DE102020100461A1 - Method and device for processing a metal pipe - Google Patents

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Sven Hübner
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Metallrohrs (1) durch Presshärten und/oder Wärmebehandeln wenigstens eines Bereichs (2) des Metallrohrs (1), mit den Schritten:a) Bereitstellen des Metallrohrs (1),b) konduktives Erwärmen wenigstens eines Bereichs (2) des Metallrohrs (1),c) Presshärten des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs (2) des Metallrohrs (1) und/oder Wärmebehandlung des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs (2) des Metallrohrs (1), ohne dass während der Wärmebehandlung eine Umformung dieses Bereichs (2) durchgeführt wird.Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Schritts des konduktiven Erwärmens des wenigstens einen Bereichs (2) des Metallrohrs (1) bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung eine oder mehrere stirnseitige Elektroden (3, 13), die stirnseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind, und/oder eine oder mehrere umfangsseitige Elektroden (5), die umfangsseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind, zur Einleitung des elektrischen Stroms in das Metallrohr (1) und/oder Ausleitung des elektrischen Stroms von dem Metallrohr (1) aufweist.The invention relates to a method for processing a metal tube (1) by press hardening and / or heat treatment of at least one area (2) of the metal tube (1), with the steps of: a) providing the metal tube (1), b) conductive heating of at least one area (2) of the metal tube (1), c) press hardening of the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating and / or heat treatment of the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating, without during the heat treatment, a deformation of this area (2) is carried out. The invention also relates to a device for performing the step of conductive heating of the at least one area (2) of the metal tube (1) in a method according to one of the preceding claims, wherein the device is a or a plurality of end-face electrodes (3, 13) which are arranged on the end face of the metal tube (1), and / or one or more circumferential electrodes (5) which are circumferentially Either arranged on the metal pipe (1) for introducing the electrical current into the metal pipe (1) and / or conducting the electrical current from the metal pipe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Metallrohrs durch Presshärten und/oder Wärmebehandeln wenigstens eines Bereichs des Metallrohrs. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Schritts des konduktiven Erwärmens des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs bei einem Verfahren der zuvor genannten Art.The invention relates to a method for processing a metal pipe by press hardening and / or heat treatment of at least one area of the metal pipe. The invention also relates to a device for performing the step of conductive heating of the at least one area of the metal tube in a method of the aforementioned type.

Es besteht eine große Nachfrage nach formgehärteten Bauteilen, beispielsweise in der Automobilindustrie. Ein besonderer Bedarf besteht an formgehärteten Bauteilen, deren Härteeigenschaften über das Bauteil variieren (sogenannte Tailored Tempered Parts). Während es im Bereich von Bauteilen, die aus flachem Blech gefertigt werden, bereits verschiedene Ansätze gibt, besteht bei der Bereitstellung formgehärteter Rohrprofile noch Verbesserungsbedarf. In der EP 2 446 977 A1 ist ein Formhärteverfahren für Rohrprofile offenbart.There is a great demand for form-hardened components, for example in the automotive industry. There is a particular need for form-hardened components whose hardness properties vary across the component (so-called tailored tempered parts). While there are already various approaches in the area of components that are manufactured from flat sheet metal, there is still room for improvement in the provision of form-hardened pipe profiles. In the EP 2 446 977 A1 a form hardening process for pipe profiles is disclosed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Möglichkeiten zum Bearbeiten eines Metallrohrs durch Presshärten und/oder Wärmebehandeln anzugeben.The invention is based on the object of specifying improved possibilities for machining a metal pipe by press hardening and / or heat treatment.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Metallrohrs durch Presshärten und/oder Wärmebehandeln wenigstens eines Bereichs des Metallrohrs, mit den Schritten:

  1. a) Bereitstellen des Metallrohrs,
  2. b) konduktives Erwärmen wenigstens eines Bereichs des Metallrohrs,
  3. c) Presshärten des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs des Metallrohrs und/oder Wärmebehandlung des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs des Metallrohrs, ohne dass während der Wärmebehandlung eine Umformung dieses Bereichs durchgeführt wird.
This object is achieved by a method for processing a metal pipe by press hardening and / or heat treatment of at least one area of the metal pipe, with the steps:
  1. a) Provision of the metal pipe,
  2. b) conductive heating of at least one area of the metal tube,
  3. c) press hardening of the area of the metal tube heated by the conductive heating and / or heat treatment of the area of the metal tube heated by the conductive heating without deformation of this area being carried out during the heat treatment.

Vorteilhaft ist, dass für das Erwärmen des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs die Technologie des konduktiven Erwärmens eingesetzt wird, wodurch sich eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber konventionellen Prozessen realisieren lassen. So kann beispielsweise im Vergleich zu einer Ofenerwärmung des Metallrohrs der Bearbeitungsprozess beschleunigt werden und mit erheblich weniger Energieeinsatz durchgeführt werden. Zudem lässt sich gezielter ein segmentierter Wärmeeintrag an einzelnen Bereichen des Metallrohr realisieren, sodass scharf abgegrenzte konduktiv erwärmte Bereiche geschaffen werden können, die gezielt, ebenfalls scharf abgegrenzt, durch Presshärten und/oder Wärmebehandlung mit den gewünschten Eigenschaften versehen werden können. Auf diese Weise können Metallrohre mit abschnittsweise je nach Bedarf stark variierenden Festigkeitseigenschaften bereitgestellt werden, beispielsweise mit hochfesten und dazu benachbarten duktilen Bereichen.It is advantageous that the technology of conductive heating is used for heating the at least one area of the metal tube, whereby a large number of advantages over conventional processes can be achieved. For example, compared to heating the metal tube in a furnace, the machining process can be accelerated and carried out with considerably less energy. In addition, a segmented heat input can be implemented in a more targeted manner in individual areas of the metal tube, so that sharply delimited conductively heated areas can be created that can be provided with the desired properties through press hardening and / or heat treatment. In this way, metal pipes can be provided with strength properties that vary greatly in sections as required, for example with high-strength and ductile areas adjacent to them.

Zudem ist der apparative Aufwand für die konduktive Erwärmung im Vergleich zu anderen Erwärmungsprozessen, z.B. der Ofenerwärmung, vergleichsweise gering.In addition, the equipment required for conductive heating is comparatively low compared to other heating processes, e.g. furnace heating.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann der Schritt des Erwärmens des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs vorteilhaft ausschließlich durch konduktives Erwärmen oder durch eine Kombination aus konduktivem Erwärmen und einer anderen Wärmezufuhrmethode durchgeführt werden. Das konduktive Erwärmen des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs kann durchgeführt werden, indem der Bereich durch elektrischen Strom, der mittels diesen Bereich elektrisch kontaktierender Elektroden durch diesen Bereich geleitet wird, konduktiv erwärmt wird, d.h. durch Widerstandserwärmung. Gegenüber anderen Arten der Erwärmung hat die konduktive Erwärmung den Vorteil, dass sie sehr schnell durchgeführt werden kann, beispielsweise im Zeitraum von 0,5 bis 5 Sekunden. Dies hat wiederum den Vorteil, dass aufgrund dieser schnellen Erwärmung nur eine geringe Wärmeleitung zwischen verschiedenen Bereichen des Metallrohrs auftritt, was ebenfalls vorteilhaft für scharf abgegrenzte pressgehärtete oder anderweitig wärmebehandelte Bereiche des Metallrohrs ist.In the method according to the invention, the step of heating the at least one region of the metal tube can advantageously be carried out exclusively by conductive heating or by a combination of conductive heating and another heat supply method. The conductive heating of the at least one area of the metal pipe can be carried out by conductive heating of the area by means of electrical current which is conducted through this area by means of electrodes that electrically contact this area, i.e. by resistance heating. Compared to other types of heating, conductive heating has the advantage that it can be carried out very quickly, for example within a period of 0.5 to 5 seconds. This in turn has the advantage that, due to this rapid heating, there is only little heat conduction between different areas of the metal pipe, which is also advantageous for sharply delimited press-hardened or otherwise heat-treated areas of the metal pipe.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung an dem Metallrohr scharf voneinander abgegrenzte Zonen unterschiedlicher Werkstoffgefüge erzeugt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das konduktive Erwärmen des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs in einem Zeitraum von weniger als 10 Sekunden durchgeführt wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is therefore provided that during press hardening and / or during heat treatment on the metal tube, zones of different material structures that are sharply delimited from one another are produced. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the conductive heating of the at least one area of the metal tube is carried out in a period of less than 10 seconds.

Das Presshärten, das auch als Formhärten bezeichnet wird, ist ein Verfahren zur Warmumformung von Blechen, das z.B. im Automobilbau zur Anwendung kommt. Beim Presshärten wird ein Blechrohling auf eine Presshärte-Anfangstemperatur, die auch als AC3-Temperatur bezeichnet wird, erwärmt und während der Formgebung, die durch einen Pressvorgang erfolgt, in definierter Weise abgekühlt. Hierzu wird ein Warmformwerkzeug eingesetzt, in dem der Blechrohling zugleich umgeformt und abgekühlt und damit gehärtet wird, sodass das gewünschte, in der Regel dreidimensionale pressgehärtete Blechbauteil entsteht. Der Blechrohling ist in der Regel ein flaches ebenes Blechbauteil, das zum Beispiel aus einen Stahlcoil ausgeschnitten sein kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird als Blechrohling ein bereits hergestelltes Metallrohr verwendet.Press hardening, which is also known as press hardening, is a process for hot forming of sheet metal, which is used, for example, in automobile construction. During press hardening, a sheet metal blank is heated to an initial press hardness temperature, which is also referred to as the AC3 temperature, and cooled in a defined manner during the shaping, which is carried out by a pressing process. For this purpose, a hot-forming tool is used, in which the sheet metal blank is simultaneously reshaped and cooled and thus hardened, so that the desired, usually three-dimensional, press-hardened sheet metal component is created. The sheet metal blank is usually a flat, planar sheet metal component that can be cut out of a steel coil, for example. In the method according to the invention is as Sheet metal blank uses an already manufactured metal pipe.

Während des Presshärtens entsteht durch die gezielte Abkühlung, z.B. über gekühlte Presswerkzeuge, z.B. ein martensitisches Gefüge, das zu den gewünschten Werkstoffeigenschaften führt, zum Beispiel Zugfestigkeit über 1.500 MPa, Dehnungen in Bereich von >5 %. Die zuvor genannten Zugfestigkeiten sind häufig nur in Teilbereichen des Blechbauteils notwendig, in manchen Fällen ist es erwünscht, in anderen Bereichen höhere Dehnungen zu realisieren.During press hardening, targeted cooling, e.g. via cooled pressing tools, creates e.g. a martensitic structure that leads to the desired material properties, e.g. tensile strength over 1,500 MPa, elongations in the range of> 5%. The aforementioned tensile strengths are often only necessary in partial areas of the sheet metal component; in some cases it is desirable to achieve higher elongations in other areas.

Der Temperaturgradient kann insbesondere der für einen Presshärtevorgang des jeweiligen Metallmaterials des Metallrohrs zugeordnete Abkühl-Temperaturgradient sein. Soll ein Presshärten des durch die konduktive Erwärmung erwärmten Bereichs des Metallrohrs durchgeführt werden, wird die konduktive Erwärmung auf eine für einen solchen Presshärtevorgang geeignete Anfangstemperatur durchgeführt. Soll eine Wärmebehandlung des Bereichs erfolgen, kann die konduktive Erwärmung auf eine Zwischentemperatur unterhalb der Presshärte-Anfangstemperatur erfolgen, beispielsweise wenn ein nicht durch Presshärten bearbeiteter Bereich des Metallrohrs wärmebehandelt werden soll. Es kann auch zunächst eine Erwärmung auf die Presshärte-Anfangstemperatur mittels der konduktiven Erwärmung erfolgen, wobei dann im Zuge der Wärmebehandlung, durch die z.B. die Duktilität des Bereichs erhöht werden soll, die Abkühlung mit einem gegenüber dem Presshärte-Vorgang geringeren Temperaturgradienten durchgeführt wird. Auf diese Weise wird eine Umwandlung in ein martensitisches Gefüge vermieden.The temperature gradient can in particular be the cooling temperature gradient assigned for a press hardening process of the respective metal material of the metal tube. If the area of the metal pipe heated by the conductive heating is to be press hardened, the conductive heating is carried out to an initial temperature suitable for such a press hardening process. If the area is to be heat-treated, the conductive heating to an intermediate temperature below the initial press hardness temperature can take place, for example if a region of the metal pipe that is not processed by press hardening is to be heat-treated. It is also possible to first heat to the initial press hardening temperature by means of conductive heating, with the cooling then being carried out with a lower temperature gradient compared to the press hardening process in the course of the heat treatment, through which, for example, the ductility of the area is to be increased. In this way, a transformation into a martensitic structure is avoided.

Ist beispielsweise durch eine solche Wärmebehandlung ein Bereich des Metallrohrs mit erhöhter Duktilität erzeugt worden, kann nach dem Wärmebehandlungsschritt eine Umformung dieses Bereichs durchgeführt werden, beispielsweise eine Kaltumformung.If, for example, a region of the metal pipe with increased ductility has been produced by such a heat treatment, this region can be deformed after the heat treatment step, for example cold deformation.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der Vorgang des Presshärtens und/oder der Vorgang der Wärmebehandlung auf ein beliebiges Metallmaterial des Metallrohrs angewandt werden. Insbesondere ist das Presshärten bzw. die Wärmebehandlung nicht auf Stahlwerkstoffe beschränkt, sondern kann auch auf andere Metallwerkstoffe angewandt werden, z.B. Aluminium. Eine Wärmebehandlung ist allgemein gesagt ein Vorgang, bei dem das Material des Metallrohrs zunächst erwärmt und dann gezielt abgekühlt wird, um eine Gefügeumwandlung im Metallmaterial zu bewirken. Der Begriff der Wärmebehandlung ist daher nicht mit dem Begriff der Erwärmung zu verwechseln.In the present invention, the press hardening process and / or the heat treatment process can be applied to any metal material of the metal pipe. In particular, press hardening or heat treatment is not limited to steel materials, but can also be applied to other metal materials, e.g. aluminum. Generally speaking, heat treatment is a process in which the material of the metal pipe is first heated and then specifically cooled in order to bring about a structural transformation in the metal material. The term “heat treatment” should therefore not be confused with the term “heating”.

Die Presshärte-Anfangstemperatur kann zum Beispiel die AC3-Termperatur sein, beispielsweise 950°C. Die Presshärte-Endtemperatur ist üblicherweise eine Temperatur im Bereich der Raumtemperatur, zum Beispiel 20°C. Die Zwischentemperatur kann beispielsweise etwa in der Mitte zwischen der Presshärte-Anfangstemperatur und der Presshärte-Endtemperatur gewählt werden, wobei je nach verwendetem Blechmaterial unterschiedliche Temperaturbereiche in Frage kommen. Geeignet ist beispielsweise die Wahl einer Zwischentemperatur im Bereich von 400 bis 500°C. Die Zwischentemperatur kann insbesondere in einem Bereich liegen, in dem das Metallrohr noch nicht bis in den Bereich des Glühens gebracht wird.The initial press hardness temperature can be, for example, the AC3 temperature, for example 950 ° C. The final press hardening temperature is usually a temperature in the region of room temperature, for example 20 ° C. The intermediate temperature can be selected, for example, approximately in the middle between the initial press hardness temperature and the final press hardness temperature, with different temperature ranges being possible depending on the sheet metal material used. For example, the choice of an intermediate temperature in the range from 400 to 500 ° C. is suitable. The intermediate temperature can in particular be in a range in which the metal tube is not yet brought into the glowing range.

Die Presskraft beim Presshärten muss dabei insbesondere bei einem Metallrohr nicht übermäßig hoch sein. In jedem Fall wird durch das Formwerkzeug ein Formzwang erzeugt, durch den die gewünschte Umwandlung in martensitisches Gefüge erfolgt.The pressing force during press hardening does not have to be excessively high, especially in the case of a metal pipe. In any case, the molding tool creates a compulsory shape through which the desired transformation into a martensitic structure takes place.

Für die Erzeugung des konduktiven Stromflusses durch das Metallrohr kann beispielsweise Wechselstrom eingesetzt werden.For example, alternating current can be used to generate the conductive current flow through the metal tube.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Bereich des Metallrohrs mit Gleichstrom konduktiv erwärmt wird. Auf diese Weise kann die konduktive Erwärmung des Bereichs noch effizienter durchgeführt werden. Insbesondere werden Störeinflüsse aufgrund Impedanzen der Anordnung sowie Skineffekte vermieden.According to an advantageous embodiment of an invention it is provided that the at least one area of the metal tube is conductively heated with direct current. In this way, the conductive heating of the area can be carried out even more efficiently. In particular, interference due to impedances of the arrangement and skin effects are avoided.

Das Metallrohr kann eine grundsätzlich beliebige Form aufweisen. Es kann sich um ein gerades Rohr oder um ein einfach oder mehrfach gebogenes Rohr handeln. Die Querschnittsform des Rohrs kann ebenfalls beliebig sein, beispielsweise kreisrund, oval, eckig oder jede beliebige unregelmäßige Form. Das Metallrohr kann somit ein beliebiger länglicher Körper sein, der innen hohl ist.The metal tube can in principle have any shape. It can be a straight pipe or a pipe bent one or more times. The cross-sectional shape of the tube can also be arbitrary, for example circular, oval, angular or any irregular shape. The metal tube can thus be any elongated body that is hollow on the inside.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der durch das konduktive Erwärmen erwärmte Bereich des Metallrohrs beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung mit einem Mindesttemperaturgradienten definiert von einer durch das konduktive Erwärmen erzeugten Anfangstemperatur auf eine Endtemperatur abgekühlt wird. Der Abkühlvorgang wird somit, festgelegt durch den Mindesttemperaturgradienten, vergleichsweise schnell durchgeführt, mindestens aber mit einer Temperaturdifferenz pro Zeiteinheit, die dem Mindesttemperaturgradienten entspricht. Hierdurch kann gezielt eine Werkstoffgefüge-Umwandlung erzeugt werden, beispielsweise beim Presshärten die gewünschte Umwandlung in Martensit. Der Mindesttemperaturgradient kann beispielsweise 27°C pro Sekunde sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the area of the metal tube heated by the conductive heating is cooled from an initial temperature generated by the conductive heating to a final temperature during press hardening and / or during the heat treatment with a minimum temperature gradient. The cooling process is thus carried out comparatively quickly, determined by the minimum temperature gradient, but at least with a temperature difference per unit of time which corresponds to the minimum temperature gradient. In this way, a material structure transformation can be produced in a targeted manner, for example the desired transformation into martensite during press hardening. The minimum temperature gradient can be, for example, 27 ° C. per second.

Wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, so kann diese auch derart durchgeführt werden, dass ein Bereich des Metallrohrs, der zunächst eine große Härte (geringe Duktilität) hat, in einen Bereich geringerer Härte (höhere Duktilität) umgewandelt wird. Beispielsweise kann eine durch einen vorangegangenen Presshärtevorgang vorgenommene Martensit-Umwandlung durch die Wärmebehandlung wieder rückgängig gemacht werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann dies gezielt in einem oder mehreren Bereichen des Metallrohrs erfolgen, d.h. es muss nicht unbedingt das gesamte Metallrohr dieser Bearbeitung unterzogen werden.If a heat treatment is carried out, this can also be carried out in such a way that a region of the metal pipe that initially has a high hardness (low ductility) is converted into an area of lower hardness (higher ductility). For example, a martensite transformation carried out by a previous press hardening process can be reversed again by the heat treatment. In the method according to the invention, this can be done specifically in one or more areas of the metal pipe, i.e. the entire metal pipe does not necessarily have to be subjected to this processing.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere in Längsrichtung des Metallrohrs hintereinander liegende Bereiche durch jeweilige separate Elektroden konduktiv erwärmt und anschließend mittels Presshärten und/oder Wärmebehandlung bearbeitet werden. Dies erlaubt eine sehr effiziente Bearbeitung des Metallrohrs an mehreren Bereichen. Dabei können die mehreren hintereinander liegenden Bereiche wahlweise gleichzeitig und/oder nacheinander zunächst konduktiv erwärmt und anschließend mittels Presshärten und/oder Wärmebehandlung bearbeitet werden. Die hintereinander liegenden Bereiche des Metallrohrs können aneinander angrenzen oder beabstandet voneinander sein, beispielsweise durch nicht dieser Bearbeitung unterzogene Bereiche des Metallrohrs. Dabei können die mehreren hintereinander liegenden Bereiche gleichartig oder unterschiedlich bearbeitet werden. So kann z.B. ein Bereich mittels Presshärten und ein anderer Bereich mittels Wärmebehandlung bearbeitet werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that several areas lying one behind the other in the longitudinal direction of the metal tube are conductively heated by respective separate electrodes and then processed by means of press hardening and / or heat treatment. This allows the metal pipe to be processed very efficiently in several areas. The multiple areas lying one behind the other can optionally be heated conductively at the same time and / or one after the other and then processed by means of press hardening and / or heat treatment. The areas of the metal tube lying one behind the other can adjoin one another or be spaced apart from one another, for example through areas of the metal tube that are not subjected to this processing. The multiple areas lying one behind the other can be processed in the same way or differently. For example, one area can be machined using press hardening and another area using heat treatment.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der durch das konduktive Erwärmen erwärmte Bereich des Metallrohrs beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung mittels eines Formwerkzeugs, das in Kontakt mit dem Bereich gebracht wird, und/oder durch Durchleiten eines Kühlmediums durch das Metallrohr abgekühlt wird. Beim Presshärten kann das Formwerkzeug insbesondere ein Presshärtewerkzeug sein, beispielsweise ein Umformwerkzeug mit einem Ober- und einem Unterwerkzeug, zwischen dem das Metallrohr oder zumindest der konduktiv erwärmte Bereich verpresst wird. Die Abkühlung des konduktiv erwärmten Bereichs des Metallrohrs kann dabei allein durch die Kühlwirkung des Formwerkzeugs erzielt werden, wenn dieses als nicht gekühltes Formwerkzeug ausgebildet ist. Das Formwerkzeug kann auch als gekühltes Formwerkzeug ausgebildet sein, bei dem ein Kühlmedium durch zumindest Teile des Formwerkzeugs geleitet wird, beispielsweise durch das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug. Alternativ oder zusätzlich kann das Abkühlen durch Durchleiten eines Kühlmediums durch das Metallrohr erfolgen, was den apparativen Aufwand hinsichtlich des Formwerkzeugs verringert. Das Kühlmedium kann z.B. Wasser sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the area of the metal tube heated by the conductive heating during press hardening and / or during heat treatment by means of a molding tool that is brought into contact with the area and / or by passing a cooling medium through the metal tube is cooled. In the case of press hardening, the molding tool can in particular be a press hardening tool, for example a forming tool with an upper and a lower tool, between which the metal tube or at least the conductively heated area is pressed. The cooling of the conductively heated area of the metal tube can be achieved solely by the cooling effect of the molding tool if this is designed as a non-cooled molding tool. The molding tool can also be designed as a cooled molding tool in which a cooling medium is passed through at least parts of the molding tool, for example through the upper tool and / or the lower tool. As an alternative or in addition, the cooling can take place by passing a cooling medium through the metal tube, which reduces the outlay on equipment with regard to the molding tool. The cooling medium can be e.g. water.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das konduktive Erwärmen mittels wenigstens zweier voneinander beabstandet angeordneter, an dem Metallrohr anliegender Elektroden erfolgt, wobei eine oder mehrere stirnseitige Elektroden stirnseitig an dem Metallrohr angeordnet sind und/oder eine oder mehrere umfangsseitige Elektroden umfangsseitig an dem Metallrohr angeordnet sind. Auf diese Weise können jeweils an den Bearbeitungsbedarf angepasste Ausführungsformen von Elektroden eingesetzt werden, sodass nicht unbedingt das gesamte Metallrohr konduktiv erwärmt werden muss, sondern beispielsweise nur ein endseitiger Bereich oder ein Bereich in der Mitte des Metallrohrs. Die stirnseitigen Elektroden können dabei als einteilige Plattenelektroden oder Ringelektroden ausgebildet sein. Die umfangsseitigen Elektroden können als Ringelektroden ausgebildet sein, beispielsweise als einteilige oder mehrteilige Ringelektrode. In der mehrteiligen Ausführungsform kann die umfangsseitige Elektrode mehrere Umfangssegmente aufweisen, die jeweils einen Umfangssektor des Metallrohrs umgeben. Eine, mehrere oder alle Elektroden können in das Formwerkzeug integriert sein oder separat vom Formwerkzeug angeordnet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the conductive heating takes place by means of at least two spaced apart electrodes resting on the metal tube, one or more end-face electrodes being arranged on the end face of the metal pipe and / or one or more circumferential electrodes on the circumference side Metal pipe are arranged. In this way, embodiments of electrodes adapted to the machining requirements can be used, so that the entire metal tube does not necessarily have to be conductively heated, but for example only an end area or an area in the middle of the metal tube. The front-side electrodes can be designed as one-piece plate electrodes or ring electrodes. The circumferential electrodes can be designed as ring electrodes, for example as a one-piece or multi-piece ring electrode. In the multi-part embodiment, the circumferential electrode can have a plurality of circumferential segments which each surround a circumferential sector of the metal tube. One, several or all electrodes can be integrated into the molding tool or arranged separately from the molding tool.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine oder mehrere Elektroden mittels einer Kühlflüssigkeit während der konduktiven Erwärmung gekühlt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine unerwünschte Erwärmung der Elektroden vermieden oder zumindest verringert werden kann. Auf diese Weise wird vermieden, dass sich aufgrund der Erwärmung der spezifische Widerstand der Elektrode nennenswert ändert, sodass die Charakteristik der konduktiven Erwärmung ohne solche unerwünschten Erwärmungsprozesse der Elektroden weitgehend konstant gehalten werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that one or more electrodes are cooled by means of a cooling liquid during the conductive heating. This has the advantage that undesired heating of the electrodes can be avoided or at least reduced. In this way it is avoided that the specific resistance of the electrode changes significantly due to the heating, so that the characteristic of the conductive heating can be kept largely constant without such undesired heating processes of the electrodes.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Einrichtung zur Durchführung des Schritts des konduktiven Erwärmens des wenigstens einen Bereichs des Metallrohrs bei einem Verfahren der zuvor erläuterten Art, wobei die Einrichtung eine oder mehrere stirnseitige Elektroden, die stirnseitig an dem Metallrohr angeordnet sind, und/oder eine oder mehrere umfangsseitige Elektroden, die umfangsseitig an dem Metallrohr angeordnet sind, zur Einleitung des elektrischen Stroms in das Metallrohr und/oder Ausleitung des elektrischen Stroms von dem Metallrohr aufweist. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden.The above-mentioned object is also achieved by a device for carrying out the step of conductive heating of the at least one area of the metal pipe in a method of the type explained above, the device having one or more end-face electrodes arranged on the end face of the metal pipe and / or one or more circumferential electrodes, which are arranged circumferentially on the metal tube, for introducing the electrical current into the metal tube and / or leading the electrical current away from the metal tube. The advantages explained above can also be realized in this way.

Die Elektroden können beispielsweise ein Einspeiseelektrode, mit der der elektrische Strom in das Metallrohr eingeleitet wird, als Ausleitelektrode, mit der der elektrische Strom von dem Metallrohr ausgeleitet wird oder als Bypasselektrode ausgebildet sein. Mit der Bypasselektrode kann ein Bereich des Metallrohrs elektrisch überbrückt werden, der zwischen der Einspeiseelektrode und der Ausleitelektrode liegt. Durch die Bypasselektrode wird der Stromfluss durch den mit der Bypasselektrode überbrückten Bereich des Metallrohrs abschnittsweise am Metallrohr vorbeigeleitet, sodass dieser Bereich nicht konduktiv erwärmt wird.The electrodes can, for example, be a feed electrode with which the electric current is introduced into the metal pipe, as a discharge electrode with which the electric current is discharged from the metal pipe, or as a bypass electrode. With the bypass electrode, an area of the metal tube that lies between the feed electrode and the discharge electrode can be electrically bridged. Through the bypass electrode, the current flow through the area of the metal tube bridged with the bypass electrode is conducted in sections past the metal tube, so that this area is not conductively heated.

Eine solche Einrichtung eignet sich auch für die Nachrüstung von vorhandenen Formwerkzeugen bzw. von Pressen, da das Verlegen von elektrischen Leitungen im Vergleich zum Vorsehen von Kühlkanälen einen wesentlich geringeren Aufwand verursacht.Such a device is also suitable for retrofitting existing molding tools or presses, since the laying of electrical lines is considerably less complex than the provision of cooling channels.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine umfangsseitige Elektrode als segmentierte Elektrode ausgebildet ist, die mehrere den Umfang des Metallrohrs umgebende Umfangssegmente aufweist, die jeweils einen Umfangssektor des Metallrohrs umgeben. Jedes Umfangssegment weist dabei eine zumindest überwiegend konkav geformte Kontaktfläche auf, die zur galvanischen Kontaktierung des zugeordneten Umfangssektors des Metallrohrs dient. Die umfangsseitige Elektrode kann z.B. aus zwei, drei, vier, fünf, sechs oder einer größeren Zahl von Umfangssegmenten gebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one circumferential electrode is designed as a segmented electrode which has several circumferential segments surrounding the circumference of the metal tube, each of which surrounds a circumferential sector of the metal tube. Each circumferential segment has an at least predominantly concave contact surface which is used for galvanic contacting of the assigned circumferential sector of the metal tube. The peripheral electrode can be formed from two, three, four, five, six or a larger number of peripheral segments, for example.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Elektrode eine Kontaktfläche zur galvanischen Kontaktierung des Metallrohrs aufweist, die oberflächenstrukturiert ausgebildet ist. Durch die Oberflächenstrukturierung der Kontaktfläche wird ein unebener, strukturierter Kontaktbereich mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter Kontaktoberflächen bereitgestellt, durch die eine Vielzahl einzelner, voneinander beabstandeter Kontaktstellen zwischen der Elektrode und dem Metallrohr gebildet wird. Die Oberflächenstrukturierung kann z.B. als erhöhte Rauigkeit, als eine Vielzahl von abragenden Zähnen oder als ähnliche Struktur ausgebildet sein. Auf diese Weise werden die galvanischen Übergängsflächen von der Elektrode zum Metallrohr gezielt verringert und auf vergleichsweise kleine Bereiche reduziert. Dies hat den Vorteil, dass das Metallrohr auch in dem Bereich unterhalb der Elektrode, in dem die oberflächenstrukturierte Kontaktfläche an dem Metallrohr anliegt, konduktiv erwärmt werden kann. Dies liegt daran, dass durch die verkleinerten Kontaktflächen sogenannte Hotspots geschaffen werden, die zur Erwärmung des Metallrohrs unterhalb der Kontaktfläche führen. Die oberflächenstrukturierte Kontaktfläche kann insbesondere eine Innenumfangsfläche eines Umfangssegments der segmentierten Elektrode sein.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one electrode has a contact surface for galvanic contacting of the metal tube, which is surface-structured. The surface structuring of the contact area provides an uneven, structured contact area with a multiplicity of contact surfaces spaced apart from one another, by means of which a multiplicity of individual, mutually spaced contact points are formed between the electrode and the metal tube. The surface structure can, for example, be designed as increased roughness, as a large number of protruding teeth or as a similar structure. In this way, the galvanic transition areas from the electrode to the metal tube are deliberately reduced and reduced to comparatively small areas. This has the advantage that the metal tube can also be conductively heated in the area below the electrode in which the surface-structured contact area rests against the metal tube. This is due to the fact that so-called hotspots are created by the reduced contact areas, which lead to the heating of the metal tube below the contact area. The surface-structured contact area can in particular be an inner circumferential area of a circumferential segment of the segmented electrode.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Elektrode als flüssigkeitsgekühlte Elektrode ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least one electrode is designed as a liquid-cooled electrode.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments using drawings.

FigurenlisteFigure list

  • 1 bis 5 jeweils ein Metallrohr in Seitenansicht mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Elektroden zur Durchführung einer konduktiven Erwärmung und 1 to 5 each a metal tube in side view with different embodiments of electrodes for performing conductive heating and
  • 6 und 7 jeweils eine Einrichtung zum Presshärten sowie ein Metallrohr mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Elektroden zur konduktiven Erwärmung und 6th and 7th in each case a device for press hardening and a metal tube with different embodiments of electrodes for conductive heating and
  • 8 ein gebogenes Metallrohr mit Elektroden zur konduktiven Erwärmung. 8th a bent metal tube with electrodes for conductive heating.

Die 1 zeigt in der Mitte ein Metallrohr 1, das in einem Bereich 2 konduktiv erwärmt werden soll. In diesem Fall erstreckt sich der Bereich 2 über die gesamte Länge des Metallrohrs 1. Für die Durchführung der konduktiven Erwärmung sind an dem Metallrohr 1 an den jeweiligen gegenüberliegenden Stirnseiten stirnseitige Elektroden 3 angeordnet, die mit einer Anpresskraft F gegen die jeweilige Stirnseite des Metallrohrs 1 gedrückt werden.The 1 shows a metal pipe in the middle 1 that in one area 2 is to be heated conductively. In this case, the area extends 2 over the entire length of the metal pipe 1 . Conductive heating is carried out on the metal pipe 1 front-side electrodes on the respective opposite end faces 3 arranged with a pressing force F. against the respective end face of the metal pipe 1 be pressed.

In der 1 sowie in den weiteren Ausführungsbeispielen wird von einem Metallrohr 1 mit kreisringförmigem Querschnitt ausgegangen. Das Metallrohr 1 kann aber jede beliebige Querschnittsform aufweisen. Bei einem Metallrohr 1 mit kreisringförmigem Querschnitt können die stirnseitigen Elektroden 3 als kreisrunde Plattenelektroden ausgebildet sein, wie jeweils links und rechts in der 1 dargestellt ist. Die Elektroden 3 sind mit einer elektrischen Energiequelle 4 verbunden. Über die elektrische Energiequelle 4 wird mittels der Elektroden 3 ein elektrischer Stromfluss von der einen Elektrode 3 zur anderen Elektrode 3 in dem Metallrohr 1 erzeugt. Durch den elektrischen Stromfluss wird der Bereich 2 konduktiv erwärmt. Nach Erreichen einer gewünschten Anfangstemperatur durch die konduktive Erwärmung wird entweder ein Presshärten des Bereichs 2 oder eine Wärmebehandlung des Bereichs 2 durchgeführt, wobei die Wärmebehandlung ohne eine Umformung dieses Bereichs 2 durchgeführt wird. Durch die Wärmebehandlung wird somit lediglich das Werkstoffgefüge des Bereichs 2 in einer gewünschten Weise beeinflusst.In the 1 as well as in the further exemplary embodiments is made of a metal tube 1 assumed a circular cross-section. The metal pipe 1 but can have any cross-sectional shape. With a metal pipe 1 with a circular cross-section, the front-side electrodes 3 be designed as circular plate electrodes, as in each case on the left and right in the 1 is shown. The electrodes 3 are using a source of electrical energy 4th connected. Via the electrical energy source 4th is by means of the electrodes 3 an electrical current flow from one electrode 3 to the other electrode 3 in the metal pipe 1 generated. The electric current flows through the area 2 conductively heated. After a desired initial temperature has been reached by conductive heating, either the area is press hardened 2 or a heat treatment of the area 2 carried out, the heat treatment without deformation of this area 2 is carried out. The heat treatment only changes the material structure of the area 2 influenced in a desired way.

Die 2 zeigt eine Variante der konduktiven Erwärmung, bei der nur ein kürzerer Bereich 2 des Metallrohrs 1 konduktiv erwärmt werden soll. Beispielhaft ist dargestellt, dass sich dieser Bereich 2 von einem stirnseitigen Ende (links) bis zu einem Bereich etwa in der Mitte des Metallrohrs 1 erstreckt. Die Elektroden für die konduktive Erwärmung sind in diesem Fall als eine stirnseitige Elektrode 3, wie zuvor bereits erläutert, und als eine umfangsseitige Elektrode 5 ausgebildet.The 2 shows a variant of conductive heating in which only a shorter area 2 of the metal pipe 1 is to be heated conductively. It is shown as an example that this area 2 from a front end (left) to an area roughly in the middle of the metal tube 1 extends. The electrodes for conductive heating are in this case as an end-face electrode 3 , as previously explained, and as a peripheral electrode 5 educated.

Die umfangsseitige Elektrode 5 kann dabei als eine mehrteilige Elektrode mit mehreren Umfangssegmenten 6 ausgebildet sein. Jedes Umfangssegment 6 umgibt einen Umfangssektor des Metallrohrs 1. Dabei liegt jedes Umfangssegment 6 mit einer konkaven Kontaktfläche 8 an der Außenseite der Wandung 10 des Metallrohrs 1 an. Die einzelnen Umfangssegmente 6 werden dabei jeweils mit einer Kraft F an das Metallrohr 1 gepresst. Die einzelnen Umfangssegmente 6 einer umfangsseitigen Elektrode 5 können entweder jeweils separat mit elektrischen Leitungen mit der elektrischen Energiequelle 4 verbunden sein oder über Verbindungsleitungen 7 parallel geschaltet sein. Auf diese Weise kann ein Teil-Bereich 2 des Metallrohrs 1 konduktiv erwärmt werden, wenn es z.B. erwünscht ist, nur diesen Teil-Bereich 2 des Metallrohrs 1 mittels Presshärten oder Wärmebehandlung zu bearbeiten.The peripheral electrode 5 can be used as a multi-part electrode with several circumferential segments 6th be trained. Every circumference segment 6th surrounds a circumferential sector of the metal pipe 1 . Each circumferential segment lies here 6th with a concave contact surface 8th on the outside of the wall 10 of the metal pipe 1 at. The individual circumferential segments 6th are doing each with a force F. to the metal pipe 1 pressed. The individual circumferential segments 6th a peripheral electrode 5 can either each separately with electrical lines with the electrical energy source 4th be connected or via connecting lines 7th be connected in parallel. In this way, a sub-area can 2 of the metal pipe 1 be conductively heated, if it is desired, for example, only this partial area 2 of the metal pipe 1 to be processed by press hardening or heat treatment.

Die 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur ein mittlerer Bereich 2 des Metallrohrs 1 konduktiv erwärmt werden soll. In diesem Fall kommen keine stirnseitigen Elektroden zum Einsatz, sondern jeweils die umfangsseitigen Elektroden 5, wie zuvor bereits anhand der 2 beschrieben.The 3 shows an embodiment in which only a central area 2 of the metal pipe 1 is to be heated conductively. In this case, no front-side electrodes are used, but rather the circumferential electrodes 5 , as before with the 2 described.

Diese umfangsseitigen Elektroden 5 bzw. deren Umfangssegmente 6 können glatte Kontaktflächen 8 aufweisen, wie in der 3 in der Mitte erkennbar ist, oder oberflächenstrukturierte Kontaktflächen 8, wie in der 3 rechts erkennbar ist. Beispielsweise können die oberflächenstrukturierten Kontaktflächen 8 geriffelt, gezackt, mit einer Verzahnung oder einer vergleichbaren regelmäßigen oder unregelmäßigen Oberflächenstruktur ausgebildet sein. Hierdurch können wie erwähnt lokale Hotspots an dem Metallrohr 1 bei der konduktiven Erwärmung erzeugt werden, sodass auch der Bereich des Metallrohrs 1 unterhalb der Kontaktflächen 8 miterwärmt wird.These peripheral electrodes 5 or their circumferential segments 6th can have smooth contact surfaces 8th exhibit, as in the 3 can be seen in the middle, or surface-structured contact areas 8th , like in the 3 can be seen on the right. For example, the surface-structured contact areas 8th be corrugated, serrated, with a toothing or a comparable regular or irregular surface structure. As mentioned, this can cause local hotspots on the metal pipe 1 generated during conductive heating, so that the area of the metal pipe 1 below the contact surfaces 8th is also heated.

Wie die 4 zeigt, können die Elektroden-Konfigurationen der bisher erläuterten 1 bis 3 beliebig, auch mehrfach, miteinander kombiniert werden. Die 4 zeigt beispielhaft die zweifache Anordnung jeweiliger Paare von umfangsseitigen Elektroden 5 und der elektrischen Energiequelle 4 in jeweiligen Bereichen 2 des Metallrohrs, die voneinander beabstandet sind. Zwischen den Bereichen 2 befindet sich ein Abschnitt des Metallrohrs 1, der somit nicht konduktiv erwärmt werden soll. Ein zwischen diesen Elektroden-Paaren vorhandenes Potential UD schwimmt sich dabei ein.As the 4th shows, the electrode configurations can be those discussed so far 1 to 3 Any number of times can be combined with one another. The 4th shows, by way of example, the double arrangement of respective pairs of circumferential electrodes 5 and the electrical energy source 4th in respective areas 2 of the metal pipe, which are spaced from each other. Between the areas 2 is a section of the metal pipe 1 , which should therefore not be heated conductively. A potential existing between these electrode pairs U D swims in.

Die 5 zeigt eine Variante der konduktiven Erwärmung, bei der jeweilige endseitige Bereiche 2 des Metallrohrs 1 konduktiv erwärmt werden sollen, ein dazwischenliegender, mittlerer Bereich aber nicht. An dem Metallrohr 1 sind daher, ähnlich wie bei der 1, an den stirnseitigen Enden die stirnseitigen Elektroden 3 angeordnet. Im mittleren Bereich, der nicht konduktiv erwärmt werden soll, ist eine Bypasselektrode 9 angeordnet. Diese leitet den von der einen Elektrode 3 eingespeisten Strom aus dem Metallrohr 1 wieder aus und speist ihn an ihrem anderen Ende wieder ein, sodass zumindest kein wesentlicher Stromfluss durch diesen mittleren Bereich des Metallrohrs 1 vorhanden ist. Wie man erkennt, kann dieses Prinzip auch in Kombination mit umfangsseitigen Elektroden 5 angewendet werden, wenn das Metallrohr nicht vom stirnseitigen Ende her konduktiv erwärmt werden soll.The 5 shows a variant of conductive heating in the respective end areas 2 of the metal pipe 1 should be conductively heated, but not an intermediate, middle area. On the metal pipe 1 are therefore similar to the 1 , the front-side electrodes at the front-side ends 3 arranged. In the middle area, which should not be heated conductively, is a bypass electrode 9 arranged. This conducts the from one electrode 3 fed in electricity from the metal pipe 1 again and feeds it back in at its other end, so that at least no significant current flow through this central area of the metal pipe 1 is available. As can be seen, this principle can also be used in combination with peripheral electrodes 5 can be used when the metal pipe is not to be conductively heated from the front end.

Die 6 zeigt ein Presshärten des konduktiv erwärmten Bereichs 2 des Metallrohrs 1 in einem Formwerkzeug, das ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 12 aufweist. Die konduktive Erwärmung erfolgt, wie bereits anhand der 1 erläutert, beispielsweise durch stirnseitige Elektroden 3 und die elektrische Energiequelle 4. Ist die gewünschte Anfangstemperatur mittels der konduktiven Erwärmung erreicht, erfolgt der Presshärtevorgang, indem das Oberwerkzeug 11 und das Unterwerkzeug 12 aufeinander zu bewegt werden und dabei ein Pressvorgang mit gleichzeitiger Abkühlung des Bereichs 2 erfolgt. Es erfolgt auf diese Weise ein Presshärten mit einer Abkühlung des Bereichs 2 durch das kühlende Werkzeug 11, 12.The 6th shows press hardening of the conductively heated area 2 of the metal pipe 1 in a forming tool, which is an upper tool 11 and a lower tool 12th having. The conductive heating takes place, as already with the 1 explained, for example by front-side electrodes 3 and the electrical power source 4th . Once the desired initial temperature has been reached by means of conductive heating, the press hardening process takes place using the upper tool 11 and the lower tool 12th are moved towards each other and thereby a pressing process with simultaneous cooling of the area 2 he follows. In this way, press hardening takes place with cooling of the area 2 by the cooling tool 11 , 12th .

Die 7 zeigt eine zusätzliche oder alternative Variante für die Abkühlung des Bereichs 2 beim Presshärtevorgang. In diesem Fall werden beispielsweise umfangsseitige Elektroden 5, wie zuvor beschrieben, für die konduktive Erwärmung genutzt, oder stirnseitige Ringelektroden 13, die eine zentrale Durchgangsöffnung aufweisen. Durch die zentrale Durchgangsöffnung kann ein Kühlmedium an einer Zuführseite 14 zugeführt und durch das Metallrohr 1 geführt werden und an einer Ausgangsseite 15 wieder abgeführt werden. Auf diese Weise kann die Abkühlung beim Presshärtevorgang zusätzlich oder ausschließlich durch das durch das Metallrohr 1 geführte Kühlmedium erfolgen.The 7th shows an additional or alternative variant for cooling the area 2 during the press hardening process. In this case, for example, circumferential electrodes 5 , as described above, used for conductive heating, or ring electrodes on the face 13th which have a central through opening. A cooling medium can pass through the central through opening on a feed side 14th fed and through the metal pipe 1 and on an exit side 15th be discharged again. In this way, the cooling during the press hardening process can additionally or exclusively through the metal tube 1 guided cooling medium take place.

Die 8 verdeutlicht, dass durch die erfindungsgemäße, innovative konduktive Erwärmung wenigstens eines Bereichs 2 des Metallrohrs 1 ohne Probleme auch beliebig geformte Bereiche 2 des Metallrohrs 1 konduktiv erwärmt werden können, beispielsweise gebogene Bereiche. Die Biegung des gebogenen Bereichs stellt kein Problem für die Anbringung beispielsweise der umfangsseitigen Elektroden 5 dar.The 8th shows that the inventive, innovative conductive heating of at least one area 2 of the metal pipe 1 areas of any shape without any problems 2 of the metal pipe 1 can be heated conductively, for example curved areas. The bending of the bent portion poses no problem for attaching the peripheral electrodes, for example 5 represent.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2446977 A1 [0002]EP 2446977 A1 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Bearbeiten eines Metallrohrs (1) durch Presshärten und/oder Wärmebehandeln wenigstens eines Bereichs (2) des Metallrohrs (1), mit den Schritten: a) Bereitstellen des Metallrohrs (1), b) konduktives Erwärmen wenigstens eines Bereichs (2) des Metallrohrs (1), c) Presshärten des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs (2) des Metallrohrs (1) und/oder Wärmebehandlung des durch das konduktive Erwärmen erwärmten Bereichs (2) des Metallrohrs (1), ohne dass während der Wärmebehandlung eine Umformung dieses Bereichs (2) durchgeführt wird.Method for processing a metal pipe (1) by press hardening and / or heat treatment of at least one area (2) of the metal pipe (1), comprising the steps: a) providing the metal tube (1), b) conductive heating of at least one area (2) of the metal tube (1), c) press hardening of the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating and / or heat treatment of the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating, without deformation of this area (2) during the heat treatment is carried out. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das konduktive Erwärmen erwärmte Bereich (2) des Metallrohrs (1) beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung mit einem Mindesttemperaturgradienten definiert von einer durch das konduktive Erwärmen erzeugten Anfangstemperatur auf eine Endtemperatur abgekühlt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating is cooled during the press hardening and / or during the heat treatment with a minimum temperature gradient defined from an initial temperature generated by the conductive heating to a final temperature. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Längsrichtung des Metallrohrs (1) hintereinander liegende Bereiche (2) durch jeweilige separate Elektroden (3, 5, 13) konduktiv erwärmt und anschließend mittels Presshärten und/oder Wärmebehandlung bearbeitet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that several areas (2) lying one behind the other in the longitudinal direction of the metal tube (1) are conductively heated by respective separate electrodes (3, 5, 13) and then processed by means of press hardening and / or heat treatment. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das konduktive Erwärmen erwärmte Bereich (2) des Metallrohrs (1) beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung mittels eines Formwerkzeugs (11, 12), das in Kontakt mit dem Bereich (2) gebracht wird, und/oder durch Durchleiten eines Kühlmediums durch das Metallrohr (1) abgekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the area (2) of the metal tube (1) heated by the conductive heating during press hardening and / or during heat treatment by means of a molding tool (11, 12) which is in contact with the area ( 2) is brought, and / or is cooled by passing a cooling medium through the metal tube (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konduktive Erwärmen mittels wenigstens zweier voneinander beabstandet angeordneter, an dem Metallrohr anliegender Elektroden (3, 5, 13) erfolgt, wobei eine oder mehrere stirnseitige Elektroden (3, 13) stirnseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind und/oder eine oder mehrere umfangsseitige Elektroden (5) umfangsseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive heating takes place by means of at least two spaced apart electrodes (3, 5, 13) adjacent to the metal tube, with one or more end-face electrodes (3, 13) at the end-face on the metal tube (1) are arranged and / or one or more circumferential electrodes (5) are arranged circumferentially on the metal tube (1). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Elektroden (3, 5, 13) mittels einer Kühlflüssigkeit während der konduktiven Erwärmung gekühlt werden.Procedure according to Claim 5 , characterized in that one or more electrodes (3, 5, 13) are cooled by means of a cooling liquid during the conductive heating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Presshärten und/oder bei der Wärmebehandlung an dem Metallrohr (1) scharf voneinander abgegrenzte Zonen unterschiedlicher Werkstoffgefüge erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the press hardening and / or during the heat treatment on the metal tube (1) sharply delimited zones of different material structures are produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konduktive Erwärmen des wenigstens einen Bereichs (2) des Metallrohrs (1) in einem Zeitraum von weniger als 10 Sekunden durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive heating of the at least one area (2) of the metal tube (1) is carried out in a period of less than 10 seconds. Einrichtung zur Durchführung des Schritts des konduktiven Erwärmens des wenigstens einen Bereichs (2) des Metallrohrs (1) bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine oder mehrere stirnseitige Elektroden (3, 13), die stirnseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind, und/oder eine oder mehrere umfangsseitige Elektroden (5), die umfangsseitig an dem Metallrohr (1) angeordnet sind, zur Einleitung des elektrischen Stroms in das Metallrohr (1) und/oder Ausleitung des elektrischen Stroms von dem Metallrohr (1) aufweist.Device for performing the step of conductive heating of the at least one area (2) of the metal tube (1) in a method according to one of the preceding claims, characterized in that the device has one or more end-face electrodes (3, 13) which are attached to the end face Metal tube (1) are arranged, and / or one or more circumferential electrodes (5), which are arranged circumferentially on the metal tube (1), for introducing the electrical current into the metal tube (1) and / or diverting the electrical current from the Has metal tube (1). Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine umfangsseitige Elektrode (5) als segmentierte Elektrode ausgebildet ist, die mehrere den Umfang des Metallrohrs (1) umgebende Umfangssegmente (6) aufweist, die jeweils einen Umfangssektor des Metallrohrs (1) umgeben.Establishment according to Claim 9 , characterized in that at least one circumferential electrode (5) is designed as a segmented electrode which has several circumferential segments (6) surrounding the circumference of the metal tube (1), each of which surrounds a circumferential sector of the metal tube (1). Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (3, 5, 13) eine Kontaktfläche (8) zur galvanischen Kontaktierung des Metallrohrs (1) aufweist, die oberflächenstrukturiert ausgebildet ist.Establishment according to Claim 9 or 10 , characterized in that at least one electrode (3, 5, 13) has a contact surface (8) for galvanic contacting of the metal tube (1), which is surface-structured. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (3, 5, 13) als flüssigkeitsgekühlte Elektrode ausgebildet ist.Setup according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that at least one electrode (3, 5, 13) is designed as a liquid-cooled electrode.
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