DE102021109672A1 - Device for the heat treatment of metallic workpieces - Google Patents

Device for the heat treatment of metallic workpieces Download PDF

Info

Publication number
DE102021109672A1
DE102021109672A1 DE102021109672.3A DE102021109672A DE102021109672A1 DE 102021109672 A1 DE102021109672 A1 DE 102021109672A1 DE 102021109672 A DE102021109672 A DE 102021109672A DE 102021109672 A1 DE102021109672 A1 DE 102021109672A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
workpieces
hardening
heating
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021109672.3A
Other languages
German (de)
Inventor
wird später genannt Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Transmission Technologies GmbH
Original Assignee
Aerospace Transmission Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Transmission Technologies GmbH filed Critical Aerospace Transmission Technologies GmbH
Priority to DE102021109672.3A priority Critical patent/DE102021109672A1/en
Publication of DE102021109672A1 publication Critical patent/DE102021109672A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0056Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • C21D11/005Process control or regulation for heat treatments for cooling

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten, wobei die Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Erwärmen (TK) von Werkstücken (WP) umfasst, wobei die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel zum Härten (PQ) von Werkstücken umfasst, wobei das zumindest eine Mittel zum Erwärmen (TK) von Werkstücken (WP) als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist und wenigstens eine Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) umfasst, wobei der Durchlaufofen wenigstens eine weitere Kammer (C2) umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen (C3) erwärmten Werkstücke (WP) vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen (C3) verbindbar bzw. verbunden ist.A device for the heat treatment of metal workpieces, in particular transmission components, is proposed, the device comprising at least one means for heating (TK) workpieces (WP), the device further comprising at least one means for hardening (PQ) workpieces, the at least a means for heating (TK) of workpieces (WP) is designed as a continuous furnace with a continuous direction and comprises at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP), wherein the continuous furnace comprises at least one further chamber (C2), wherein the at least a further chamber (C2) is present as a heatable chamber for keeping workpieces (WP) heated in the at least one heating chamber (C3) warm, wherein the at least one further chamber (C2) can be connected to the at least one heating chamber (C3). or is connected.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken.The invention relates to a device for the heat treatment of metallic workpieces.

Die Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken ist aus dem Stand der Technik bekannt. Das bekannte Grundprinzip der Wärmebehandlung sieht vor, dass metallische Werkstücke erwärmt und im Anschluss daran gehärtet werden.The heat treatment of metallic workpieces is known from the prior art. The well-known basic principle of heat treatment is that metallic workpieces are heated and then hardened.

Es ist insbesondere bei der Wärmebehandlung zahlreicher Werkstücke, beispielsweise bei einer Serienfertigung, etc. von großem Interesse, eine gleichbleibende Qualität der wärmebehandelten Werkstücke, mithin eine hohe Reproduktionsgenauigkeit zu erhalten.It is of great interest, particularly in the heat treatment of numerous workpieces, for example in series production, etc., to obtain a consistent quality of the heat-treated workpieces, and consequently a high degree of reproduction accuracy.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen, durch welche im Rahmen einer prozesstechnisch vorteilhaft abwickelbaren Wärmebehandlung hinsichtlich des Gefügeaufbaus und der Geometrie entsprechend wärmebehandelter Werkstücke eine hohe Reproduktionsgenauigkeit sichergestellt werden kann.The invention is therefore based on the object of creating solutions by means of which a high level of reproduction accuracy can be ensured within the framework of a heat treatment that can be carried out advantageously in terms of the process technology with regard to the microstructure and the geometry of correspondingly heat-treated workpieces.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten, wobei die Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Erwärmen von Werkstücken umfasst, wobei die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel zum Härten von Werkstücken umfasst, wobei das zumindest eine Mittel zum Erwärmen von Werkstücken als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist und wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken umfasst, wobei der Durchlaufofen wenigstens eine weitere Kammer umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen erwärmten Werkstücke vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen verbindbar bzw. verbunden ist.This object is achieved according to a first aspect of the present invention by a device for the heat treatment of metallic workpieces, in particular transmission components, wherein the device comprises at least one means for heating workpieces, wherein the device further comprises at least one means for hardening workpieces, wherein the at least one means for heating workpieces is designed as a continuous furnace with a direction of flow and comprises at least one chamber for heating workpieces, the continuous furnace comprising at least one further chamber, the at least one further chamber being a heatable chamber for keeping warm in the at least one chamber workpieces heated for heating is present, wherein the at least one further chamber can be connected or is connected to the at least one chamber for heating.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, Temperaturprofile erwärmter Werkstücke zu kontrollieren und zu erhalten und Werkstücke insbesondere mit kontrollierten Temperaturen nach dem Erwärmen zu Härten. Insofern können die Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens aufeinander abgestimmt werden, wodurch eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke und damit eine hohe Reproduktionsgenauigkeit erreichbar sein können.The device according to the invention makes it possible to control and maintain temperature profiles of heated workpieces and, in particular, to harden workpieces with controlled temperatures after heating. In this respect, the sequential steps of heating and hardening can be coordinated with one another, as a result of which a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces and thus high reproduction accuracy can be achieved.

Die wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kann auch als Heizzone bzw. Heizabschnitt oder dergleichen aufgefasst werden, die in dem Durchlaufofen vorhanden ist. Die wenigstens eine weitere Kammer zum Warmhalten von Werkstücken kann auch als Ausgangsabschnitt bzw. Ausgangskammer oder dergleichen aufgefasst werden.The at least one chamber for heating workpieces can also be understood as a heating zone or heating section or the like, which is present in the continuous furnace. The at least one further chamber for keeping workpieces warm can also be understood as an exit section or exit chamber or the like.

Somit umfasst der Durchlaufofen erfindungsgemäß einen Heizabschnitt und einen davon abtrennbaren Ausgangsabschnitt. Wesentlich ist, dass der Ausgangsabschnitt als beheizbarer Ausgangsabschnitt, insbesondere kammerartiger Ausgangsabschnitt vorhanden ist.Thus, according to the invention, the continuous furnace comprises a heating section and an exit section that can be separated therefrom. It is essential that the exit section is present as a heatable exit section, in particular as a chamber-like exit section.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine weitere Kammer mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen lösbar verbindbar bzw. verbunden ist.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the at least one further chamber can be detachably connected or is connected to the at least one chamber for heating.

Es kann somit ein einfacher Wechsel bzw. Austausch der wenigstens einen weiteren Kammer bzw. der Kammer zum Erwärmen erfolgen.It is thus possible to easily change or exchange the at least one further chamber or the chamber for heating.

Vorteilhaft kann auch sein, dass das Mittel zum Erwärmen als modulares Mittel zum Erwärmen vorhanden ist.It can also be advantageous that the means for heating is present as a modular means for heating.

Module können Kammern sein, die zum Erwärmen von Werkstücken vorhanden sind sowie Kammern, die zum Warmhalten von Werkstücken sind. Module können auch Kammern zum Einbringen von Werkstücken sein. Module können zudem Kammern zum Ausbringen von Werkstücken sein. Module können auch Kombinationen der vorstehenden Aufzählungen sein.Modules can be chambers that are present for heating workpieces and chambers that are for keeping workpieces warm. Modules can also be chambers for inserting workpieces. Modules can also be chambers for removing workpieces. Modules can also be combinations of the above lists.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine weitere Kammer von der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken mittels wenigstens eines Abschottmittels abschottbar ist.In a further advantageous development of the invention, it can be provided that the at least one further chamber can be sealed off from the at least one chamber for heating workpieces by means of at least one sealing means.

Ein Abschottmittel kann z.B. als Türe oder dergleichen vorhanden sein.A means of sealing off can be present, for example, in the form of a door or the like.

Auf diese Weise können in den verschiedenen Kammer verschiedene Zustände erzeugbar sind bzw. erzeugt werden. Solche Zustände können beispielsweise Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, etc. sein.In this way, different states can be generated or are generated in the different chambers. Such states can be, for example, pressure, temperature, humidity, etc.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann möglich sein, dass Abschottung bzw. Abschottbarkeit reversibel erfolgbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it may be possible for isolation or isolation to be achieved reversibly.

Die Erfindung kann auch vorsehen, dass zumindest die wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken und/oder die wenigstens eine weitere Kammer mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist bzw. sind. So kann eine Erwärmung von Werkstücken im Vakuum erfolgen.The invention can also provide that at least the at least one chamber for heating men of workpieces and / or at least one other chamber can be acted upon with a negative pressure or are. In this way, workpieces can be heated in a vacuum.

In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Steuervorrichtung umfasst ist, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Temperaturen in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind.In a further very advantageous embodiment, it can be provided that at least one control device is included, the at least one control device being configured such that temperatures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically.

Auf diese Weise kann ermöglicht werden, Temperaturprofile erwärmter Werkstücke noch mehr zu kontrollieren und damit verbesserte Werkstücke mit kontrollierten Temperaturen nach dem Erwärmen einer Härtung unterziehen zu können. Insofern können die Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens verbessert aufeinander abgestimmt werden, wodurch eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke und damit eine hohe Reproduktionsgenauigkeit erreichbar sein können.In this way it can be made possible to control temperature profiles of heated workpieces even more and thus to be able to subject improved workpieces with controlled temperatures to post-heating curing. In this respect, the sequential steps of heating and hardening can be better coordinated with one another, as a result of which a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces and thus high reproduction accuracy can be achieved.

Um Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens zusätzlich verbessert aufeinander abstimmen zu können und eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke, mithin erhöhte Reproduktionsgenauigkeit erreichen zu können, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zumindest eine Steuervorrichtung ferner derart ausgestaltet ist, dass das wenigstens eine Abschottmittel zum Abschotten der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken gegenüber der wenigstens einen weiteren Kammer vorzugsweise in Abhängigkeit der kammerspezifischen Regelung der Temperaturen regelbar ist.In order to be able to coordinate the sequential steps of heating and hardening in an improved manner and to be able to achieve a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces, and thus increased reproduction accuracy, it can be provided in an advantageous development of the invention that the at least one control device is also configured in such a way that the at least one sealing means for sealing off the at least one chamber for heating workpieces from the at least one further chamber can be regulated, preferably as a function of the chamber-specific regulation of the temperatures.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Unterdrücke in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind.In a further advantageous development of the invention, it can be provided that the at least one control device is designed in such a way that negative pressures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically.

Es kann dadurch ermöglicht werden, kammerspezifische Umgebungsbedingungen zu schaffen. Dadurch kann auch möglich sein, Werkstücke innerhalb des Durchlaufofens unterschiedlichen Bedingungen auszusetzen, wobei diese Bedingungen in kontrollierter Form erfolgen. Dadurch kann eine hohe Reproduktionsgenauigkeit resultieren.This can make it possible to create chamber-specific environmental conditions. This can also make it possible to expose workpieces to different conditions within the continuous furnace, with these conditions taking place in a controlled manner. This can result in high reproduction accuracy.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass zumindest eine Steuervorrichtung umfasst ist, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Temperaturen in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind und dass das wenigstens eine Abschottmittel zum Abschotten der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken gegenüber der wenigstens einen weiteren Kammer vorzugsweise in Abhängigkeit der kammerspezifischen Regelung der Temperaturen regelbar ist und dass Unterdrücke in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind.In a further advantageous development of the invention, it can also be provided that at least one control device is included, with the at least one control device being designed in such a way that temperatures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated in a chamber-specific manner and that the at least one partitioning means for sealing off the at least one chamber for heating workpieces from the at least one additional chamber can be regulated, preferably depending on the chamber-specific control of the temperatures, and that negative pressures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically.

Es kann dadurch ermöglicht werden, kammerspezifische Umgebungsbedingungen zu schaffen. Dadurch kann auch möglich sein, Werkstücke innerhalb des Durchlaufofens unterschiedlichen Bedingungen auszusetzen, wobei diese Bedingungen in kontrollierter Form erfolgen. Dadurch kann eine hohe Reproduktionsgenauigkeit resultieren.This can make it possible to create chamber-specific environmental conditions. This can also make it possible to expose workpieces to different conditions within the continuous furnace, with these conditions taking place in a controlled manner. This can result in high reproduction accuracy.

Eine überdies vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass das Mittel zum Erwärmen und das Mittel zum Härten in einem umschlossenen Raum angeordnet sind, wobei der Raum zumindest einen Ausgangsbereich zum Ausgeben fertig wärmebehandelter Werkstücke umfasst und wobei der Raum ferner zumindest einen Ausschleusebereich umfasst, der von dem zumindest einen Ausgangsbereich verschieden ist, wobei Werkstücke aus dem Raum zu messtechnischen Untersuchungen aus- und einführbar sind.A further advantageous embodiment of the invention can provide that the means for heating and the means for hardening are arranged in an enclosed space, the space comprising at least one exit area for outputting finished heat-treated workpieces and the space also comprising at least one discharge area, which is is different from the at least one exit area, wherein workpieces can be removed and inserted from the room for metrological investigations.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der umschlossene Raum Wände umfasst. Vorzugsweise umfasst der umschlossene Raum vier Wände. Ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die vier Wände rechteckartig angeordnet sind. Der umschlossene Raum weist somit zwei Längsseiten und zwei Breitseiten auf.It is provided in particular that the enclosed space includes walls. Preferably the enclosed space comprises four walls. In a very particularly preferred manner, it can be provided that the four walls are arranged in the manner of a rectangle. The enclosed space thus has two long sides and two broad sides.

Um die Qualität von Werkstücken zu prüfen, insbesondere nach Erwärmen und Presshärten und vorzugsweise nach dem Waschen und vor Anlassen der Werkstücke, ist eine derartige Ausschleusbarkeit von Werkstücken aus einem Raum besonders vorteilhaft.In order to check the quality of workpieces, in particular after heating and press-hardening and preferably after washing and before tempering the workpieces, such an ability to eject workpieces from a room is particularly advantageous.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der Durchlaufofen als Vakuum-Durchlaufofen ausgebildet ist, wobei zumindest in der ersten Kammer und/oder in der zweiten Kammer und/oder in der zumindest einen weiteren Kammer ein Unterdruck anlegbar ist, wobei der Unterdruck vorzugsweise kammerspezifisch regelbar ist.A further advantageous embodiment of the invention can provide that the continuous furnace is designed as a vacuum continuous furnace, with a negative pressure being able to be applied at least in the first chamber and/or in the second chamber and/or in the at least one further chamber, with the negative pressure being preferred can be regulated chamber-specifically.

Vorgesehen kann im Rahmen der Erfindung sein, dass wenigstens ein Mittel zur Unterbrechung einer Kommunikation, insbesondere zum Verschließen wenigstens eines Abschnitts zwischen der zumindest ersten Kammer und der zumindest zweiten Kammer und/oder zwischen der zumindest ersten Kammer und der zumindest einen weiteren Kammer und/oder zwischen der zumindest einen weiteren Kammer und der zweiten Kammer vorhanden ist.It can be provided within the scope of the invention that at least one means for interrupting a communication, in particular for closing at least one section between the at least first chamber and the at least second chamber and/or between the at least first chamber and the at least one further chamber and/or is present between the at least one further chamber and the second chamber.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass wenigstens ein Mittel zum Einstellen zumindest einer Temperatur des Durchlaufofens, insbesondere eine Steuereinheit vorhanden ist, mittels dem bzw. der Temperaturen kammerspezifisch individuell, vorzugsweise in der zumindest ersten Kammer und in der zumindest zweiten Kammer individuell einstellbar sind.
dass der Durchlaufofen wenigstens einen Reaktionsraum zur Erwärmung von Werkstücken und einen an den Reaktionsraum in einer Durchlaufrichtung nachfolgend angeordneten Warmhalteraum zum Warmhalten erwärmter Werkstücke umfasst.
A particularly advantageous embodiment of the invention can provide that there is at least one means for setting at least one temperature of the continuous furnace, in particular a control unit, by means of which the temperatures can be set individually for a specific chamber, preferably in the at least first chamber and in the at least second chamber are.
that the continuous furnace comprises at least one reaction chamber for heating workpieces and a holding chamber arranged downstream of the reaction chamber in a throughput direction for holding heated workpieces.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Werkstücke in das zumindest eine Mittel zum Härten von Werkstücken einbringbar und mittels Fluid, vorzugsweise Öl, abschreckbar sind.In a development of the invention, it can be provided that workpieces can be introduced into the at least one means for hardening workpieces and can be quenched by means of fluid, preferably oil.

In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung kann möglich sein, dass Werkstücke in das zumindest eine Mittel zum Härten von Werkstücken einbringbar und mittels Gas abschreckbar sind.In an alternative development of the invention, it can be possible for workpieces to be introduced into the at least one means for hardening workpieces and quenched by means of gas.

In vorteilhafterweise kann die Erfindung vorsehen, dass zumindest eine Handhabungseinrichtung umfasst ist, mittels der Werkstücke aus dem Durchlaufofen, vorzugsweise aus der zumindest zweiten Kammer oder von einer der zumindest zweiten Kammer nachgeordneten Ablageeinrichtung in das zumindest eine Mittel zum Härten von Werkstücken überführbar sind.The invention can advantageously provide that at least one handling device is included, by means of which workpieces can be transferred from the continuous furnace, preferably from the at least second chamber or from a storage device downstream of the at least second chamber, into the at least one means for hardening workpieces.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Presshärteanlage, bei welcher das eingangs genannte Mittel zum Erwärmen der Werkstücke als Härteofen ausgeführt ist, zum Aufheizen eines Werkstücks auf eine definierte Zieltemperatur. Diese Presshärteanlage umfasst eine Härtepresse, zur Bewerkstelligung einer Abschreckprozedur unter Spannung des Werkstücks sowie auch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Presshärteanlage.Furthermore, the invention also relates to a press hardening system, in which the means for heating the workpieces mentioned at the outset is designed as a hardening furnace for heating a workpiece to a defined target temperature. This press-hardening system includes a hardening press for carrying out a quenching procedure while the workpiece is under tension, as well as a control device for controlling the press-hardening system.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe auch durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten, gelöst, wobei:

  • - die Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Erwärmen von Werkstücken umfasst,
  • - die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel zum Härten von Werkstücken umfasst,
  • - das zumindest eine Mittel zum Erwärmen von Werkstücken als Durchlaufofen ausgebildet ist, durch welchen die Werkstücke in einer Durchlaufrichtung hindurchförderbar sind,
  • - der Durchlaufofen einen Eingangsabschnitt, einen Heizabschnitt und einen Ausgangsabschnitt aufweist,
  • - die Werkstücke über eine erste Öffnungseinrichtung in den Eingangsabschnitt einbringbar sind,
  • - die Werkstücke über eine zweite Öffnungseinrichtung aus dem Ausgangsabschnitt ausbringbar sind,
  • - der Ausgangsabschnitt eine Ausgabekammer umfasst und
  • - die Ausgabekammer gegenüber dem Heizabschnitt und dem Mittel zum Härten des Werkstückes gesteuert verschließbar ist.
According to a further aspect of the invention, the object is also achieved by providing a device for the heat treatment of metal workpieces, in particular transmission components, wherein:
  • - the device comprises at least one means for heating workpieces,
  • - the device further comprises at least one means for hardening workpieces,
  • - the at least one means for heating workpieces is designed as a continuous furnace through which the workpieces can be conveyed in a direction of flow,
  • - the continuous furnace has an input section, a heating section and an output section,
  • - the workpieces can be introduced into the entry section via a first opening device,
  • - the workpieces can be removed from the exit section via a second opening device,
  • - the exit section comprises a delivery chamber and
  • - the output chamber can be closed in a controlled manner in relation to the heating section and the means for hardening the workpiece.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Übergabe der Werkstücke in die Abschreckeinrichtung von der Einbringung der Werkstücke in den Ofen und der ofeninternen Übergabe der Werkstücke in den Ausgangsabschnitt zeitlich zu entkoppeln und auf das Öffnen der zweiten Öffnungseinrichtung abzustimmen. Zudem fungiert der Ofen als Transportsystem durch welches die Erwärmung der Bauteile im Rahmen ihrer Verbringung zu dem Eingangsbereich des Abschreckmittels bewerkstelligt wird. Hierdurch ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise ein örtlicher Versatz einer für die Werkstückeinbringung herangezogenen dem Ofen vorgelagerten Kaltzone von einer dem Mittel zum Härten zugewandten Warmzone. Hierdurch ergibt sich eine Streckung einer unter Einschluss der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebildeten Gesamtanlage.This advantageously makes it possible to decouple the transfer of the workpieces into the quenching device from the introduction of the workpieces into the furnace and the furnace-internal transfer of the workpieces into the exit section and to coordinate them with the opening of the second opening device. In addition, the furnace acts as a transport system through which the components are heated as part of their transport to the entry area of the quenching agent. In a particularly advantageous manner, this results in a local offset of a cold zone in front of the furnace, which is used for the introduction of the workpiece, from a hot zone facing the means for hardening. This results in an elongation of an overall system formed including the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es somit, die Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens aufeinander abzustimmen, wodurch eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke und damit eine hohe Reproduktionsgenauigkeit erreichbar sein können.The device according to the invention thus makes it possible to coordinate the sequential steps of heating and hardening with one another, as a result of which a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces and thus high reproduction accuracy can be achieved.

Der Durchlaufofen ist vorzugsweise derart gestaltet, dass dieser zumindest eine Eingangskammer umfasst, die den Eingangsabschnitt bildet. Die Eingangskammer und die Ausgabekammer sind miteinander durch einen durch den Heizabschnitt hindurch verlaufenden Werkstücktransportweg gekoppelt.The continuous furnace is preferably designed in such a way that it comprises at least one entry chamber, which forms the entry section. The input chamber and the output chamber are coupled to each other by a workpiece transport path passing through the heating section.

Die Förderung der Werkstücke durch den Durchlaufofen erfolgt vorzugsweise in Verbindung mit Werkstückträgern. Die Werkstücke sind vorzugsweise in Verbindung mit einem zugeordneten Werkstückträger in die Eingangskammer durch die erste Öffnungseinrichtung einbringbar. Die Förderung der Werkstücke auf dem Werkstücktransportweg erfolgt vorzugsweise durch eine Transportmechanik. Diese Transportmechanik kann derart gestaltet sein, dass diese die Werkstücke in Verbindung mit den Werkstückträgern fördert. Die Werkstücke sind durch die zweite Öffnungseinrichtung aus der Ausgabekammer ausbringbar. Die Werkstückträger werden vorzugsweise zum Eingangsabschnitt zurück gefördert. Der Heizabschnitt ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass in diesem Heizabschnitt mehrere Werkstücke in abfolgenden Stationen angeordnet werden können. Die Werkstücke können durch sukzessives Nachrücken der Werkstückträger durch den Heizabschnitt hindurch gefördert werden.The workpieces are preferably conveyed through the continuous furnace in connection with workpiece carriers. The workpieces can be brought into the input chamber through the first opening device, preferably in conjunction with an associated workpiece carrier. The workpieces are preferably conveyed on the workpiece transport path by a transport mechanism. This transport mechanism can be designed in such a way that it conveys the workpieces in connection with the workpiece carriers. The workpieces can be removed from the output chamber through the second opening device. The workpiece carriers are preferably conveyed back to the input section. The heating section is preferably dimensioned in such a way that a number of workpieces can be arranged in successive stations in this heating section. The workpieces can be conveyed through the heating section by successively advancing the workpiece carriers.

Die Eingangskammer und die Ausgangskammer sind vorzugsweise derart gestaltet, dass diese jeweils nur ein Werkstück oder einen Werkstückträger mit einem oder mehreren darauf angeordneten Werkstücken aufnehmen. Die Werkstückträger können insbesondere aus einem keramischen oder warmfesten metallischen Werkstoff gefertigt sein. Die Werkstoffträger werden nach ihrem Ausgang aus der Ausgabekammer automatisiert gehandhabt. Im Rahmen dieser Handhabung erfolgt eine Reinigung derselben in Form einer Abblasung, Bebürstung und/oder Waschung. Es ist möglich die Werkstückträger in temperiertem Zustand zum Eingangsberiech des Durchlaufofens zurückzufördern und das Einbringen der Werkstücke oder des Werkstücks in den Durchlaufofen in Verbindung mit einem definiert vorgewärmten Werkstückträger zu bewerkstelligen.The input chamber and the output chamber are preferably designed in such a way that they each receive only one workpiece or a workpiece carrier with one or more workpieces arranged on it. The workpiece carriers can in particular be made of a ceramic or heat-resistant metallic material. The material carriers are handled automatically after they leave the output chamber. As part of this handling, they are cleaned in the form of blowing off, brushing and/or washing. It is possible to convey the workpiece carriers back to the input area of the continuous furnace in a temperature-controlled state and to bring the workpieces or the workpiece into the continuous furnace in connection with a workpiece carrier that has been preheated in a defined manner.

Vorzugsweise ist wenigstens eine weitere Kammer vorgesehen. Diese weitere Kammer bildet vorzugsweise den Heizabschnitt. Die Kommunikation der weiteren Kammer mit der Eingabekammer und/oder mit der Ausgabekammer ist schaltbar herstellbar und unterbrechbar. Hierzu sind vorzugsweise Türen, Klappen oder Schieberstrukturen vorgesehen, welche den Heizabschnitt schaltbar von der in Werkstücktransportrichtung vorgelagerten Eingabekammer und der in Werkstücktransportrichtung nachgelagerten Ausgabekammer schaltbar abtrennen.At least one further chamber is preferably provided. This further chamber preferably forms the heating section. The communication of the further chamber with the input chamber and/or with the output chamber can be established and interrupted in a switchable manner. For this purpose, doors, flaps or slide structures are preferably provided, which switchably separate the heating section from the input chamber upstream in the workpiece transport direction and the output chamber downstream in the workpiece transport direction.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Durchlaufofen vorzugsweise als Vakuum-Durchlaufofen ausgebildet, wobei zumindest in der Eingabekammer und/oder in der Ausgabekammer und/oder in der zumindest einen weiteren Kammer ein Unterdruck anlegbar ist, wobei der Unterdruck vorzugsweise kammerspezifisch regelbar ist.According to a particular aspect of the present invention, the continuous furnace is preferably designed as a vacuum continuous furnace, with a negative pressure being able to be applied at least in the input chamber and/or in the output chamber and/or in the at least one further chamber, with the negative pressure preferably being able to be regulated in a chamber-specific manner.

In vorteilhafter Weise ist wenigstens ein Mittel zur Unterbrechung einer Kommunikation, insbesondere zum Verschließen wenigstens eines Abschnitts zwischen der Eingabekammer und Ausgabekammer und/oder zwischen der Eingabekammer und der zumindest einen weiteren Kammer und/oder zwischen der zumindest einen weiteren Kammer und der Ausgabekammer vorgesehen. Dieses Mittel zur Unterbrechung der Kommunikation kann insbesondere als Klappe, Türe, Schieber oder Schottwand ausgebildet sein, die selektiv in eine Freigabestellung und in eine Schließstellung bringbar ist. Der Stellungswechsel dieses Mittels kann in vorteilhafter Weise durch elektronisch angesteuerte Stellmittel bewerkstelligt werden.Advantageously, at least one means is provided for interrupting communication, in particular for closing at least one section between the input chamber and output chamber and/or between the input chamber and the at least one additional chamber and/or between the at least one additional chamber and the output chamber. This means for interrupting the communication can be designed in particular as a flap, door, slider or bulkhead that can be brought selectively into a release position and into a closed position. The position of this means can be changed in an advantageous manner by electronically controlled actuating means.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise wenigstens ein Mittel zum Einstellen zumindest einer Temperatur des Durchlaufofens, insbesondere eine Steuereinheit vorgesehen, mittels dem bzw. der Temperaturen kammerspezifisch individuell, vorzugsweise in der Eingabekammer und in der Ausgabekammer individuell einstellbar sind. So können kontrollierte Temperaturbedingungen geschaffen werden, denen Werkstücke ausgesetzt werden können. Dies kann einen wesentlichen Beitrag zu einer hohen Reproduzierbarkeit leisten.According to a further aspect of the present invention, at least one means for setting at least one temperature of the continuous furnace, in particular a control unit, is preferably provided, by means of which the temperatures can be individually set chamber-specifically, preferably in the input chamber and in the output chamber. This allows controlled temperature conditions to be created to which workpieces can be exposed. This can make a significant contribution to high reproducibility.

Die Ausgabekammer kann in vorteilhafter Weise mit einer Heizeinrichtung versehen sein. Diese Heizeinrichtung wird vorzugsweise über eine Steuer- oder Regeleinrichtung betrieben. Die Ausgabekammer kann in vorteilhafter Weise derart gesteuert oder geregelt betrieben werden, dass diese ein vorzugsweise temperaturgeführtes Warmhalten des darin befindlichen Werkstücks im Vakuum ermöglicht. Weiterhin kann die Ausgabekammer derart betrieben werden, dass darin ein Warmhalten bei Umgebungsdruck oder vermindertem Vakuum erfolgt. Weiterhin kann der Werkstücktransfer von der Ausgabekammer zur Härtepresse derart abgewickelt werden, dass dieser entweder in atmosphärischer Umgebung oder im Vakuum erfolgt.The dispensing chamber can advantageously be provided with a heating device. This heating device is preferably operated via a control or regulating device. The output chamber can advantageously be operated in a controlled or regulated manner in such a way that it enables the workpiece located therein to be kept warm in a vacuum, preferably temperature-controlled. Furthermore, the dispensing chamber can be operated in such a way that it is kept warm at ambient pressure or reduced vacuum. Furthermore, the workpiece transfer from the output chamber to the hardening press can be handled in such a way that it takes place either in an atmospheric environment or in a vacuum.

Die Ausgabekammer bildet ein Schleusensystem durch welches Werkstücke aus dem Heizabschnitt ausgebracht werden können, ohne dass hierzu das im Heizabschnitt herrschende Vakuum beendet werden muss. Die Ausgabekammer fungiert zudem als Warmhalteabschnitt in welchem die Werkstücke weiterhin auf einem vorgegebenen Temperaturniveau gehalten werden können.The output chamber forms a lock system through which workpieces can be removed from the heating section without the vacuum in the heating section having to be broken for this purpose. The output chamber also functions as a warming section in which the workpieces can continue to be kept at a specified temperature level.

Der Druck in der Ausgabekammer ist vorzugsweise ebenfalls nach Maßgabe einer Steuereinrichtung einstellbar. Die Ausgabekammer ist von dem Heizabschnitt durch eine Schließeinrichtung abtrennbar. Diese Schließeinrichtung und die Öffnungseinrichtung werden zeitlich versetzt betätigt. Im Regelbetrieb ist die Schließeinrichtung geschlossen, sie wird vorzugsweise nur zur Verbringung eines Werkstücks aus dem Heizabschnitt in die Ausgabekammer temporär geöffnet. Die Öffnungseinrichtung ist ebenfalls primär geschlossen und wird nur zur Ausbringung eines Werkstückes aus der Ausbringkammer temporär geöffnet. Die Öffnungseinrichtung wird im Regelbetrieb der Härtevorrichtung nur geöffnet, wenn die Schließeinrichtung geschlossen ist und damit der Innenbereich der Ausgabekammer von dem Innenbereich des Heizabschnitts abgeschottet ist. Im Rahmen der Warmhaltung des Werkstückes in der Ausgabekammer sind die zum Heizabschnitt weisende Schließeinrichtung und die nach außen weisende Öffnungseinrichtung geschlossen. Die zum Heizabschnitt weisende Schließeinrichtung gibt in Offenstellung einen Werkstückdurchgangsweg zwischen dem Heizabschnitt und der Ausgabekammer frei. In Schließstellung versperrt die Schließeinrichtung diesen Werkstückdurchgangsweg. Die Schließeinrichtung dichtet den Heizabschnitt und die Ausgabekammer gegeneinander atmosphärisch ab.The pressure in the dispensing chamber can also preferably be adjusted in accordance with a control device. The output chamber is from the heating section can be separated by a locking device. This closing device and the opening device are actuated at different times. In regular operation, the closing device is closed; it is preferably only temporarily opened to move a workpiece from the heating section into the output chamber. The opening device is also primarily closed and is only opened temporarily for the removal of a workpiece from the removal chamber. During regular operation of the hardening device, the opening device is only opened when the closing device is closed and the interior of the dispensing chamber is thus sealed off from the interior of the heating section. In the course of keeping the workpiece warm in the discharge chamber, the closing device pointing to the heating section and the opening device pointing outward are closed. In the open position, the closing device pointing towards the heating section releases a workpiece passageway between the heating section and the output chamber. In the closed position, the closing device blocks this workpiece passageway. The closure device atmospherically seals the heating section and the dispensing chamber from one another.

Es ist möglich, in der Ausgabekammer möglichst lange einen Unterdruck einzustellen und erst kurz vor dem Öffnen der Öffnungseinrichtung einen Druckausgleich vorzunehmen. Dies ermöglicht es, die Einwirkung etwaiger nicht-inerter Gase auf das Werkstück und dabei insbesondere eine Verzunderung zu vermeiden.It is possible to set a negative pressure in the dispensing chamber for as long as possible and to equalize the pressure only shortly before the opening device is opened. This makes it possible to avoid the action of any non-inert gases on the workpiece and, in particular, avoid scaling.

Das zumindest eine Mittel zum Härten der Werkstücke ist vorzugsweise so gestaltet, dass die in dieses eingebrachten Werkstücke darin mittels eines Fluides, vorzugsweise Öl, abschreckbar sind.The at least one means for hardening the workpieces is preferably designed in such a way that the workpieces introduced into it can be quenched by means of a fluid, preferably oil.

Alternativ zu der oben genannten Maßnahme oder auch in Kombination hiermit kann das zumindest eine Mittel zum Härten der Werkstücke auch so gestaltet sein, dass die in dieses eingebrachten Werkstücke darin mittels eines gasförmigen Mediums abschreckbar sind.As an alternative to the measure mentioned above or also in combination with this, the at least one means for hardening the workpieces can also be designed in such a way that the workpieces introduced into it can be quenched by means of a gaseous medium.

Das Mittel zum Härten ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung als Vorrichtung gestaltet, in welcher das zum Abschrecken des Werkstücks vorgesehene Fluid aktiv zum Werkstück verbracht wird. In der Vorrichtung wird hierbei im Zusammenspiel mit dem Werkstück und einer dieses umhausenden und/oder in dieses eintauchenden Struktur ein Kanalsystem geschaffen und dieses Kanalsystem wird aktiv mit dem Abschreckmedium durchströmt. Die Durchströmung wird derart gesteuert, dass sich ein definierter Wärmemaustrag aus den umspülten Zonen des Werkstücks ergibt. Das Werkstück wird in der Abschreckvorrichtung vorzugsweise gespannt und/oder gestützt. Soweit das Werkstück gespannt wird, erfolgt die Beaufschlagung des Werkstücks in einem Zustand in welchem dieses unter Einbringung von Druckkräften eine Sollgeometrie einnimmt.According to a particular aspect of the present invention, the means for hardening is designed as a device in which the fluid provided for quenching the workpiece is actively brought to the workpiece. In this case, a channel system is created in the device in interaction with the workpiece and a structure enclosing it and/or dipping into it, and the quenching medium actively flows through this channel system. The flow is controlled in such a way that there is a defined heat dissipation from the zones of the workpiece that are flushed. The workpiece is preferably clamped and/or supported in the quenching device. Insofar as the workpiece is clamped, the workpiece is loaded in a state in which it assumes a desired geometry with the introduction of compressive forces.

Die Beaufschlagung mit dem Abschreckmedium kann derart gesteuert erfolgen, dass ein definierter Energieaustrag aus dem Werkstück erfolgt, bei welchem das Werkstück einen definierten thermischen Dehnungszustand einnimmt. In diesem definierten thermischen Zustand kann das Werkstück entlastet werden oder es können insbesondere Dornstrukturen aus dem Werkstück ausgefahren werden. Nach dieser Veränderung der Werkstückfixierung kann der Abschreckprozess in der Abschreckvorrichtung, das auch als Mittel zum Härten bezeichnet werden kann, fortgesetzt werden oder das Werkstück kann bereits in diesem Zustand aus der Härtevorrichtung, die gleichermaßen als Mittel zum Härten bzw. Abschreckvorrichtung bezeichnet werden kann, ausgebracht werden und einer anderweitigen Einrichtung zugeführt werden, in welcher ein weiterer hinsichtlich seiner zeitlichen Charakteristik definierter Wärmeaustrag aus dem Werkstück erfolgt. Das Abschrecken des Werkstücks in gespanntem Zustand kann in Intervallen erfolgen. Diese Intervalle können so abgestimmt werden, dass sich abfolgende Wiederaufheizungen ausgewählter und bereits abgeschreckter Zonen des Werkstücks ergeben. Diese erneut aufgeheizten Zonen können dann erneut mit dem Abschreckmedium beaufschlagt werden.The application of the quenching medium can be controlled in such a way that a defined energy discharge from the workpiece takes place, in which case the workpiece assumes a defined thermal expansion state. In this defined thermal state, the workpiece can be relieved or, in particular, mandrel structures can be moved out of the workpiece. After this change in the workpiece fixing, the quenching process can be continued in the quenching device, which can also be referred to as a means for hardening, or the workpiece can already be removed in this state from the hardening device, which can also be referred to as a means for hardening or quenching device and fed to another device, in which a further heat discharge from the workpiece takes place, which is defined in terms of its temporal characteristics. The workpiece can be quenched in a clamped state at intervals. These intervals can be tailored to provide sequential reheating of selected and already quenched zones of the workpiece. The quenching medium can then be applied again to these reheated zones.

Es können zeitlich abfolgend oder für unterschiedliche Werkstückzonen abgestimmt unterschiedliche Abschreckmedien aktiv auf das Werkstück geführt werden. So ist es möglich, im Rahmen eines ersten Abschreckschrittes ein reaktives Abschreckmedium auf das Werkstück zu führen, durch welches ein Oxydabtrag oder eine schichtbildende Reaktion mit dem Werkstück erfolgt. In einem nachfolgenden Schritt kann dann ein hinsichtlich seiner Zusammensetzung abweichendes Abschreck- oder Reaktionsmedium auf das Werkstück geführt werden.Different quenching media can be actively applied to the workpiece in chronological sequence or coordinated for different workpiece zones. It is thus possible, as part of a first quenching step, to apply a reactive quenching medium to the workpiece, which causes oxide removal or a layer-forming reaction with the workpiece. In a subsequent step, a quenching or reaction medium that differs in terms of its composition can then be applied to the workpiece.

Die Abschreckvorrichtung ist so gestaltet, dass in dieser Einzelwerkstücke oder Werkstückgruppen einer Abschreckbehandlung unterzogen werden. Die Werkstücke oder das Werkstück werden in der Abschreckvorrichtung in einer definierten Position gehalten. Diese Position kann durch Aufnahmestrukturen und/oder durch das Einsetzen des Werkstücks in die Abschreckvorrichtung determiniert werden.The quenching device is designed in such a way that individual workpieces or groups of workpieces are subjected to a quenching treatment. The workpieces or the workpiece are held in a defined position in the quenching device. This position can be determined by receiving structures and/or by inserting the workpiece into the quenching device.

Es ist möglich, neben der automatisierten Einbringung der Werkstücke in die Abschreckvorrichtung auch etwaige in die Vorrichtung einzusetzende Matrizen, Fixturen, Dorne, Umhausungsglocken oder Ventileinrichtungen ebenfalls automatisiert in die Abschreckvorrichtung einzusetzen. Die automatisierte Bestückung der Abschreckvorrichtung mit diesen Hilfseinrichtungen und die automatisierte Verbringung des Werkstücks in die Abschreckvorrichtung ermöglicht die Abwicklung der Wärmebehandlung eines Einzelwerkstücks unter Sicherstellung eines geforderten Gefügeaufbaus.In addition to the automated introduction of the workpieces into the quenching device, it is also possible to insert any workpieces into the device ing matrices, fixtures, mandrels, housing bells or valve devices can also be automatically inserted into the quenching device. The automated equipping of the quenching device with these auxiliary devices and the automated transfer of the workpiece into the quenching device enables the heat treatment of an individual workpiece to be carried out while ensuring the required microstructure.

Das System, also die erfindungsgemäße Vorrichtung umfassend Mittel zum Härten und Mittel zum Erwärmen von Werkstücken, eignet sich damit für die Behandlung unterschiedlicher Werksstücke in unterschiedlicher Losmenge einschließlich der Losmenge 1 in zeitlicher Abfolge. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch besonders hohe Flexibilität hinsichtlich zu behandelnder Werkstückzahlen und Werkstückgeometrien ermöglichen.The system, ie the device according to the invention, comprising means for hardening and means for heating workpieces, is therefore suitable for the treatment of different workpieces in different batches, including batch 1 in a chronological sequence. The device according to the invention can thus also enable a particularly high degree of flexibility with regard to the number of workpieces to be treated and workpiece geometries.

Die Abschreckvorrichtung ist insbesondere als Härtepresse gestaltet. Die zum Aufbau der Pressspannung vorgesehenen Stempel werden vorzugsweise in vertikaler Richtung bewegt. Das Werkstück befindet sich während des Abschreckprozesses vorzugsweise auf oder über dem Niveau in dem es den Heizabschnitt des Durchlaufofens durchlaufen hat oder in dem es aus der Ausgabekammer abgegriffen wurde. Es wird damit das Abschreckmedium zum fixierten Werkstück verbracht und nicht das Werkstück zum Abschreckmedium.The quenching device is designed in particular as a hardening press. The stamps provided for building up the pressing stress are preferably moved in the vertical direction. During the quenching process, the workpiece is preferably at or above the level at which it passed through the heating section of the continuous furnace or at which it was tapped from the discharge chamber. The quenching medium is thus brought to the fixed workpiece and not the workpiece to the quenching medium.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst vorzugsweise weiterhin zumindest eine Handhabungseinrichtung, mittels der Werkstücke aus dem Durchlaufofen, vorzugsweise aus der Ausgabekammer oder von einer der Ausgabekammer nachgeordneten Ablageeinrichtung in das zumindest eine Mittel zum Härten von Werkstücken überführbar sind.The device according to the invention preferably also comprises at least one handling device, by means of which workpieces can be transferred from the continuous furnace, preferably from the output chamber or from a storage device downstream of the output chamber, into the at least one means for hardening workpieces.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet einen Bestandteil einer Baugruppe, die als Härtezelle fungiert. Die Härtezelle ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass diese jene Prozessschritte abdeckt, die zum Härten der Bauteile notwendig sind.The device according to the invention forms part of an assembly which functions as a hardening cell. The hardening cell is preferably constructed in such a way that it covers those process steps that are necessary for hardening the components.

Diese Prozessschritte des Härtens sind das Austenitisieren, das Abschrecken (vorzugsweise in Öl), das Waschen, Tieffrieren und Anlassen. Die Kombination aus Austenitisieren im Vakuum und Abschrecken in Öl wird innerhalb der Härtezelle unter Einbindung einer als Warmhaltekammer fungierenden Schleuse, die als Ausgabekammer aufgefasst und bezeichnet werden kann, eines Handhabungssystems und einer Härtepresse bewerkstelligt.These hardening process steps are austenitizing, quenching (preferably in oil), washing, deep freezing and tempering. The combination of austenitizing in vacuum and quenching in oil is accomplished within the hardening cell with the integration of an airlock acting as a holding chamber, which can be understood and referred to as a discharge chamber, a handling system and a hardening press.

Das Austenisitsieren erfolgt durch Erhitzen und Halten im Vakuum. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass der Prozess unter verminderter Partikelfreisetzung erfolgt und die Werkstückoberfläche in vermindertem Maße Reaktionsereignissen ausgesetzt ist. Die Erwärmung der Werkstücke erfolgt im Wege der Hindurchführung durch einen als Durchlaufofen gestalteten Ofen, der sich zwischen zwei Schleuseneinrichtung befindet. Die Werkstücke werden also von einem Eingangsschleusenbereich durch den Ofen entlang einer Durchlaufrichtung zu einem Ausgangsschleusenbereich transportiert. Die Öffnung der Schleuseneinrichtungen zum Ofeninneren hin erfolgt erst nach hinreichender Druckabsenkung in der jeweiligen Schleusenkammer.Austenitizing is done by heating and holding in a vacuum. In this way, it is achieved in an advantageous manner that the process takes place with reduced release of particles and the workpiece surface is exposed to a reduced extent to reaction events. The workpieces are heated by passing them through a furnace designed as a continuous furnace, which is located between two lock devices. The workpieces are thus transported from an entry lock area through the furnace along a flow direction to an exit lock area. The opening of the sluice devices towards the inside of the furnace takes place only after a sufficient reduction in pressure in the respective sluice chamber.

Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, Einzelteile oder Kleinstlose effizient in enger zeitlicher Abfolge einer Härtebehandlung zu unterziehen. Durch die erfindungsgemäße Prozessführung können in vorteilhafter Weise die für die Werkstückverlagerung vom Austenitisierungsofen bis zum Beginn des Abschreckens anfallenden Transferzeiten mit hoher Genauigkeit reproduzierbar eingehalten und auch sehr kurzgehalten werden.The concept according to the invention makes it possible to subject individual parts or very small batches to a hardening treatment efficiently in a short time sequence. Due to the process management according to the invention, the transfer times incurred for moving the workpiece from the austenitizing furnace to the start of quenching can be maintained in a reproducible manner with high accuracy and can also be kept very short.

Nach dem erfindungsgemäßen Konzept kann die den Ausschleusebereich bildende Ausgabekammer am Ende des Ofens, in welcher ein Druckausgleich an den Umgebungsdruck erfolgt als beheizbare Kammer ausgeführt sein, in welcher die Beheizung fortgesetzt werden kann um die im Durchlaufofen erreichte Werkstücktemperatur zu halten oder definiert einzustellen.According to the concept of the invention, the discharge chamber forming the discharge area at the end of the furnace, in which the pressure is equalized to the ambient pressure, can be designed as a heatable chamber in which the heating can be continued in order to maintain the workpiece temperature reached in the continuous furnace or to set it in a defined manner.

Möglich kann auch sein, dass die Ausgabekammer als beheizbare Ausgabekammer ausgestaltet ist, die sowohl bei Atmosphärendruck als auch im Vakuum betreibbar sein kann.It can also be possible that the dispensing chamber is designed as a heatable dispensing chamber that can be operated both at atmospheric pressure and in a vacuum.

Durch das Bereithalten des aufgeheizten Werkstückes in einer vom Vakuumbereich des Durchlaufofens abgeschotteten Ausschleusekammer wird es möglich, den zeitlichen Ablauf des Abschreckprozesses auf den Ausgangszeitpunkt des Werkstücks aus der Ausschleuse- oder Druckangleichskammer abzustimmen. So beginnt der hinsichtlich seines zeitlichen Ablaufs überwachte Abschreckprozess bei Öffnung der Türe der als Druckangleichskammer fungierenden Ausgabekammer.By keeping the heated workpiece ready in a discharge chamber that is sealed off from the vacuum area of the continuous furnace, it is possible to coordinate the timing of the quenching process with the exit time of the workpiece from the discharge or pressure equalization chamber. The quenching process, which is monitored with regard to its timing, begins when the door of the output chamber, which acts as a pressure equalization chamber, is opened.

Der Werkstücktransfer zwischen dem Durchlaufaustenitisierungsofen und der Härtepresse erfolgt gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung automatisiert. Hierdurch kann ein hinsichtlich der Werkstücktransferbahn und der zeitlichen Dynamik des Werkstücktransfers programmtechnisch definierter und reproduzierbarer Werkstücktransfer zwischen dem Durchgangsofen und der Presse sichergestellt werden. Das Öffnen der Klappen, Türen und Schotte und oder Schleusen am Anfang, am Ende und innerhalb des Durchlaufofens erfolgt in Verbindung mit einer Steuereinrichtung. Die Erwärmung der Werkstücke erfolgt derart, dass sich eine definierte zeitliche Erwärmung im Ofen und im Ausgangsbereich also der Ausschleuse- oder Ausgabekammer eine hohe Temperaturstabilität ergibt. Dies kann sich vorteilhaft in besonderem Maße auf eine gleichbleibende Qualität wärmebehandelter Werkstücke auswirken.The workpiece transfer between the continuous austenitizing furnace and the hardening press is automated according to a particular aspect of the present invention. As a result, a program-technically defined and reproducible workpiece transfer between the continuous furnace and the press with regard to the workpiece transfer path and the temporal dynamics of the workpiece transfer can be ensured. The opening of hatches, doors and bulkheads and/or locks at the beginning, at the end and within the passage fens takes place in connection with a control device. The workpieces are heated in such a way that a defined heating over time in the furnace and in the exit area, i.e. the ejection or output chamber, results in high temperature stability. This can have a particularly advantageous effect on the consistent quality of heat-treated workpieces.

Die Abschreckeinrichtung ist vorzugsweise als Ölabschreckeinrichtung, insbesondere in Form einer Dornhärtepresse zur Abschreckung mittels Öl ausgebildet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein kontrolliertes Verzugsverhalten sichergestellt. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme kann auch ein Abschrecken in Gas erfolgen. So kann die erfindungsgemäße Anlage so ausgestaltet werden, dass diese eine Kombination von Vakuumaustenitisieren mit einem Gasabschreckprozess in der Härtepresse ermöglicht.The quenching device is preferably designed as an oil quenching device, in particular in the form of a mandrel hardening press for quenching with oil. This advantageously ensures a controlled distortion behavior. As an alternative to this, or also in combination with this measure, quenching in gas can also take place. Thus, the system according to the invention can be designed in such a way that it enables a combination of vacuum austenitizing with a gas quenching process in the hardening press.

Das Gasabschrecken kann fixturgestützt oder auch ungestützt erfolgen. Insbesondere ist es möglich, in der Härtepresse ein gezieltes Gasabschrecken durch numerisch gesteuerte Düsen vorzunehmen.Gas quenching can be carried out with or without support. In particular, it is possible to carry out targeted gas quenching in the hardening press using numerically controlled nozzles.

Die Spannung des Werkstückes in der Härtepresse erfolgt vorzugsweise, indem das Werkstück in die Presse eingesetzt wird und ein Dorn vorzugsweise von unten in eine noch übergroße Bohrung des Werkstücks eingefahren wird. Von oben kann das Werkstück bzw. Bauteil abgedeckt werden. Beispielsweise kann möglich sein, dass sich von oben eine Haube über das Bauteil senkt. Nachfolgend wird Öl wiederum vorzugsweise von unten durch diese Anordnung gepresst.The workpiece is preferably clamped in the hardening press by inserting the workpiece into the press and driving a mandrel, preferably from below, into an oversized hole in the workpiece. The workpiece or component can be covered from above. For example, it may be possible for a hood to be lowered over the component from above. Subsequently, oil is again preferably pressed through this arrangement from below.

Möglich kann sein, dass der Ölfluss derart gesteuert wird, dass alle Bereiche des Bauteils bzw. Werkstücks trotz unterschiedlicher Dicke gleichmäßig abkühlen. Hierzu kann die Presse in vorteilhafter Weise mehrere, insbesondere zwei unterschiedliche Ölzuflüsse steuern. Die Härtepresse bietet Kanäle die unterschiedliche Fluiddurchsätze ermöglichen und diese Kanäle zur Zufuhr des Abschreckmediums können zeitlich gesteuert individuell geöffnet oder geschlossen werden.It may be possible for the oil flow to be controlled in such a way that all areas of the component or workpiece cool down evenly despite the different thicknesses. For this purpose, the press can advantageously control several, in particular two, different oil inflows. The hardening press offers channels that allow different fluid throughputs and these channels for supplying the quenching medium can be opened or closed individually in a time-controlled manner.

In vorteilhafter Weise kann möglich sein, dass auch der Dorn derart gestaltet ist, dass dieser Ölkanäle umfasst.Advantageously, it can be possible that the mandrel is also designed in such a way that it includes oil channels.

Nach Beendigung des Abschreckprozesses in der Härtepresse können die Werkstücke nach hinreichender Abkühlung aus der Härtepresse ausgebracht und einer vorzugsweise mehrstufigen Waschbehandlung unterzogen werden.After completion of the quenching process in the hardening press, the workpieces can be removed from the hardening press after sufficient cooling and subjected to a preferably multi-stage washing treatment.

Es ist auch möglich, einen ersten Waschschritt noch innerhalb der Härtepresse vorzunehmen, indem durch Kanalumschaltung ein Waschmedium über die Kanäle zur Zufuhr des Abschreckmediums geführt wird. Dieses Waschmedium kann einer Separationsbehandlung unterzogen werden, durch welche abgewaschenes Abschreckmedium abgeschieden wird. Diese innerhalb der Härtepresse vorgenommene Vorreinigung kann auch in Verbindung mit einem gasförmigen Medium bewerkstelligt werden.It is also possible to carry out a first washing step inside the hardening press, in that a washing medium is passed through the channels for supplying the quenching medium by channel switching. This washing medium can be subjected to a separation treatment, by which washed-off quenching medium is separated. This pre-cleaning, which is carried out within the hardening press, can also be carried out in connection with a gaseous medium.

Die gewaschenen Werkstücke werden vorzugsweise automatisiert zu einem vorzugsweise kombinierten Tiefkühler/Ofen transportiert. Über das Tiefkühlen wird die Umwandlung von Martensit weiter getrieben und die Struktur gefestigt. Das nachfolgende Anlassen entfernt dann restliche Eigenspannungen. Nach dieser thermischen Nachbehandlung ist die Werkstückbehandlung in dieser Anlage abgeschlossen und das Bauteil kann ausgegeben werden.The washed workpieces are preferably automatically transported to a preferably combined freezer/oven. The transformation of martensite is driven further by deep-freezing and the structure is strengthened. Subsequent tempering then removes residual internal stresses. After this thermal post-treatment, the workpiece treatment in this system is complete and the component can be output.

Die erfindungsgemäße Härteanlage ist vorzugsweise in der Art einer abgeschotteten umhausten Zelle mit einem vorzugsweise länglich gestreckten Rechteckquerschnitt gestaltet. Der erfindungsgemäß eingesetzte Durchlaufofen kann sich in einer Ausgestaltung der Erfindung in Längsrichtung dieser Zelle erstrecken. Die Härtepresse kann sich in einem Längsendbereich dieser Zelle befinden. Der Werkstückspeicher kann sich im Bereich des der Härtepresse gegenüberliegenden Längsendbereich der Zelle befinden. In besonders vorteilhafter Weise kann eine sehr kompakte Zelle bereitgestellt werden.The hardening system according to the invention is preferably designed in the manner of a sealed, enclosed cell with a preferably elongated rectangular cross section. In one embodiment of the invention, the continuous furnace used according to the invention can extend in the longitudinal direction of this cell. The hardening press can be located in a longitudinal end area of this cell. The workpiece store can be located in the area of the longitudinal end area of the cell opposite the hardening press. A very compact cell can be provided in a particularly advantageous manner.

Eine Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass innerhalb der Zelle ein Werkstückträgerkreislauf durch den Ofen hindurch und außerhalb des Ofens an diesem entlang zurück erfolgt.An embodiment of the invention can provide that within the cell a workpiece carrier circuit takes place through the furnace and outside of the furnace back along it.

Möglich kann auch eine Anordnung des Mittels zum Erwärmen und des Mittels zum Härten in einer Zelle derart sein, dass eine Längserstreckung des Ausgangsbereichs des vorzugsweise als Durchlaufofen ausgestalteten Mittels zum Erwärmen in etwa parallel zu einer Längserstreckung einer Einführvorrichtung des Mittels zum Erwärmen angeordnet ist. So kann eine sehr kompakte Einheit aus Mittel zum Härten und Mittel zum Erwärmen von Werkstücken als Bestandteil einer Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken bereitgestellt werden.It is also possible to arrange the means for heating and the means for hardening in one cell in such a way that a longitudinal extent of the output region of the means for heating, which is preferably designed as a continuous furnace, is arranged approximately parallel to a longitudinal extent of an insertion device of the means for heating. A very compact unit consisting of means for hardening and means for heating workpieces can thus be provided as part of a device for heat-treating workpieces.

Der vorliegenden Offenbarung kann auch ein System entnommen werden, das mindestens zwei, vorzugsweise mehrere Vorrichtungen zum Wärmebehandeln von Werkstücken, insbesondere mindestens zwei, vorzugsweise mehrere Mittel zum Erwärmen und Mittel zum Härten von Werkstücken umfasst.A system can also be taken from the present disclosure, which has at least two, preferably several devices for the heat treatment of workpieces, in particular at least two, preferably several means for heating men and means for hardening workpieces.

Die Wärmebehandlung des Werkstücks kann als sog. Batch-Process abgewickelt werden. Dieser Batch-Process ermöglicht eine Wärmebehandlung im Rahmen einer Einzelwerkstückbehandlung sowie eine unmittelbar abfolgende Behandlung unterschiedlicher Einzelwerkstücke. In der Härtepresse können in unmittelbarer Abfolge unterschiedliche für das jeweilige Werkstück spezifisch festgelegte Abschreckprozeduren abgearbeitet werden.The heat treatment of the workpiece can be carried out as a so-called batch process. This batch process enables heat treatment as part of a single workpiece treatment as well as subsequent treatment of different single workpieces. In the hardening press, different quenching procedures specifically defined for the respective workpiece can be processed in direct succession.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Härteanlage derart aufgebaut, dass die Werkstücktransporte vor allem auch durch den Austenitisierungsofen hindurch weitgehend unabhängig von Bauteilgröße und Geometrie generisch erfolgen. Hierzu werden die Werkstücke vorzugsweise über Tabletts durch den Durchlaufofen hindurch geführt bzw. sind entsprechend hindurchführbar. So können auch mehrere und auch relativ kleine Werkstücke gruppiert zur Abarbeitung von Fremdaufträgen durch die als Zelle gestaltete Härteanlage geschleust werden.According to a further aspect of the present invention, the hardening system is constructed in such a way that the workpieces are transported generically, above all through the austenitizing furnace, largely independently of the component size and geometry. For this purpose, the workpieces are preferably guided through the continuous furnace via trays or can be guided through accordingly. In this way, several and even relatively small workpieces can be grouped and fed through the hardening plant, which is designed as a cell, for the processing of external orders.

Die automatisierte Förderung der Werkstücke durch den Durchlaufofen in Verbindung mit Werkstücktransportpalletten oder Tabletts kann derart abgewickelt werden, dass innerhalb der Anlage ein Rücktransport der Palletten oder Tablets vom Ausgangsbereich des Durchlaufofens zum Eingangsbereich desselben erfolgt. Die erfindungsgemäße Härteanlage umfasst hierzu vorzugsweise ein Kreislauffördersystem zur Rückführung der Palletten, Tabletts oder Werkstückträger. Es können unterschiedlichste Werkstückträger in einem Trägerspeicher vorgehalten werden.The automated conveyance of the workpieces through the continuous furnace in connection with workpiece transport pallets or trays can be handled in such a way that the pallets or trays are transported back within the system from the exit area of the continuous furnace to the entrance area of the same. For this purpose, the hardening system according to the invention preferably comprises a circulatory conveyor system for returning the pallets, trays or workpiece carriers. A wide variety of workpiece carriers can be stored in a carrier store.

Es ist auch möglich, die Einbringung der Werkstücke in die Härteanlage in Verbindung mit Werkstückträgern zu bewerkstelligen. Es ist auch möglich, die Werkstücke nach dem Ausgang aus der Waschstation wieder in die zur Einbringung in den Durchlaufofen vorgesehenen Werkstückträger, oder eben für die Werkstückausgabe vorgesehene Werkstückträger einzusetzen. Die Werkstückhandhabung innerhalb der als Bearbeitungszelle ausgestalteten Anlage erfolgt vorzugsweise in sämtlichen Stationen automatisiert, überwacht und dokumentiert durch Handhabungssysteme.It is also possible to bring the workpieces into the hardening plant in connection with workpiece carriers. It is also possible, after the workpieces have left the washing station, to put the workpieces back into the workpiece carriers intended for introduction into the continuous furnace, or to insert the workpiece carriers intended for the workpiece output. The workpiece handling within the system designed as a processing cell is preferably automated in all stations, monitored and documented by handling systems.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wärmebehandeln von vorzugsweise aufgekohlten Werkstücken.The invention further relates to the use of a device according to the invention for the heat treatment of preferably carburized workpieces.

Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens ein Mittel zum Erwärmen und wenigstens ein Mittel zum Härten umfasst.In particular, it is provided here that the device according to the invention comprises at least one means for heating and at least one means for hardening.

Vorteilhaft ist hierbei gemäß vorstehenden Ausführungen in ganz besonderem Maße, dass wärmebehandelte Werkstücke mit gleichbleibender Qualität erhältlich sein können.According to the above statements, it is particularly advantageous here that heat-treated workpieces can be obtained with consistent quality.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, umfassend wenigstens ein Mittel zum Erwärmen und wenigstens ein Mittel zum Härten weist den weiteren Vorteil auf, dass sie besonders platzsparen, also kompakt vorhanden ist.The device according to the invention, comprising at least one means for heating and at least one means for hardening, has the further advantage that it saves a lot of space, ie is compact.

Es ist damit möglich, mindestens zwei, vorzugsweise mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen anzuordnen. Eine derartige Anordnung kann als System von mindestens zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen aufgefasst und bezeichnet werden.It is thus possible to arrange at least two, preferably several, devices according to the invention. Such an arrangement can be understood and referred to as a system of at least two devices according to the invention.

Somit sieht die Erfindung auch ein System vor, umfassend wenigstens zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen.Thus, the invention also provides a system comprising at least two devices according to the invention.

Ein daraus resultierbares kompaktes System kann ermöglichen, dass eine deutlich erhöhte Zahl an Werkstücken wärmebehandelbar sind, wobei die Qualität der Werkstücke gleichbleibend gehalten werden kann.A resulting compact system can enable a significantly increased number of workpieces to be heat-treated, with the quality of the workpieces being able to be kept constant.

Es kann hierbei insbesondere auch vorgesehen sein, dass das System mindestens zwei Mittel zum Erwärmen und mindestens zwei Mittel zum Härten umfasst. Möglich kann sein, dass die Mittel zum Wärmen und/oder die Mittel zum Härten mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung oder dergleichen regelbar bzw. steuerbar sind bzw. gesteuert bzw. geregelt werden.In particular, it can also be provided that the system comprises at least two means for heating and at least two means for hardening. It may be possible for the means for heating and/or the means for hardening to be regulated or controllable or to be controlled or regulated by means of a common control device or the like.

Die Offenbarung betrifft auch einen erfindungsgemäßen Härteofen zur Erwärmung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten, im Rahmen von Wärmebehandlungen, wobei der Härteofen wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken umfasst, wobei der Härteofen wenigstens eine weitere Kammer umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen erwärmten Werkstücke vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen verbindbar bzw. verbunden ist.The disclosure also relates to a hardening furnace according to the invention for heating metallic workpieces, in particular transmission components, as part of heat treatments, the hardening furnace comprising at least one chamber for heating workpieces, the hardening furnace comprising at least one further chamber, the at least one further chamber being heatable There is a chamber for keeping workpieces heated in the at least one chamber for heating warm, wherein the at least one further chamber can be connected or is connected to the at least one chamber for heating.

Bei einem solchen erfindungsgemäßen Härteofen können erwärmte Werkstücke nach Erwärmen warmgehalten werden. Dies bedeutetet, dass Werkstücke kontrollierten und mitunter stets gleichbleibenden Temperaturbedingungen ausgesetzt werden können. Insbesondere auch im Rahmen von Wärmebehandlungen, bei denen ggf. im Anschluss ans Erwärmen ein Abschrecken, beispielsweise in einer Härtepresse erfolgt, können sich solche kontrollierten Bedingungen sehr vorteilhaft auf eine hohe Reproduktionsgenauigkeit auswirken.In such a hardening furnace according to the invention, heated workpieces can be kept warm after heating. This means that workpieces can be exposed to controlled and sometimes constant temperature conditions. Especially in the context such controlled conditions can have a very advantageous effect on high reproduction accuracy in the case of heat treatments in which heating is optionally followed by quenching, for example in a hardening press.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Härteofens kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine weitere Kammer mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen lösbar verbindbar bzw. verbunden ist. Es kann somit ein einfacher Wechsel bzw. Austausch der wenigstens einen weiteren Kammer bzw. der Kammer zum Erwärmen erfolgen.In an advantageous embodiment of the hardening furnace according to the invention, it can be provided that the at least one further chamber can be detachably connected or is connected to the at least one chamber for heating. It is thus possible to easily change or exchange the at least one further chamber or the chamber for heating.

Vorteilhaft kann auch sein, dass das Mittel zum Erwärmen als modulares Mittel zum Erwärmen vorhanden ist. Module können Kammern sein, die zum Erwärmen von Werkstücken vorhanden sind sowie Kammern, die zum Warmhalten von Werkstücken sind. Module können auch Kammern zum Einbringen von Werkstücken sein. Module können zudem Kammern zum Ausbringen von Werkstücken sein. Module können auch Kombinationen der vorstehenden Aufzählungen sein.It can also be advantageous that the means for heating is present as a modular means for heating. Modules can be chambers that are present for heating workpieces and chambers that are for keeping workpieces warm. Modules can also be chambers for inserting workpieces. Modules can also be chambers for removing workpieces. Modules can also be combinations of the above lists.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Härteofens kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine weitere Kammer von der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken mittels wenigstens eines Abschottmittels abschottbar ist. Ein Abschottmittel kann z.B. als Türe oder dergleichen vorhanden sein. Auf diese Weise können in den verschiedenen Kammer verschiedene Zustände erzeugbar sind bzw. erzeugt werden. Solche Zustände können beispielsweise Druck, Temperatur, Feuchtigkeit, etc. sein.In an advantageous embodiment of the hardening furnace according to the invention, it can be provided that the at least one further chamber can be sealed off from the at least one chamber for heating workpieces by means of at least one sealing means. A means of sealing off can be present, for example, in the form of a door or the like. In this way, different states can be generated or are generated in the different chambers. Such states can be, for example, pressure, temperature, humidity, etc.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Härteofens kann möglich sein, dass Abschottung bzw. Abschottbarkeit reversibel erfolgbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the hardening furnace according to the invention, it may be possible for isolation or isolation to be achieved reversibly.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Härteofens kann vorgesehen sein, dass zumindest die wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken und/oder die wenigstens eine weitere Kammer mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist bzw. sind. So kann eine Erwärmung von Werkstücken im Vakuum erfolgen.In a preferred embodiment of the hardening furnace according to the invention, it can be provided that at least the at least one chamber for heating workpieces and/or the at least one further chamber can be subjected to a negative pressure. In this way, workpieces can be heated in a vacuum.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Härteofens kann vorsehen, dass zumindest eine Steuervorrichtung umfasst ist, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Temperaturen in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind. Auf diese Weise kann ermöglicht werden, Temperaturprofile erwärmter Werkstücke noch mehr zu kontrollieren und damit verbesserte Werkstücke mit kontrollierten Temperaturen nach dem Erwärmen einer Härtung unterziehen zu können. Insofern können die Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens verbessert aufeinander abgestimmt werden, wodurch eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke und damit eine hohe Reproduktionsgenauigkeit erreichbar sein können.A further advantageous embodiment of the hardening furnace according to the invention can provide that at least one control device is included, wherein the at least one control device is designed in such a way that temperatures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically. In this way it can be made possible to control temperature profiles of heated workpieces even more and thus to be able to subject improved workpieces with controlled temperatures to post-heating curing. In this respect, the sequential steps of heating and hardening can be better coordinated with one another, as a result of which a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces and thus high reproduction accuracy can be achieved.

Um Abfolgeschritte des Erwärmens und Härtens zusätzlich verbessert aufeinander abstimmen zu können und eine gleichbleibende Qualität der entsprechend wärmebehandelten Werkstücke, mithin erhöhte Reproduktionsgenauigkeit erreichen zu können, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Härteofens vorgesehen sein, dass die zumindest eine Steuervorrichtung ferner derart ausgestaltet ist, dass das wenigstens eine Abschottmittel zum Abschotten der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken gegenüber der wenigstens einen weiteren Kammer vorzugsweise in Abhängigkeit der kammerspezifischen Regelung der Temperaturen regelbar ist.In order to be able to better coordinate the sequential steps of heating and hardening and to be able to achieve a consistent quality of the correspondingly heat-treated workpieces, and thus increased reproduction accuracy, it can be provided in an advantageous development of the hardening furnace according to the invention that the at least one control device is also configured in such a way that the at least one sealing means for sealing off the at least one chamber for heating workpieces from the at least one further chamber can be regulated, preferably as a function of the chamber-specific regulation of the temperatures.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Härteofens kann vorgesehen sein, dass die wenigstens die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Unterdrücke in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind. Es kann dadurch ermöglicht werden, kammerspezifische Umgebungsbedingungen zu schaffen. Dadurch kann auch möglich sein, Werkstücke innerhalb des Durchlaufofens unterschiedlichen Bedingungen auszusetzen, wobei diese Bedingungen in kontrollierter Form erfolgen. Dadurch kann eine hohe Reproduktionsgenauigkeit resultieren. In a development of the hardening furnace according to the invention, it can be provided that the at least one control device is designed such that negative pressures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically. This can make it possible to create chamber-specific environmental conditions. This can also make it possible to expose workpieces to different conditions within the continuous furnace, with these conditions taking place in a controlled manner. This can result in high reproduction accuracy.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Härteofens kann zudem vorgesehen sein, dass zumindest eine Steuervorrichtung umfasst ist, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass Temperaturen in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind und dass das wenigstens eine Abschottmittel zum Abschotten der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken gegenüber der wenigstens einen weiteren Kammer vorzugsweise in Abhängigkeit der kammerspezifischen Regelung der Temperaturen regelbar ist und dass Unterdrücke in der wenigstens einen weiteren Kammer und in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen von Werkstücken kammerspezifisch regelbar sind. Es kann dadurch ermöglicht werden, kammerspezifische Umgebungsbedingungen zu schaffen. Dadurch kann auch möglich sein, Werkstücke innerhalb des Durchlaufofens unterschiedlichen Bedingungen auszusetzen, wobei diese Bedingungen in kontrollierter Form erfolgen. Daraus kann eine hohe Reproduktionsgenauigkeit resultieren.In a further advantageous development of the hardening furnace according to the invention, it can also be provided that at least one control device is included, the at least one control device being configured in such a way that temperatures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating workpieces can be regulated chamber-specifically and that the at least one partition means for sealing off the at least one chamber for heating workpieces from the at least one additional chamber can be regulated, preferably depending on the chamber-specific regulation of the temperatures, and that negative pressures in the at least one additional chamber and in the at least one chamber for heating Workpieces are chamber-specific controllable. This can make it possible to create chamber-specific environmental conditions. Thereby it may also be possible to subject workpieces to different conditions within the continuous furnace, these conditions occurring in a controlled manner. This can result in high reproduction accuracy.

Ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Härteofen als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist. Ein Durchlaufofen, der auch Durchgangsofen bezeichnet werden kann, kann einen Durchlauf von zu erwärmenden Werkstücken ermöglichen. Dies kann sich einerseits vorteilhaft auf zu behandelnde Werkstückmengen auswirken. Andererseits kann ein derartig ausgestalteter Härteofen kompakt in eine Härtezelle einbinden.In a very particularly preferred manner, it can be provided that the hardening furnace is designed as a continuous furnace with one direction of passage. A continuous furnace, which can also be referred to as a continuous furnace, can allow workpieces to be heated to pass through. On the one hand, this can have an advantageous effect on the quantities of workpieces to be treated. On the other hand, a hardening furnace designed in this way can be integrated compactly into a hardening cell.

Offenbart ist überdies die Verwendung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Härteofens TK zum Erwärmen von Werkstücken WP, insbesondere Getriebekomponenten, vorzugsweise von aufgekohlten Werkstücken, insbesondere aufgekohlten Getriebekomponenten im Rahmen von Wärmebehandlungen. Also disclosed is the use of the above-described hardening furnace TK according to the invention for heating workpieces WP, in particular gear components, preferably carburized workpieces, in particular carburized gear components, as part of heat treatments.

Offenbart wird zudem eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, wobei die Vorrichtung zumindest einen Härteofen TK und zumindest eine Härtepresse PQ umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Härteofen TK als erfindungsgemäßer Härteofen gemäß vorliegender Offenbarung ausgebildet und vorhanden ist. Die eingangs beschriebenen Vorteile einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten analog.A device for the heat treatment of metallic workpieces is also disclosed, the device comprising at least one hardening furnace TK and at least one hardening press PQ, characterized in that the hardening furnace TK is designed and present as a hardening furnace according to the present disclosure. The advantages of such a device according to the invention described above apply analogously.

Werkstücke können im Rahmen der Erfindung sämtliche metallischen Werkstücke oder dergleichen metallischen Gegenstände sein, die im Rahmen von Wärmebehandlungen zumindest einer Erwärmung in einem Härteofen ausgesetzt werden. Werkstücke sind vorzugsweise als Getriebekomponenten ausgestaltet. Getriebekomponenten können vorzugsweise als Zahnräder ausgestaltet sein.Within the scope of the invention, workpieces can be all metallic workpieces or similar metallic objects which are exposed to at least one heating in a hardening furnace within the scope of heat treatments. Workpieces are preferably designed as gear components. Transmission components can preferably be designed as gears.

Per Definition kann die wenigstens eine weitere Kammer im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Ausgabekammer bezeichnet werden. Eine Ausgabekammer kann als die wenigstens eine weitere Kammer bezeichnet werden.By definition, the at least one further chamber can be referred to as a dispensing chamber within the scope of the invention and disclosure. A dispensing chamber may be referred to as the at least one other chamber.

Per Definition kann die wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Heizabschnitt bezeichnet werden. Der Heizabschnitt kann als Kammer zum Erwärmen von Werkstücken bezeichnet werden.By definition, the at least one chamber for heating workpieces can be referred to as a heating section within the scope of the invention and disclosure. The heating section can be referred to as a chamber for heating workpieces.

Per Definition kann die wenigstens eine weitere Kammer zum Warmhalten von Werkstücken im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Ausgangsabschnitt bezeichnet werden. Der Ausgangsabschnitt kann als weitere Kammer zum Warmhalten von Werkstücken bezeichnet werden.By definition, the at least one further chamber for keeping workpieces warm within the scope of the invention and disclosure can be referred to as the exit section. The exit section can be described as another chamber for holding workpieces.

Per Definition kann der Härteofen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung und Erfindung als Mittel zum Erwärmen von Werkstücken bezeichnet werden. Das Mittel zum Erwärmen von Werkstücken kann als Härteofen bezeichnet werden.By definition, within the scope of the present disclosure and invention, the hardening furnace can be referred to as a means for heating workpieces. The means of heating workpieces can be referred to as a hardening furnace.

Per Definition kann ein Mittel zur Unterbrechung einer Kommunikation im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Abschottmittel bezeichnet werden. Ein Abschottmittel kann als Mittel zur Unterbrechung einer Kommunikation bezeichnet werden.By definition, within the scope of the invention and disclosure, a means of interrupting a communication may be referred to as an isolation means. A means of sealing off can be referred to as a means of interrupting a communication.

Per Definition kann das Mittel zum Härten im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Härtepresse bezeichnet werden. Die Härtepresse kann als Mittel zum Härten bezeichnet werden.By definition, within the scope of the invention and disclosure, the means for curing can be referred to as a curing press. The hardening press can be called a means of hardening.

Per Definition kann die wenigstens eine weitere Kammer zum Warmhalten von Werkstücken im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Ausgangsabschnitt TKO bezeichnet werden. Der Ausgangsabschnitt kann als weitere Kammer zum Warmhalten von Werkstücken bezeichnet werden.By definition, the at least one additional chamber for keeping workpieces warm within the scope of the invention and disclosure can be referred to as the exit section TKO. The exit section can be described as another chamber for holding workpieces.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Rahmen der Offenbarung als Härtezelle bezeichnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Rahmen Offenbarung ganz oder teilweise als Härtezelle ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zumindest ein Merkmal, vorzugsweise mehrere Merkmale einer im Rahmen der Offenbarung beschriebenen Härtezelle umfassen. Anstelle einer Härtezelle kann auch eine Härteanlage stehen, so dass die Ausführungen für eine Härteanlage analog gelten.Within the scope of the disclosure, the device according to the invention can be referred to as a hardening cell. Within the scope of the disclosure, the device according to the invention can be designed entirely or partially as a hardening cell. The device according to the invention can include at least one feature, preferably several features, of a hardening cell described in the context of the disclosure. A hardening system can also be used instead of a hardening cell, so that the explanations for a hardening system apply analogously.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Rahmen der Offenbarung als Presshärteanlage bezeichnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im Rahmen Offenbarung ganz oder teilweise als Presshärteanlage ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zumindest ein Merkmal, vorzugsweise mehrere Merkmale einer im Rahmen der Offenbarung beschriebenen Presshärteanlage umfassen.Within the scope of the disclosure, the device according to the invention can be referred to as a press hardening system. Within the scope of the disclosure, the device according to the invention can be designed entirely or partially as a press hardening system. The device according to the invention can include at least one feature, preferably several features, of a press hardening system described within the scope of the disclosure.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

  • 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Werkstücken unter Einsatz eines Durchlaufofens und einer Härtepresse;
  • 2 eine weitere Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer als Härtezelle aufgebauten erfindungsgemäßen Härteanlage;
  • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des nach Maßgabe einer Steuereinrichtung abgewickelten erfindungsgemäßen Ablaufs zur Wärmebehandlung von Werkstücken in der Vorrichtung nach 1;
  • 4 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Einbettung des als Durchlaufofens gestalteten Ofens zwischen eine Eingangsschleusenkammer und eine Ausgangsschleusenkammer, sowie zwischen zwei Werkstücktransfersysteme.
Further details and features of the invention result from the following description of the invention in conjunction with the drawing. It shows:
  • 1 a schematic representation to illustrate the structure of a device according to the invention for the heat treatment of workpieces using a continuous furnace and a hardening press;
  • 2 a further schematic diagram to illustrate the structure of a hardening system according to the invention constructed as a hardening cell;
  • 3 1 shows a flowchart to illustrate the process according to the invention for the heat treatment of workpieces in the device, which is processed according to a control device 1 ;
  • 4 a schematic representation to explain the embedding of the furnace designed as a continuous furnace between an inlet lock chamber and an outlet lock chamber, as well as between two workpiece transfer systems.

Die Darstellung nach 1 veranschaulicht den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten.The representation after 1 illustrates the structure of a device according to the invention for the heat treatment of metallic workpieces, in particular transmission components.

Aus der 1 ist auch wird eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, insbesondere Getriebekomponenten, ersichtlich, wobei die Vorrichtung zumindest ein Mittel zum Erwärmen TK von Werkstücken WP umfasst, wobei die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel zum Härten PQ von Werkstücken umfasst, wobei das zumindest eine Mittel zum Erwärmen TK von Werkstücken WP als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist und wenigstens eine Kammer C3 zum Erwärmen von Werkstücken WP umfasst, wobei der Durchlaufofen wenigstens eine weitere Kammer C2 umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer C2 als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen C3 erwärmten Werkstücke WP vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer C2 mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen C3 verbindbar bzw. verbunden ist.From the 1 A device for the heat treatment of metal workpieces, in particular gear components, is also shown, the device comprising at least one means for heating TK of workpieces WP, the device further comprising at least one means for hardening PQ of workpieces, the at least one means for Heating TK of workpieces WP is designed as a continuous furnace with a continuous direction and comprises at least one chamber C3 for heating workpieces WP, the continuous furnace comprising at least one further chamber C2, the at least one further chamber C2 being a heatable chamber for keeping warm in the at least a chamber for heating C3 heated workpieces WP is present, the at least one further chamber C2 being connectable or connected to the at least one chamber for heating C3.

Im Rahmen der Erfindung und Offenbarung kann die weitere Kammer C2 als Ausgangsabschnitt TKO bezeichnet werden. Der Ausgangsabschnitt TKO kann als weitere Kammer C2 bezeichnet werden.Within the scope of the invention and disclosure, the further chamber C2 can be referred to as the outlet section TKO. The exit section TKO can be referred to as another chamber C2.

Im Rahmen der Erfindung und Offenbarung kann die Kammer zum Erwärmen C3 von Werkstücken als Heizabschnitt TKH bezeichnet werden. Der Heizabschnitt TKH kann als Kammer zum Erwärmen C3 von Werkstücken bezeichnet werden.Within the scope of the invention and disclosure, the chamber for heating workpieces C3 can be referred to as the heating section TKH. The heating section TKH can be referred to as a chamber for heating workpieces C3.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 umfasst zumindest ein Mittel TK zum Erwärmen von Werkstücken WP. Zudem umfasst die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel PQ zum Härten von Werkstücken, wobei das zumindest eine Mittel TK zum Erwärmen von Werkstücken WP als Durchlaufofen ausgebildet ist, der von den Werkstücken WP in einer Durchlaufrichtung DTK durchwandert wird, wobei der Durchlaufofen einen Eingangsabschnitt TKI, einen Heizabschnitt TKH und einen Ausgangsabschnitt TKO aufweist, wobei in den Eingangsabschnitt TKI die Werkstücke über eine erste Öffnungseinrichtung 1 einbringbar sind, wobei aus dem Ausgangsabschnitt TKO die Werkstücke über eine zweite Öffnungseinrichtung 2 ausbringbar sind und sowohl der Eingangsabschnitt TKI als auch der Ausgangsabschnitt TKO gegenüber dem Heizabschnitt TKH temporär abschottbar sind.The device according to the invention 1 comprises at least one means TK for heating workpieces WP. In addition, the device also comprises at least one means PQ for hardening workpieces, the at least one means TK for heating workpieces WP being designed as a continuous furnace through which the workpieces WP travel in a continuous direction DTK, the continuous furnace having an input section TKI, a heating section TKH and an outlet section TKO, the workpieces being able to be introduced into the inlet section TKI via a first opening device 1, the workpieces being able to be removed from the outlet section TKO via a second opening device 2 and both the inlet section TKI and the outlet section TKO opposite the heating section TKH can be temporarily isolated.

Durch diesen Aufbau wird es möglich, die Erwärmung der Bauteile WP im Rahmen ihrer Verbringung zu der Abschreckeinrichtung PQ zu bewerkstelligen, wobei die Übergabe der Werkstücke WP in die Abschreckeinrichtung PQ von der Einbringung der Werkstücke WP in den Heizabschnitt TKH und der ofeninternen Übergabe der Werkstücke WP in den Ausgangsabschnitt TKO zeitlich entkoppelt und auf das Öffnen der zweiten Öffnungseinrichtung 2 abgestimmt werden kann.This structure makes it possible to heat the components WP as part of their transfer to the quenching device PQ, with the transfer of the workpieces WP to the quenching device PQ being carried out by the introduction of the workpieces WP into the heating section TKH and the transfer of the workpieces WP within the furnace decoupled in time in the output section TKO and can be coordinated with the opening of the second opening device 2 .

Der Durchlaufofen TK ist hier derart gestaltet, dass dieser zumindest eine Eingabekammer C1 umfasst, die den Eingangsabschnitt TKI bildet, und zumindest eine Ausgabekammer C2 umfasst, die den Ausgangsabschnitt TKO bildet, wobei diese beiden Kammern C1, C2 miteinander durch einen durch den Heizabschnitt TKH hindurch verlaufenden Werkstücktransportweg W gekoppelt sind. Die Werkstücke WP sind dabei in die Eingabekammer C1 durch die erste Öffnungseinrichtung 1 einbringbar.The continuous furnace TK is designed here in such a way that it comprises at least one input chamber C1, which forms the input section TKI, and at least one output chamber C2, which forms the output section TKO, these two chambers C1, C2 being connected to one another through a heating section TKH extending workpiece transport path W are coupled. The workpieces WP can be brought into the input chamber C1 through the first opening device 1 .

Weiterhin sind die Werkstücke WP durch die zweite Öffnungseinrichtung 2 aus der Ausgabekammer C2 ausbringbar.Furthermore, the workpieces WP can be removed from the output chamber C2 through the second opening device 2 .

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wenigstens eine weitere Kammer C3 vorgesehen, wobei diese weitere Kammer C3 hier den Heizabschnitt TKH bildet durch welchen die Eingabekammer C1 mit der Ausgabekammer C2 kommuniziert.In this exemplary embodiment, at least one further chamber C3 is provided, this further chamber C3 here forming the heating section TKH, through which the input chamber C1 communicates with the output chamber C2.

Der Durchlaufofen TK ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Vakuum-Durchlaufofen ausgebildet, wobei zumindest in der Eingabekammer C1 und/oder in der Ausgabekammer C2 und/oder in der zumindest einen weiteren Kammer C3 ein Unterdruck anlegbar ist. Dieser Unterdruck ist kammerspezifisch regelbar und wird vor dem Öffnen der Öffnungen 1, 2 auf Umgebungsdruck eingestellt.In the exemplary embodiment shown, the continuous furnace TK is designed as a vacuum continuous furnace, with a negative pressure being able to be applied at least in the input chamber C1 and/or in the output chamber C2 and/or in the at least one further chamber C3. This negative pressure can be regulated in a chamber-specific manner and is adjusted to ambient pressure before the openings 1, 2 are opened.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Mittel 3 zur Unterbrechung einer Kommunikation, insbesondere zum Verschließen wenigstens eines Abschnitts zwischen der ersten Kammer C1 und dem Heizabschnitt TKH vorgesehen. Weiterhin ist ein Mittel 4 zwischen der zweiten Kammer C2 und dem Heizabschnitt TKH vorgesehen. Diese Mittel 3,4 zur Unterbrechung der Kommunikation mit der Kammer C3 können insbesondere als Klappe, Türe, Schieber oder Schottwand ausgebildet sein, die in eine Freigabestellung und in eine Schließstellung bringbar ist. Der Stellungswechsel dieses Mittels 3, 4 kann in vorteilhafter Weise durch elektronisch angesteuerte Stellmittel und/oder Stelltriebe bewerkstelligt werden.In the device according to the invention, a means 3 is provided for interrupting communication, in particular for closing at least one section between the first chamber C1 and the heating section TKH. Furthermore, a means 4 between the second chamber C2 and provided for the heating section TKH. These means 3, 4 for interrupting communication with the chamber C3 can be designed in particular as a flap, door, slider or bulkhead that can be brought into a release position and into a closed position. The position change of this means 3, 4 can be accomplished in an advantageous manner by electronically controlled actuators and / or actuators.

Mittel 3, 4 können im Rahmen der Erfindung und Offenbarung als Abschottmittel 3, 4 bezeichnet werden.Means 3, 4 can be referred to as foreclosure means 3, 4 within the scope of the invention and disclosure.

Bei der dargestellten Vorrichtung ist wenigstens ein Mittel 5 zum Einstellen zumindest einer Temperatur des Durchlaufofens TK, insbesondere eine Steuereinheit CPU vorhanden, mittels dem bzw. der Temperaturen T1, T2, T3 kammerspezifisch individuell, vorzugsweise in der Ausgabekammer C2 und in der zumindest dritten Kammer C3 individuell einstellbar sind.The device shown has at least one means 5 for setting at least one temperature of the continuous furnace TK, in particular a control unit CPU, by means of which the temperatures T1, T2, T3 are chamber-specific and individually, preferably in the output chamber C2 and in the at least third chamber C3 are individually adjustable.

Das zumindest eine Mittel PQ zum Härten der Werkstücke WP ist hier derart gestaltet, dass die in dieses eingebrachten Werkstücke WP darin mittels eines Fluides, vorzugsweise Öl oder Gas, abschreckbar sind.The at least one means PQ for hardening the workpieces WP is designed here in such a way that the workpieces WP introduced into it can be quenched by means of a fluid, preferably oil or gas.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hier eine Handhabungseinrichtung TS mittels der Werkstücke WP aus dem Durchlaufofen TK, d.h. aus der Ausgabekammer C2 oder von einer der Ausgabekammer C2 nachgeordneten Ablageeinrichtung in das zumindest eine Mittel PQ zum Härten der Werkstücke WP überführbar sind. Die Handhabungseinrichtung TS kann durch einen Roboterarm oder ein Portalsystem gebildet sein.The device according to the invention comprises a handling device TS by means of the workpieces WP from the continuous furnace TK, i.e. from the output chamber C2 or from a storage device downstream of the output chamber C2, into which at least one means PQ for hardening the workpieces WP can be transferred. The handling device TS can be formed by a robot arm or a portal system.

Die Steuervorrichtung CPU dient der Steuerung eines Wärmebehandlungsprozesses von vorzugsweise metallischen Werkstücken. Im Rahmen dieses Wärmebehandlungsprozesses werden vorzugsweise aufgekohlte Werkstücke durch eine erste Öffnungseinrichtung 1 in Kammern C1, C2, C3 eines Mittels TK zum Erwärmen von Werkstücken auf eine vorgegebene Temperatur eingebracht und dort erwärmt.The control device CPU is used to control a heat treatment process of preferably metallic workpieces. As part of this heat treatment process, carburized workpieces are preferably introduced through a first opening device 1 into chambers C1, C2, C3 of a means TK for heating workpieces to a predetermined temperature and heated there.

Nach Erwärmen werden die Werkstücke WP durch eine zweite Öffnungseinrichtung 2, die von der ersten Öffnungseinrichtung 1 verschieden ist, aus einer Ausgabekammer C2 ausgebracht und zu einem Mittel zum Härten von Werkstücken transportiert und durch diese abgeschreckt.After heating, the workpieces WP are discharged from a discharge chamber C2 through a second opening device 2, which is different from the first opening device 1, and transported to a means for hardening workpieces and quenched thereby.

Die Steuereinrichtung steuert auch die Drücke in den Kammern C1, C2, C3. Der durch die Steuereinrichtung CPU gesteuerte Verfahrensablauf wird in Verbindung mit 3 weiter erläutert.The controller also controls the pressures in chambers C1, C2, C3. The controlled by the controller CPU procedure is in conjunction with 3 explained further.

Der Durchlaufofen TK stellt mehrere Heizzonen Z1, Z2, Z3, AK zur Verfügung.The continuous furnace TK provides several heating zones Z1, Z2, Z3, AK.

Der Durchlaufofen TK stellt mehrere Heizzonen Z1, ZTK, AK zur Verfügung. Die Heizzone des Heizabschnittes ZTK ist in weitere Zonen Z2, Z3 untergliedert.The continuous furnace TK provides several heating zones Z1, ZTK, AK. The heating zone of the heating section ZTK is subdivided into further zones Z2, Z3.

Die Temperatur in diesen Zonen kann nach Maßgabe der Steuereinheit CPU gesteuert werden. Der Heizabschnitt TKH ist so aufgebaut, dass dieser mehrere Heizzonen Z2, Z3 definiert in welchen in einem hinreichenden Ausmaß unterschiedliche Temperaturen und Heizleistungen einstellbar sind. Sowohl der Eingabebereich TKI, der Heizabschnitt TKH und der Ausgabebereich TKO sind so gestaltet, dass diese Messpunkte TUS bereitstellen zur Erfassung, Überwachung und Dokumentation der Werkstückaufheizung.The temperature in these zones can be controlled according to the control unit CPU. The heating section TKH is constructed in such a way that it defines a number of heating zones Z2, Z3 in which different temperatures and heating outputs can be set to a sufficient extent. Both the input area TKI, the heating section TKH and the output area TKO are designed in such a way that these measuring points TUS provide for recording, monitoring and documenting the workpiece heating.

Auch die Drücke in den Kammern C1, C2, C3 werden gemessen und protokolliert.The pressures in chambers C1, C2, C3 are also measured and recorded.

Die Drücke in diesen Kammern sind über eine Vakuumpumpe VP unter den Umgebungsdruck absenkbar. Die Kammern C1, C2, C3 sind über ein Leitungssystem und darin vorgesehene elektrisch ansteuerbare Ventile miteinander gekoppelt.The pressures in these chambers can be lowered to below ambient pressure via a vacuum pump VP. The chambers C1, C2, C3 are coupled to one another via a line system and electrically controllable valves provided therein.

Über das Leitungssystem können die Kammern C1, C2, C3 temporär miteinander kommunizieren, so dass im Rahmen einer Teilbelüftung einer Kammer C1, C2 eine entsprechend gegenphasige Teilentlüftung der anderen Kammer C2, C1 bewerkstelligt werden kann.The chambers C1, C2, C3 can temporarily communicate with one another via the line system, so that in the context of partial ventilation of one chamber C1, C2, partial ventilation of the other chamber C2, C1 can be effected in phase opposition.

Die Darstellung nach 2 zeigt eine unter Einschluss der Vorrichtung nach 1 aufgebaute und als Zelle gestalteten Presshärteanlage. Diese Presshärteanlage umfasst einen Härteofen TK, eine Ausgabeschleuse TKO, zur Ausgabe von Werkstücken WP aus dem Härteofen TK und eine Härtepresse PQ, zum Spannen eines Werkstücks WP und zur Bewerkstelligung eines Abschreckvorganges des Werkstücks WP in gespanntem Zustand.The representation after 2 shows one including the device 1 built and designed as a cell press hardening plant. This press hardening system includes a hardening furnace TK, an output lock TKO for the output of workpieces WP from the hardening furnace TK and a hardening press PQ for clamping a workpiece WP and for accomplishing a quenching process of the workpiece WP in the clamped state.

Bei der dargestellten Presshärteanlage ist in einem Zwischenbereich zwischen der als Ausgabeschleuse fungierenden Abgabekammer TKO und der Härtepresse PQ ein Handhabungssystem TS vorgesehen. Dieses Handhabungssystem TS wird derart betrieben, dass sich für die Verbringung des Werkstücks WP aus der Ausgabeschleuse in die Härtepresse PQ ein programmtechnisch gesichertes zeitliches Temperaturprofil des Werkstückes WP ergibt.In the press hardening system shown, a handling system TS is provided in an intermediate area between the discharge chamber TKO, which functions as an output lock, and the hardening press PQ. This handling system TS is operated in such a way that a programmatically secured temporal temperature profile of the workpiece WP results for the movement of the workpiece WP from the output lock into the hardening press PQ.

Der Härteofen TK ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel als Vakuumofen ausgeführt, zum Aufheizen eines Werkstückes WP in einer sauerstoffarmen Umgebung. Weiterhin ist der Härteofen TK als Durchgangsofen ausgeführt.The hardening furnace TK is also designed as a vacuum furnace in this exemplary embodiment for heating a workpiece WP in an oxygen poor environment. Furthermore, the TK hardening furnace is designed as a continuous furnace.

Die Werkstückhandhabung zwischen dem Härteofen TK und der Härtepresse PQ wird hier derart bewerkstelligt, dass das Werkstück WP nach dem Ausgang aus der Öffnungseinrichtung 2 der Ausgabeschleuse TKO quer zur Durchlaufrichtung DTK durch den Härteofen TK in die Härtepresse PQ geführt wird. Der Härteofen TK und die Härtepresse PQ sind hierzu hinsichtlich des Werkstücklaufes durch das Transfersystem TS über Eck gekoppelt.The workpiece handling between the hardening furnace TK and the hardening press PQ is accomplished here in such a way that the workpiece WP, after exiting the opening device 2 of the output lock TKO, is guided through the hardening furnace TK into the hardening press PQ transversely to the flow direction DTK. For this purpose, the TK hardening furnace and the PQ hardening press are linked across the corner by the TS transfer system with regard to workpiece travel.

Der Verbringungsvorgang der Werkstücke aus WP aus der Ausgabeschleuse TKO des Härteofens TK zu der Härtepresse PQ und der Abschreckprozess in der Härtepresse PQ erfolgen ablauftechnisch zeitlich gekoppelt. Das Verbringen des Werkstücks aus der Ausgabekammer TKO in die Härtepresse PQ wird als thermisch relevanter Teilschritt des Abschreckprozesses gehandhabt.The transfer process of the workpieces from the WP from the output sluice TKO of the hardening furnace TK to the hardening press PQ and the quenching process in the hardening press PQ take place at the same time in terms of process flow. The transfer of the workpiece from the output chamber TKO into the hardening press PQ is handled as a thermally relevant sub-step of the quenching process.

Bei der dargestellten Presshärteanlage ist ein Werkstücktransfersystem WPH1, WPH2 vorgesehen, das sich entlang des Härteofens TK zwischen einem Ausgabebereich der Härtepresse PQ und einer Eingangsöffnung 1 der Eingangsschleuse TK1 des Härteofens TK erstreckt.In the press hardening system shown, a workpiece transfer system WPH1, WPH2 is provided, which extends along the hardening furnace TK between an output area of the hardening press PQ and an entry opening 1 of the entry lock TK1 of the hardening furnace TK.

Das Werkstücktransfersystem WPH1, WPH2 umfasst mehrere verkettete Fördermodule. Über ein erstes Modul des Werkstücktransfersystems WPH1 ist eine Nachkühlungsstation 6, eine Waschstation 7 und/oder eine Prüfstation 8 mit Werkstücken beschickbar.The workpiece transfer system WPH1, WPH2 includes several linked conveyor modules. A post-cooling station 6, a washing station 7 and/or a test station 8 can be loaded with workpieces via a first module of the workpiece transfer system WPH1.

Über ein zweites Modul des Werkstücktransfersystems ist eine Rückführung des jeweiligen Werkstücks in den Eingangsbereich der Zelle CW bewerkstelligbar. Von dort aus können die gehärteten und gewaschenen Werkstücke in die Kühlzellen 10, 11, 12, 13 verbracht werden.A second module of the workpiece transfer system can be used to return the respective workpiece to the input area of the cell CW. From there, the hardened and washed workpieces can be taken to the cooling cells 10, 11, 12, 13.

Die Presshärteanlage ist derart gestaltet, dass im Bereich der Prüfstation 8 darin befindliche Werkstücke WP aus der Presshärteanlage entnehmbar sind.The press hardening system is designed in such a way that workpieces WP located in the area of the test station 8 can be removed from the press hardening system.

Die Presshärteanlage kann so gestaltet sein, dass die Presshärtung der Werkstücke unter Einsatz einer Matrizeneinrichtung erfolgt. Diese Matrizeneinrichtung dient der Aufnahme des Werkstückes und der Bereitstellung von das Werkstück stützenden Wandungsabschnitten.The press-hardening system can be designed in such a way that the workpieces are press-hardened using a die device. This die device is used to hold the workpiece and to provide wall sections that support the workpiece.

In der Härtepresse PQ kann das Abschreckmedium im Zusammenspiel mit der Matrizeneinrichtung durch Ventileinrichtungen gesteuert auf das Werkstück geführt werden. Soweit die Werkstückabstützung unter Einsatz eines Kernes oder Dornes erfolgt, ist es möglich, den Abschreckprozess so abzuwickeln, dass durch diesen keine vollständige Werkstückabkühlung erfolgt.In the hardening press PQ, the quenching medium can be guided onto the workpiece in interaction with the die device, controlled by valve devices. If the workpiece is supported using a core or mandrel, it is possible to carry out the quenching process in such a way that the workpiece is not completely cooled.

Nach dieser Teilabkühlung können aus dem dann noch immer thermisch gedehnten Werkstück die stützenden Strukturen wie Dorne, Kerne, oder Matrizen abgezogen werden. Dann erfolgt eine weitere Abkühlung. Diese kann auch außerhalb der Härtepresse beispielsweise in einem Bad erfolgen. In der Vorrichtung nach 1, sowie in der Presshärteanlage nach 2 ist ein Handhabungssystem TS vorgesehen. Dieses Handhabungssystem TS ist in einem Zwischenbereich zwischen der Ausgabekammer TKO und der Härtepresse PQ angeordnet.After this partial cooling, the supporting structures such as mandrels, cores or matrices can be removed from the workpiece, which is then still thermally expanded. Then there is further cooling. This can also take place outside of the hardening press, for example in a bath. In the device after 1 , as well as in the press hardening plant 2 a handling system TS is provided. This handling system TS is arranged in an intermediate area between the output chamber TKO and the hardening press PQ.

Dieses Handhabungssystem TS wird derart betrieben, dass sich für die Verbringung des Werkstücks WP aus der Ausgabekammer TKO in die Härtepresse PQ ein programmtechnisch gesicherter zeitlicher Bewegungsablauf für den Transfer des Werkstückes WP ergibt.This handling system TS is operated in such a way that, for the transfer of the workpiece WP from the output chamber TKO into the hardening press PQ, there is a program-technically secured time sequence of movements for the transfer of the workpiece WP.

Das Handhabungssystem TS ist in Verbindung mit einer entsprechenden Steuereinrichtung derart konfiguriert, dass der Verbringungsprozess und der Abschreckprozess ablauftechnisch zeitlich gekoppelt sind.The handling system TS is configured in connection with a corresponding control device in such a way that the delivery process and the quenching process are temporally coupled in terms of execution.

Der Verbringungsvorgang kann mit einem Bereitschaftssignal der Härtepresse PQ aktiviert werden oder nur in einem Bereitschaftszustand PQ der Härtepresse veranlassbar sein.The transfer process can be activated with a ready signal from the hardening press PQ or can only be initiated in a ready state PQ of the hardening press.

Weiterhin kann ein den Abschluss des Transfervorganges des Werkstückes WP in die Presse PQ bestätigendes Signal den Presshärtungsvorgang starten.Furthermore, a signal confirming the completion of the transfer process of the workpiece WP into the press PQ can start the press hardening process.

Das Handhabungssystem TS befindet sich in einer Härtezelle CW, welche den Härteofen TK und die Härtepresse PQ beherbergt.The TS handling system is located in a CW hardening cell, which houses the TK hardening furnace and the PQ hardening press.

Die Härtezelle CW ist als Rechteckquaderstruktur gestaltet, der Ofen erstreckt sich in Längsrichtung dieser Quaderstruktur. Die Härtepresse befindet sich in einem Längsendbereich.The hardening cell CW is designed as a rectangular cuboid structure, the oven extends in the longitudinal direction of this cuboid structure. The hardening press is located in a longitudinal end area.

Der durch das Handhabungssystem TS abgewickelte Werkstück-Transfervorgang wird überwacht und hinsichtlich seines zeitlichen Ablaufes dokumentiert. Hierzu kann insbesondere das thermische Zeitprofil des Werkstücks messtechnisch erfasst und aufgezeichnet werden.The workpiece transfer process handled by the TS handling system is monitored and documented in terms of its timing. For this purpose, in particular the thermal time profile of the workpiece can be measured and recorded.

Die Darstellung nach 2 zeigt insgesamt auch den Aufbau einer Härtezelle, mit dem Härteofen TK, der Härtepresse PQ, einer Werkstückwascheinrichtung 7 und dem Werkstückhandhabungssystem TS zur Verbringung der Werkstücke aus dem Härteofen TK in die Härtepresse PQ.The representation after 2 also shows the overall structure of a hardening cell, with the hardening furnace TK, the hardening press PQ, a workpiece washing device 7 and the workpiece handling system TS for moving the workpieces from the hardening furnace TK into the hardening press PQ.

Die Härtezelle CW beinhaltet ein Werkstückrückfördersystem WPH, zur Verbringung der Werkstücke WP aus der Härtepresse PQ zu einem Ein- und Ausgabebereich 9, 9a. Der Härteofen TK ist als Durchgangsofen ausgeführt. Das Werkstückrückfördersystem WPH ist parallel zum Härteofen TK geführt.The hardening cell CW includes a workpiece return system WPH for moving the workpieces WP from the hardening press PQ to an input and output area 9, 9a. The TK hardening furnace is designed as a continuous furnace. The WPH workpiece return system runs parallel to the TK hardening furnace.

Die Werkstückwascheinrichtung 7 ist in einem Zwischenbereich zwischen dem Werkstückausgabebereich 9a und der Härtepresse PQ angeordnet und über das Werkstückrückfördersystem WPH beschickbar.The workpiece washing device 7 is arranged in an intermediate area between the workpiece output area 9a and the hardening press PQ and can be loaded via the workpiece return system WPH.

Der Härteofen TK weist eine Eingangsschleuse TKI und eine Ausgangsschleuse TKO auf. In einer der Eingangsschleuse TKI vorgelagerten Zone ist ein Beschickungssystem LS vorgesehen. Über das Werkstückrückfördersystem WPH1, WPH2 ist ein Werkstücktransfer zwischen der Presse PQ und dem Beschickungssystem LS bewerkstelligbar.The hardening furnace TK has an entry lock TKI and an exit lock TKO. A loading system LS is provided in a zone upstream of the entry lock TKI. The workpiece return system WPH1, WPH2 can be used to transfer workpieces between the PQ press and the LS loading system.

In einem dem Eingangsbereich oder der Eingangsschleuse TKI des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW ist ein Werkstückspeicher WPB1, WPB2 vorgesehen. Weiterhin ist in einem dem Eingangsbereich TKI des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW eine erste Kühlzelle 10 vorgesehen. In einem dem Eingangsbereich TKI des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW sind weitere Kühlzellen 11, 12, 13 vorgesehen. Der Werkstückspeicher WPB1, WPB2 und/oder die Kühlzellen 10, 11, 12, 13 sind über das Beschickungssystem LS erreichbar, so dass aus diesen Modulen Werkstücke WP durch das Beschickungssystem entnehmbar und in diese Module einbringbar sind.A workpiece store WPB1, WPB2 is provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the entry area or the entry lock TKI of the hardening furnace TK. Furthermore, a first cooling cell 10 is provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the input area TKI of the hardening furnace TK. Additional cooling cells 11, 12, 13 are provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the input area TKI of the hardening furnace TK. The workpiece store WPB1, WPB2 and/or the cooling cells 10, 11, 12, 13 can be reached via the loading system LS, so that workpieces WP can be removed from these modules by the loading system and introduced into these modules.

Die Kühlzellen 10, 11, 12, 13 können auch mit Heizeinrichtungen ausgestattet sein, so dass über diese Zellen auch ein Anlassprozess abwickelbar ist.The cooling cells 10, 11, 12, 13 can also be equipped with heating devices, so that a tempering process can also be carried out via these cells.

Die Härtezelle CW ist von einer Zellenwand CW2 umschlossen. Das Werkstückrückfördersystem WPH ist an eine Ausgabeschleuse 8 angebunden. Über diese Ausgabeschleuse 8 ist eine Werkstückausschleusung aus der Härtezelle CW zur Bewerkstelligung einer Werkstückprüfung bewerkstelligbar.The hardening cell CW is enclosed by a cell wall CW2. The workpiece return system WPH is connected to an output lock 8 . A workpiece discharge from the hardening cell CW can be accomplished via this output lock 8 in order to carry out a workpiece inspection.

Über die Ausgabeschleuse können geprüfte Werkstücke WP auch wieder in die Anlage zurückgegeben werden um beispielsweise in die Kühlzellen-Module 10, 11, 12, 13 eingesetzt zu werden.Checked workpieces WP can also be returned to the system via the output lock, for example to be used in the cooling cell modules 10, 11, 12, 13.

Es ist ersichtlich aus der 2, dass das Mittel zum Erwärmen TK und das Mittel zum Härten PQ in einem umschlossenen Raum angeordnet sind, wobei der Raum zumindest einen Ausgangsbereich 9, 9a zum Ausgeben fertig wärmebehandelter Werkstücke WP umfasst und wobei der Raum ferner zumindest einen Ausschleusebereich 8 umfasst, der von dem zumindest einen Ausgangsbereich 9, 9a verschieden ist, wobei Werkstücke WP aus dem Raum zu messtechnischen Untersuchungen aus- und einführbar sind.It can be seen from the 2 that the means for heating TK and the means for hardening PQ are arranged in an enclosed space, the space comprising at least one exit area 9, 9a for outputting finished heat-treated workpieces WP and the space also comprising at least one discharge area 8, which is at least one exit region 9, 9a is different, with workpieces WP being able to be removed and introduced from the room for metrological investigations.

Der Raum wird von der Zellenwand CW2 umschlossen.The space is enclosed by cell wall CW2.

Die Steuerung des Betriebs der Härtezelle erfolgt durch eine Steuereinrichtung CPU (vgl. 1) die hier beispielhaft in zwei signaltechnisch gekoppelte Module CE, CP1 untergliedert ist, wobei das Modul CE primär für das Werkstückhandling im Eingangsbereich des Härteofens TK herangezogen wird und das Modul CP1 den Werkstückfluss im Härteofen TK, das Transfersystem TS und die Härtepresse PQ steuert.The operation of the hardening cell is controlled by a control device CPU (cf. 1 ) which is subdivided here, for example, into two modules CE, CP1 coupled with signals, whereby the module CE is used primarily for workpiece handling in the entrance area of the hardening furnace TK and the module CP1 controls the workpiece flow in the hardening furnace TK, the transfer system TS and the hardening press PQ.

Es werden damit alle für die Handhabung des Werkstücks WP ab Eingang in den Härteofen TK bis zum Abschluss des Härteprozesses relevante Steueraufgaben, einschließlich der Temperatursteuerung des Härteofens TK durch das Steuermodul CP1 koordiniert. Das Steuermodul CP1 übernimmt damit das „Hot-Handling“ und das Steuermodul CE das „Cold-Handling“.All control tasks relevant to the handling of the workpiece WP from entry into the hardening furnace TK to the end of the hardening process, including the temperature control of the hardening furnace TK, are thus coordinated by the control module CP1. The control module CP1 thus takes over the "hot handling" and the control module CE the "cold handling".

Die Prozesse im „Hot-Handling werden werkstückspezifisch dokumentiert. Für das „Cold-Handling“ erfolgt eine Dokumentation lediglich im Hinblick auf die Störungsfreiheit des Handlingprozesses. Die über das Modul CE abgewickelte Cold-Handling Steuerung umfasst auch die Werkstückhandhabung nach Ausgang aus der Härtepresse PQ.The processes in "hot handling" are documented specifically for each workpiece. For "cold handling" there is only documentation with regard to the trouble-free handling process. The cold handling control processed via the CE module also includes the workpiece handling after exit from the PQ hardening press.

Etwaige Daten zur thermischen Werkstücknachbehandlung, insbesondere Kühlen und erneutes Anlassen, können wieder dem Modul CP1 zugeführt werden.Any data on thermal workpiece post-treatment, in particular cooling and renewed tempering, can be fed back to module CP1.

Die Darstellung nach 3 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung CPU und ein Flussdiagramm eines durch diese Steuereinrichtung abgearbeiteten Prozesses.The representation after 3 shows schematically a control device CPU and a flow chart of a process executed by this control device.

Die Steuereinrichtung CPU steuert den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bewerkstelligung eines Presshärtungsprozesses, bei welchem im Rahmen eines Temperierungsschrittes Werkstücke in einem Härteofen erwärmt und im Rahmen eines Abschreckschrittes in einer Härtepresse abgeschreckt werden.The control device CPU controls the sequence of the method according to the invention for carrying out a press hardening process, in which workpieces are heated in a hardening furnace as part of a tempering step and quenched in a hardening press as part of a quenching step.

Die Steuereinrichtung CPU ist hier beispielhaft über ein BusSystem mit den Schaltorganen der gesteuerten Komponenten der Härteanlage gekoppelt.The control device CPU is coupled here, for example, via a bus system with the switching elements of the controlled components of the hardening system.

Der hier verwendete Begriff des Steuerns umfasst im Kontext der vorliegenden Beschreibung auch das Regeln, die Steuereinrichtung kann insoweit eine Regeleinrichtung darstellen, und Stellgrößen unter Berücksichtigung von zurückgeführten Signalen, insbesondere hinsichtlich Druck, Temperatur, Werkstückposition und dynamisch einstellen.In the context of the present description, the term control used here also includes regulation; the control device can represent a control device in this respect, and adjust manipulated variables taking into account returned signals, in particular with regard to pressure, temperature, workpiece position and dynamically.

Gemäß dem durch Konfiguration der Steuereinrichtung CPU durch diese abgewickelten Anlagenbetriebsverfahren wird im Rahmen des Schrittes S1 ein Werkstück WP durch die Handhabungseinrichtung aus dem Werkstückvorhaltelager WPB1 aufgegriffen und in einen der ersten Öffnungseinrichtung 1 vorgelagerten Bereich verbracht.According to the system operating method processed by the control device CPU by configuring it, a workpiece WP is picked up by the handling device from the workpiece storage area WPB1 in step S1 and brought to an area upstream of the first opening device 1 .

Im Schritt S2 wird in einem Systemzustand in welchem die Sperrwand 3 geschlossen ist der Druck in der Kammer C1 an den Umgebungsdruck angeglichen.In step S2, in a system state in which the barrier wall 3 is closed, the pressure in the chamber C1 is adjusted to the ambient pressure.

Im Schritt S3 wird die Öffnungseinrichtung 1 geöffnet.In step S3, the opening device 1 is opened.

Im Schritt S4 wird das Werkstück WP in die Eingangskammer C1 eingebracht.In step S4, the workpiece WP is introduced into the input chamber C1.

Im Schritt S5 wird die Öffnungseinrichtung 1 geschlossen.In step S5, the opening device 1 is closed.

Im Schritt S6 wird der Druck in der Kammer C1 auf den Innendruck in der dritten Kammer C3 abgesenkt.In step S6, the pressure in the chamber C1 is reduced to the internal pressure in the third chamber C3.

Im Schritt S7 wird die Sperrwand 3 geöffnet.In step S7, the barrier wall 3 is opened.

Im Schritt S8 wird das Werkstück in Durchlaufrichtung des Ofens TK in die dritte Kammer C3 gefördert.In step S8, the workpiece is conveyed into the third chamber C3 in the throughput direction of the furnace TK.

Im Schritt S9 wird die Sperrwand 3 geschlossen.In step S9, the barrier wall 3 is closed.

In den Schritten S10 bis S15 wird das Werkstück durch in Durchlaufrichtung DTK abfolgende Zonen oder Stationen des Ofens TK gefördert und in diesen Zonen definiert aufgeheizt.In steps S10 to S15, the workpiece is conveyed through zones or stations of the furnace TK that follow in the throughput direction DTK and is heated in a defined manner in these zones.

In der Kammer C3 herrscht ein definierter Unterdruck der über eine hier nicht weiter beschriebene Steuerroutine eingestellt und aufrechterhalten wird.A defined negative pressure prevails in chamber C3, which is set and maintained via a control routine that is not described further here.

Sobald sich das Werkstück WP in einem geforderten thermischen Zustand in der letzten der Sperrwand 4 vorgelagerten Zone der Kammer C3 befindet, wird im Schritt S16 in der Ausgabekammer C2 der Druck auf den Innendruck der Kammer C3 abgesenkt.As soon as the workpiece WP is in a required thermal state in the last zone of the chamber C3 upstream of the barrier wall 4, the pressure in the output chamber C2 is lowered to the internal pressure of the chamber C3 in step S16.

Im Schritt S17 wird die Sperrwand 4 geöffnet und das Werkstück WP in die den Ausschleuseabschnitt TKO bildende Ausgabekammer C2 verbracht.In step S17, the barrier wall 4 is opened and the workpiece WP is brought into the output chamber C2 forming the discharge section TKO.

Die Sperrwand 4 wird im Schritt S18 geschlossen.The barrier wall 4 is closed in step S18.

Im Schritt S19 wird der Druck in der Kammer C2 auf Umgebungsdruckniveau erhöht.In step S19, the pressure in the chamber C2 is increased to the atmospheric pressure level.

Die Druckerhöhung kann bewerkstelligt werden, indem der Druckausgleich durch Zufuhr eines inerten Gases in die Kammer C2 bewerkstelligt wird.
Im Schritt S20 wird die Temperatur in der Ausgabekammer C2 auf eine Werkstückhaltetemperatur eingestellt.
The pressure increase can be accomplished by equalizing the pressure by introducing an inert gas into chamber C2.
In step S20, the temperature in the discharge chamber C2 is adjusted to a workpiece holding temperature.

Im Schritt S21 wird abgefragt, ob sich das Transfersystem TS und die Härtepresse PQ in einem zur Abarbeitung des Abschreckvorganges geeigneten Bereitschaftszustand befinden.In step S21 it is queried whether the transfer system TS and the hardening press PQ are in a ready state suitable for processing the quenching process.

Im Schritt S22 wird der Abschreckvorgang aktiviert. Hierzu wird im Schritt Q1 die Öffnungseinrichtung 2 geöffnet. Im Schritt Q2 greift das Transfersystem TS das Werkstück WP aus der Kammer C2 ab und transferiert dieses auf einer definierten Bahn mit einem definierten Geschwindigkeitsprofil in die Härtepresse PQ. Im Schritt Q3 spannt die Härtepresse PQ das eingesetzte Werkstück. Im Schritt Q4 erfolgt die Beaufschlagung des gespannten Werkstücks mit einem Abschreckmedium.In step S22, the quenching process is activated. For this purpose, the opening device 2 is opened in step Q1. In step Q2, the transfer system TS picks up the workpiece WP from the chamber C2 and transfers it to the hardening press PQ on a defined path with a defined speed profile. In step Q3, the hardening press PQ clamps the workpiece used. In step Q4, the clamped workpiece is subjected to a quenching medium.

Die Schritte Q1 bis Q4 bilden eine Prozessschrittgruppe, die in einem programmtechnisch definierten zeitlichen Rahmen abgearbeitet wird. Das Freigeben des Werkstücks WP in der Kammer C2 und der Transfervorgang des Werkstücks WP in die Härtepresse PQ bilden Teil des Abschreckprozesses der werkstückspezifisch parametrisiert abgewickelt wird.Steps Q1 to Q4 form a process step group that is processed in a time frame defined by the program. The release of the workpiece WP in the chamber C2 and the process of transferring the workpiece WP into the hardening press PQ form part of the quenching process, which is carried out in a parameterized manner specific to the workpiece.

Das Handhabungssystem TS wird hierbei derart betrieben, dass sich für die Verbringung des Werkstücks WP aus der Ausgabeeinrichtung TKO in die Härtepresse PQ ein programmtechnisch gesichertes zeitliches Temperaturprofil des Werkstückes WP sowie auch eine programmtechnisch gesicherte zeitliche Gaskontaktierung des Werkstückes WP ergibt.The handling system TS is operated in such a way that for the transfer of the workpiece WP from the output device TKO into the hardening press PQ, a program-technically secured temporal temperature profile of the workpiece WP as well as a program-technically secured temporal gas contacting of the workpiece WP results.

Der mit dem Öffnen der Öffnungseinrichtung 2 beginnende Verbringungsvorgang kann nur in Verbindung mit einem Bereitschaftssignal der Härtepresse abgewickelt werden. Es gibt insoweit keine außerhalb des definierten Ablaufs anfallende Wartezeit oder Prozesszeitstreckung.The transfer process beginning with the opening of the opening device 2 can only be carried out in conjunction with a ready signal from the hardening press. So far there are none waiting time or process time stretching outside of the defined process.

Im Anschluss an die Presshärteschrittfolge Q1, Q2, Q3, Q4 (Q1 bis Q4) wird die Härtepresse PQ im Schritt S23 geöffnet und das Werkstück im Schritt S24 aus der Härtepresse PQ entnommen.Following the press hardening step sequence Q1, Q2, Q3, Q4 (Q1 to Q4), the hardening press PQ is opened in step S23 and the workpiece is removed from the hardening press PQ in step S24.

Im Schritt S25 wird das Werkstück in einen Werkstückträger eingesetzt und im Schritt S26 einer Waschstation zugeführt. In step S25, the workpiece is inserted into a workpiece carrier and fed to a washing station in step S26.

Nach dem erfindungsgemäß durch die Steuereinrichtung CPU veranlassten Anlagenbetrieb erfolgt das Öffnen der Öffnungseinrichtung 2 und der Aufgriff des Werkstückes in dem Ausgangsbereich TKO des Härteofens wenn das Werkstück einen definierten thermischen Zustand erlangt hat und das Transfersystem und die Härtepresse in einem Bereitschaftszustand sind. Die Prozessschrittgruppe Q1, Q2, Q3, Q4 (Q1 bis Q4) nimmt mit dem Öffnen der Öffnungseinrichtung 2 ihren Lauf.After the system operation initiated according to the invention by the control device CPU, the opening device 2 is opened and the workpiece is picked up in the output area TKO of the hardening furnace when the workpiece has reached a defined thermal state and the transfer system and the hardening press are in a ready state. The process step group Q1, Q2, Q3, Q4 (Q1 to Q4) begins when the opening device 2 is opened.

Im Rahmen der Mediumbeaufschlagung des Werkstückes WP in der Härtepresse PQ erfolgt in dem Schritt Q4 eine programmtechnisch definierte und durch Stellmittel abgestimmte Beaufschlagung des Werkstückes mit einem Abschreckmedium.As part of the application of the medium to the workpiece WP in the hardening press PQ, in step Q4 the workpiece is exposed to a quenching medium in a way that is defined by the program and coordinated by means of adjusting means.

Die Erwärmung der Werkstücke im Rahmen des Durchlaufs durch den Härteofen UND wird messtechnisch erfasst und werkstückspezifisch aufgezeichnet und dokumentiert.The heating of the workpieces as part of the passage through the hardening furnace AND is measured and recorded and documented for each workpiece.

Die Darstellung nach 4 zeigt eine Presshärteanlage, mit einem Härteofen TK, der als Durchlaufofen ausgeführt ist und einen Ofeneingang TKI und einen Ofenausgang TKO aufweist. Die Presshärteanlage umfasst weiterhin eine Härtepresse PQ, zum Spannen eines Werkstücks und zur Bewerkstelligung eines Abschreckvorganges des Werkstücks in gespanntem Zustand. In einem Zwischenbereich zwischen dem Ofenausgang TKO und der Härtepresse PQ ist ein Handhabungssystem TS vorgesehen. Weiterhin ist in einem dem Ofeneingang TKI benachbarten Bereich ein Werkstückbeschickungssystem LS vorgesehen. Das Handhabungsystem TS und das Werkstückbeschickungssystem LS sind über einen am Durchlaufofen TK vorbei geführten Werkstückträgerförderweg DTR miteinander verbunden.The representation after 4 shows a press hardening system with a hardening furnace TK, which is designed as a continuous furnace and has a furnace inlet TKI and a furnace outlet TKO. The press hardening system also includes a hardening press PQ for clamping a workpiece and for effecting a quenching process of the workpiece in the clamped state. A handling system TS is provided in an intermediate area between the furnace outlet TKO and the hardening press PQ. Furthermore, a workpiece loading system LS is provided in an area adjacent to the furnace entrance TKI. The handling system TS and the workpiece loading system LS are connected to one another via a workpiece carrier conveyor path DTR, which runs past the continuous furnace TK.

Über den Werkstückträgerförderweg erfolgt eine Rückführung der Werkstückträger zum Eingangsbereich des Durchlaufofens TK. Die Werkstückträger durchwandern sowohl in Eingangsbereich des Durchlaufofens TK, als auch am Ausgangsbereich des Durchlaufofens TK Zonen in welchen eine Werkstückhandhabung durch Transfersysteme die insbesondere durch einen Roboterarm oder einen Portalroboter gebildet sind, erfolgt.The workpiece carriers are returned to the entrance area of the continuous furnace TK via the workpiece carrier conveyor path. The workpiece carriers move through zones both in the input area of the continuous furnace TK and in the output area of the continuous furnace TK, in which a workpiece handling by transfer systems, which are formed in particular by a robot arm or a portal robot, takes place.

Der Werkstückträgerförderweg verläuft parallel zum Durchlaufofen. Wiederum parallel zu diesem Werkstückträgerförderweg verläuft auch der in Verbindung mit 2 beschriebene Werkstückförderweg WPH ab dem Ausgang aus der Härtepresse PQ zurück zu den Kühlzellen 10, 11, 12, 13.The workpiece carrier conveyor path runs parallel to the continuous furnace. Again parallel to this workpiece carrier conveyor path also runs in connection with 2 described workpiece conveyor path WPH from the exit from the hardening press PQ back to the cooling cells 10, 11, 12, 13.

Hierdurch wird es möglich, über das Handhabungssystem TS die aus dem Ofenausgang herausgeführten Werkstückträger aufzugreifen und zum Eingang des Härteofens TK zu verbringen.This makes it possible to use the TS handling system to pick up the workpiece carriers that have been brought out of the furnace outlet and bring them to the entrance of the hardening furnace TK.

Offenbart wird auch ein erfindungsgemäßes Mittel zum Erwärmen von Werkstücken im Zuge von Wärmebehandlungen betroffen sein, wobei das Mittel zum Erwärmen als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist und wenigstens eine Kammer zum Erwärmen von Werkstücken umfasst, wobei der Durchlaufofen wenigstens eine weitere Kammer umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen erwärmten Werkstücke vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen verbindbar bzw. verbunden ist.A means according to the invention for heating workpieces in the course of heat treatments is also disclosed, the means for heating being designed as a continuous furnace with a continuous direction and comprising at least one chamber for heating workpieces, the continuous furnace comprising at least one further chamber, the at least one further chamber is present as a heatable chamber for keeping workpieces heated in the at least one chamber for heating warm, wherein the at least one further chamber can be connected or is connected to the at least one chamber for heating.

Dieses erfindungsgemäße Mittel zum Erwärmen kann ermöglichen, Temperaturprofile erwärmter Werkstücke zu kontrollieren. Dies kann sich sehr positiv eine gleichbleibende Qualität der Werkstücke auswirken.This heating means according to the invention can make it possible to control temperature profiles of heated workpieces. This can have a very positive effect on the consistent quality of the workpieces.

Zudem wird die Verwendung eines derartigen Mittels zum Erwärmen von Werkstücken bei Wärmebehandlungen offenbart. In addition, the use of such a means for heating workpieces during heat treatments is disclosed.

Offenbart wird weiterhin ein erfindungsgemäßes Mittel zum Erwärmen, wobei das zumindest eine Mittel zum Erwärmen von Werkstücken als Durchlaufofen ausgebildet ist, durch welchen die Werkstücke in einer Durchlaufrichtung hindurchförderbar sind, wobei der Durchlaufofen einen Eingangsabschnitt, einen Heizabschnitt und einen Ausgangsabschnitt aufweist, wobei die Werkstücke über eine erste Öffnungseinrichtung in den Eingangsabschnitt einbringbar sind, wobei die Werkstücke über eine zweite Öffnungseinrichtung aus dem Ausgangsabschnitt ausbringbar sind, wobei der Ausgangsabschnitt eine zur Werkstückübernahme aus dem Heizabschnitt vorgesehene Ausgabekammer umfasst und die Ausgabekammer gegenüber dem Heizabschnitt und dem Mittel zum Härten des Werkstückes gesteuert verschließbar ist.Also disclosed is a means for heating according to the invention, with the at least one means for heating workpieces being designed as a continuous furnace, through which the workpieces can be conveyed in a direction of flow, with the continuous furnace having an input section, a heating section and an output section, with the workpieces a first opening device can be introduced into the input section, with the workpieces being able to be removed from the output section via a second opening device, with the output section comprising an output chamber provided for taking over the workpiece from the heating section and the output chamber being able to be closed in a controlled manner with respect to the heating section and the means for hardening the workpiece .

Dieses erfindungsgemäße Mittel zum Erwärmen kann ermöglichen, Temperaturprofile erwärmter Werkstücke zu kontrollieren. Dies kann sich sehr positiv eine gleichbleibende Qualität der Werkstücke auswirken.This heating means according to the invention can enable temperature profiles to be heated to control workpieces. This can have a very positive effect on the consistent quality of the workpieces.

Offenbart wird auch die Verwendung eines derartigen Mittels zum Erwärmen von Werkstücken bei Wärmebehandlungen.The use of such a means for heating workpieces during heat treatments is also disclosed.

Offenbart wird ferner eine Presshärteanlage, mit einem Härteofen TK der als Durchlaufofen ausgeführt ist und einen Ofeneingang TKI und einen Ofenausgang TKO aufweist, einer Härtepresse PQ, zum Spannen eines Werkstücks WP und zur Bewerkstelligung eines Abschreckvorganges des Werkstücks WP in gespanntem Zustand, wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem Ofenausgang TKO und der Härtepresse PQ ein Handhabungssystem TS vorgesehen ist und in einem dem Ofeneingang TKI benachbarten Bereich ein Werkstückbeschickungssystem LS vorgesehen ist, wobei das Handhabungssystem TS und das Werkstückbeschickungssystem LS über einen am Durchlaufofen vorbei geführten Werkstückträgerrückförderweg DTR miteinander verbunden sind.Also disclosed is a press hardening system with a hardening furnace TK, which is designed as a continuous furnace and has a furnace inlet TKI and a furnace outlet TKO, a hardening press PQ, for clamping a workpiece WP and for accomplishing a quenching process of the workpiece WP in the clamped state, with in an intermediate area a handling system TS is provided between the furnace exit TKO and the hardening press PQ and a workpiece loading system LS is provided in an area adjacent to the furnace entrance TKI, the handling system TS and the workpiece loading system LS being connected to one another via a workpiece carrier return path DTR that runs past the continuous furnace.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, unmittelbar nach dem Ausgang der Werkstücke aus dem Ofenausgang diese in einer durch den jeweiligen Werkstückträger definierten Ausrichtung aufzugreifen und in diesem definierten Greifzustand in die Härtepresse einzusetzen.This advantageously makes it possible, immediately after the workpieces have left the furnace outlet, to pick them up in an orientation defined by the respective workpiece carrier and insert them into the hardening press in this defined gripping state.

Der hierbei frei gewordene Werkstückträger kann unter geringer Abkühlung und kurzer Handhabungszeit erneut mit einem Werkstück oder einer Werkstückcharge bestückt werden, oder auch zunächst einem Aufbereitungssystem zugeführt werden, in welchem dieser gekühlt und gereinigt, insbesondere gewaschen wird und erst in einem derart aufbereiteten Zustand wieder bestückt wird. Der Durchlaufofen und der Werkstückträgerrückförderweg bilden ein Kreislaufsystem über welches in definierter Taktfolge definiert aufgeheizte Werkstücke für die Übergabe in die Abschreckpresse bereitgestellt werden.The workpiece carrier that has become free in this way can be equipped again with a workpiece or a batch of workpieces with little cooling and a short handling time, or it can also first be fed to a processing system in which it is cooled and cleaned, in particular washed, and only loaded again in such a processed state . The continuous furnace and the workpiece carrier return path form a circulatory system via which heated workpieces are made available in a defined cycle sequence for transfer to the quenching press.

In Nachbarschaft zum Ofeneingang TKI ist eine Kühlzelle 10, 11, 12, 13 vorgesehen. Diese Kühlzelle 10, 11, 12, 13 ist unter Einbindung des Werkstückbeschickungssystems LS mit Werkstücken beschickbar.A cooling cell 10, 11, 12, 13 is provided in the vicinity of the furnace entrance TKI. This cooling cell 10, 11, 12, 13 can be loaded with workpieces by integrating the workpiece loading system LS.

Der Härteofen ist als Durchgangsofen ausgeführt. Im Sinne der Erfindung kann ein Durchgangsofen als Durchlaufofen bezeichnet werden. Ein Durchlaufofen kann als Durchgangsofen bezeichnet werden.The hardening furnace is designed as a continuous furnace. For the purposes of the invention, a continuous furnace can be referred to as a continuous furnace. A continuous furnace can be referred to as a continuous furnace.

Das Werkstück WP wird nach dem Ausgang aus dem Härteofen TK quer zur Durchlaufrichtung durch den Härteofen TK in die Härtepresse PQ geführt.After exiting the hardening furnace TK, the workpiece WP is guided transversely to the direction of passage through the hardening furnace TK into the hardening press PQ.

In alternativer Ausgestaltung kann möglich sein, dass das Werkstück WP nach dem Ausgang aus der Öffnungseinrichtung 2 der Ausgabeschleuse TKO quer zur Durchlaufrichtung DTK durch den Härteofen TK in die Härtepresse PQ geführt wird.In an alternative configuration, it may be possible for the workpiece WP to be guided through the hardening furnace TK into the hardening press PQ transversely to the flow direction DTK after exiting the opening device 2 of the output lock TKO.

Der Härteofen TK und die Härtepresse PQ sind durch das Transfersystem über Eck gekoppelt.The TK hardening furnace and the PQ hardening press are linked across the corner by the transfer system.

Der Werkstückrückförderweg ist durch ein Werkstückrücktransfersystem WPH gebildet ist, das sich entlang des Härteofens TK zwischen einem Ausgabebereich der Härtepresse PQ und einem Eingangsbereich des Härteofens TK erstreckt.The workpiece return path is formed by a workpiece return transfer system WPH, which extends along the hardening oven TK between an output area of the hardening press PQ and an input area of the hardening oven TK.

Das Werkstückrücktransfersystem WPH schließt an die Härtepresse PQ an eine zur Ofenlängsrichtung quer verlaufende Ausgabeseite der Härtepresse PQ an.The WPH workpiece return transfer system connects to the PQ hardening press on an output side of the PQ hardening press that runs transversely to the longitudinal direction of the furnace.

Über das Werkstückrücktransfersystem WPH sind eine Nachkühlungsstation 6 und/oder eine Waschstation 7 und/oder eine Prüfstation 8 mit Werkstücken WP beschickbar.An after-cooling station 6 and/or a washing station 7 and/or a testing station 8 can be loaded with workpieces WP via the workpiece return transfer system WPH.

Im Bereich der Prüfstation 8 sind darin befindliche Werkstücke WP aus der Presshärteanlage entnehmbar.In the area of the test station 8, the workpieces WP located therein can be removed from the press-hardening system.

Die Ausbringung der Werkstücke WP aus dem Härteofen TK und das Einsetzen der Werkstücke WP in die Härtepresse PQ sind ablauftechnisch zeitlich gekoppelt.The removal of the workpieces WP from the hardening furnace TK and the insertion of the workpieces WP into the hardening press PQ are chronologically linked in terms of process.

Der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine erfindungsgemäße Härtezelle CW mit einem Härteofen TK, einer Härtepresse PQ, einer Werkstückwascheinrichtung 7, einer Werkstücksausgabeeinrichtung mit einem Ausgabebereich 9a, einem Werkstückhandhabungssystem TS zur Verbringung der Werkstücke aus dem Härteofen TK in die Härtepresse PQ und einem Werkstückrückfördersystem WPH, zur Verbringung der Werkstücke aus der Härtepresse PQ zu dem Ausgabebereich 9a entnommen werden.The present disclosure can also include a hardening cell CW according to the invention with a hardening oven TK, a hardening press PQ, a workpiece washing device 7, a workpiece output device with an output area 9a, a workpiece handling system TS for moving the workpieces from the hardening oven TK into the hardening press PQ and a workpiece return system WPH Transferring the workpieces from the hardening press PQ to the output area 9a.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Wärmebehandlungsanlage in Form einer Zelle zu realisieren die sich durch eine hohe Kompaktheit und interne Dichte einzelner Module auszeichnet. Die einzelnen Module sind räumlich eng verzahnt und orientieren sich an einem durch den Härteofen verlaufenden Werkstückförderweg. Über das Werkstückrückfördersystem können die aus der Härtepresse entnommenen Werkstücke unter geringem Verschmutzungseintrag in das von der Umgebung abgeschottete Gesamtsystem zunächst gereinigt und wieder vom Werkstückrückfördersystem aufgenommen und in gereinigtem Zustand innerhalb der Zelle weiter transferiert werden.This makes it possible in an advantageous manner to implement a heat treatment system in the form of a cell, which is characterized by a high degree of compactness and internal density of individual modules. The individual modules are spatially closely interlocked and are based on a workpiece conveyor path that runs through the hardening furnace. The workpieces removed from the hardening press can initially be returned to the overall system, which is isolated from the environment, via the workpiece return system with little contamination and picked up again by the workpiece return system and transferred further within the cell in a cleaned condition.

Der Härteofen TK ist vorzugsweise als Durchgangsofen bzw. Durchlaufofen ausgeführt.The TK hardening furnace is preferably designed as a continuous furnace.

Das Werkstückrückfördersystem WPH ist parallel zum Härteofen TK geführt und die Werkstückwascheinrichtung 7 ist in einem Zwischenbereich zwischen dem Ausgabebereich 9a und der Härtepresse PQ über das Werkstückrückfördersystem WPH beschickbar.The workpiece return system WPH runs parallel to the hardening furnace TK and the workpiece washing device 7 can be loaded in an intermediate area between the output area 9a and the hardening press PQ via the workpiece return system WPH.

Der Härteofen TK weist einen Eingangsbereich TKI und einen Ausgangsbereich TKO auf und in einer dem Eingangsbereich TKI vorgelagerten Zone ist ein Beschickungssystem LS vorgesehen.The hardening furnace TK has an entry area TKI and an exit area TKO, and a loading system LS is provided in a zone upstream of the entry area TKI.

Über das Werkstückrückfördersystem WPH ist ein Werkstücktransfer zwischen dem Werkstückhandhabungssystem TS und dem Beschickungssystem LS bewerkstelligbar.A workpiece transfer between the workpiece handling system TS and the loading system LS can be accomplished via the workpiece return conveyor system WPH.

In einem dem Eingangsbereich TKI des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW ist ein Werkstückspeicher WPB1, WPB2 vorgesehen.A workpiece store WPB1, WPB2 is provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the input area TKI of the hardening furnace TK.

In einem dem Eingangsbereich TKI des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW ist eine erste Kühlzelle 10 vorgesehen.A first cooling cell 10 is provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the input area TKI of the hardening furnace TK.

Im Ausführungsbeispiel sind in einem dem Eingangsbereich des Härteofens TK benachbarten Bereich der Härtezelle CW weitere Kühlzellen 11, 12, 13 vorgesehen.In the exemplary embodiment, further cooling cells 11, 12, 13 are provided in an area of the hardening cell CW adjacent to the entry area of the hardening furnace TK.

Werkstückspeicher WPB1, WPB2 und Kühlzellen 10, 11, 12, 13 sind über das Beschickungssystem LS erreichbar. Die Härtezelle CW ist von einer Zellenwand CW2 umschlossen.Workpiece storage WPB1, WPB2 and cooling cells 10, 11, 12, 13 can be reached via the LS loading system. The hardening cell CW is enclosed by a cell wall CW2.

An das Werkstückrückfördersystem WPH ist eine Ausgabeschleuse 8 angebunden ist. Über diese Ausgabeschleuse 8 ist eine Werkstückausschleusung aus der Härtezelle CW bewerkstelligbar ist.An output lock 8 is connected to the workpiece return system WPH. Workpiece ejection from the hardening cell CW can be accomplished via this output lock 8 .

Der zudem offenbarte Härteofen TK zur Erwärmung von metallischen Werkstücken WP, insbesondere Getriebekomponenten, im Rahmen von Wärmebehandlungen, ist auch aus der 1 ersichtlich. Der Härteofen TK umfasst eine Kammer zum Erwärmen C3, TKH von Werkstücken WP. Der Härteofen TK umfasst eine weitere Kammer C2, die als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen C3, TKH, erwärmten Werkstücke WP vorhanden ist. Die wenigstens eine weitere Kammer C2, TKO ist mit der wenigstens einen Kammer zum Erwärmen C3, TKH verbunden.The also disclosed hardening furnace TK for heating metallic workpieces WP, in particular gear components, in the context of heat treatment, is also from 1 apparent. The hardening furnace TK includes a chamber for heating C3, TKH workpieces WP. The hardening furnace TK comprises a further chamber C2, which is present as a heatable chamber for keeping workpieces WP heated in the at least one heating chamber C3, TKH. The at least one further chamber C2, TKO is connected to the at least one chamber for heating C3, TKH.

In dieser Ausgestaltung ist es sehr vorteilhaft, wenn der erfindungsgemäße Härteofen TK als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist.In this embodiment, it is very advantageous if the hardening furnace TK according to the invention is designed as a continuous furnace with one direction of passage.

Die eine weitere Kammer C2, TKO ist von der einen Kammer zum Erwärmen C3, TKH von Werkstücken WP mittels Abschottmittel 3, 4 abschottbar.Another chamber C2, TKO can be sealed off from the one chamber C3, TKH for heating workpieces WP by means of sealing means 3, 4.

Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solcher Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können. Stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.It should be understood that the foregoing detailed description and drawings, while representing certain exemplary embodiments of the invention, are intended for purposes of illustration only and should not be construed as limiting the scope of the invention. Various modifications of the configurations described are possible without departing from the scope of the following claims and their range of equivalence. In particular, features of the exemplary embodiments that are not mentioned in the claims also emerge from this description and the figures. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned together in the same sentence or in some other type of textual context does not justify the conclusion that they can only occur in the specifically disclosed combination. Instead, it is generally to be assumed that several such features can also be omitted or modified individually, provided this does not call into question the functionality of the invention.

Vorrichtungsmerkmale können auch als Verfahrensmerkmale betrachtet und formuliert werden. Verfahrensmerkmale können als Vorrichtungsmerkmale betrachtet und formuliert werden.Device features can also be considered and formulated as process features. Process features can be considered and formulated as device features.

Claims (10)

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken (WP), insbesondere Getriebekomponenten, wobei die Vorrichtung zumindest ein Mittel (TK) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) umfasst, wobei die Vorrichtung ferner zumindest ein Mittel (PQ) zum Härten von Werkstücken (WP) umfasst, wobei das zumindest eine Mittel (TK) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) als Durchlaufofen mit einer Durchlaufrichtung ausgebildet ist und wenigstens eine Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) umfasst, wobei der Durchlaufofen wenigstens eine weitere Kammer (C2) umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) als beheizbare Kammer zum Warmhalten von in der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen erwärmten Werkstücke (WP) vorhanden ist, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) mit der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen verbindbar bzw. verbunden ist.Device for the heat treatment of metallic workpieces (WP), in particular transmission components, the device comprising at least one means (TK) for heating workpieces (WP), the device further comprising at least one means (PQ) for hardening workpieces (WP), wherein the at least one means (TK) for heating workpieces (WP) is designed as a continuous furnace with a continuous direction and comprises at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP), wherein the continuous furnace comprises at least one further chamber (C2), wherein the at least one further chamber (C2) is present as a heatable chamber for keeping workpieces (WP) heated in the at least one chamber (C3) for heating, wherein the at least one further chamber (C2) can be connected or is connected to the at least one chamber (C3) for heating. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) mit der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen lösbar verbindbar bzw. verbunden ist.device after claim 1 , The at least one further chamber (C2) being detachably connectable or connected to the at least one chamber (C3) for heating. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine weitere Kammer (C2) von der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) mittels wenigstens eines Abschottmittels (3, 4) abschottbar ist.device after claim 1 or 2 , wherein the at least one further chamber (C2) can be sealed off from the at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP) by means of at least one sealing means (3, 4). Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei zumindest die wenigstens eine Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) und/oder die wenigstens eine weitere Kammer (C2) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.Device according to at least one of Claims 1 , 2 or 3 , wherein at least the at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP) and/or the at least one further chamber (C2) can be subjected to a negative pressure. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest eine Steuervorrichtung (CPU) umfasst ist, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung (CPU) derart ausgestaltet ist, dass Temperaturen in der wenigstens einen weiteren Kammer (C2) und in der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) kammerspezifisch regelbar sind.Device according to at least one of Claims 1 until 4 , wherein at least one control device (CPU) is included, wherein the at least one control device (CPU) is designed such that temperatures in the at least one additional chamber (C2) and in the at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP) can be regulated chamber-specifically. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, wobei die zumindest eine Steuervorrichtung (CPU) ferner derart ausgestaltet ist, dass das wenigstens eine Abschottmittel (3, 4) zum Abschotten der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) gegenüber der wenigstens einen weiteren Kammer (C2)vorzugsweise in Abhängigkeit der kammerspezifischen Regelung der Temperaturen regelbar ist.device after claim 3 and 5 , wherein the at least one control device (CPU) is further configured such that the at least one partitioning means (3, 4) for partitioning off the at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP) from the at least one additional chamber (C2), preferably can be regulated depending on the chamber-specific regulation of the temperatures. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, wobei die wenigstens die zumindest eine Steuervorrichtung (CPU) derart ausgestaltet ist, dass Unterdrücke in der wenigstens einen weiteren Kammer (C2) und in der wenigstens einen Kammer (C3) zum Erwärmen von Werkstücken (WP) kammerspezifisch regelbar sind.device after claim 4 and 5 , wherein the at least one control device (CPU) is designed such that negative pressures in the at least one further chamber (C2) and in the at least one chamber (C3) for heating workpieces (WP) can be regulated chamber-specifically. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei das Mittel zum Erwärmen (TK) und das Mittel zum Härten (PQ) in einem umschlossenen Raum angeordnet sind, wobei der Raum zumindest einen Ausgangsbereich zum Ausgeben fertig wärmebehandelter Werkstücke (WP) umfasst und wobei der Raum ferner zumindest einen Ausschleusebereich umfasst, der von dem zumindest einen Ausgangsbereich verschieden ist, wobei Werkstücke (WP) aus dem Raum zu messtechnischen Untersuchungen aus- und einführbar sind.Device according to at least one of the preceding Claims 1 until 7 , wherein the means for heating (TK) and the means for hardening (PQ) are arranged in an enclosed space, wherein the space comprises at least one exit area for outputting finished heat-treated workpieces (WP) and wherein the space further comprises at least one discharge area which is different from the at least one starting area, wherein workpieces (WP) can be removed and inserted from the room for metrological investigations. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Wärmebehandeln von vorzugsweise aufgekohlten Werkstücken (WP).Use of a device according to at least one of Claims 1 until 8th for heat treatment of preferably carburized workpieces (WP). System, umfassend wenigstens zwei Vorrichtungen gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8.System comprising at least two devices according to at least one of Claims 1 until 8th .
DE102021109672.3A 2021-04-16 2021-04-16 Device for the heat treatment of metallic workpieces Pending DE102021109672A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021109672.3A DE102021109672A1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Device for the heat treatment of metallic workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021109672.3A DE102021109672A1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Device for the heat treatment of metallic workpieces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021109672A1 true DE102021109672A1 (en) 2022-10-20

Family

ID=83447069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021109672.3A Pending DE102021109672A1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Device for the heat treatment of metallic workpieces

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021109672A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0120233A2 (en) 1983-03-01 1984-10-03 Joachim Dr.-Ing. Wünning Process for heat recovery during the heat treatment of metallic articles, and tunnel furnace therefor
DE3315410A1 (en) 1983-04-28 1984-11-08 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Device for cooling workpieces which have been subjected to a thermochemical treatment
WO1993014229A1 (en) 1992-01-15 1993-07-22 Aichelin Gmbh Device for heat-treating metal workpieces
DE102006027625B3 (en) 2006-06-13 2007-08-09 Benteler Automobiltechnik Gmbh Oven assembly for the thermal treatment of steel sheets or steel sheet components, comprises heating zone, which is formed from an initial- and an end furnace module, between which an extension furnace module is integratable

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0120233A2 (en) 1983-03-01 1984-10-03 Joachim Dr.-Ing. Wünning Process for heat recovery during the heat treatment of metallic articles, and tunnel furnace therefor
DE3315410A1 (en) 1983-04-28 1984-11-08 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Device for cooling workpieces which have been subjected to a thermochemical treatment
WO1993014229A1 (en) 1992-01-15 1993-07-22 Aichelin Gmbh Device for heat-treating metal workpieces
DE102006027625B3 (en) 2006-06-13 2007-08-09 Benteler Automobiltechnik Gmbh Oven assembly for the thermal treatment of steel sheets or steel sheet components, comprises heating zone, which is formed from an initial- and an end furnace module, between which an extension furnace module is integratable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102022108510A1 (en) Process for the heat treatment of metallic workpieces
DE102022108511A1 (en) Device for the heat treatment of metallic workpieces
EP4314682A1 (en) Method for the heat treatment of metal workpieces
DE102022108513A1 (en) Control device and method for controlling a system and a process for the heat treatment of metal workpieces
EP4074846A1 (en) Control device and method of controlling a press hardening system
DE102022108514A1 (en) Control device and method for controlling a press hardening plant
DE102021109682A1 (en) Control device and method for controlling a press hardening plant
DE4208485C2 (en) Method and device for quenching metallic workpieces
DE4110114C2 (en)
EP0120233A2 (en) Process for heat recovery during the heat treatment of metallic articles, and tunnel furnace therefor
EP1233841A1 (en) Method and device for producing a soldered joint
EP2717008A2 (en) Gas-tight industrial furnace supplied with protecting gas, in particular chamber furnace, pusher type furnace or ring hearth furnace
DE10310739A1 (en) Device for heat treating workpieces has an opening for charging/discharging in the outer wall of a rotary furnace in a last treatment zone
EP1954841A1 (en) Installation for the dry transformation of a material microstructure of semi-finished products
DE102021109672A1 (en) Device for the heat treatment of metallic workpieces
EP0621904B1 (en) Device for heat-treating metal workpieces
DE102021109676A1 (en) Hardening cell for the heat treatment of metallic workpieces
DE102021109678A1 (en) Press hardening plant for the heat treatment of metallic workpieces
DE102021109677A1 (en) Hardening furnace for heating metallic workpieces
EP2609619B1 (en) Device and method for processing wafers
DE102015001408A1 (en) Plant for the form hardening of workpieces
DE102012104537A1 (en) Furnace plant and method for operating the furnace
DE102010038385B4 (en) Arrangement for ventilating an outlet lock in a vacuum treatment plant
EP0632965B1 (en) Process and apparatus for the stepwise treatment of lump products with process fluids
DE102019201924A1 (en) Modular heat treatment system for the batch heat treatment of metallic workpieces

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified