DE102019128267A1

DE102019128267A1 - Quenching device for the batch quenching of metal components and preferred use

Info

Publication number: DE102019128267A1
Application number: DE102019128267.5A
Authority: DE
Inventors: Marc Hummel; Steffen Otterbach; Jan Gaugler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abschreckvorrichtung (100) zum chargenweisen Abschrecken von Metallbauteilen (200). Diese Abschreckvorrichtung (100) umfasst eine Abschreckkammer (110) mit wenigstens einer Düsenwand (130), welche eine Vielzahl von Gasdüsen (131) zur Erzeugung einer auf die Metallbauteile (200) gerichteten Kühlgasströmung (K) aufweist, wobei die Düsenwand (130) erfindungsgemäß auch eine Vielzahl von Zweistoffdüsen (132) zur gleichzeitigen Erzeugung eines Sprühnebels (N) aufweist.Die Erfindung betrifft ferner eine bevorzugte Verwendung dieser Abschreckvorrichtung (100) zur chargenweisen Abschreckung von Metallbauteilen (200), insbesondere Aluminiumgussbauteilen.The invention relates to a quenching device (100) for quenching metal components (200) in batches. This quenching device (100) comprises a quenching chamber (110) with at least one nozzle wall (130) which has a plurality of gas nozzles (131) for generating a cooling gas flow (K) directed towards the metal components (200), the nozzle wall (130) according to the invention also has a plurality of two-fluid nozzles (132) for the simultaneous generation of a spray mist (N). The invention further relates to a preferred use of this quenching device (100) for the batch-wise quenching of metal components (200), in particular cast aluminum components.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschreckvorrichtung zum chargenweisen Abschrecken bzw. Abschreckkühlen von Metallbauteilen, insbesondere Leichtmetallbauteilen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine bevorzugte Verwendung der Abschreckvorrichtung.The invention relates to a quenching device for batch-wise quenching or quench cooling of metal components, in particular light metal components, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a preferred use of the quenching device.

Das Wärmebehandeln von Metallbauteilen bzw. Metallwerkstücken, wie bspw. das Lösungsglühen von Aluminiumgussbauteilen (z. B. im Zuge einer T6- oder T7-Wärmebehandlung), erfordert mitunter ein zügiges Abkühlen der Metallbauteile, was auch als Abschrecken bzw. Abschreckkühlen bezeichnet wird. Das Abschrecken kann mittels Kühlgas, insbesondere Kühlluft, in einer sogenannten Abschreckkammer, auch als Kühlkammer bezeichnet, erfolgen. Für eine wirtschaftliche Wärmebehandlung können mehrere Metallbauteile (die eine Charge bilden) auf einem sogenannten Chargiergestell, auch als Werkstückträger bezeichnet, angeordnet und zusammen mit dem Chargiergestell in einen Ofen bzw. in eine Aufheizkammer sowie anschließend in eine Abschreckkammer gebracht werden.The heat treatment of metal components or metal workpieces, such as the solution annealing of cast aluminum components (e.g. in the course of a T6 or T7 heat treatment), sometimes requires rapid cooling of the metal components, which is also referred to as quenching or quench cooling. The quenching can take place by means of cooling gas, in particular cooling air, in a so-called quenching chamber, also referred to as a cooling chamber. For an economical heat treatment, several metal components (which form a batch) can be arranged on a so-called charging frame, also known as workpiece carrier, and brought together with the charging frame into an oven or into a heating chamber and then into a quenching chamber.

Die EP 0 151 700 B1 beschreibt einen Industrieofen zur Wärmebehandlung von Chargen metallischer Werkstücke, mit einer Heizkammer (2) und einer Kühlkammer (3), in der eine wärmebehandelte Charge (11a) zur Gasabschreckung mit Kühlgas angeströmt werden kann. Die Kühlkammer (3) enthält einen Düsenkasten (18) mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen (35), um eine gleichmäßige und gleichzeitige Abkühlung aller Werkstücke (30) einer Charge (11 a) sicherzustellen.The EP 0 151 700 B1 describes an industrial furnace for the heat treatment of batches of metallic workpieces, with a heating chamber (2) and a cooling chamber (3) in which a heat-treated batch (11a) can be flown against with cooling gas for gas quenching. The cooling chamber (3) contains a nozzle box (18) with a multiplicity of nozzle openings (35) in order to ensure uniform and simultaneous cooling of all workpieces (30) of a batch (11 a).

Die erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung des Patentanspruchs 1 ermöglicht ein schnelleres Abschrecken bzw. Abschreckkühlen der Metallbauteile einer Charge. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abschreckvorrichtung zur chargenweisen Abschreckung bzw. Abschreckkühlung von Metallbauteilen, insbesondere Aluminiumgussbauteilen, wie bspw. dünnwandigen Aluminiumdruckguss-Karosseriebauteilen. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.The quenching device according to the invention of claim 1 enables faster quenching or quenching cooling of the metal components of a batch. With the independent patent claim, the invention also extends to a preferred use of the quenching device according to the invention for the batch-wise quenching or quenching cooling of metal components, in particular cast aluminum components such as, for example, thin-walled die-cast aluminum body components. Preferred further developments and refinements of the invention result analogously for both subjects of the invention from the dependent patent claims, the following description of the invention and the drawing.

Die erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung zum chargenweisen Abschrecken bzw. zur chargenweisen Abschreckung von Metallbauteilen umfasst eine Abschreckkammer mit wenigstens einer Düsenwand (Düsenkasten), welche eine Vielzahl von Gasdüsen (erste Düsen) zur Erzeugung einer (in das Kammerinnere und) auf die abzuschreckenden Metallbauteile gerichteten Kühlgasströmung aufweist. Die Temperatur der Kühlgasströmung liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 20°C und 80°C. Bei den Gasdüsen handelt es sich insbesondere um Luftdüsen zur Erzeugung einer auf die abzuschreckenden Metallbauteile gerichteten Luftströmung (Kühlluftströmung). Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Düsenwand auch eine Vielzahl von Zweistoffdüsen (zweite Düsen) zur gleichzeitigen Erzeugung (d. h. gleichzeitig mit der Kühlgasströmung) eines Sprühnebels (Kühlsprühnebel) aufweist.The quenching device according to the invention for the batch-wise quenching or for the batch-wise quenching of metal components comprises a quenching chamber with at least one nozzle wall (nozzle box) which has a plurality of gas nozzles (first nozzles) for generating a cooling gas flow directed (into the chamber interior and) onto the metal components to be quenched. The temperature of the cooling gas flow is preferably in a range between 20 ° C and 80 ° C. The gas nozzles are in particular air nozzles for generating an air flow (cooling air flow) directed at the metal components to be deterred. According to the invention it is further provided that the nozzle wall also has a plurality of two-substance nozzles (second nozzles) for the simultaneous generation (i.e. simultaneously with the cooling gas flow) of a spray mist (cooling spray mist).

Die wenigstens eine Düsenwand kann bezüglich der abzukühlenden Metallbauteile oberhalb (quasi als obere, insbesondere horizontale Düsendecke), unterhalb (quasi als unterer, insbesondere horizontaler Düsenboden) oder seitlich (quasi als seitliche, insbesondere vertikale Düsenwand) in der Abschreckkammer angeordnet sein. Bevorzugt sind zwei seitliche, insbesondere vertikal ausgerichtete, Düsenwände (Düsenkästen) vorgesehen, die gegenüberliegend angeordnet sind und die insbesondere im Wesentlichen identisch oder spiegelsymmetrisch ausgebildet sein können.The at least one nozzle wall can be arranged with respect to the metal components to be cooled above (quasi as an upper, in particular horizontal nozzle ceiling), below (quasi as a lower, in particular horizontal nozzle floor) or to the side (quasi as a lateral, in particular vertical nozzle wall) in the quenching chamber. Two lateral, in particular vertically aligned, nozzle walls (nozzle boxes) are preferably provided, which are arranged opposite one another and which can in particular be of essentially identical or mirror-symmetrical design.

Die Zweistoffdüsen bringen einen Sprühnebel, d. h. ein nebelartiges Gas-Flüssigkeitsgemisch mit kleinen Flüssigkeitströpfchen, aus, bevorzugt in Richtung der abzuschreckenden Metallbauteile oder zumindest in das Kammerinnere hinein. Dieser Sprühnebel wird insbesondere durch Zerstäubung in den Zweistoffdüsen erzeugt, die hierzu mit einer Flüssigkeit und einem Druckgas versorgt werden. Zweistoffdüsen ermöglichen eine sehr feine Zerstäubung und weisen hinsichtlich der Einstellung ihrer Zerstäubungseigenschaften eine sehr hohe Flexibilität auf. Zudem eignen sich Zweistoffdüsen auch zur Zerstäubung hochviskoser Flüssigkeiten, Suspensionen oder Emulsionen. Bevorzugt handelt es sich bei der zu zerstäubenden Flüssigkeit um Wasser und bei dem Druckgas um Pressluft, sodass die Zweistoffdüsen ein nebelartiges Wasser-Luft-Gemisch (Wasser-Luft-Nebel) ausbringen. Als zu zerstäubende Flüssigkeit kann aber bspw. auch eine Kühlmittelemulsion oder dergleichen verwendet werden. Die Temperatur des Sprühnebels beträgt bevorzugt wenigstens 10°C und liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 10°C und 80°C.The two-substance nozzles bring a spray mist, i. H. a mist-like gas-liquid mixture with small liquid droplets, preferably in the direction of the metal components to be deterred or at least into the interior of the chamber. This spray mist is generated in particular by atomization in the two-substance nozzles, which are supplied with a liquid and a compressed gas for this purpose. Two-substance nozzles enable very fine atomization and have a very high degree of flexibility with regard to the setting of their atomization properties. In addition, two-fluid nozzles are also suitable for atomizing highly viscous liquids, suspensions or emulsions. The liquid to be atomized is preferably water and the compressed gas is compressed air, so that the two-substance nozzles emit a mist-like water-air mixture (water-air mist). However, a coolant emulsion or the like, for example, can also be used as the liquid to be atomized. The temperature of the spray mist is preferably at least 10 ° C and is in particular in a range between 10 ° C and 80 ° C.

Durch den zusätzlich ausgebrachten Sprühnebel können im Vergleich zu einer reinen Gasabschreckung mit Kühlgas deutlich höhere Abkühlgeschwindigkeiten bzw. -gradienten von bspw. > 15 K/s erreicht werden, womit dann auch höhere Materialfestigkeiten erzielbar sind, um bspw. erhöhten Materialanforderungen gerecht zu werden. Andererseits sind die Abkühlgeschwindigkeiten niedriger als bei einer Flüssigkeitsabschreckung mittels Dusche oder Becken, sodass die erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung auch zur Abschreckung verzugsgefährdeter Metallbauteile, insbesondere dünnwandiger Metallbauteile, geeignet ist. Durch die schnellere Abkühlung werden auch die Taktzeiten verkürzt und die Wirtschaftlichkeit verbessert. Die Erfindung eignet sich ferner zur Nachrüstung vorhandener Abschreckvorrichtungen bzw. -anlagen.Due to the additional spray mist, significantly higher cooling speeds or gradients of> 15 K / s, for example, can be achieved compared to pure gas quenching with cooling gas, with which higher material strengths can then also be achieved in order, for example, to meet increased material requirements. On the other hand, the cooling rates are lower than in the case of quenching liquids by means of a shower or basin, so that the quenching device according to the invention is also used for quenching metal components at risk of distortion, in particular thin-walled metal components, is suitable. The faster cooling also shortens cycle times and improves profitability. The invention is also suitable for retrofitting existing deterrent devices or systems.

Bevorzugt sind die Gasdüsen zur Erzeugung einer auf die abzuschreckenden Metallbauteile (aus)gerichteten Prallströmung ausgebildet, wobei der von den Zweistoffdüsen erzeugte Sprühnebel von dieser Prallströmung erfasst und zu den Metallbauteilen transportiert wird. Unter einer Prallströmung wird insbesondere eine im Wesentlichen direkt auf die abzuschreckenden Metallbauteile ausgerichtete Kühlgasströmung verstanden. Bevorzugt wird die gerichtete Prallströmung mit vergleichsweise hohem Druck ausgebracht und durchströmt dann den mit vergleichsweise niedrigem Druck ausgebrachten Sprühnebel bzw. Kühlsprühnebel, wobei die Prallströmung den Sprühnebel quasi mitnimmt bzw. mitreißt und zu den abzuschreckenden Metallbauteilen transportiert bzw. befördert (Mitnahmeeffekt).The gas nozzles are preferably designed to generate an impingement flow directed towards the metal components to be quenched, the spray mist generated by the two-substance nozzles being captured by this impingement flow and transported to the metal components. An impingement flow is understood to mean, in particular, a cooling gas flow directed essentially directly onto the metal components to be quenched. The directed impingement flow is preferably emitted with a comparatively high pressure and then flows through the spray mist or cooling spray mist emitted with a comparatively low pressure, the impingement flow taking the spray mist with it and transporting it to the metal components to be deterred (entrainment effect).

Bevorzugt sind die Gasdüsen in einem Raster angeordnet, womit gemeint ist, dass benachbarte Gasdüsen mit einem definierten, insbesondere gleichen, Spalten- und Zeilenabstand bzw. Seiten- und Höhenabstand zueinander an der Düsenwand angeordnet sind. Bevorzugt ist dann vorgesehen, dass die Zweistoffdüsen versetzt zwischen den Gasdüsen und somit quasi in den Zwischenräumen des Rasters angeordnet sind. Jede Zweistoffdüse ist dann von mehreren Gasdüsen umgeben, was den oben erläuterten Mitnahmeeffekt begünstigt.The gas nozzles are preferably arranged in a grid, which means that adjacent gas nozzles are arranged on the nozzle wall with a defined, in particular the same, column and line spacing or side and height spacing from one another. It is then preferably provided that the two-substance nozzles are arranged offset between the gas nozzles and thus quasi in the intermediate spaces of the grid. Each two-substance nozzle is then surrounded by several gas nozzles, which promotes the entrainment effect explained above.

Bevorzugt sind die Gasdüsen in einer ersten Ebene und die Zweistoffdüsen in einer zweiten Ebene (an der Düsenwand) angeordnet. Abhängig von der Anordnung und Ausrichtung der Düsenwand kann es sich bei diesen Ebenen um unterschiedliche Horizontalebenen (bei einer oberhalb oder unterhalb angeordneten Düsenwand) oder um unterschiedliche Vertikalebenen (bei einer seitlichen Düsenwand) handeln. Je nach Positionierung können die Zweistoffdüsen vor den Gasdüsen angeordnet sein, d. h. die Zweistoffdüsen sind (bezüglich der Gasdüsen) näher zur Kammermitte bzw. weiter im Kammerinneren angeordnet, oder die Gasdüsen können vor den Zweistoffdüsen angeordnet sein, d. h. die Gasdüsen sind (bezüglich der Zweitstoffdüsen) näher zur Kammermitte bzw. weiter im Kammerinneren angeordnet, was jeweils den oben erläuterten Mitnahmeeffekt begünstigt.The gas nozzles are preferably arranged in a first plane and the two-substance nozzles in a second plane (on the nozzle wall). Depending on the arrangement and alignment of the nozzle wall, these planes can be different horizontal planes (in the case of a nozzle wall arranged above or below) or different vertical planes (in the case of a lateral nozzle wall). Depending on the positioning, the two-substance nozzles can be arranged in front of the gas nozzles, i. H. the two-substance nozzles (with respect to the gas nozzles) are arranged closer to the center of the chamber or further inside the chamber, or the gas nozzles can be arranged in front of the two-substance nozzles, i.e. H. the gas nozzles (with respect to the second substance nozzles) are arranged closer to the center of the chamber or further inside the chamber, which in each case promotes the entrainment effect explained above.

Die Gasdüsen können einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sein. Selbiges gilt für die Zweistoffdüsen, die einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sein können. Dadurch wird eine bereichs- bzw. zonenweise Anpassung der Kühlleistung an die abzuschreckenden Metallbauteile ermöglicht, wodurch eine gleichmäßigere Abschreckung erreicht und Bauteilverzüge verhindert werden können. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zweistoffdüsen nur in Bereichen bzw. Zonen zugeschaltet werden, in denen eine erhöhte Kühlleistung erforderlich ist, bspw. dort, wo die abzuschreckenden Metallbauteile größere Wanddicken aufweisen. Durch die einzelne und/oder gruppenweise Ansteuerung der Gasdüsen und/oder Zweistoffdüsen gelingt auch eine bereichsweise Anpassung des oben erläuterten Mitnahmeeffekts.The gas nozzles can be controlled individually and / or in groups. The same applies to the two-fluid nozzles, which can be controlled individually and / or in groups. This enables the cooling capacity to be adapted to the metal components to be quenched in areas or zones, whereby a more uniform quenching can be achieved and component distortion can be prevented. It is preferably provided that the two-substance nozzles are only switched on in areas or zones in which an increased cooling capacity is required, for example where the metal components to be quenched have greater wall thicknesses. The individual and / or group-wise activation of the gas nozzles and / or two-substance nozzles also enables the dragging effect explained above to be adapted in certain areas.

Die erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung kann wenigstens eine (erste) Zuführeinrichtung zur Versorgung der Gasdüsen bzw. Luftdüsen mit Kühlgas bzw. Kühlluft umfassen. Diese Zuführeinrichtung kann einen mit der Düsenwand bzw. deren Gasdüsen verbundenen Strömungskanal, in dem z. B. ein Gebläse oder dergleichen angeordnet ist, aufweisen. Ferner kann diese Zuführeinrichtung einen in Strömungsrichtung vor oder nach dem Gebläse angeordneten Lufttrockner für die Kühlluft aufweisen, da trockene Kühlluft den oben erläuterten Mitnahmeeffekt begünstigt.The quenching device according to the invention can comprise at least one (first) supply device for supplying the gas nozzles or air nozzles with cooling gas or cooling air. This feed device can have a flow channel connected to the nozzle wall or its gas nozzles, in which z. B. a fan or the like is arranged. Furthermore, this feed device can have an air dryer for the cooling air, which is arranged upstream or downstream of the fan in the direction of flow, since dry cooling air promotes the above-explained entrainment effect.

Die erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung kann auch wenigstens eine (zweite) Zuführeinrichtung zur getrennten Versorgung der Zweistoffdüsen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und Druckgas, insbesondere Pressluft, umfassen. Diese Zuführeinrichtung kann einen Kompressor oder dergleichen zur Erzeugung von Pressluft aufweisen.The quenching device according to the invention can also comprise at least one (second) feed device for the separate supply of the two-substance nozzles with liquid, in particular water, and compressed gas, in particular compressed air. This supply device can have a compressor or the like for generating compressed air.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die in den Figuren der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Abschreckvorrichtung beim Abschrecken einer Bauteilcharge.
2 zeigt in einer Vorder- bzw. Seitenansicht eine der beiden Düsenwände aus der Abschreckvorrichtung der 1.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The features shown in the figures of the drawing and / or explained below can be general features of the invention, also independently of certain combinations of features, and further develop the invention accordingly.

1 shows a schematic representation of a quenching device according to the invention when quenching a batch of components.
2 shows in a front or side view one of the two nozzle walls from the quenching device of FIG 1 .

Die in 1 gezeigte Abschreckvorrichtung 100 weist eine Abschreckkammer 110 auf, in der chargenweise mehrere Metallbauteile 200 abgeschreckt bzw. abschreckgekühlt werden, wobei die abzuschreckenden Metallbauteile 200 hierzu in mehreren Ebenen auf einem Chargiergestell 160 angeordnet sind. Pro Ebene können auch mehrere Metallbauteile 200 angeordnet sein. Bei den Metallbauteilen 200 handelt es sich bspw. um Aluminiumgussbauteile, insbesondere um dünnwandige Aluminiumdruckguss-Karosseriebauteile, die nach einem vorausgehenden Lösungsglühen abschreckgekühlt werden. Die Abschreckkammer 110 ist von einem Kammergehäuse 120 umgeben, das mit wenigstens einer Klappe oder dergleichen zum Ein- und Ausbringen des Chargiergestells 160 ausgebildet ist. Die Abschreckkammer 110 weist zwei seitliche Düsenwände 130 auf, die einander gegenüberliegen und vertikal ausgerichtet sind. Das Chargiergestell 160 mit den abzuschreckenden Metallbauteilen 200 wird zwischen diesen Düsenwänden 130 positioniert, wie in 1 gezeigt. Zur Abschreckvorrichtung 100 gehört auch eine Absaugeinrichtung 150.In the 1 shown quenching device 100 has a quenching chamber 110 on, in batches, several metal components 200 are quenched or quench-cooled, the metal components to be quenched 200 for this purpose in several levels on a charging frame 160 are arranged. Several metal components can also be used per level 200 be arranged. With the metal components 200 it is, for example, cast aluminum components, in particular thin-walled die-cast aluminum body components, which are quenched after a previous solution heat treatment become. The quenching chamber 110 is from a chamber housing 120 surrounded, with at least one flap or the like for bringing in and out of the charging frame 160 is trained. The quenching chamber 110 has two side nozzle walls 130 facing each other and oriented vertically. The charging rack 160 with the metal components to be deterred 200 is between these nozzle walls 130 positioned as in 1 shown. To the deterrent 100 also includes a suction device 150 .

Die Düsenwände 130 weisen jeweils eine Vielzahl von Gasdüsen 131 (erste Düsen) zur Erzeugung einer auf die abzuschreckenden Metallbauteile 200 gerichteten Kühlgasströmung K auf, wobei diese Gasdüsen 131 als Einstoffdüsen zur Erzeugung einer direkt auf die Metallbauteile 200 ausgerichteten (im Wesentlichen horizontalen) Prallströmung ausgebildet sind, wie durch die Strömungspfeile veranschaulicht. Zur Versorgung der Gasdüsen 131 mit Kühlgas, wobei es sich insbesondere um Kühlluft handelt, sind zwei (erste) Zuführeinrichtungen 140 vorgesehen, die jeweils einen mit einer Düsenwand 130 bzw. deren Gasdüsen (oder Luftdüsen) 131 verbundenen Strömungskanal, in dem ein Gebläse oder dergleichen angeordnet ist, aufweisen.The nozzle walls 130 each have a large number of gas nozzles 131 (first nozzles) for generating an on the metal components to be quenched 200 directed cooling gas flow K, these gas nozzles 131 as single-fluid nozzles for generating a direct on the metal components 200 aligned (essentially horizontal) impingement flow are formed, as illustrated by the flow arrows. To supply the gas nozzles 131 with cooling gas, in particular cooling air, are two (first) supply devices 140 provided, each one with a nozzle wall 130 or their gas nozzles (or air nozzles) 131 connected flow channel in which a fan or the like is arranged.

Die Düsenwände 130 weisen jeweils auch eine Vielzahl von Zweistoffdüsen 132 (zweite Düsen) zur Erzeugung eines Sprühnebels N auf, wobei diese Zweistoffdüsen 132 den Sprühnebel N in vergleichweise großflächigen Sprühkegeln in das Kammerinnere, bevorzugt in Richtung der abzuschreckenden Metallbauteile 200, ausbringen. Bei dem Sprühnebel N handelt es sich bevorzugt um ein nebelartiges Wasser-Luft-Gemisch (Wasser-Luft-Nebel). Die Zweistoffdüsen 132 werden durch eine getrennte Zuführung mit Flüssigkeit FL, insbesondere Wasser, und Druckgas DG, insbesondere Pressluft, beaufschlagt bzw. damit versorgt. Zur getrennten Versorgung der Zweistoffdüsen 132 ist eine (zweite) Zuführeinrichtung 170 vorgesehen, die u. a. neben Rohrleitungen 171 oder dergleichen einen Kompressor 172 zur Erzeugung von Pressluft aufweisen kann. Die Pressluft DG oder ein anderes Druckgas kann auch über ein externes (Gebäude-)Versorgungssystem bereitgestellt werden.The nozzle walls 130 each also have a large number of two-fluid nozzles 132 (second nozzles) to generate a spray N, these two-substance nozzles 132 the spray N in comparatively large spray cones into the interior of the chamber, preferably in the direction of the metal components to be deterred 200 , apply. The spray mist N is preferably a mist-like water-air mixture (water-air mist). The two-substance nozzles 132 are acted upon or supplied with liquid FL, in particular water, and compressed gas DG, in particular compressed air, through a separate feed. For separate supply of the two-substance nozzles 132 is a (second) feeding device 170 provided, among other things besides pipelines 171 or the like a compressor 172 may have for generating compressed air. The compressed air DG or another compressed gas can also be provided via an external (building) supply system.

Die Abschreckvorrichtung 100 ermöglicht eine sehr schnelle bzw. rasche Abkühlung der Metallbauteile 200 durch gleichzeitiges Anströmen mit Kühlgas K und Sprühnebel N. Dabei durchströmt das mit relativ hohem Druck als Prallströmung ausgebrachte Kühlgas K den mit relativ niedrigem Druck in Sprühkegeln ausgebrachten Sprühnebel N, wobei der Sprühnebel N vom Kühlgas K bzw. der Prallströmung zu den abzuschreckenden Metallbauteilen 200 mitgerissen bzw. mitgetragen wird (Mitnahmeeffekt). Dadurch wird eine sehr effektive Abschreckung erreicht. Die Gasdüsen 131 und die Zweistoffdüsen 132 sind in verschiedenen Vertikalebenen angeordnet (dies ist in der 1 nur angedeutet), wobei hier beispielhaft die Gasdüsen 131 vor den Zweistoffdüsen 132 bzw. die Zweistoffdüsen 132 hinter den Gasdüsen 131 angeordnet sind, d. h., die Gasdüsen 131 liegen bezüglich der Zweistoffdüsen 132 weiter im Kammerinneren.The deterrent 100 enables a very quick or rapid cooling of the metal components 200 by simultaneous flow of cooling gas K and spray N. The cooling gas K, which is emitted as an impingement flow at relatively high pressure, flows through the spray N, which is emitted in spray cones at relatively low pressure, with the spray N from the cooling gas K or the impingement flow to the metal components to be deterred 200 is carried away or carried along (drag effect). This creates a very effective deterrent. The gas nozzles 131 and the two-fluid nozzles 132 are arranged in different vertical planes (this is in the 1 only indicated), with the gas nozzles as an example 131 in front of the two-substance nozzles 132 or the two-substance nozzles 132 behind the gas nozzles 131 are arranged, that is, the gas nozzles 131 lie with regard to the two-fluid nozzles 132 further inside the chamber.

Wie aus der Darstellung der 2 ersichtlich, sind die Gas- bzw. Luftdüsen 131 in einem Raster angeordnet, wobei die Zweistoffdüsen 132 in Seiten- und Höhenrichtung versetzt zwischen den Gasdüsen 131 und somit quasi in den Zwischenräumen des Rasters angeordnet sind. Dadurch kann die gesamte Abschreckkammer 110 homogen mit dem Sprühnebel N bedüst werden. Wie oben bereits erläutert, können die Gasdüsen 131 und/oder die Zweistoffdüsen 132 auch einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sein, um die Kühlleistung bereichs- bzw. zonenweise anpassen zu können. Dies kann bspw. mithilfe ansteuerbarer Ventile für einzelne Düsen 131/132 oder gruppenweise zusammengefasste Düsen 131/132 bewerkstelligt werden. Ferner ist in 2 auch die Zuführeinrichtung 170 zur Versorgung der Zweistoffdüsen 132 angedeutet.As from the representation of the 2 the gas and air nozzles can be seen 131 arranged in a grid, the two-substance nozzles 132 offset in the lateral and vertical directions between the gas nozzles 131 and are thus arranged in the spaces between the grid. This allows the entire quenching chamber 110 be sprayed homogeneously with the spray N. As already explained above, the gas nozzles 131 and / or the two-fluid nozzles 132 can also be controlled individually and / or in groups in order to be able to adapt the cooling capacity in areas or zones. This can be done, for example, with the help of controllable valves for individual nozzles 131 / 132 or nozzles combined in groups 131 / 132 be accomplished. Furthermore, in 2 also the feeding device 170 to supply the two-substance nozzles 132 indicated.

Durch eine bereichs- bzw. zonenweise Anpassung der Kühlleistung kann bspw. bei Metallbauteilen 200 mit unterschiedlichen Wandstärken und daraus resultierender Neigung zur inhomogenen Abkühlung trotzdem eine insgesamt homogene Abschreckung erzielt werden. Eine bereichs- bzw. zonenweise Anpassung der Kühlleistung gelingt insbesondere durch lokales Zuschalten der Zweistoffdüsen 132 und/oder durch lokales Einstellen der Kühlgas- bzw. Nebelmenge. Auf diese Weise ist die Abschreckvorrichtung 100 auch auf die jeweilig abzukühlenden Metallbauteile 200 einstellbar und somit flexibel einsetzbar.By adapting the cooling capacity in areas or zones, for example in the case of metal components 200 with different wall thicknesses and the resulting tendency to inhomogeneous cooling, an overall homogeneous quenching can nevertheless be achieved. An area-specific or zone-wise adaptation of the cooling capacity is achieved in particular by locally switching on the two-substance nozzles 132 and / or by locally setting the amount of cooling gas or mist. In this way is the deterrent 100 also on the respective metal components to be cooled 200 adjustable and therefore flexible in use.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 0151700 B1 [0003]

Claims

Quenching device (100) for the batch quenching of metal components (200), comprising a quenching chamber (110) with at least one nozzle wall (130) which has a plurality of gas nozzles (131) for generating a cooling gas flow (K) directed onto the metal components (200) , characterized in that the nozzle wall (130) also has a plurality of two-substance nozzles (132) for the simultaneous generation of a spray mist (N).

Quenching device (100) after Claim 1 , characterized in that the gas nozzles (131) are designed to generate an impingement flow directed onto the metal components (200), the spray mist (N) generated by the two-substance nozzles (132) being captured by this impingement flow and transported to the metal components (200) .

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, in particular according to Claim 2 , characterized in that the gas nozzles (131) are arranged in a grid and the two-substance nozzles (132) are arranged offset between the gas nozzles (131).

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, in particular according to Claim 2 or 3 , characterized in that the gas nozzles (131) are arranged in a first plane and the two-substance nozzles (132) are arranged in a second plane.

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas nozzles (131) can be controlled individually and / or in groups.

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the two-substance nozzles (132) can be controlled individually and / or in groups.

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, further comprising at least one feed device (140) for supplying the gas nozzles (131) with cooling gas (K).

Quenching device (100) according to one of the preceding claims, further comprising at least one feed device (170) for the separate supply of the two-substance nozzles (132) with liquid (FL) and pressurized gas (DG).

Use of a quenching device (100) according to one of the preceding claims for the batch-wise quenching of metal components (200), in particular cast aluminum components, the metal components (200) of a batch to be quenched in the quenching chamber (110) being simultaneously caused by a cooling gas flow (200) directed at the metal components (200). K) and a spray mist (N) are quenched.