer oder mehreren Bereitstellungsvorrichtungen 26 gehalten werden. Dementsprechend können die Abschnitte der Drähte 64, 66, die freigelegt sind (z. B: nicht von dem Klebematerial 90 oder einer Isolierung abgedeckt sind) andere Materialien oder Bauteile während des Messprozesses (beabsichtigt oder unbeabsichtigt) kontaktieren. Das Gehäuse 98 kann verhindern, dass die Temperatur dieser anderen Bauteile die Messungen beeinflusst, und kann die Drähte von den Bauteilen elektrisch isolieren. Die Verwendung von blankem Draht in dem schmalen Abschnitt 72 kann einen elektrischen Kontakt mit dem Zuschnitt ermöglichen, was einen Stromfluss durch einen kürzeren Stromkreis ermöglichen könnte, sodass die Temperaturfühl-/-messposition des Thermoelements verschoben wird. In Ausführungsformen, in denen dies unerwünscht sein kann, können gehäuste TC-Drähte in dem schmalen Abschnitt des Kanals verwendet werden.
Die Drähte 64, 66 könne sich von dem schmalen Abschnitt 72 erstrecken und schließlich mit einem Spannungsmesser (nicht dargestellt) oder einer anderen Elektronik, die dem Durchschnittsfachmann für die Bereitstellung der Referenzverbindungsstelle und Bestimmung der Spannung zwischen den TC-Drähten 64, 66 bekannt ist, verbunden werden (z. B. können die Drähte mit einer Temperaturfühlvorrichtung verbunden werden). Der Spannungsmesser oder die andere Elektronik kann eine Temperatur des Zuschnitts 12 in dem Bereich bestimmen, der die Spitzen 68 des Drahtpaars 62 aufweist. Wie oben beschrieben, können mehrere Drahtpaare 62 vorhanden sein, die in Paaren 80 von Kanälen 70 in dem Zuschnitt 12 befestigt sind. Dementsprechend können mehrere Temperaturmesswerte an verschiedenen Positionen in dem Zuschnitt 12 erzeugt werden. Diese Temperaturmesswerte können verwendet werden, um die Leistung eines Zuschnittformprozesses (z. B. Wärmebehandlung, Prägen, Abschrecken, Heißprägen oder andere) zu kalibrieren, analysieren, beurteilen oder anderweitig zu prüfen/verbessern. Zum Beispiel kann der Zuschnitt 12, der die Vorrichtung 60 aufweist, zum Kalibrieren oder Analysieren der Leistung eines Heißprägeprozesse wie dem oben beschriebenen verwendet werden. Die Temperaturmesswerte können verwendet werden, um sicherzustellen, dass ein Aluminiumzuschnitt bei der korrekten Temperatur lösungsgeglüht wird, und dass der gesamte Zuschnitt ordnungsgemäß lösungsgeglüht wird. Die Messwerte können auch verwendet werden, um sicherzustellen, dass beim Abschrecken des Aluminiumzuschnitts während des Prägeprozesses der gesamte Zuschnitt bei der richtigen Geschwindigkeit und auf die richtige Temperatur abgekühlt wird.
Dementsprechend wird ein Zuschnitt 12 mit darin definierten Kanälen 70 bereitgestellt. Die Kanäle können darin befestigte Thermoelementdrähte 64, 66 (einen pro Kanal) aufnehmen. Die Kanäle 70 können jeweils einen schmalen Abschnitt 72 und einen breiten Abschnitt 74 mit einem Übergangsbereich 86 aufweisen, wobei sich die zwei Abschnitte treffen (z. B. können die Abschnitte kontinuierlich zueinander verlaufen). Der breite Abschnitt 74 kann in einem Innenraum 78 des Zuschnitts 12 (z. B. von den Kanten beabstandet) angeordnet sein und der schmale Abschnitt 72 kann sich von dem Übergangsbereich 86 zu einer Kante 76 des Zuschnitts 12 erstrecken. Die Spitzen 68 jedes Drahtes 64/66 kann an dem Zuschnitt 12 innerhalb des breiten Abschnitts 74 des Kanals 70 beispielsweise mittels Schweißen befestigt oder fixiert sein. Die Spitzen 68 können an einem Ende des breiten Abschnitts 74 befestigt werden, der dem Übergangsbereich 86 und dem schmalen Abschnitt 72 gegenüberliegt. Ein Klebematerial 90 wie ein Metallkompositklebstoff kann dann in den breiten Abschnitt 74 eingeführt werden, um ihn zu füllen oder im Wesentlichen zu füllen. Das Klebematerial 90 sichert den Draht 64/66 ferner in dem breiten Abschnitt 74, um die Anfangsbefestigung (z. B. Schweißnaht) zu ergänzen. Der Abschnitt des Drahtes, der sich aus dem breiten Abschnitt 74 erstreckt, kann in den schmalen Abschnitt 72 des Kanals 70 hinaus in die Kante 76 eingeführt werden. Der Draht kann in dem schmalen Abschnitt 72 beispielsweise durch Crimpen des Kanals (z. B. Punktmeißeln) gesichert werden. Der Abschnitt des Drahtes, der sich an der Kante 76 vorbei erstreckt, kann sich dann zu einem Spannungsmesser oder einer anderen Elektronik erstrecken, um die Temperatur des Zuschnitts 12 nahe dem Befestigungspunkt zu bestimmen.
Ein Flussdiagramm 100, das in 9 dargestellt ist, offenbart eine Ausführungsform zur Formung des Zuschnitts 12 mit einer darin integrierten Temperaturfühlvorrichtung 60. In Schritt 102 werden Kanäle in dem Zuschnitt geformt. Die Kanäle können in Paaren geformt werden, wobei ein oder mehrere Paare von Kanälen vorhanden sein können. Die Kanäle können einen schmalen Abschnitt und einen breiten Abschnitt aufweisen, wobei sich der schmale Abschnitt von einer Kante des Zuschnitts zu einem Innenraum des Zuschnitts erstreckt und in einem Übergangsbereich endet. Der breite Abschnitt kann sich von dem Übergangsbereich an einem Ende zu einem gegenüberliegenden Ende erstrecken. Die Kanäle können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren wie durch maschinelle Bearbeitung geformt werden.
In Schritt 104 kann ein Thermoelement-(TC)-Draht an jedem Kanal befestigt werden. Die Drähte können an den gegenüberliegenden Enden der breiten Abschnitte der Kanäle befestigt werden. Die Drähte können mittels einer beliebigen geeigneten elektrisch und thermisch leitfähigen Verbindung befestigt werden. In einer Ausführungsform können die Drähte an die Kanäle geschweißt werden. Die Drähte können sich von dem gegenüberliegenden Ende und durch den Übergangsbereich innerhalb des breiten Abschnitts des Kanals erstrecken.
In Schritt 106 kann ein Klebematerial in die breiten Abschnitte der Kanäle eingeführt werden. Das Klebematerial kann die breiten Abschnitte der Kanäle füllen oder im Wesentlichen füllen. Nach dem Trocknen oder Härten kann das Klebematerial mit einer oberen Oberfläche des Zuschnitts bündig abschließen oder kann eine obere Oberfläche aufweisen, die unter der oberen Oberfläche des Zuschnitts liegt. Die schmalen Abschnitte der Kanäle können frei oder im Wesentlichen frei von dem Klebematerial sein (z. B- zu weniger als 1 % gefüllt sein). In einer Ausführungsform kann das Klebematerial ein Metallkompositklebstoff sein.
In Schritt 108 können sich die Abschnitte der Drähte, die sich aus den breiten Abschnitten der Kanäle erstrecken, in die schmalen Abschnitte des Kanals eingeführt werden. In Schritt 110 können die Drähte in den schmalen Abschnitten der Kanäle gesichert werden. Die Drähte können durch Verformen der Kanäle gesichert werden, sodass die Drähte in den Kanälen gehalten werden. In einer Ausführungsform können die Kanäle durch Meißeln (z. B. Punktmeißeln) mehrerer Punkte entlang des schmalen Abschnitts jedes Kanals verformt werden. Nach Schritt 110 wird der Zuschnitt 12 mit einer Temperaturfühlvorrichtung 60 gebildet.
In Schritt 112 kann der Zuschnitt 12 mit einer darin integrierten Temperaturfühlvorrichtung 60 verwendet werden, um eine Kalibrierung, Prüfung oder einen anderen Analyseprozess auszuführen. Der Zuschnitt kann in einem Wärmebehandlungs-, einem Abschreck-, einem Prägeprozess oder einem beliebigen anderen Prozess verwendet werden, in dem die Temperatur des Zuschnitts 12 von Bedeutung ist. In einer Ausführungsform kann der Zuschnitt 12 in einem Heißprägeprozess verwendet werden, wobei der Zuschnitt erwärmt und in einen gekühlten Prägestempel eingeführt und geprägt wird. Der Heißprägeprozess kann für einen Aluminiumzuschnitt geeignet sein, wobei der Zuschnitt auf eine Lösungsglühtemperatur erwärmt wird und danach in einem gekühlten Stempelsatz geprägt wird, um den Zuschnitt zu formen und abzuschrecken.
Wenngleich die Kanäle 70 mit einem breiten Abschnitt 74 und einem schmalen Abschnitt 72 beschrieben wurden, kann der Zuschnitt 12 auch mit Kanälen 70 geformt werden, die eine gleichmäßige oder im Wesentlichen gleichmäßige Breite aufweisen. Die Kanäle 70 können sich von einer Kante 76 des Zuschnitts 12 zu einem Innenraum 78 des Zuschnitts 12 erstrecken. Die Spitzen 68 der Drähte 64/66 können an einem Ende jedes Kanals ähnlich wie oben beispielsweise durch Schweißen befestigt werden. In einer Ausführungsform kann das Klebematerial 90 in dem gesamten Kanal 70 von der Kante 76 zu dem Befestigungspunkt aufgetragen / darin eingeführt werden. In dieser Ausführungsform wird die verwendete Menge des Klebematerials 90 in Bezug auf die Ausführungsformen mit einem breiten Abschnitt 74 und einem schmalen Abschnitt 72 erhöht. In einer anderen Ausführungsform kann das Klebematerial 90 in einem zweiten Abschnitt 74 aufgetragen / darin eingeführt werden, wobei ein erster Abschnitt 72 im Wesentlichen frei von Klebematerial 90 ist. Dies ähnelt den oben beschriebenen Ausführungsformen, außer dass die Abschnitte 72 und 74 die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen. Das Klebematerial kann schwieriger, kostenintensiver und/oder zeitaufwendiger aufzutragen sein als die Sicherung eines Drahtes in einem schmalen Kanal (z. B. durch Crimpen). Daher können die oben beschriebenen Ausführungsformen mit einem breiten Abschnitt 74 und einem schmalen Abschnitt 72 zeit- und kosteneffizienter sowie leichter herzustellen sein.
Wenngleich der Zuschnitt 12, der eine Temperaturmessvorrichtung 60 aufweist, oben mit separaten Kanälen 70 für jeden Draht 64/66 beschrieben wurde, kann das Paar von Drähten außerdem in einer anderen Ausführungsform einen Kanal 70 gemeinsam nutzen. In dieser Ausführungsform können die Drähte 64, 66 eine Verbindungsstelle an oder nahe ihren Spitzen 68 aufweisen, die an einem Ende 84 des breiten Abschnitts 74 ähnlich wie oben beschrieben befestigt sein können (z. B. durch Schweißen). Das Paar von Drähten kann mittels eines Klebematerials 90 gesichert werden und kann in einem schmalen Abschnitt 72 ähnlich wie oben beschrieben gesichert werden. Die Abmessungen des schmalen Abschnitts 72 können derart eingestellt sein, dass zwei anstatt eines Drahtes aufgenommen sind. Als Alternative kann der Kanal 70 eine gleichförmige oder im Wesentlichen gleichförmige Breite wie oben beschrieben aufweisen und das Paar von Drähten 64, 66 kann durch Klebematerial 90 in dem gesamten Kanal 70 aufgetragen / darin eingeführt werden. Andere Änderungen an dem Zuschnitt 12 und/oder den Drähten 64, 66 zur Bildung einer gemeinsamen Kanalkonfiguration können vorgenommen werden und sind für den Durchschnittsfachmann basierend auf der vorliegenden Offenbarung ersichtlich.
Unter Bezugnahme auf 10 bis 13 sind Bilder mehrerer Prüfzuschnitte sowie Daten aus mehreren Erwärmungs- und Abschreckprüfungen dargestellt. 10 zeigt drei verschiedene Prüfzuschnitte. Auf der linken Seite ist ein Baseline-Zuschnitt (Probe 1) dargestellt, in dem die TC-Drähte durch in den Zuschnitt gebohrte Löcher geschraubt wurden. In der Mitte und auf der rechten Seite sind Zuschnitte dargestellt, in denen die TC-Drähte an das Ende des breiten Abschnitts des Kanals geschweißt wurden (z. B. wie in 11 dargestellt). In beiden Zuschnitten wurde der breite Abschnitt mit einem Metallkompositklebstoff gefüllt, um den Draht weiter in dem Kanal zu sichern. In der mittleren Probe (Probe 2) wurden die TC-Drähte auf das blanke Metall von der geschweißten Spitze genau über die Kante der Zuschnitte hinaus abgezogen. In der Probe auf der rechten Seite (Probe 3) wurden die TC-Drähte bis zu dem Abschnitt, der sich in dem bereiten Abschnitt des Kanals erstreckt, mit einem Isoliergehäuse belassen.
Unter Bezugnahme auf 12 sind Temperatur-gegenüber Zeitdaten für die drei Proben während einer Mittelpunkterwärmungsprüfung dargestellt. Während der Mittelpunkterwärmungsprüfung wurde der gesamte Zuschnitt auf der heißen Platte angeordnet. Wie in 12 zu sehen ist, zeigte die Baseline-Probe 1 eine signifikante Verzögerung bei der Messung der erhöhten Temperatur und erreichte eine niedrigere Temperatur (350 °C) als die anderen Proben. Probe 2 und 3 wiesen eine ähnliche Leistung auf und zeigten eine reduzierte Verzögerung im Vergleich zu Probe 1. Die zwei Proben erreichten ähnliche Temperaturen von 370 °C bzw. 375 °C.
Die Ergebnisse einer Wärmebehandlung und Abschreckung sind in 13 dargestellt und entsprechen den Temperaturen, denen ein Zuschnitt während eines Heißprägeprozesses für hochfestes Aluminium (z. B. 7xxx-Serie) ausgesetzt ist. Die Proben wurden in einem Umluftofen, der auf 480 °C eingestellt war, erwärmt und danach in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt. Wie in 13 zu sehen ist, erreichten alle drei Proben eine Temperatur nahe der Ofentemperatur (474 °C, 474 °C bzw. 476 °C). Wie in dem vergrößerten Abschnitt des Schaubildes dargestellt, wies Probe 3 eine etwas bessere Leistung auf und erreichte eine höhere Temperatur in weniger Zeit. Dementsprechend zeigen die Ergebnisse in 12 bis 13, dass die Zuschnitte mit den TC-Drähten, die in einem breiten Abschnitt eines Kanals geschweißt und darin durch einen Klebstoff zementiert sind, eine genaue Temperaturmessung ihres Bereichs des Zuschnitts mit niedriger Verzögerung bereitstellen. Das Verhältnis von Zeit zu Temperatur eines Bauteils kann eine wichtige Eigenschaft eines Erwärmungs- oder Abkühlprozesses sein, weshalb eine niedrige Temperaturverzögerung überaus vorteilhaft sein kann.
Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens beschreiben. Vielmehr sind die Begriffe, die in der Spezifikation verwendet werden, beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, wobei es sich versteht, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Schutzbereich der Offenbarung wie beansprucht abzuweichen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können zur Formung weiterer Ausführungsformen der offenbarten Konzepte kombiniert werden.
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

US 8496764 [0023, 0023]

Claims

Metallzuschnitt, umfassend: ein Metallblech mit einer Oberfläche, die mindestens ein Paar darin definierte Kanäle aufweist, wobei jeder Kanal einen ersten Abschnitt, der sich von einer Kante des Zuschnitts erstreckt, und einen zweiten Abschnitt in einem Innenraum des Zuschnitts aufweist; mindestens ein Paar Thermoelementdrähte, wobei ein Draht an jedem zweiten Abschnitt befestigt ist; und ein Klebematerial, das in jedem zweiten Abschnitt angeordnet ist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei der zweite Abschnitt breiter als der erste Abschnitt ist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei sich der erste Abschnitt jedes Kanals kontinuierlich in den zweiten Abschnitt des Kanals erstreckt und sich die Abschnitte an einem Übergangsbereich treffen.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei die Drähte an jedem zweiten Abschnitt an einem Ende des zweiten Abschnitts gegenüber dem ersten Abschnitt befestigt sind.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei die Drähte an jeden zweiten Abschnitt geschweißt sind.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei ein Abschnitt jedes Drahtes in jedem ersten Abschnitt gesichert ist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei jeder erste Abschnitt in mindestens einem Bereich verformt ist, um den Draht darin zu sichern.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei jeder zweite Abschnitt eine Länge von 5 bis 500 mm, eine Breite von 0,5 bis 10 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweist und jeder erste Abschnitt eine Breite von 0,25 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei jeder erste Abschnitt im Wesentlichen frei von Klebematerial ist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei jeder zweite Abschnitt im Wesentlichen mit dem Klebematerial gefüllt ist.
Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei sich jeder Draht von einem Befestigungspunkt in dem zweiten Abschnitt des Kanals durch den ersten Abschnitt des Kanals und über die Kante des Zuschnitts hinaus erstreckt.
Heißprägesystem, umfassend: einen Ofen; einen kühlbaren Stempelsatz; einen Metallzuschnitt, der mindestens zwei Kanäle definiert, die sich zu einer Kante erstrecken, wobei jeder Kanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist; einen Thermoelementdraht, der in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals befestigt ist und sich durch den ersten Abschnitt nach außen an der Kante vorbei erstreckt; ein Klebematerial, das in jedem zweiten Abschnitt angeordnet ist; und wobei jeder Draht mit einer Temperaturmessvorrichtung verbunden ist.
System nach Anspruch 12, wobei der zweite Abschnitt breiter als der erste Abschnitt ist.
System nach Anspruch 12, wobei sich der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt an einem Übergangsbereich treffen und die Drähte an jedem zweiten Abschnitt an einem Ende des zweiten Abschnitts gegenüber von dem Übergangsbereich befestigt sind.
System nach Anspruch 12, wobei die Drähte an jeden zweiten Abschnitt geschweißt sind und das Klebematerial einen Metallkompositklebstoff enthält.
System nach Anspruch 12, wobei jeder zweite Abschnitt eine Länge von 5 bis 500 mm, eine Breite von 0,5 bis 10 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweist und jeder erste Abschnitt eine Breite von 0,25 bis 3 mm und eine Tiefe von 0,25 bis 5 mm aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines temperaturfühlenden Metallzuschnitts, umfassend: Formen mindestens eines Paars von Kanälen in einer Oberfläche eines Metallblechs, wobei jeder Kanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist; Befestigen eines Thermoelementdrahtes in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals; Einführen eines Klebematerials in jeden zweiten Abschnitt; und Sichern mindestens eines Abschnitts jedes Drahtes in dem ersten Abschnitt jedes Kanals.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Formungsschritt das Formen jedes Kanals mit einem ersten, schmaleren Abschnitt und einem zweiten, breiteren Abschnitt beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei jeder zweite Abschnitt in einem Innenraum des Metallblechs geformt wird, wobei sich jeder erste Abschnitt von einer Kante des Metallblechs erstreckt und auf den zweiten Abschnitt an einem Übergangsbereich trifft und die Thermoelementdrähte an einem Ende des zweiten Abschnitts befestigt werden, der dem Übergangsbereich gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Befestigungsschritt das Schweißen der Thermoelementdrähte in dem zweiten Abschnitt jedes Kanals beinhaltet und das Klebematerial in dem Einführschritt einen Metallkompositklebstoff enthält.