DE202008008067U1

DE202008008067U1 - Device for fixing a component during a heat treatment

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Publication number: DE202008008067U1
Application number: DE202008008067U
Authority: DE
Original assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Current assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2018-06-19
Also published as: DE102009029767B4; DE102009029767A1

Abstract

Vorrichtung zum Fixieren eines Bauteils (W) während einer Wärmebehandlung, die Vorrichtung umfassend:
a) eine Basis (1),
b) eine von der Basis (1) abragende erste Stütze (10), die eine erste Auflagestelle (11) für das Bauteil (W) bildet,
c) eine von der Basis (1) abragende zweite Stütze (20), die in einem Abstand (A) von der ersten Auflagestelle (11) eine zweite Auflagestelle (21) für das Bauteil (W) bildet,
d) ein erstes Fixierelement (17) zum Fixieren des Bauteils (W) an der ersten Auflagestelle (11),
e) ein zweites Fixierelement (17) zum Fixieren des Bauteils (W) an der zweiten Auflagestelle (21),
f) wobei die Basis (1) und wenigstens die erste Stütze (10) jeweils ein Verbindungselement (7, 8) für eine Verbindung (7, 8, 9) aufweisen, in der die erste Stütze (10) relativ zu der Basis (1) in unterschiedliche Einstellpositionen einstellbar und in der jeweils eingenommenen Einstellposition fixierbar ist, um die erste...Device for fixing a component (W) during a heat treatment, the device comprising
a) a base (1),
b) a first support (10) projecting from the base (1) and forming a first support location (11) for the component (W),
c) a second support (20) projecting from the base (1) and forming a second support location (21) for the component (W) at a distance (A) from the first support location (11),
d) a first fixing element (17) for fixing the component (W) to the first support point (11),
e) a second fixing element (17) for fixing the component (W) to the second support location (21),
f) wherein the base (1) and at least the first support (10) each have a connecting element (7, 8) for a connection (7, 8, 9), in which the first support (10) relative to the base (1 ) is adjustable in different adjustment positions and can be fixed in the respectively assumed setting position to the first ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fixieren eines Bauteils während einer Wärmebehandlung vorzugsweise zum Härten des Bauteils. Das Bauteil ist vorzugsweise ein metallisches Bauteil. Die Vorrichtung, im Folgenden Fixiervorrichtung, wird vorzugsweise zum Fixieren von Bauteilen verwendet, die gänzlich oder bereichsweise aus beschussfestem Werkstoff bestehen. Die Fixiervorrichtung setzt an geometrisch definierten Punkten an, die vorzugsweise durch Berechnungssoftware ermittelt wurden und wirkt der Verwindung- bzw. der Verwerfung des jeweiligen Bauteils beim Wärmebehandlungsprozess entgegen. Diese Ansatzpunkte, im Folgenden auch Auflagestellen, werden vorteilhafterweise so gewählt, dass ihre Position am Bauteil dazu beiträgt, dass sich das Bauteil durch die Wärmebehandlung möglichst wenig verzieht.The The invention relates to a device for fixing a component during a heat treatment preferably for Hardening of the component. The component is preferably a metallic one Component. The device, hereinafter fixing device, is preferably used for fixing components that are completely or partially made of bulletproof material. The fixing device starts at geometrically defined points, preferably through Calculation software were determined and acts the Verwindung- or the rejection of the respective component during the heat treatment process opposite. These starting points, hereinafter also reference points, are advantageously chosen so that their position on the component contributes that the component through the Heat treatment as little as possible warps.

Bei der Herstellung von hochfesten metallischen Bauteilen, insbesondere von armierten Fahrzeugteilen, werden zunächst die Metallrohlinge dreidimensional warmverformt und später in einem separaten Wärmebehandlungsprozess gehärtet. Das Wärmebehandeln von metallischen Bauteilen dient der Erhöhung seiner mechanischen Widerstandsfähigkeit durch gezielte Änderung des Materialgefüges. Hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften werden insbesondere in der Fahrzeugarmierung gestellt, da die armierten Fahrzeugteile zum einen die erforderliche Härte und zum anderen die erforderliche Elastizität aufweisen müssen, um ein Eindringen des Projektils ins Fahrzeuginnere zu vermeiden.at the production of high-strength metallic components, in particular of armored vehicle parts, first the metal blanks thermoformed three-dimensionally and later in a separate Heat treatment process hardened. The heat treatment of metallic components serves to increase its mechanical Resilience through targeted change of the Material structure. High demands on the material properties are especially in the vehicle reinforcement, as the armored Vehicle parts on the one hand, the required hardness and the others must have the required elasticity, to prevent penetration of the projectile into the vehicle interior.

Aus den beiden Forderungen nach Härte und Elastizität ergeben sich beim Wärmebehandlungsprozess Probleme hinsichtlich der Maßhaltigkeit der Bauteile. Besonders problematisch hinsichtlich eines Verzugs aufgrund Verwindung oder Verwerfung sind mehrlagige Werkstoffe, die beispielsweise eine duktile Schicht für die Elastizität, die Energiedissipation oder den Zusammenhalt des Werkstoffs und eine harte Panzerungsschicht aufweisen. Beschussfeste Mehrlagenstähle, beispielsweise Zweilagenstähle, sind bevorzugte Werkstoffe für deren Fixierung die Vorrichtung geeignet sein soll. Beim Wärmebehandlungsprozess wird das Bauteil zunächst in einen definierten Temperaturbereich gebracht und wird anschließend in einer definierten Abkühlzeit abgeschreckt. Dadurch können die geforderten Materialeigenschaften der Bauteile erreicht werden. Im Wärmebehandlungsprozess treten Bauteilspannungen auf, die zur Verwindung des Bauteils führen. Eine hieraus resultierende unzureichende Maßhaltigkeit der Bauteile führt insbesondere bei der Fahrzeugendmontage zu erheblichen Problemen und erzeugt zusätzliche Kosten für die Nachbearbeitung dieser Bauteile. Um die Maßhaltigkeit des Bauteils zu gewährleisten, müssen Maßnahmen getroffen werden, die Verformungen durch den Wärmebehandlungsprozess entgegenwirken.Out the two demands for hardness and elasticity There are problems with the heat treatment process the dimensional accuracy of the components. Especially problematic distortion due to warping or warping are multi-layered Materials that, for example, a ductile layer for elasticity, energy dissipation or cohesion of the material and having a hard armor layer. Impact resistant multilayer steels, For example, two-layer steels are preferred materials for the fixation of the device should be suitable. In the heat treatment process, the component is first placed in a defined temperature range and will subsequently quenched in a defined cooling time. Thereby can the required material properties of the components can be achieved. In the heat treatment process, component stresses occur, which lead to the distortion of the component. A resulting insufficient dimensional stability of the components leads especially in the vehicle final assembly to significant problems and generates additional costs for post processing of these components. To ensure the dimensional accuracy of the component, Measures must be taken which deforms counteract by the heat treatment process.

Fixiervorrichtungen, die das Bauteil vollflächig bzw. teilflächig umschließen und dadurch während des Härtevorgangs in der Sollposition fixieren, sind aus massivem Material gefräst und bilden einen negativen Abguss des Bauteils. solche Fixiervorrichtungen sind von massiver Gestalt und ihr Gewicht übersteigt meist mehrfach das Gewicht des zu behandelnden Bauteils. Die Fixiervorrichtung muss beim Wärmebehandlungsprozess mit erhitzt werden, um keine ungleichmäßige Wärmeausdehnung zu erzeugen. Dadurch steigen die Energiekosten für den Wärmeeintrag und auch der Aufwand für die Abkühlung.fixing devices, which enclose the component over the entire surface or part of the area and thereby during the hardening process in the desired position fix, are milled from solid material and form a negative cast of the component. such fixation devices are of massive shape and their weight usually exceeds several times the weight of the component to be treated. The fixing device must be heated during the heat treatment process to no uneven thermal expansion to create. This increases the energy costs for the heat input and also the cost of cooling off.

In der DE 10 2004 023 045 A1 wird eine Fixiervorrichtung beschrieben, die das Bauteil während des Wärmebehandlungsprozess positioniert und fixiert. Mittels orthogonaler Blechverbindung mit nutenförmigen Ausnehmungen werden Bleche ineinander gesteckt und erzeugen dadurch eine Gitterstruktur, die Auflagestellen für die Bauteile bildet. Die Bauteile werden randseitig in der Auflagevorrichtung mit Profilschienen geklemmt. Die Bleche der Gitterstruktur sind in Knotenbereichen miteinander verschweißt. Die von der Gitterstruktur gebildeten Auflagestellen sind an die Form des bei der Wärmebehandlung zu fixierenden Bauteils angepasst. Um mit der bekannten Fixiervorrichtung das gewünschte Ergebnis zu erzielen, müssen die Auflagestellen der Geometrie des Bauteils angepasst positioniert und die Bleche entsprechend exakt gefertigt und zur Gitterstruktur gefügt werden. Ein durch die Wärmebehandlung bedingter Verzug des fixierten Bauteils ist dabei noch nicht berücksichtigt.In the DE 10 2004 023 045 A1 a fixing device is described, which positions and fixes the component during the heat treatment process. By means of orthogonal sheet metal connection with groove-shaped recesses sheets are inserted into each other and thereby produce a grid structure which forms support points for the components. The components are clamped edge-side in the support device with rails. The sheets of the grid structure are welded together in node areas. The support points formed by the grid structure are adapted to the shape of the component to be fixed during the heat treatment. In order to achieve the desired result with the known fixing device, the support points of the geometry of the component must be positioned appropriately and the sheets are made according to exactly and added to the grid structure. A caused by the heat treatment delay of the fixed component is not taken into account.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache Fixiervorrichtung zu schaffen, mittels der ein Bauteil während einer Wärmebehandlung so fixiert werden kann, dass die Wärmebehandlung einen möglichst geringen Verzug des Bauteils bewirkt oder das Bauteil nach der Wärmebehandlung einer vorgegebenen Sollform entspricht.It An object of the invention is a simple fixing device to create, by means of a component during a heat treatment can be fixed so that the heat treatment as possible slight distortion of the component causes or the component after the heat treatment corresponds to a predetermined nominal shape.

Die Erfindung hat eine Fixiervorrichtung zum Gegenstand, die eine Basis, eine von der Basis abragende erste Stütze und wenigstens eine weitere, von der Basis abragende zweite Stütze aufweist. Die Stützen bilden Auflagestellen für ein Bauteil während einer Wärmebehandlung. So bildet die erste Stütze eine lokal begrenzte Auflage für das Bauteil, d. h. eine Auflagestelle, und die zweite Stütze bildet für das Bauteil eine zweite Auflagestelle, die von der ersten Auflagestelle beabstandet ist. Zwischen diesen wenigstens zwei Auflagestellen wird das Bauteil vorzugsweise nicht nochmals unterstützt, sondern überbrückt den Abstand zwischen den Auflagestellen frei tragend.The The invention relates to a fixing device which has a base, a protruding from the base first support and at least has another, projecting from the base second support. The supports form support points for a component during a heat treatment. So forms the first Support a locally limited support for the component, d. H. a support point, and the second support forms for the component, a second support point, which of the first support point is spaced. Between these at least two support points, the component is preferably not again supports, but bridges the gap free between the supports.

Für die Fixierung umfasst die Vorrichtung ein erstes Fixierelement zum Fixieren des Bauteils an der ersten Auflagestelle und wenigstens ein weiteres, zweites Fixierelement zum Fixieren des Bauteils an der zweiten Auflagestelle. Die Fixierelemente sind vorzugsweise an der jeweils zugeordneten Stütze angeordnet, können grundsätzlich aber auch neben der jeweiligen Stütze oder auch an anderer Stelle an der Basis so abgestützt sein, dass mittels ihrer Hilfe das Bauteil an der jeweiligen Auflagestelle fixiert werden kann. Fixieren bedeutet nicht, dass sich das Bauteil bei der Wärmebehandlung relativ zur jeweiligen Auflagestelle in keinster Weise bewegen darf. Das Bauteil wird mittels der Fixierelemente aber jedenfalls so weit fixiert, dass es während der Wärmebehandlung im Kontakt mit den Auflagestellen oder Fixierelementen bleibt oder in Kontakt gelangt und dadurch einer temperaturbedingten Verformung oder weiteren Verformung entgegengewirkt wird. Das Wort ”oder” wird von der Erfindung stets im üblichen logischen Sinne als ”inklusiv oder” verstanden, umfasst also sowohl die Bedeutung von ”entweder ... oder” als auch die Bedeutung von ”und”, soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich nur eine eingeschränkte Bedeutung ergeben kann. Das Zusammenwirken von Auflagestelle und zugeordnetem Fixierelement kann daher derart sein, dass das Bauteil während der Wärmebehandlung nur mit der Auflagestelle oder nur mit dem Fixierelement in Kontakt bleibt oder gelangt oder, wie dies bevorzugt wird, während der Wärmebehandlung sowohl mit dem Fixierelement als auch der jeweils zugeordneten Auflagestelle in Kontakt ist, vorzugsweise zwischen Auflagestelle und Fixierelement in einem jeweils Führungskontakt mit geringem Spiel, bevorzugt in Passung, beweglich gehalten wird oder geklemmt wird.For the fixation, the device comprises a first fixing member for Fixing the component at the first support point and at least another, second fixing element for fixing the component to the second support point. The fixing elements are preferably on the each assigned support can be arranged but also in addition to the respective support or else supported elsewhere at the base be that by means of their help, the component at the respective support point can be fixed. Fixing does not mean that the component is in the heat treatment relative to the respective contact point in no way allowed to move. The component is by means of fixing elements but in any case so far fixed that it during the heat treatment remains in contact with the support points or fixing elements or comes into contact and thus a temperature-induced deformation or further deformation is counteracted. The word "or" becomes of the invention always in the usual logical sense as "inclusive or "understood, so includes both the meaning of" either ... or "as well as the meaning of" and ", as far as the respective concrete context is not exclusive can only give a limited meaning. The interaction of support and associated fixing can therefore be so be that part during the heat treatment only with the support point or only with the fixing element in contact remains or passes or, as is preferred, during the heat treatment both with the fixing element as well the respectively associated support point is in contact, preferably between Supporting point and fixing element in a respective guide contact with little play, preferably in fit, is kept movable or clamped.

Nach der Erfindung weisen die Basis und wenigstens die erste Stütze jeweils ein Verbindungselement für eine Verbindung auf, in der die erste Stütze relativ zu der Basis in unterschiedliche Einstellpositionen einstellbar und in der jeweils eingenommenen Einstellposition fixierbar ist, um die erste Auflagestelle relativ zu der Basis und insbesondere relativ zu der zweiten Auflagestelle verstellen zu können. Aufgrund der Verstellbarkeit kann die Vorrichtung in einem Iterationsprozess in Bezug auf die Positionen, die die Auflagestellen relativ zueinander aufweisen, mittels eines oder nacheinander mehrerer Bauteile justiert werden, um das gewünschte Ergebnis, ein trotz der Wärmebehandlung formtreues Bauteil, zu erhalten. Für die Wärmebehandlung einer Bauteilserie, d. h. mehrerer gleicher Bauteile, wird ein Bauteil nach dem anderen mittels der Vorrichtung bei der Wärmebehandlung fixiert und die Vorrichtung in einem einzigen oder wenigen Iterationsschritten von Bauteil zu Bauteil durch Nachjustieren optimiert. Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Verringerung eines durch Wärmebehandlung bedingten Verzugs von vor der Wärmebehandlung gleichen Bauteilen. Grundsätzlich kann das Verfahren, zu dessen Durchführung die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird, dazu ausgelegt sein, durch die Wärmebehandlung überhaupt erst formgleiche Bauteile zu erzeugen, indem Formabweichungen, die allerdings ein gewisses Ausmaß nicht überschreiten dürfen, durch die Wärmebehandlung verringert und dadurch die Bauteile der Form nach einander angeglichen werden. Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren, bei dem

a) eines der Bauteile (W) mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an den Auflagestellen (11, 21, 31) mittels der Fixierelemente (17) fixiert,
b) das Bauteil (W) im fixierten Zustand einer Wärmebehandlung unterzogen,
c) nach der Wärmebehandlung von der Vorrichtung gelöst,
d) seine Form vermessen,
e) und aus der Messung der Verzug des Bauteils (W) ermittelt wird,
f) die Vorrichtung durch Verstellung wenigstens der ersten Stütze (10) justiert wird, um für die weiteren Bauteilen (W) den Verzug durch die Wärmebehandlung zu verringern,
g) und die Schritte (a) bis (f) mit einem oder nacheinander mehreren weiteren der Bauteile (W) wiederholt werden, bis der im Schritt (e) ermittelte Verzug innerhalb einer vorgegebenen Toleranz ist.

According to the invention, the base and at least the first support each have a connection element for a connection in which the first support relative to the base in different adjustment positions adjustable and fixable in the respective occupied setting position to the first support point relative to the base and in particular to be able to adjust relative to the second support point. Due to the adjustability, the device can be adjusted in an iteration process with respect to the positions that the support points relative to each other, by means of one or more consecutive components to obtain the desired result, despite the heat treatment dimensionally accurate component. For the heat treatment of a component series, ie several identical components, one component after the other by means of the device during the heat treatment is fixed and the device in a single or a few iteration steps from component to component optimized by readjustment. The invention therefore also relates to a method for reducing a distortion caused by heat treatment of the same components before the heat treatment. In principle, the method by which the device according to the invention is used can be designed to produce components of the same shape by the heat treatment by reducing deviations in shape, which however may not exceed a certain extent, by the heat treatment and thereby the components of the mold be aligned with each other. The invention thus relates to a method in which

a) one of the components (W) by means of a device according to the invention at the support points ( 11 . 21 . 31 ) by means of the fixing elements ( 17 ),
b) subjecting the component (W) to a heat treatment in the fixed state,
c) released from the device after the heat treatment,
d) measure its shape,
e) and from the measurement of the distortion of the component (W) is determined,
f) the device by adjusting at least the first support ( 10 ) is adjusted to reduce the delay by the heat treatment for the other components (W),
g) and steps (a) to (f) are repeated with one or more successive more of the components (W) until the delay determined in step (e) is within a predetermined tolerance.

Die dem in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel entnommenen Bezugszeichen dienen lediglich der Veranschaulichung und beschränken die jeweilige Komponente hinsichtlich ihrer Form oder sonstiger Merkmale nicht, soweit derartige Komponenten durch die Schrittsequenz nicht von Hause aus spezifiziert werden.The taken from the embodiment shown in FIGS Reference numerals are merely illustrative and restrict the respective component in terms of their shape or other features not, as far as such components by the step sequence not be specified from home.

Wenn die optimale Position der ersten Auflagestelle, vorzugsweise auch der zweiten Auflagestelle und, soweit verstellbare weitere Auflagestellen vorhanden sind, auch für jede dieser weiteren Auflagestellen ermittelt worden ist, kann die erste Stütze und vorzugsweise auch jede weitere verstellbare Stütze dauerhaft fest mit der Basis gefügt werden. Die Erfindung hat daher auch in einer Weiterentwicklung ein Verfahren zum Gegenstand, bei dem diejenigen Stützen (10, 20, 30), die in unterschiedliche Einstellpositionen verstellbar sind, mit der Basis (1) dauerhaft fest, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt werden, wenn der im Schritt (e) ermittelte Verzug innerhalb der Toleranz ist, und weitere der Bauteile (W) mittels der Vorrichtung fixiert und im fixierten Zustand der Wärmebehandlung unterzogen werden. Die dauerhaft feste Verbindung ist vorzugsweise eine Stoffschlussverbindung, grundsätzlich kann es sich aber auch um eine andere Sicherungsverbindung, beispielsweise einer oder mehreren Sicherungsschraube(n) handeln.If the optimum position of the first support point, preferably also the second support point and, as far as adjustable other support points are available, also for each of these other support points has been determined, the first support and preferably also each other adjustable support can be permanently fixed to the base , The invention therefore also relates in a further development to a method in which those supports ( 10 . 20 . 30 ), which are adjustable in different adjustment positions, with the base ( 1 ) permanently, preferably cohesively connected, preferably welded, if the delay determined in step (e) is within the tolerance, and further of the components (W) are fixed by means of the device and subjected to the heat treatment in the fixed state. The permanently fixed connection is preferably a material connection, but in principle it can also be a different securing connection, for example one or more securing screw (s).

Das konstruktive Aussehen der Fixiervorrichtung kann durch Computer-Konstruktionssoftware ermittelt werden. Dadurch kann die Position oder Neigung der Auflagestellen exakt definiert werden, die der Verwindungs- bzw. Verzugsaffinität des Bauteils beim Wärmebehandlungsprozess entgegenwirkt. Diese Auflagestellen werden von Stützstrukturen gebildet, im Folgenden Stützen genannt, die vorzugsweise durch entsprechende aus wärmebeständige vorzugsweise per Laserstrahl ausgeschnittene Einsatzelemente () abgebildet. Auf einer vorzugsweise verwendeten Grundplatte ebenfalls aus wärmebeständigen Material werden diese Einsatzelemente höhenverstellbar positioniert. Das zu härtende Bauteil und die Einsatzelemente sind durch lösbare-formschlüssige Verbindungsart, vorzugsweise durch Schraubverbindung, verbunden. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass bei hohen kalkulierten lokal auftretenden Verwindungs- bzw. Verzugskräften ein konträr verlaufender Gegendruck einstellbar ist. Diese Höhenverstellung wird durch eine lösbare formschlüssige Verbindungsart, vorzugsweise durch eine Schraubverbindung, hergestellt.

die das zu härtende Bauteil an den Fixierpunkten aufnimmt und variabel einstellbar ist

The constructive appearance of the fixture can be determined by computer design software. As a result, the position or inclination of the support points can be precisely defined, which counteracts the twisting or warp affinity of the component in the heat treatment process. These support points are formed by support structures, hereinafter referred to as supports, which are preferably imaged by corresponding heat-resistant, preferably cut by laser beam insert elements (). On a preferably used base plate also made of heat-resistant material, these insert elements are positioned height adjustable. The component to be cured and the insert elements are connected by releasable-form-locking connection, preferably by screw. In this case, it is possible that at high calculated locally occurring twisting or drafting forces a counter-running backpressure is adjustable. This height adjustment is made by a releasable form-locking connection, preferably by a screw connection.

which receives the component to be hardened at the fixing points and is variably adjustable

Bei der Wärmebehandlung von metallischen Bauteilen, treten insbesondere bei höheren Materialstärken vermehrt Verwindungen bzw. Verwerfungen des Bauteils auf. Um diesem sogenannte Aufsprung- bzw. Aufschnappverhalten des Bauteils entgegenzuwirken. Vor allem in der Automobilproduktion spielt die Maßhaltigkeit und die Bauteilgleichheit, speziell in den Montagelinien der Automobilproduktion, eine große Rolle.at the heat treatment of metallic components, occur especially at higher material thicknesses increased Twists or distortions of the component. To this so-called Counteract the jump-off or Aufschnappverhalten of the component. Especially in automobile production, the dimensional accuracy plays and component uniformity, especially in the assembly lines of automobile production, a major role.

Die Bauteile werden nach dem Warmumformen Spannungsfrei auf der Fixiervorrichtung angebracht und dadurch in der Sollposition gehalten. Die Auflageflächen sind in vertikaler Richtung frei verschiebbar und dadurch flexibel einsetzbar. Kein Schweißpunkt braucht gesetzt zu werden, denn dieser erzeugt Materialspannungen in der Fixiervorrichtung, die ebenfalls das Abweichungsverhalten beim Wärmebehandeln begünstigen.The After hot forming, components become stress-free on the fixing device attached and thereby kept in the desired position. The bearing surfaces are freely displaceable in the vertical direction and thus flexible used. No weld point needs to be set because this generates material stresses in the fixing device, also the deviation behavior during heat treatment favor.

Die Fixiervorrichtung wird zunächst anhand der Konstruktionsdaten optimiert und ausgelegt, hierbei treten die Geometriepunkte hervor an denen das Bauteil zu Verwindungen bzw. Verwerfungen bei der Wärmebehandlung neigt. Die Aufnahmepunkte der Fixiervorrichtung für die Bauteilkonturabstützung sind hierbei durch mehrere Einsatzelement realisiert, die durch Schraubverbindungen mit der Grundplatte höhenverstellbar sind. Diese Positionsfixierung der Einsatzelemente ist variabel einstellbar und kann in jeder beliebigen Position innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs kraftschlüssig fixiert werden. (Langloch, vertikal verschiebbar, Gegendruck erzeugbar, feste lösbare Verbindungsart)
Grundplatte-Einsatzelement-Bauteil bilden eine Einheit (durch Schraubverbindung)The fixing device is first optimized and designed on the basis of the design data, in which case the geometry points emerge on which the component tends to twist or warp during the heat treatment. The receiving points of the fixing device for the component contour support are in this case realized by a plurality of insert element, which are height-adjustable by screw connections to the base plate. This position fixation of the insert elements is variably adjustable and can be fixed non-positively in any position within a specified tolerance. (Slot, vertically movable, back pressure can be generated, fixed detachable connection)
Base plate insert component form a unit (by screw connection)

→ Dadurch kann sowohl Druck und Gegendruck realisiert werden z. B. bei hoher Verformungserwartung bei der Wärmebehandlung kann das Bauteil „eingespannt bzw. vorgespannt” werden, um so der Verwindungskraft entgegenzuwirken.→ This can be realized both pressure and back pressure z. B. at high Deformation expectation in the heat treatment, the component "clamped or biased "to counteract the twisting force.

In den Unteransprüchen und deren Kombinationen werden weitere vorteilhafte Merkmale offenbart.In the dependent claims and their combinations will be more disclosed advantageous features.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:following an embodiment of the invention with reference to figures explained. On the embodiment apparently expectant characteristics form each individually and in each feature combination the Objects of the claims and also the above described embodiments advantageous further. Show it:

1 eine Fixiervorrichtung in einer Seitenansicht, 1 a fixing device in a side view,

2 die Fixiervorrichtung im Querschnitt A-A der 1, 2 the fixing device in cross-section AA of 1 .

3 einen Prototypen der Fixiervorrichtung in einer ersten Perspektive und 3 a prototype of the fixing device in a first perspective and

4 den Prototypen in einer zweiten Perspektive. 4 the prototype in a second perspective.

1 zeigt eine Fixiervorrichtung und ein Bauteil W, das zum Härten einer Wärmebehandlung unterzogen und während der Wärmebehandlung mittels der Fixiervorrichtung fixiert wird. Das Bauteil W ist eine Panzerungsstruktur für die Panzerung eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens. Das Bauteil W kann insbesondere zur Panzerung einer Fahrgastzelle solch eines Fahrzeugs dienen. Das Bauteil W besteht aus einem mehrlagigen Panzerstahl, beispielsweise einem Zweilagenstahl. 1 shows a fixing device and a component W, which is subjected to a heat treatment for hardening and fixed during the heat treatment by means of the fixing device. The component W is an armor structure for the armor of a vehicle, such as a passenger car. The component W can serve in particular for arming a passenger compartment of such a vehicle. The component W consists of a multi-layered steel armor, for example, a two-layer steel.

Die Fixiervorrichtung umfasst eine Basis 1, eine erste Stütze 10, eine zweite Stütze 20 und eine dritte Stütze 30 sowie Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5, mittels denen die Stützen 10, 20 und 30 unbeweglich fest mit der Basis 1 verbunden sind. Die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 werden im Folgenden vereinfachend zur Basis 1 gehörig angesehen. Sie sind mit der Basis 1 gefügt, beispielsweise wie dargestellt mittels Verbindungsschrauben 6 verschraubt. Statt Schraubverbindungen könnten die Basis 1 und die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 auch stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen miteinander gefügt sein. Die Stützen 10, 20 und 30 ragen von einer Oberseite der Basis 1 ab. Sie sind in Längsrichtung X voneinander beabstandet angeordnet. Beispielhaft ist für die Stützen 10 und 20 der in X-Richtung gemessene Abstand A eingetragen. Dieser Abstand A ist vielfach größer als eine ebenfalls in X-Richtung gemessene Dicke d der Stützen 10, 20 und 30.The fixing device comprises a base 1 , a first prop 10 , a second prop 20 and a third pillar 30 as well as connection structures 3 . 4 and 5 by means of which the supports 10 . 20 and 30 immovably stuck to the base 1 are connected. The connection structures 3 . 4 and 5 will be simplified in the following 1 duly regarded. They are with the base 1 joined, for example, as shown by means of connecting screws 6 screwed. Instead of screw connections could be the basis 1 and the connection structures 3 . 4 and 5 also cohesively, in particular be joined together by welding. The pillars 10 . 20 and 30 protrude from a top of the base 1 from. They are arranged spaced apart in the longitudinal direction X. An example is for the columns 10 and 20 the ge in the X direction measured distance A entered. This distance A is many times greater than a thickness d of the supports which is also measured in the X direction 10 . 20 and 30 ,

Die Stützen 10, 20 und 30 und auch die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 sind aus Plattenmaterial geformt. Die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 sind Winkelprofile, beispielhaft wie bevorzugt gleicher Form und Größe. Sie weisen jeweils einen ersten Profilschenkel auf, mit dem sie auf die Oberseite der Basis 1 angesetzt sind, und einen dazu orthogonal weisenden zweiten Schenkel, der von der Oberseite der Basis 1 aufragt. Grundsätzlich könnten die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 auch anders geformt sein, insbesondere als Winkelprofile mit anders zueinander geneigten Profilschenkeln, gegebenenfalls auch als Winkelprofile, deren Profilschenkel unterschiedliche Neigungen zueinander aufweisen. Die Gleichheit der Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 ist jedoch insbesondere unter Kostengesichtspunkten vorteilhaft. Die erste Stütze 10, die beispielhaft zwischen den beiden anderen Stützen 20 und 30 angeordnet ist, ist als einfache ebene Platte, beispielhaft wie bevorzugt als Rechteckplatte ausgeführt. Die beiden anderen Stützen 20 und 30 sind zweischenklige Winkelprofile. Die Neigung der beiden Profilschenkel der Stütze 20 unterscheidet sich von der Neigung der beiden Profilschenkel der Stütze 30. Der Unterschied ist durch die Form des Bauteils W bedingt. Die Stützen 20 und 30 unterscheiden sich von der Stütze 10 nur durch die Abwinklung. Bei der Herstellung der Fixiervorrichtung werden die Stützen 10, 20 und 30 zunächst als gleiche Plattenteile gefertigt, indem sie in gleicher Größe aus einem Plattenhalbzeug mittels eines Trennverfahrens geformt werden, vorzugsweise mittels Laserstrahl. Sie werden nach dem Trennen und gegebenenfalls einer nachfolgenden Randbearbeitung durch einen Biegeprozess in die gezeigte Form abgewinkelt, wobei das Abwinkeln so vorgenommen wird, dass an die Form des Bauteils W angepasst jeweils eine Auflagestelle für das Bauteil W erhalten wird. Die Auflagestelle der Stütze 10 ist mit 11 und die Auflagestellen der Stützen 20 und 30 sind mit 21 und 31 bezeichnet. Das Bauteil W ist nur an den Auflagestellen 11, 21 und 31 der Fixiervorrichtung abgestützt und erstreckt sich frei zwischen den jeweils nächstbenachbarten Auflagestellen, d. h. zwischen den Auflagestellen 11 und 21 einerseits und den Auflagestellen 11 und 31 andererseits. Die Auflagestellen 11, 21 und 31 bilden jeweils bezogen auf die Fläche des Bauteils W insgesamt bezogen lokale Auflagepunkte, wobei die Auflagestellen 11, 21 und 31 im engsten Sinne punktförmig, aber auch linienförmig oder flächig sein können, wobei die Auflagefläche im Vergleich zur Gesamtfläche des Bauteils W klein ist.The pillars 10 . 20 and 30 and also the connection structures 3 . 4 and 5 are formed of sheet material. The connection structures 3 . 4 and 5 are angle profiles, exemplifying how preferred equal shape and size. They each have a first profile leg with which they are on top of the base 1 are attached, and an orthogonal facing second leg, from the top of the base 1 rises. Basically, the connection structures 3 . 4 and 5 also be shaped differently, in particular as angle profiles with differently inclined profile legs, optionally also as angle profiles whose profile legs have different inclinations to each other. The equality of the connection structures 3 . 4 and 5 However, it is particularly advantageous from a cost point of view. The first support 10 that exemplifies between the two other supports 20 and 30 is arranged, is designed as a simple flat plate, by way of example as preferred as a rectangular plate. The two other supports 20 and 30 are two-legged angle profiles. The inclination of the two profile legs of the support 20 differs from the inclination of the two profile legs of the support 30 , The difference is due to the shape of the component W. The pillars 20 and 30 differ from the prop 10 only through the bend. In the manufacture of the fixing device, the supports 10 . 20 and 30 initially manufactured as the same plate parts by being formed in the same size from a sheet semi-finished by means of a separation process, preferably by means of laser beam. They are angled after separation and optionally a subsequent edging by a bending process in the form shown, wherein the angling is made so that adapted to the shape of the component W each have a support point for the component W is obtained. The support of the support 10 is with 11 and the support points of the supports 20 and 30 are with 21 and 31 designated. The component W is only at the support points 11 . 21 and 31 the fixing device supported and extends freely between the next adjacent bearing points, ie between the support points 11 and 21 on the one hand and the support points 11 and 31 on the other hand. The pads 11 . 21 and 31 in each case relative to the surface of the component W, refer to local support points, wherein the support points 11 . 21 and 31 in the narrowest sense point-like, but also be linear or flat, the bearing surface is small compared to the total area of the component W.

Die Stützen 10, 20 und 30 sind wie gesagt über die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 mit der Basis 1 fest verbunden. Die Verbindung mit der jeweils zugeordneten Verbindungsstruktur 3, 4 oder 5 ist allerdings so gestaltet, dass die Stützen 10, 21 und 31 relativ zu der Basis 1 und relativ zueinander jeweils einzeln in unterschiedliche Einstellpositionen einstellbar und in der jeweiligen Einstellposition fixierbar sind. Hierfür sind die Stützen 10, 20 und 30 jeweils mit einem Verbindungselement 8 und die aufragenden Profilschenkel der Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 mit einem Verbindungselement 7 versehen, die eine Höhenverstellbarkeit der Stützen 10, 20 und 30 ermöglichen. Die Verbindungselemente 7 sind Durchgänge in der jeweiligen Verbindungsstruktur 3, 4 und 5. Die Verbindungselemente 8 sind in den Stützen 10, 20 und 30 geformte Durchgänge. Im Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 7 einfache Durchgangslöcher und die Verbindungselemente 8 in Verstellrichtung Z erstreckte Langlöcher. Die Verbindungselemente 7 könnten ebenfalls als in Z-Richtung erstreckte Langlöcher geformt sein. Ferner könnten bei Formung der Verbindungselemente 7 als Langlöcher die Verbindungselemente 8 als einfache runde Durchgangslöcher geformt sein. Die Verbindung, in der jede der Stützen 10, 20 und 30 mit der jeweils zugeordneten Verbindungsstruktur 3, 4 und 5 höhenverstellbar verbunden ist, umfasst ferner Verbindungsmittel 9 in Form jeweils einer Schraube und einer Mutter. Anstatt solch einer Schrauben-Muttern-Verbindung 9 könnten entweder die Stützen 10, 20 und 30 oder die Verbindungsstrukturen 3, 4 und 5 mit einem Innengewinde für das jeweilige Schraubverbindungsmittel 9 versehen sein.The pillars 10 . 20 and 30 are as I said about the connection structures 3 . 4 and 5 with the base 1 firmly connected. The connection to the respectively assigned connection structure 3 . 4 or 5 However, it is designed so that the supports 10 . 21 and 31 relative to the base 1 and relative to each other individually adjustable in different adjustment positions and can be fixed in the respective setting position. For this purpose, the supports 10 . 20 and 30 each with a connecting element 8th and the towering profile legs of the connection structures 3 . 4 and 5 with a connecting element 7 provided that a height adjustment of the columns 10 . 20 and 30 enable. The connecting elements 7 are passages in the respective connection structure 3 . 4 and 5 , The connecting elements 8th are in the props 10 . 20 and 30 shaped passages. In the embodiment, the connecting elements 7 simple through holes and the fasteners 8th in the adjustment Z extended slots. The connecting elements 7 could also be shaped as elongated holes extended in the Z-direction. Furthermore, when forming the connecting elements 7 as slots the fasteners 8th be formed as a simple round through holes. The connection in which each of the supports 10 . 20 and 30 with the respectively assigned connection structure 3 . 4 and 5 connected in height adjustable, further comprises connecting means 9 in the form of a screw and a nut. Instead of such a nuts and bolts connection 9 could either be the props 10 . 20 and 30 or the connection structures 3 . 4 and 5 with an internal thread for each Schraubverbindungsmittel 9 be provided.

2 zeigt die Fixiervorrichtung im Schnitt A-A ohne das Bauteil W. 2 zeigt die Verbindungsstruktur 3 und die Stütze 10 beispielhaft für die weiteren Verbindungsstrukturen 4 und 5 und Stützen 20 und 30. Die Ausführungen zur Stütze 10 gelten daher gleichermaßen auch für die Stützen 20 und 30, wobei diese wie bereits erwähnt im Unterschied zur Stütze 10 abgewinkelt sind. 2 shows the fixing device in section AA without the component W. 2 shows the connection structure 3 and the prop 10 as an example for the further connection structures 4 and 5 and supports 20 and 30 , The versions for the support 10 Therefore apply equally to the supports 20 and 30 , as already mentioned, in contrast to the support 10 are angled.

Die Stütze 10 weist in Querrichtung Y nebeneinander zwei jeweils als Langloch geformte Verbindungsmittel 8 auf. Die Verbindungsstruktur 3 weist entsprechend zwei Verbindungsmittel 7 auf. Die beiden Paare von Verbindungselementen 7 und 8 bilden zusammen mit dem jeweiligen Schraubverbindungsmittel 9 eine Punktverbindung, zusammen bilden sie eine Zweipunktverbindung für die translatorische Höhenverstellbarkeit der Auflagestelle 11. Vorzugsweise sind die beiden Verbindungen 7, 8, 9 so gestaltet, dass zusätzlich zu der translatorischen Verstellbarkeit auch noch eine rotatorische Verstellbarkeit in engen Grenzen möglich ist, nämlich eine begrenzte Rotation der Stütze 10 relativ zur Verbindungsstruktur 3. Für die Rotationsverstellbarkeit kann beispielsweise eines der Verbindungsmittel 8 in Querrichtung Y geringfügig breiter sein als es einer Passung mit dem Schraubverbindungsmittel 9 entsprechen würde. Das andere Verbindungsmittel 8 kann in Y-Richtung auf Passung mit dem durchragenden Schraubverbindungsmittel 9 bemessen sein oder ebenfalls ein geringes Übermaß aufweisen. Auf diese Weise kann die Auflagestelle 11 nicht nur in Höhenrichtung Z, sondern auch zusätzliche ihre Neigung in der Y-Z-Ebene verstellt werden.The support 10 has in the transverse direction Y next to each other two each formed as a slot connecting means 8th on. The connection structure 3 correspondingly has two connecting means 7 on. The two pairs of fasteners 7 and 8th form together with the respective screw connection means 9 a point connection, together they form a two-point connection for the translational height adjustment of the support point 11 , Preferably, the two compounds 7 . 8th . 9 designed so that in addition to the translational adjustability also a rotational adjustability within narrow limits is possible, namely a limited rotation of the support 10 relative to the connection structure 3 , For the rotational adjustability, for example, one of the connecting means 8th be slightly wider in transverse direction Y than fitting with the threaded fastener 9 would correspond. The other connection means 8th can move up in the Y direction Fits with the outstanding screw connection means 9 be measured or also have a slight excess. In this way, the support point 11 not only in the height direction Z, but also to adjust their inclination in the YZ plane.

11: BasisBase
22: Versteifungsgurtstiffening
33: Verbindungsstrukturconnecting structure
3a3a: Führungsflächeguide surface
44: Verbindungsstrukturconnecting structure
4a4a: Führungsflächeguide surface
55: Verbindungsstrukturconnecting structure
5a5a: Führungsflächeguide surface
66: Verbindungsmittelconnecting means
77: Verbindungselementconnecting element
88th: Verbindungselementconnecting element
99: Verbindungsmittelconnecting means
1010: Stützesupport
1111: Auflagestellesupport point
1212: Aussparungrecess
1313: --
1414: Sicherungsverbindungbackup link
1515: Fixierelementfixing
1616: Fixierelementfixing
1717: Fixierelementfixing
1818: --
1919: --
2020: Stützesupport
2121: Auflagestellesupport point
22–2922-29: --
3030: Stützesupport
3131: Auflagestellesupport point
AA: Abstanddistance
dd: Dickethickness
XX: Längsrichtunglongitudinal direction
YY: Querrichtungtransversely
ZZ: Höhenrichtungheight direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102004023045 A1 [0005]

Claims

Device for fixing a component (W) during a heat treatment, the device comprising: a) a base ( 1 ), b) one from the base ( 1 ) protruding first support ( 10 ), which is a first support point ( 11 ) for the component (W), c) one from the base ( 1 ) projecting second support ( 20 ) spaced at a distance (A) from the first support point (A). 11 ) a second support point ( 21 ) forms for the component (W), d) a first fixing element ( 17 ) for fixing the component (W) at the first support point ( 11 ), e) a second fixing element ( 17 ) for fixing the component (W) at the second support point ( 21 ), f) where the base ( 1 ) and at least the first support ( 10 ) each a connecting element ( 7 . 8th ) for a connection ( 7 . 8th . 9 ), in which the first support ( 10 ) relative to the base ( 1 ) is adjustable in different adjustment positions and can be fixed in the respectively assumed setting position to the first support point ( 11 ) relative to the second support point ( 21 ) to be able to adjust.

Device according to the preceding claim, characterized in that the compound ( 7 . 8th . 9 ) a translational adjustment of the first support ( 10 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compound ( 7 . 8th . 9 ) a rotational adjustment of the first support ( 10 ), preferably around an axis of rotation (X) orthogonal to a guide surface (X). 3a ), along which the first support ( 10 ) relative to the base ( 1 ) is translationally adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first support ( 10 ) relative to the base ( 1 ) is guided, preferably in a surface contact.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compound ( 7 . 8th . 9 ) comprises a multipoint connection.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compound ( 7 . 8th . 9 ) comprises a traction.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compound ( 7 . 8th . 9 ) comprises a clamping connection, preferably screw connection.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element ( 7 . 8th ) the base ( 1 ) or support ( 10 ) as a passage, preferably slot, for a clamping element ( 9 ) the connection ( 7 . 8th . 9 ) is shaped.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first support ( 10 ) and the base ( 1 ) each have a plurality of connecting elements ( 7 . 8th ), which in pairs for the fixation of the first support ( 10 ) assigned.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first fixing element ( 17 ) with the first support ( 10 ) is in an adjustable engagement, so that the component (W) by means of the first fixing element ( 17 ) against the first support point ( 11 ) is tensionable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first support ( 10 ) is a flat plate or bent from a plate or a plate-shaped angle profile with preferably only two profile legs.

Device according to one of the preceding claims, further comprising (g) one of the basis ( 1 ) projecting third pillar ( 30 ) at a distance from the first support point ( 11 ) and the second support point ( 21 ) a third support point ( 31 ) for the component (W), (h) and a third fixing element ( 17 ) for fixing the component (W) at the third support point ( 31 ), (i) where the supports ( 10 . 20 . 30 ) are preferably arranged side by side on a straight line.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supports ( 10 . 20 . 30 ) are each in pairs a distance (A), which is many times greater than in the direction (X) of the respective distance (A) measured thickness (d) of each of the supports ( 10 . 20 . 30 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supports ( 10 . 20 . 30 ) from the base ( 1 ) seen towards their support point ( 11 . 21 . 31 ) away from each other.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first support ( 10 ) in one of the adjustment positions by means of a compound based connection ( 14 ), preferably welded connection, or a fuse connection of a different kind permanently fixed to the base ( 1 ) connected is.