DE102016124649A1

DE102016124649A1 - Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils

Info

Publication number: DE102016124649A1
Application number: DE102016124649.2A
Authority: DE
Inventors: Harald Lehmann; Jörg Winkel
Original assignee: Schwartz GmbH
Current assignee: Schwartz GmbH
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21
Also published as: WO2018108805A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transportrolle (1) zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2), eine Vorrichtung (14) zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2) mit mindestens zwei Transportrollen (1), ein Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle (1) sowie eine Verwendung von mindestens zwei Transportrollen (1). Die Transportrolle (1) ist entlang mindestens 75% ihrer axialen Länge (3) mit einer gewellten Außenoberfläche (4) versehen, wobei die gewellte Außenoberfläche (4) eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung (5) der Transportrolle (1) um die Transportrolle (1) herum erstreckender Wellenberge (6) und Wellentäler (7) aufweist, wobei die Transportrolle (1) eine sich in einer axialen Richtung (8) der Transportrolle (1) erstreckende Bohrung (9) aufweist und wobei die Transportrolle (1) entlang mindestens 85% ihrer axialen Länge (3) einstückig gebildet ist. Insbesondere ermöglichen die Transportrolle, die Vorrichtung, das Verfahren sowie die Verwendung eine möglichst geringe thermische Beeinflussung des Bauteils durch die Transportrolle(n) und eine einfachere Querbewegung des Bauteils in einer von den Transportrollen definierten Transportebene. Zudem kann der zeitliche Wartungsaufwand reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils, eine Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils mit mindestens zwei Transportrollen, ein Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle sowie eine Verwendung von mindestens zwei Transportrollen.
Es ist bekannt, metallische Bauteile, wie beispielsweise Bleche, Platinen, Halbzeuge oder dergleichen zum Einstellen ihrer Härte und/oder Festigkeit einem Wärmebehandlungsprozess zu unterziehen. So ist es zur Herstellung von Karosseriebauteilen von Kraftfahrzeugen, wie z. B. A- und B-Säulen, Seitenaufprallschutzträger in Türen, Schweller, Rahmenteile, Stoßstangenfänger, Querträger für Boden und Dach, vordere und hintere Längsträger bekannt, diese auf Basis eines Bauteils, insbesondere eines Stahlblechs oder einer Platine, zu fertigen, wobei das regelmäßig vorbeschichtete Bauteil zunächst in einem Ofen erwärmt und anschließend in einem Pressenwerkzeug in die gewünschte Form gebracht und gehärtet wird. Hierzu kann das Pressenwerkzeug während des Pressvorganges entsprechend gekühlt werden. Diese Herstellungsweise wird auch als Presshärten bezeichnet.
Zur Durchführung eines möglichst effizienten Wärmebehandlungsprozesses, der den Taktzeitanforderungen der Fahrzeugindustrie genügt, haben sich Wärmebehandlungslinien mit einem Durchlaufofen, insbesondere Rollenherdofen, und einem diesem nachgeordneten Presshärtewerkzeug etabliert. Auf seinem Weg von dem Durchlaufofen hin zu dem Presshärtewerkzeug weist ein zu härtendes Bauteil regelmäßig zumindest Teilbereiche auf, deren Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur liegt. Dementsprechend sind an Transportvorrichtungen, die das Bauteil von dem Durchlaufofen hin zu dem Presshärtewerkzeug führen, hohe thermische Anforderungen zu stellen. Insbesondere zur direkten Entnahme des Bauteils aus dem Durchlaufofen haben sich Transportvorrichtungen etabliert, die über eine Vielzahl von Stahlrollen verfügen, die eine Transportebene für das aufgeheizte Bauteil definieren und ein vollständiges Ausfördern des aufgeheizten Bauteils aus dem Durchlaufofen in der Durchlaufrichtung ermöglichen.
Hierbei ergibt sich regelmäßig das Problem, dass der Kontakt zwischen dem aufgeheizten Bauteil und den Stahlrollen zu ungewünschten Temperaturreduktionen an der Bauteiloberfläche führt, die an dem, das Presshärtewerkzeug verlassenden, gehärteten Bauteil zu erkennen sind. Um dies zu vermeiden ist man bestrebt, die Kontaktfläche zwischen den Stahlrollen und dem aufgeheizten Bauteil so klein wie möglich zu gestalten.
Hierzu können grundsätzlich sich radial nach außen verjüngende Ringe auf eine Stahlrolle aufgeschoben und in bestimmten Abständen zueinander auf der Stahlrolle fixiert werden. Im Zusammenhang mit entsprechenden, auf die axiale Länge der Stahlrolle verteilt angeordneten und regemäßig nach außen spitz zulaufenden Ringen hat sich jedoch herausgestellt, dass diese eine Querbewegung des Bauteils in der Transportebene beziehungsweise eine Bewegung des Bauteils in der axialen Richtung der Stahlrollen beeinträchtigen können. Solche Bewegungen treten beispielsweise dann auf, wenn das Bauteil in der Transportebene ausgerichtet werden muss.
Zudem hat sich im Zusammenhang mit entsprechenden, auf die Stahlrolle aufzuschiebenden Elementen gezeigt, dass Transportvorrichtungen mit dementsprechend gestalteten Rollen einen erhöhten Wartungsaufwand erfordern, da im Verschleißfall eines Elements zusätzlich zu dem eigentlichen Austauschen des beschädigten Elements gegebenenfalls eine Vielzahl anderer Elemente zunächst zu demontieren und anschließend wieder zu montierten ist. Dieser Wartungsaufwand steigt, je weiter das beschädigte Element von einem Rollenende entfernt liegt.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen eine Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils, eine Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils mit mindestens zwei Transportrollen, ein Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle sowie eine Verwendung von mindestens zwei Transportrollen angegeben werden, die eine möglichst geringe thermische Beeinflussung des Bauteils durch die Transportrolle(n) und eine einfachere Querbewegung des Bauteils in einer von den Transportrollen definierten Transportebene erlauben. Zudem soll zumindest der zeitliche Wartungsaufwand im Zusammenhang mit einer Transportrolle und/oder einer Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils reduziert werden.
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Eine erfindungsgemäße Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils ist entlang mindestens 75% ihrer axialen Länge mit einer gewellten Außenoberfläche versehen, wobei die gewellte Außenoberfläche eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung der Transportrolle um die Transportrolle herum erstreckender Wellenberge und Wellentäler aufweist, wobei die Transportrolle eine sich in einer axialen Richtung der Transportrolle erstreckende Bohrung aufweist und wobei die Transportrolle entlang mindestens 85% ihrer axialen Länge einstückig gebildet ist.
Die vorgeschlagene Transportrolle dient vorzugsweise zum Transportieren mindestens eines in einem (Durchlauf-)Ofen, insbesondere Rollenherdofen, aufgeheizten metallischen Bauteils. Bevorzugt ist die Transportrolle zum Transportieren mindestens eines metallischen Bauteils, das zumindest in Teilbereichen eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur aufweist, vorgesehen und eingerichtet. Besonders bevorzugt ist die Transportrolle zum Transportieren mindestens eines metallischen Bauteils, das zumindest in Teilbereichen eine Temperatur oberhalb von 700°C [Grad Celsius] oder sogar oberhalb von 840°C aufweist, vorgesehen und eingerichtet.
Bevorzugt ist die Transportrolle dazu vorgesehen und eingerichtet, mindestens zwei (in der Transportrichtung betrachtet) nebeneinanderliegende Bauteile zu transportieren. Besonders bevorzugt weist die Transportrolle eine axiale Länge im Bereich von 1000 mm bis 2500 mm [Millimeter], insbesondere im Bereich von 1200 mm bis 1500 mm, auf. Weiter bevorzugt weist die Transportrolle einen maximalen Außendurchmesser im Bereich von 50 mm bis 250 mm, insbesondere im Bereich von 65 mm bis 100 mm, auf.
Bei dem mindestens einen Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein metallisches Bauteil, insbesondere um ein Stahlbauteil und/oder ein Aluminiumbauteil. Bevorzugt ist das Bauteil ein Blech, eine Platine, und/oder ein Halbzeug, das insbesondere zum Einstellen seiner Härte und/oder Festigkeit einem Wärmebehandlungsprozess unterzogen wird und/oder unterzogen wurde. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Bauteil um ein Kraftfahrzeugbauteil, insbesondere um eine (A- oder B-)Säule, einen Seitenaufprallschutzträger (für eine Tür), einen Schweller, ein Rahmenteil, einen Stoßstangenfänger, einen Querträger (für Boden und/oder Dach), einen (vorderen und/oder hinteren) Längsträger oder um ein Halbzeug für ein Kraftfahrzeugbauteil.
Vorzugsweise ist das Bauteil an zumindest seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite mit einer Beschichtung (vor-)beschichtet, die insbesondere zur Vermeidung einer Oxidbildung vorgesehen und eingerichtet ist. Bevorzugt ist die Beschichtung mit Zink, Aluminium und/oder Silizium gebildet. Bevorzugt handelt es sich bei der Beschichtung um eine Zink-Beschichtung oder eine Aluminium-Silizium-Beschichtung.
Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich hier auf eine Achse, insbesondere eine Mittelachse und/oder Symmetrieachse der Transportrolle und/oder des dickwandigen Rohrs. Insbesondere ist die Transportrolle rotationssymmetrisch zu der Achse gebildet. Die Transportrolle ist entlang mindestens 75% [Prozent] ihrer axialen Länge mit einer gewellten Außenoberfläche versehen. Bevorzugt ist die Transportrolle entlang mindestens 85% oder sogar entlang mindestens 90% ihrer axialen Länge mit der gewellten Außenoberfläche versehen. Besonders bevorzugt ist die Transportrolle entlang ihrer gesamten axialen Länge mit der gewellten Außenoberfläche versehen.
Die gewellte Außenoberfläche der Transportrolle weist eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung der Transportrolle (vollständig) um die Transportrolle herum erstreckender Wellenberge und Wellentäler auf. Bevorzugt sind (nahezu) alle Wellenberge gleich gebildet und/oder äquidistant zueinander angeordnet. Weiter bevorzugt sind (nahezu) alle Wellentäler gleich gebildet und/oder äquidistant zueinander angeordnet. Vorzugsweise liegt ein radialer Abstand zwischen den Wellentälern und den Wellenbergen im Bereich von 2 mm bis 20 mm, insbesondere von 8 mm bis 12 mm. Bevorzugt liegt die insbesondere konstante Wellenlänge des Wellenprofils der gewellten Außenoberfläche im Bereich von 20 mm bis 80 mm. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die insbesondere konstante Wellenlänge des Wellenprofils beziehungsweise die insbesondere konstante axiale Teilung des Wellenprofils kleiner als der (maximale) Wellendurchmesser ist.
Die Transportrolle weist eine sich in einer axialen Richtung der Transportrolle erstreckende Bohrung auf. Bevorzugt handelt es sich bei der Bohrung um eine (Innen-)Durchgangsbohrung. Weiter bevorzugt handelt es sich bei der Bohrung um eine Tieflochbohrung. Die Bohrung kann zumindest zwei unterschiedliche Innen- beziehungsweise Bohrungsdurchmesser aufweisen, wobei insbesondere in den Endbereichen der Transportrolle ein größerer Innendurchmesser vorliegen kann als in der Mitte der Transportrolle. Bevorzugt liegt ein Bohrungsdurchmesser der Bohrung im Bereich von 30 mm bis 70 mm, insbesondere im Bereich von 45 mm bis 55 mm. Ein Bohrungsdurchmesser in dem hier vorgeschlagenen Bereich bietet insbesondere den Vorteil, dass eine möglichst geringe Wandstärke erreicht wird, die gleichwohl ein ausreichendes Widerstandsmoment gegenüber den zu erwartenden Betriebslasten bietet.
Die Transportrolle ist entlang mindestens 85% ihrer axialen Länge einstückig gebildet. Bevorzugt ist die Transportrolle entlang mindestens 90% oder sogar entlang mindestens 95% ihrer axialen Länge einstückig gebildet. Besonders bevorzugt ist die Transportrolle entlang ihrer gesamten axialen Länge einstückig gebildet. Vorzugsweise ist die Transportrolle metallisch oder keramisch gebildet. Besonders bevorzugt ist die Transportrolle mit oder aus Stahl gebildet. Weiter bevorzugt ist zumindest die Außenoberfläche der Transportrolle mit einer (Zink-)Beschichtung versehen. Besonders bevorzugt ist die Transportrolle galvanisch verzinkt. Vorzugsweise liegt eine Schichtdicke der (Zink-)Beschichtung der Transportrolle im Bereich von 5 µm bis 40 µm, insbesondere von 5 µm bis 35 µm, insbesondere 27 bis 32 µm [Mikrometer].
Die vorgeschlagene Transportrolle erlaubt in vorteilhafter Weise einen Transport eines Bauteils bei möglichst geringer thermischer Beeinflussung des Bauteils, da das Bauteil nur an den Wellenbergen mit der Transportrolle in Kontakt gelangt. Zudem hat die gewellte Außenoberfläche der Transportrolle insbesondere den Vorteil, dass eine Querbewegung des Bauteils in einer durch die Transportrollen definierten Transportebene und/oder eine Bewegung des Bauteils in der axialen Richtung der Transportrolle vereinfacht wird, da gegebenenfalls von dem Bauteil abstehende und/oder hin zu der Transportrolle weisende Teile des Bauteils nicht mehr an einem eckigen, kantigen und/oder spitzen Abschnitt eines auf eine Rolle aufgeschobenen Elements hängen bleiben können. Zudem erlaubt die hier vorgeschlagene Transportrolle in vorteilhafter Weise einen gegebenenfalls anfallenden insbesondere zeitlichen Wartungsaufwand zu reduzieren, da die hier vorgeschlagene Transportrolle zum einen einen deutlich geringeren Verschleiß aufweist als eine Rolle mit aufgeschobenen, spitz zulaufenden Elementen und zum anderen, im Bedarfsfall, schnell im Ganzen ausgetauscht werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Bohrung konzentrisch zu den (allen) Wellenbergen der gewellten Außenoberfläche angeordnet ist. Bevorzugt beträgt eine (fertigungsbedingte) Exzentrizität zwischen der Bohrung und den Wellenbergen beziehungsweise eine Toleranz hinsichtlich der Konzentrizität hier weniger als 0,5 mm oder sogar weniger als 0,3 mm.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein Verhältnis eines minimalen Bohrungsdurchmessers der Bohrung zu einem maximalen Außendurchmesser der Transportrolle in einem Bereich von 0,5 bis 0,85 liegt. Bevorzugt liegt dieses Verhältnis im Bereich von 0,6 bis 0,8 oder sogar im Bereich von 0,6 bis 0,7. Unter einem minimalen Bohrungsdurchmesser ist hier, beispielsweise wenn die Bohrung mehrere unterschiedliche Bohrungsdurchmesser aufweist, der kleinste der Bohrungsdurchmesser zu verstehen. Weiter bevorzugt beträgt der minimale Bohrungsdurchmesser mindestens 40 mm oder sogar mindestens 45 mm.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein Verhältnis eines Wellenberg-Radius der Wellenberge zu einem Wellental-Radius der Wellentäler in einem Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt. Bevorzugt liegt dieses Verhältnis im Bereich von 0,3 bis 0,5. Vorzugsweise ist der Wellenberg-Radius der Wellenberge immer kleiner als der Wellental-Radius der Wellentäler. Bevorzugt liegt der Wellental-Radius im Bereich von 15 mm bis 35 mm und/oder der Wellenbergradius im Bereich von 5 mm bis 20 mm.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Rolleneinheit vorgeschlagen, die eine hier vorgestellte Transportrolle und mindestens ein mit der Transportrolle verbundenes Verbindungsmittel aufweist. Bevorzugt umfasst das Verbindungsmittel zumindest zwei Einsätze, die an gegenüberliegenden Enden der Transportrolle zumindest teilweise in die Bohrung der Transportrolle eingesetzt sind. Besonders bevorzugt sind die Einsätze in der Transportrolle fest gehalten und/oder mit der Transportrolle verschweißt. Die Einsätze sind vorzugsweise jeweils dazu vorgesehen und eingerichtet, eine Verbindung zwischen der Transportrolle und einer Vorrichtung zu ermöglichen, wobei die Verbindung beziehungsweise die Einsätze ein drehbares Halten der Transportrolle in der Vorrichtung erlaubt beziehungsweise erlauben.
Die im Zusammenhang mit der Transportrolle erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Rolleneinheit auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils mit mindestens zwei hier vorgestellten Transportrollen vorgeschlagen, wobei die Transportrollen in einem Gestell drehbar gehalten sind, so dass sie eine Transportebene definieren beziehungsweise aufspannen. Bevorzugt weist die Vorrichtung mindestens sechs oder sogar mehr als zwölf Transportrollen auf. Die Transportrollen können in der Vorrichtung jeweils auch als Bestandteil einer in der Vorrichtung (drehbar) gehaltenen Transporteinheit vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung einem (Durchlauf-)Ofen, insbesondere einem Rollenherdofen, zugeordnet, wobei die Vorrichtung insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet ist, direkt an einem Ofenausgang des Ofens angeordnet und/oder angeschlossen zu werden.
Bevorzugt weist die Vorrichtung zudem eine insbesondere unterhalb der Transportebene angeordnete Hebeeinrichtung zum Anheben des Bauteils von den Transportrollen und/oder eine Positioniereinrichtung zum Positionieren des Bauteils auf den Transportrollen auf. Vorzugsweise ist die Hebeeinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet, das Bauteil von der Transportebene in eine Entnahmeebene anzuheben. Die Positioniereinrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet das Bauteil in der Transportebene auszurichten.
Die im Zusammenhang mit der Transportrolle und/oder der Rolleneinheit erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Vorrichtung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Warmformlinie vorgeschlagen, die zum thermischen Behandeln eines insbesondere metallischen Bauteils vorgesehen und eingerichtet ist und die zumindest einen Ofen, eine hier vorgestellte Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils und eine Formgebungsvorrichtung umfasst. Bevorzugt ist der Ofen als Durchlaufofen, insbesondere als Rollenherdofen, ausgebildet. Weiter bevorzugt ist der Ofen dazu vorgesehen und eingerichtet. ein metallisches Bauteil mittels Strahlungswärme auf eine Austenitisierungstemperatur, die vorzugsweise oberhalb der AC3-Temperatur liegt, zu erwärmen. Bevorzugt ist die Formgebungsvorrichtung mit einem Presswerkzeug, insbesondere einem Presshärtewerkzeug, gebildet. Vorzugsweise ist die hier vorgestellte Vorrichtung zwischen dem Ofen und der Formgebungsvorrichtung angeordnet. Insbesondere ist die Vorrichtung dem Ofen zugeordnet. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung direkt hinter dem Ofen und/oder unmittelbar an einem Ofenausgang angeordnet.
Die im Zusammenhang mit der Transportrolle, der Rolleneinheit und/oder der Vorrichtung erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Warmformlinie auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils vorgeschlagen, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

a) Bereitstellen eines dickwandigen Rohres,
b) Einbringen eines Wellenprofils in eine Außenoberfläche des Rohres, wobei das Wellenprofil eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung der Transportrolle um die Transportrolle herum erstreckender Wellenberge und Wellentäler erhält,
c) Einbringen einer sich in einer axialen Richtung der Transportrolle erstreckenden Bohrung in das mit dem Wellenprofil versehene Rohr.

Die angedeutete Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b) und c) ergibt sich bei einem regulären Ablauf des Verfahrens. Einzelne oder alle Verfahrens schritte können zeitgleich, nacheinander und/oder zumindest teilweise parallel durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Verfahren zur Herstellung einer hier vorgeschlagenen Transportrolle verwendet. Unter einem dickwandigen Rohr wird hier ein Rohr verstanden, dessen Wandstärke größer als 5 mm, insbesondere größer als 10 mm oder sogar größer oder gleich 15 mm ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) das dickwandige Rohr mit einer innenliegenden Durchgangsbohrung bereitgestellt wird. Bevorzugt weist das in Schritt a) bereitgestellte dickwandige Rohr eine Exzentrizität zwischen Durchgangsbohrungsmittelachse und (in Bezug auf die Mantelfläche des Rohrs gemessener) Rohrmittelachse von mehr als 0,5 mm auf. Weiter bevorzugt ist ein Bohrungsdurchmesser der Durchgangsbohrung des in Schritt a) bereitgestellten dickwandigen Rohrs kleiner als 49 mm oder sogar kleiner als 40 mm.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) die Bohrung konzentrisch zu den Wellenbergen des Wellenprofils in das Rohr eingebracht wird. Bevorzugt wird in Schritt c) die Bohrung mittels eines Tieflochbohrprozesses in das Rohr hinein gebohrt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zwischen Schritt b) und Schritt c) ein Ausrichten des mit dem Wellenprofil versehenen Rohrs in Bezug auf ein Bohrwerkzeug derart erfolgt, dass die Bohrung konzentrisch zu den Wellenbergen des Wellenprofils in das Rohr einbringbar ist beziehungsweise eingebracht wird. Hierzu kann ein zumindest zwei der Wellenberge kontaktierendes Spannwerkzeug dienen, das insbesondere fest mit dem Bohrwerkzeug verbunden ist. Bei dem Bohrwerkzeug handelt es sich insbesondere um einen Tieflochbohrer.
Die im Zusammenhang mit der Transportrolle, der Rolleneinheit, der Vorrichtung und/oder der Warmformlinie erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Verfahren auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung von mindestens zwei hier vorgestellten Transportrollen zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils vorgeschlagen, wobei das Bauteil zumindest zeitweise entlang einer axialen Richtung der Transportrolle über die Transportrolle geführt wird.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der Transportrolle, der Rolleneinheit, der Vorrichtung, der Warmformlinie und/oder dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen:

1: eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Transportrolle,
2: eine erfindungsgemäße Transportrolle,
3: eine Rolleneinheit mit einer erfindungsgemäßen Transportrolle,
4: eine schematische Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
5: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
6: eine schematische Darstellung einer Warmformlinie mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Transportrolle 1. Die Transportrolle 1 ist entlang mindestens 75% ihrer axialen Länge 3 und zwar hier beispielhaft entlang ihrer gesamten axialen Länge 3 mit einer gewellten Außenoberfläche 4 versehen. Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich auf die in 1 eingetragene Achse 21, die hier die Mittel- und Symmetrieachse der Transportrolle 1 ist. Die gewellte Außenoberfläche 4 der Transportrolle 1 weist eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung 5 der Transportrolle 1 um die Transportrolle 1 herum erstreckenden Wellenberge 6 und Wellentäler 7 auf. Zudem weist die Transportrolle 1 eine sich in einer axialen Richtung 8 der Transportrolle 1 erstreckende Bohrung 9 auf, die gemäß der Darstellung nach 1 beispielhaft in der Art einer Innen-Durchgangsbohrung ausgeführt ist. Da die sich entlang der axialen Richtung 8 der Transportrolle 1 erstreckende Bohrungstiefe der Bohrung 9 um ein Vielfaches größer ist als der Bohrungsdurchmesser 10 der Bohrung 9, kann die Bohrung 9 auch als sogenannte Tieflochbohrung bezeichnet werden. In 1 ist zudem zu erkennen, dass die Transportrolle 1 entlang mindestens 85% ihrer axialen Länge 3 und zwar hier beispielhaft entlang ihrer gesamten axialen Länge 3 einstückig gebildet ist.
Zudem ist in 1 erkennbar, dass die Bohrung 9 konzentrisch zu den Wellenbergen 6 der gewellten Außenoberfläche 4 angeordnet ist. Demnach weisen alle Wellenberge 6, insbesondere entlang ihres äußersten Außenumfangs, denselben Abstand beziehungsweise Radius zu der Achse 21 auf. In 1 ist weiterhin ein minimaler Bohrungsdurchmesser 10 der Bohrung 9 sowie ein maximaler Außendurchmesser 11 der Transportrolle 1 eingetragen. Der maximale Außendurchmesser 11 der Transportrolle 1 kann an den Wellenbergen 6 gemessen werden.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Transportrolle 1. Gemäß der Darstellung nach 2 ist die Transportrolle 1 zwar nicht geschnitten dargestellt, die Lage sowie der Durchmesser der Bohrung 9 sind jedoch mittels zwei gestrichelten Linien angedeutet. In 2 ist erkennbar, dass die Transportrolle 1 entlang mindestens 75% ihrer axialen Länge 3, jedoch nicht entlang ihrer gesamten axialen Länge 3, mit einer gewellten Außenoberfläche 4 versehen ist. Es ist gezeigt, dass in die Außenoberfläche 4 der Transportrolle 1 ein Wellenprofil eingebracht ist, das eine Vielzahl von Wellenbergen 6 und Wellentälern 7 umfasst. Die Wellenberge 6 und Wellentäler 7 sind hier beispielhaft gleichmäßig beziehungsweise äquidistant zueinander angeordnet. Zudem ist in 2 erkennbar, dass ein Wellenberg-Radius 12 der Wellenberge 6 kleiner ist als ein Wellental-Radius 13 der Wellentäler 7.
3 zeigt eine Rolleneinheit 22, die eine erfindungsgemäße Transportrolle 1 sowie zwei Einsätze 23 aufweist. Die Einsätze 23 sind an gegenüberliegenden Enden der Transportrolle 1 zumindest teilweise in die Bohrung 9 eingesetzt. Hierzu kann die Bohrung 9 in ihren zur Aufnahme der Einsätze 23 bestimmten (End-)Bereichen mit einem auf die Einsätze 23 abgestimmten Bohrungsdurchmesser ausgeführt sein, der größer sein kann, als der minimale Bohrungsdurchmesser (hier nicht dargestellt) der Bohrung 9. Beispielhaft ist der Bohrungsdurchmesser der Bohrung 9 in den (End-)Bereichen der Bohrung 9, in welche die Einsätze 23 eingesetzt sind hier (pass-)genau auf die Einsätze 23 abgestimmt. Zudem sind die Einsätze 23 in der Transportrolle 1 fest gehalten. Hierzu sind die zwei Einsätze 23 beispielhaft mittels einer Schweißverbindung (hier nicht dargestellt) mit der Transportrolle 1 verbunden. Die Einsätze 23 sind jeweils dazu vorgesehen und eingerichtet, eine Verbindung zwischen der Transportrolle 1 und einer Vorrichtung (hier nicht dargestellt) zu ermöglichen, wobei die Verbindung ein drehbares Halten der Transportrolle in der Vorrichtung (hier nicht dargestellt) erlaubt.
In den 4a bis 4c wird das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulicht. In 4a ist ein dickwandiges Rohr 17 gezeigt, das mit einer innenliegenden Durchgangsbohrung 18 bereitgestellt wurde. Gemäß der Darstellung nach 4 ist erkennbar, dass die Durchgangsbohrung 18 eine leichte Exzentrizität in Bezug auf die Achse 21 aufweist, die konzentrisch zu der Mantelfläche des Rohrs 17 angeordnet ist. Daher weist das dickwandige Rohr 17 eine leichte Unwucht auf, die üblicherweise bei entsprechenden, regelmäßig in einer hohen Stückzahl gefertigten dickwandigen Rohren vorliegt und in der industriellen Fertigung entsprechender dickwandiger Rohre nur mit einem wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand vermieden werden könnte.
In 4b ist das Einbringen eines Wellenprofils 20 in eine Außenoberfläche 4 des Rohres 17 veranschaulicht, wobei das Wellenprofil 20 eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung 5 erstreckender Wellenberge 6 und Wellentäler 7 erhält. Das Einbringen des Wellenprofils 20 erfolgt hier beispielhaft mittels eines Drehmeißels 24.
In 4c ist das Einbringen einer sich in einer axialen Richtung 8 erstreckenden Bohrung 9 in das mit dem Wellenprofil 20 versehene Rohr 17 veranschaulicht. Gemäß der Darstellung nach 4c wird die Bohrung 9 konzentrisch zu den Wellenbergen 6 des Wellenprofils 20 in das Rohr 17 eingebracht. Hierdurch lässt sich bei der entstehenden Transportrolle 1 eine ungewünschte Unwucht vermeiden, die bei dem ursprünglich bereitgestellten Rohr 17 noch vorhanden war. Um eine möglichst exakte Konzentrizität von Bohrung 9 und Wellenbergen 6 zu erreichen, erfolgt in der Regel vor dem Einbringen der Bohrung 9 in das Rohr 17 ein Ausrichten des mit dem Wellenprofil 20 versehenen Rohrs 17 in Bezug auf ein Bohrwerkzeug 19. Zum Ausrichten des Rohrs 17 wird hier beispielhaft ein Spannwerkzeug 25 verwendet, das fest mit dem Bohrwerkzeug 19 verbunden ist.
In 5 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils 2 mit mindestens zwei Transportrollen 1 gezeigt. Die Vorrichtung 14 weist hier beispielhaft neun Transportrollen 1 auf, die derart in einem Gestell 15 drehbar gehalten sind, dass sie eine Transportebene 16 definieren.
In 6 ist eine schematische Darstellung einer Warmformlinie 26 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 gezeigt. Die Vorrichtung 14 ist zwischen einem Ofen 27 und einer Formgebungsvorrichtung 28 platziert, wobei die Vorrichtung 14 dem Ofen 27 zugeordnet und direkt hinter dem Ofen 27 angeordnet ist. Somit dient die Vorrichtung 14 hier zum Transportieren der in dem Ofen 27 aufgeheizten Bauteile.
Es werden hier eine Transportrolle zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils, eine Vorrichtung zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils mit mindestens zwei Transportrollen, ein Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle sowie eine Verwendung von mindestens zwei Transportrollen angegeben, die die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere ermöglichen die Transportrolle(n), die Vorrichtung, das Verfahren sowie die Verwendung eine möglichst geringe thermische Beeinflussung des Bauteils durch die Transportrolle(n) und eine einfachere Querbewegung des Bauteils in einer von den Transportrollen definierten Transportebene. Zudem kann der zeitliche Wartungsaufwand reduziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Transportrolle
2: Bauteil
3: Axiale Länge
4: Gewellte Außenoberfläche
5: Umfangsrichtung
6: Wellenberg
7: Wellental
8: Axiale Richtung
9: Bohrung
10: Bohrungsdurchmesser
11: Außendurchmesser
12: Wellenberg-Radius
13: Wellental-Radius
14: Vorrichtung
15: Gestell
16: Transportebene
17: Rohr
18: Durchgangsbohrung
19: Bohrwerkzeug
20: Wellenprofil
21: Achse
22: Rolleneinheit
23: Einsatz
24: Drehmeißel
25: Spannwerkzeug
26: Warmformlinie
27: Ofen
28: Formgebungsvorrichtung

Claims

Transportrolle (1) zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2), wobei die Transportrolle (1) entlang mindestens 75% ihrer axialen Länge (3) mit einer gewellten Außenoberfläche (4) versehen ist, wobei die gewellte Außenoberfläche (4) eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung (5) der Transportrolle (1) um die Transportrolle (1) herum erstreckender Wellenberge (6) und Wellentäler (7) aufweist, wobei die Transportrolle (1) eine sich in einer axialen Richtung (8) der Transportrolle (1) erstreckende Bohrung (9) aufweist und wobei die Transportrolle (1) entlang mindestens 85% ihrer axialen Länge (3) einstückig gebildet ist.
Transportrolle (1) nach Anspruch 1, wobei die Bohrung (9) konzentrisch zu den Wellenbergen (6) der gewellten Außenoberfläche (4) angeordnet ist.
Transportrolle (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Verhältnis eines minimalen Bohrungsdurchmessers (10) zu einem maximalen Außendurchmesser (11) der Transportrolle (1) in einem Bereich von 0,5 bis 0,85 liegt.
Transportrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis eines Wellenberg-Radius (12) der Wellenberge (6) zu einem Wellental-Radius (13) der Wellentäler (7) in einem Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt.
Vorrichtung (14) zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2) mit mindestens zwei Transportrollen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportrollen (1) in einem Gestell (15) drehbar gehalten sind, so dass sie eine Transportebene (16) definieren.
Verfahren zur Herstellung einer Transportrolle (1) zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines dickwandigen Rohres (17), b) Einbringen eines Wellenprofils (20) in eine Außenoberfläche (4) des Rohres (17), wobei das Wellenprofil (20) eine Vielzahl von sich in einer Umfangsrichtung (5) erstreckender Wellenberge (6) und Wellentäler (7) erhält, c) Einbringen einer sich in einer axialen Richtung (8) erstreckenden Bohrung (9) in das mit dem Wellenprofil (20) versehene Rohr (17).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei in Schritt a) das dickwandige Rohr (17) mit einer innenliegenden Durchgangsbohrung (18) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei in Schritt c) die Bohrung (9) konzentrisch zu den Wellenbergen (6) des Wellenprofils (20) in das Rohr (17) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei zwischen Schritt b) und Schritt c) ein Ausrichten des mit dem Wellenprofil (20) versehenen Rohrs (17) in Bezug auf ein Bohrwerkzeug (19) derart erfolgt, dass die Bohrung (9) konzentrisch zu den Wellenbergen (6) des Wellenprofils (20) in das Rohr (17) einbringbar ist.
Verwendung von mindestens zwei Transportrollen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Transportieren mindestens eines aufgeheizten und/oder aufzuheizenden Bauteils (2), wobei das Bauteil (2) zumindest zeitweise entlang einer axialen Richtung (8) der Transportrolle (1) über die Transportrolle (1) geführt wird.