DE102018109579A1 - Temperiervorrichtung zur partiellen Kühlung eines Bauteils - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Temperiervorrichtung zur partiellen Kühlung eines Bauteils beschrieben, wobei das Bauteil mittels einer Düse mit einem Fluid in dem zu kühlenden Bereich angeblasen wird. Die Düse umfasst ein Verbindungsrohr, welches fluidleitend mit einem Fluidreservoir verbunden ist, und welches mit einer Vielzahl von Düsenrohren fluidleitend verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung zur partiellen Kühlung eines Bauteils, wobei die Temperiervorrichtung mindestens eine Düse aufweist, welche zum Austragen eines Fluidstroms zum Kühlen mindestens eines Teilbereichs des Bauteils aufweist. Die Düse umfasst dabei ein Verbindungsrohr zur Zuführung des Fluids aus einem Reservoir und eine Vielzahl von Düsenrohren. Die erfindungsgemäße Düse kann insbesondere in einer Presshärtelinie zur Anwendung kommen, in der ein Presshärtewerkzeug einem Durchlaufofen nachgeordnet ist, wobei der Durchlaufofen insbesondere ein Rollenherdofen sein kann.
  • Bei der Herstellung von Stahlblechteilen ist es häufig notwendig, das Stahlblech während oder nach einem Umformvorgang zu härten. Ein solches Stahlblechteil kann beispielsweise ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs sein. Für die Herstellung derartiger Stahlblechteile kann ein Wärmebehandlungsverfahren verwendet werden, welches als Presshärten bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird das Stahlblech in einem Ofen erhitzt und anschließend in einer Presse umgeformt und abgekühlt und dadurch gehärtet.
  • Für verschiedene Anwendungen ist es wünschenswert Bauteile herzustellen, die in verschiedenen Bereichen verschiedene Festigkeiten aufweisen. So soll beispielsweise der mittlere Bereich einer B-Säule eines Kraftfahrzeugs eine hohe Festigkeit aufweisen, um die Fahrzeuginsassen im Falle eines seitlichen Aufpralls möglichst gut zu schützen. So besteht mittels des Presshärtens die Möglichkeit, Karosseriebauteile von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise A- oder B-Säulen sowie Seitenaufprallschutzträger in Türen oder Rahmenteilen bereitzustellen, die entsprechend ausgebildet sind.
  • Manche Bereiche eines solchen Bauteils sollen hingegen eine geringere Festigkeit aufweisen, um einerseits im Falle des Aufpralls Verformungsenergie aufnehmen zu können. Andererseits weisen derartige Bereiche günstigere Eigenschaften hinsichtlich der Verbindbarkeit mit anderen Karosserieteilen auf.
  • Die verschiedenen Festigkeitsbereiche eines solchen Bauteils können u.a. durch gezielte Abkühlung bewirkt werden. Diejenigen Bereiche, welche eine geringere Festigkeit bei höherer Duktilität aufweisen sollen, können gezielt abgekühlt werden, während andere Bereiche, welche eine höhere Festigkeit bei geringerer Duktilität aufweisen, warmgehalten werden. Eine solche gezielte Abkühlung eines Bereichs eines Bauteils kann durch Anblasen des Bereichs mittels eines Fluids erreicht werden, wobei das Fluid eine geringere Temperatur als die Ausgangstemperatur des Bauteils aufweist. Die Zieltemperatur eines solchen Bereichs hängt dabei zum einen von der ursprünglichen Temperatur des Bauteils, der Temperatur des Fluids sowie der Dauer des Anblasens und dem Fluiddruck ab, wobei die bekannten Gesetze der Thermodynamik gelten. Dieses Verfahren zur Herstellung verschiedener Härtebereiche in einem Bauteil durch gezieltes Abkühlen mindestens eines Bereichs ist auch als „Thermisches Printen“ bekannt.
  • Die Bereiche verschiedener Härte eines Bauteils sollen dabei auch geometrisch möglichst exakt begrenzt sein. Dementsprechend ist es notwendig, die Kühlung der Bereiche geometrisch entsprechend exakt einzustellen. Ein Fluidstrahl darf demzufolge lediglich denjenigen Bereich eines Bauteils-Anblasen, der gekühlt werden soll. Angrenzende Bereiche des Bauteils sollen von dem Fluidstrom nicht gekühlt werden.
  • Bekannte Düsen für das Anblasen von Bauteilen in entsprechenden Temperiervorrichtungen sind zwar bekannt, weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese aufgrund der hohen thermischen und auch mechanischen Belastung teuer sind und eine recht kurze Lebensdauer aufweisen oder nur einen unscharfen Übergang zwischen dem zu kühlenden Bereich und einem angrenzenden Bereich ermöglichen. In konventionellen Temperiervorrichtungen wurden dementsprechend entsprechend teure Düsen verwendet oder die verwendeten Düsen lieferten nur eine unscharfe Trennung zwischen dem anzublasenden und einem angrenzenden Bereich. In letzterem Fall wurden häufig Trenn- oder Schottwände eingesetzt, welche ein Überströmen des kühlenden Fluids auf angrenzende Bereiche verhindern sollten. Nachteilig an derartigen Schottwänden ist jedoch, dass diese möglichst nah an die Oberfläche des Bauteils heranreichen sollen, um einerseits eine gute Abschottung des zu kühlenden Bereichs zu erreichen, andererseits die Schottwand das Bauteil jedoch nicht berühren soll.
  • Damit besteht die Aufgabe, eine für das exakte Anblasen eines Bauteilbereichs geeignete Düse, beziehungsweise eine entsprechende Temperiervorrichtung bereitzustellen, wobei diese gleichzeitig kostengünstig herzustellen sein soll.
  • Diese Aufgabe wird durch eine nachfolgend beschriebene Düse beziehungsweise eine damit entsprechend ausgerüstete Temperiervorrichung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Figurenliste
  • Die im nachfolgenden beschriebenen Figuren sind weder maßstabsgetreu noch geben sie sämtliche Einzelheiten der beschriebenen Erfindung wieder. Es zeigen
    • 1 eine schematische Seitenansicht einer Temperiervorrichtung mit einer Streifendüse,
    • 2 eine schematische Frontansicht einer ersten Ausführungsform einer Streifendüse,
    • 3 eine schematische Frontansicht einer zweiten Ausführungsform einer Streifendüse,
    • 4 ein schematisches Thermografiebild eines mittels einer Streifendüse gekühlten Bereichs.
  • Beschreibung
  • 1 zeigt eine Streifendüse 2 einer Temperiervorrichtung 1, die ein erhitztes Bauteil 3 in mindestens einem Teilbereich mit einem Fluidstrom anbläst, um das Bauteil in dem angeblasenen Bereich zu kühlen.
  • Das Bauteil 3 kann dabei in Form eines Bleches, insbesondere als Stahlblech oder einem anderen Blech, vorliegen, welches vor dem Abkühlen erhitzt wurde. Dazu kann das Bauteil einen Ofen, beispielsweise sogenannten Durchlaufofen, insbesondere einen Rollenherdofen oder einen Kammerofen, insbesondere einen Mehrkammerofen, oder ähnliches durchlaufen haben. In dem Ofen wird das Bauteil typischerweise so erhitzt, dass dieses in allen Bereichen eine im wesentlichen gleiche Temperatur aufweist.
  • Das erhitzte Bauteil wird dann der Temperiervorrichtung 1 zugeführt, welche das Bauteil 3 wenigstens in einem Teilbereich mit einem kalten Fluid anbläst, sodass der angeblasene Bereich des Bauteils von dem auftreffenden Fluidstrom gekühlt wird. Das Zuführen des Bauteils kann dabei eine Weiterbeförderung des erhitzten Bauteils 3 von dem Ofen in eine Temperierstation umfassen, welche die Temperiervorrichtung aufweist, d.h. das erhitzte Bauteil kann in einer Ausführungsform von dem Ofen in die Temperiervorrichtung, beispielsweise über ein Rollenband geführt werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Temperiervorrichtung integraler Bestandteil einer weiteren Ver- oder Bearbeitungseinheit sein, beispielsweise eines Ofens. Dazu kann die Temperiervorrichtung in einem Bereich eines Ofens angeordnet sein, sodass zunächst alle Bereiche des Bauteils 3 in dem Ofen zunächst erhitzt werden und anschließend wenigstens ein Teilbereich des Bauteils mittels der Temperiervorrichtung 1 und insbesondere mittels einer Streifendüse gekühlt wird.
  • Allen Ausführungsformen der Streifendüse ist gemein, dass diese ein Verbindungsrohr 2a aufweisen, welches fluidleitend mit einer Vielzahl von Düsenrohren 2b verbunden ist, das heißt ein jedes Düsenrohr 2b ist mit einem Ende, seinem Einlassende, an dem Verbindungsrohr 2a festgelegt und dort mit diesem so verbunden, dass Fluid von dem Verbindungsrohr 2a in das Düsenrohr 2b strömen kann. Typischerweise aber nicht notwendigerweise ist das Verbindungsrohr 2a horizontal angeordnet und die Düsenrohre sind vertikal und mit ihrem Auslassende nach unten gerichtet, um ein darunterliegendes heißes Bauteil 3 partiell zu kühlen. Die Düsenrohre 2b sind dabei so angeordnet, dass deren Ausblasöffnungen 2c eng nebeneinander und in einer Linie angeordnet sind. Dabei bedeutet die Anordnung der Ausblasöffnung eng nebeneinander, dass die aus den Ausblasöffnungen austretenden Fluidströme in unmittelbarer Nähe nebeneinander auf die Oberfläche des Bauteils 3 prallen, so dass die Aufprallflächen der Fluidströme zweier benachbarter Auslassrohre ineinander übergehen und damit an der Grenzlinie zu einem nicht-angeblasenen Oberflächenabschnitt des Bauteils nahezu dieselbe Kühlwirkung bewirkt wird wie in der Kernprallfläche des Fluidstroms eines Düsenrohrs 2b. Die Düsenrohre sind damit so gestaltet und in ihrer Ausblasrichtung so ausgerichtet, dass die Vielzahl von Kernprallflächen der Fluidströme einen Streifen ergibt, dessen Breite durch den Durchmesser der Ausblasöffnung eines Düsenrohrs und dessen Länge im Wesentlichen durch die Anzahl und Breite der nebeneinander angeordneten Düsenrohre 2b bestimmt ist, siehe Beschreibung zu 4.
  • Das Verbindungsrohr 2a ist mit einem Tank verbunden, in dem das zur Kühlung verwendete Fluid zwischengespeichert wird. Das Fluid strömt damit aus dem Tank, in der Figur nicht dargestellt, durch das Verbindungsrohr 2a in die Vielzahl der Düsenrohre 2b und strömt aus den Auslassöffnungen der Düsenrohre auf die Oberfläche des Bauteils 3. Der Fluidstrom aus dem Tank in das Verbindungsrohr 2a der Streifendüse 2 ist in der Figur mit dem Pfeil 4 schematisch dargestellt. Der Tank kann dabei typischerweise ein druckbeaufschlagtes Volumen, beispielsweise ein Vorratsbehälter oder Drucktank sein, aus welchem über das Verbindungsrohr 2a während des Anblasens des Bauteils 3 Fluid entnommen wird. In einer besonderen Ausführungsform kann der Vorratsbehälter bzw. der Drucktank gekühlt und auf eine bestimmte Temperatur eingestellt sein, sodass das entnommene Fluid eine gewünschte Temperatur aufweist, welche zur Kühlung des Bauteils geeignet ist.
  • Das Fluid strömt aus dem Verbindungsrohr 2a in jedes Düsenrohr 2b und verlässt das jeweilige Düsenrohr durch dessen Ausblasöffnung 2c, sodass eine der Anzahl der Düsenrohre entsprechende Vielzahl an Einzelströmen die Streifendüse 2 verlässt. Die Vielzahl an Fluid-Einzelströmen ist in der Figur mit Pfeilen 5 schematisch dargestellt.
  • Der Strömungsquerschnitt des Verbindungsrohrs 2a ist vorzugsweise ein Vielfaches der Summe der Strömungsquerschnitte mit dem diesem Verbindungsrohr fluidleitend verbundenen Düsenrohre. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Strömungsquerschnitt des Verbindungsrohrs mindestens das Doppelte der Summe der Strömungsquerschnitte Düsenrohre 2b, und insbesondere mindestens das Dreifache der Summe der Strömungsquerschnitte der Düsenrohre 2b.
  • Die Länge der Düsenrohre ist so gewählt, dass diese im Wesentlichen gleich lang sind, so dass der austretende Volumenstrom an Fluid im Wesentlichen also gleich groß ist, wobei die Länge eines Düsenrohrs mindestens das 10-fache, besonders bevorzugt mindestens das 20-fache und insbesondere bevorzugt circa das 40-fache des Innendurchmessers eines Düsenrohrs oder sogar mehr als das 40-fache beträgt.
  • Die im Verhältnis zum Durchmesser große Länge der Düsenrohre bewirkt einen großen Strömungswiderstand in jedem Düsenrohr. Dies wirkt zurück auf den Fluiddruck in dem Verbindungsrohr und bewirkt dort den Aufbau eines statischen und über die Länge des Verbindungsrohrs konstanten Drucks. Daraus ergibt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung des Volumenstroms über alle Düsenrohre 2b und damit gleichmäßige Kühlung über die gesamte Länge der angeblasenen Fläche.
  • Der Abstand der Düsenrohre zueinander und die Abströmrichtung der Fluid-Einzelströme ist so gewählt, dass die angeblasene Fläche des Bauteils 3 die Form eines ununterbrochenen Streifens aufweist.
  • In einer Ausführungsform sind die Düsenrohre jedenfalls in ihrem letzten Abschnitt, welcher die Abströmrichtung eines Fluid-Stroms festlegt, parallel zueinander angeordnet, sodass auch die Fluid-Einzelströme 5 parallel zueinander ausgerichtet sind. In alternativen Ausführungsformen können die Düsenrohre auch nicht-parallel ausgerichtet sein, jedoch so, dass die Fluidströme 5 beim Auftreffen auf die Oberfläche des Bauteils nahtlos nebeneinander auftreffen und damit die gewünschte Streifen- oder Flächenform der gekühlten Fläche erreicht wird.
  • Der Abstand zweier benachbarter Düsenrohre 2b voneinander ist so gewählt, dass die ausgeblasenen Fluid-Einzelströme auf der Bauteiloberfläche die gewünschte Streifen- oder Flächenform und über die Ausdehnung der gesamten angeblasenen Fläche eine gleichmäßige Kühlung bewirken. Dabei könnte in Versuchen bestätigt werden, dass die Düsenrohre nicht möglichst nah beieinander, insbesondere nicht aneinander angrenzend angeordnet sein müssen, um einen über die Länge der angeblasenen Fläche nahezu konstanten Temperaturverlauf zu erhalten. Typischerweise beträgt der Mittenabstand der Auslassöffnungen benachbarter Düsenrohre 2b das doppelte bis 20-fache des Innendurchmessers eines Düsenrohrs 2b, besonders bevorzugt das 3- bis 10-fache und insbesondere das 4- bis 5-fache des Innendurchmessers eines Düsenrohrs 2b, wobei davon ausgegangen wird, dass die Wandstärke eines Düsenrohrs weniger als ein Viertel des Innendurchmessers eines Düsenrohrs 2b beträgt.
  • Die Auslassöffnungen der Düsenrohre können in einer Ausführungsform kreisförmig ausgebildet sein, insbesondere wenn das jeweilige Düsenrohr selbst eine kreisförmige Querschnittsform aufweist. In alternativen Ausführungsformen kann eine Auslassöffnung eine ovale Form aufweisen, wobei die ovale Auslassöffnung an ein ansonsten kreisrundes Düsenrohr angeformt und die lange Achse der ovalen Auslassöffnungen dabei in Richtung der gewünschten Streifenform der angeblasenen Fläche angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann die Gestaltung der Auslassöffnung zur Formgebung der angeblasenen Fläche herangezogen werden. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann eine Auslassöffnung eine ovale, eckige, insbesondere eine viereckige Form aufweisen, und besonders bevorzugt ein Rechteck mit ungleichlangen Seiten sein, wobei die langen Seiten in Richtung des gewünschten Kühlstreifens angeordnet sein können. In weiteren alternativen Ausgestaltungen können die Auslassöffnungen andere Formen aufweisen, beispielsweise dreieckige oder verschiedene Formen der Auslassöffnungen können dabei auch kombiniert werden, um eine gewünschte Formgebung der angeblasenen Fläche zu erreichen. So kann beispielsweise am Ende einer Reihe von Düsenrohren die Auslassöffnung des letzten Düsenrohres eine andere Form aufweisen als die Düsenrohre, welche zwischen den letzten Düsenrohren angeordnet sind, sodass mit der Form der letzten Auslassöffnung eine gewünschte Form des Endes der angeblasenen Fläche erreicht wird.
  • Der Abstand der Ausblasöffnungen 2c von der Oberfläche des Bauteils 3 ist so gewählt, dass der auf der Oberfläche des Bauteils 3 auftreffende Fluidstrom scharf konturiert ist. Typischerweise beträgt der Abstand der Ausblasöffnungen 2c von der Oberfläche des Bauteils 3 einige Millimeter, bevorzugt 5mm bis 100mm, bevorzugt 10mm bis 80mm.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch eine Streifendüse entlang der Linie A-A in 1, also durch das Verbindungsrohr 2a und ein Düsenrohr 2b. Das Düsenrohr schließt an seinem Einlassende fluidleitend an das Verbindungsrohr 2a an und führt das Fluid in gerader Linie zu dem Bauteil 3. Das Düsenrohr 2b kann dabei eine der oben erwähnten Querschnittsflächen aufweisen; ebenso kann das Verbindungsrohr 2a eine runde Querschnittsfläche oder alternativ eine ovale oder eckige Querschnittsfläche aufweisen.
  • 3 zeigt einen Schnitt durch eine Streifendüse mit einem Düsenrohr 2b, welches nicht in gerader Linie wie in 2a ausgebildet ist, sondern das neben dem fluidleitenden Anschluss wenigstens an einem zweiten Punkt 7 des Düsenrohrs festgelegt ist. Wie in der Figur dargestellt, kann das Düsenrohr 2b dazu in einem Bogen umfangsmäßig um das Verbindungsrohr 2a herumgeführt sein und an dem zweiten Punkt 7 unmittelbar mit dem Verbindungsrohr 2a beispielsweise durch eine form- oder stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise einen Schweißpunkt, festgelegt sein. Durch das Herumführen des Düsenrohrs 2b um das Verbindungsrohr um wenigstens 180°, hier in der Figur um ca. 270°, kann die Bauhöhe gegenüber der in 1 oder 2 gezeigten Gestaltung verringert werden. Lediglich das freie Ende eines Düsenrohrs 2b, also der Abschnitt von dem zweiten Festlegungspunkt 7 bis zum Auslassende, ist dann vorzugsweise als gerades Rohr ausgeführt.
  • Weiterhin ist die Länge des freien Endes des Düsenrohrs 2b, also die Länge vom Auslassende bis zu dem nächstgelegenen Festlegungspunkt des Düsenrohrs kleiner als in der in 1 bzw. 2 gezeigten Gestaltung, sodass aufgrund der kürzeren freien Rohrlänge das Düsenrohr weniger anfällig für Schwingungen oder andere Beeinflussungen ist, die durch die Fluidströmungen in der Temperiervorrichtung entstehen können.
  • In einer alternativen Ausgestaltung können die Düsenrohre 2b mit dem zweiten Festlegungspunkt auch mittelbar an dem Verbindungsrohr 2a oder einem anderen Element der Temperiervorrichtung festgelegt sein. So können beispielsweise mehrere Düsenrohre durch ein -in der Figur nicht dargestelltes- Hilfsblech geführt und an diesem festgelegt sein, sodass die Düsenrohre unmittelbar an dem Hilfsblech festgelegt sind. Das Hilfsblech wiederum kann unmittelbar an dem Verbindungsrohr 2a oder an einem anderen Element der Temperiervorrichtung festgelegt sein.
  • In einer Ausführungsform können alle Düsenrohre auf derselben Seite, wie in 3 dargestellt beispielsweise auf der linken Seite, mit dem Verbindungsrohr 2a fluidleitend verbunden sein. Alternativ dazu können die Düsenrohre wechselweise an gegenüberliegenden Seiten mit diesem fluidleitend verbunden und festgelegt sein, wobei die Düsenrohre dann so ausgerichtet sind, dass die ausgeblasenen Fluidströme 5 auf der anzublasenden Oberfläche die gewünschte Streifenform ergeben.
  • In weiteren alternativen Ausführungsformen können die Düsenrohre auch oben oder unten an das Verbindungsrohr angeschlossen und anschließend in einem Bogen von ca. 180° bzw. 360° um das Verbindungsrohr herumgeführt sein.
  • 4 zeigt eine Thermografie eines Bauteils, welches bei einer Messung mittels einer Streifendüse mit kaltem, gasförmigen Fluid, hier mit kalter Luft, angeblasen wurde. Die Düsenrohre der Streifendüse waren dabei als geradlinige Rohre ausgebildet, welche fluidleitend an der Unterseite eines Verbindungsrohrs festgelegt waren, und die eine einheitliche Länge von ca. 20cm und einen einheitlichen Innendurchmesser von ca. 4 mm mit einer kreisrunden Auslassöffnung aufweisen, sodass der Kernstrahl des Fluids einen Durchmesser von 4mm aufweist. Die Auslassöffnungen wurden in einem Abstand von ca. 30mm unter den Auslassöffnungen der Düsenrohre platziert. Anschließend wurde das auf ca. 850°C erhitzte Stahlblech mit dem kalten, gasförmigen Fluid für einige Sekunden angeblasen, wobei das Fluid mit einem Druck von ca. 3,5 bar in das Verbindungsrohr gedrückt wurde.
  • Die Thermografie zeigt die in 4 schematisch gezeigte Wärmeverteilung. Die Temperatur des Bauteils 3 wurde in einer streifenförmigen Fläche 8 von ca. 20mm um ca. 200°C verringert, wobei dieser geometrisch dem Düsenverlauf folgt. Entlang des streifenförmigen, angeblasenen Bereichs konnte ein Übergangsbereich 9 gemessen werden, in welchem die Temperatur in Richtung der nicht angeblasenen Fläche stark zunimmt.
  • Eine weitere Messung wurde mit einer Streifendüse durchgeführt, welche eine Vielzahl von Düsenrohren mit einem Innendurchmesser von einheitlich 4 mm bei einer Wandstärke von 1 mm und einer Düsenrohrlänge von 100mm aufwies. Die Auslassöffnungen der Düsenrohre wurde ca. 100mm über der Oberfläche des zu anzublasenden Bauteils 3 angeordnet. Die ermittelte Thermografie zeigte die gewünschte scharfe Konturierung der angeblasenen Fläche.
  • In weiteren Messreihen konnte gezeigt werden, dass kürzere Düsenrohre mit diesem Innendurchmesser eine ähnlich scharfe Konturierung bewirken, jedoch zu erheblich höheren Geräuschemissionen führen. Für erheblich längere Düsenrohre konnte keine Verbesserung hinsichtlich der Genauigkeit der angeblasenen Fläche festgestellt werden. Vielmehr neigen Düsenrohre, die im Verhältnis zum Innendurchmesser sehr lang sind, zu unerwünschten Instabilitäten und Schwingungen.
  • Im Vergleich mit einer Anblasung mit herkömmlichen Düsen hat sich dabei zum einen gezeigt, dass die mit der Streifendüse erzielbare angeblasene Fläche 8 scharf konturiert ist und in Richtung der langen Seite des Streifens eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt werden kann, obwohl die Düsenöffnungen separate und räumlich beabstandete Fluidstrahlen aufweisen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass bei Verwendung der Streifendüse ein im Vergleich mit herkömmlichen Düsen insgesamt geringerer Volumenstrom an Fluid ausreicht, um denselben Kühleffekt zu bewirken, sodass mittels der Streifendüse eine effizientere Nutzung des Volumenstroms erreicht wird. Weiterhin bewirkt dies auch eine geringere Geräuschemission.
  • In einer Ausgestaltung einer Temperiervorrichtung können mehrere Streifendüsen 2 neben und/oder hintereinander zur Kühlung eines Bauteils 3 angeordnet sein. Die Kühlluftdüsen können dabei unterschiedlich ausgestaltet sein, insbesondere können diese so eingerichtet und ausgestaltet sein, dass unterschiedliche Fluidstromvolumina mit unterschiedlichen geometrischen Abmessungen bereitgestellt werden, sodass ein Bauteil in verschiedenen, möglicherweise aneinander angrenzenden Bereichen, unterschiedlich gekühlt werden kann. Auf diese Weise können verschiedene Bereiche eines Bauteils gleichzeitig aber unterschiedlich gekühlt, d.h. thermisch „geprintet“ werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Temperiervorrichtung
    2
    Streifendüse
    2a
    Verbindungsrohr
    2b
    Düsenrohre
    2c
    Ausblasöffnung, Auslassende
    3
    Bauteil
    4
    Pfeil (Fluidstrom)
    5
    (Einzel-)Fluidstrom
    6
    Fluidleitender Anschluss/Festlegung
    7.
    zweiter Festlegungspunkt
    8
    streifenförmige angeblasene Fläche
    9
    Übergangsbereich
    10
    nicht angeblasener Bereich

Claims (10)

  1. Temperiervorrichtung (1) zur partiellen Kühlung eines Bauteils (3), wobei diese eine Düse aufweist, welche zum Austragen eines Fluidstroms zum Kühlen mindestens eines Teilbereichs des Bauteils (3) aufweist, und wobei die Düse ein Verbindungsrohr (2a) zur Zuführung des Fluids aus einem Reservoir und eine Vielzahl von Düsenrohren (2b) zum Austragen des Fluids aufweist, wobei die Düsenrohre (2b) an ihrem Einlassende mit dem Verbindungsrohr fluidleitend verbunden sind und die Querschnittsfläche des Verbindungsrohrs mindestens doppelt so groß wie die Summe der Querschnittsflächen der Düsenrohre ist, und wobei die jeweilige Länge eines Düsenrohrs mindestens das 10-fache des jeweiligen Innendurchmessers ist, und wobei der Mittenabstand der Auslassöffnungen (2c) benachbarter Düsenrohre (2b) das 1,5-fache bis 20-fache des Innendurchmessers eines Düsenrohrs beträgt.
  2. Temperiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Düsenrohre jeweils mit einem weiteren, vom Einlassende beabstandeten Festlegungspunkt (7) festgelegt sind.
  3. Temperiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Düsenrohre jeweils wenigstens teilweise umfangsmäßig um das Verbindungsrohr herumgeführt und mit dem weiteren, vom Einlassende beabstandeten Festlegungspunkt an dem Verbindungsrohr (2a) festgelegt sind.
  4. Temperiervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Düsenrohre (2b) umfangsmäßig jeweils um wenigstens 180° um das Verbindungsrohr (2a) herumgeführt sind.
  5. Temperiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Düsenrohre (2b) in dem jeweiligen Abschnitt zwischen dem zweiten Festlegungspunkt (7) und dem Auslassende (2c) gerade sind.
  6. Temperiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Auslassende (2c) wenigstens eines Düsenrohrs (2b) eine nicht kreisrunde Querschnittsform aufweist.
  7. Temperiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Düsenrohre (2b) parallel angeordnet sind.
  8. Temperiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Düsenrohre (2b) wechselweise auf gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsrohrs (2a) angeordnet sind.
  9. Temperiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Düsenrohre (2b) dieselbe Länge aufweisen.
  10. Temperiervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auslassöffnungen (2c) der Düsenrohre einen runden Querschnitt aufweisen.
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