DE9001640U1 - Device for controlling and regulating the shape change behavior of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process - Google Patents

Device for controlling and regulating the shape change behavior of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process

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Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Formveränderungsverhaltens von einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Werkstücken während Wärmebehandlungsverfahrens.The invention relates to a device for controlling and regulating the shape change behavior of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process.

Bckannterweiae sind die Materiai'Deatanätci.le von hart tare:·; Werkstoffen durch Normvorschriften in vorgegebenen, definierten Grenzen gehalten. Jedoch führen die in diesen Tclöransgreuzei. -;;"tretenden Unterschiede bei der Materialzus -nmensetzun»? und j.m Herstellungsverfahren zu wesentliche« Einflußfaktoren auü das Forraveränderungsverhalten ron Bauteilen. Schon aus diesem Grunde werden von Härtereien oftmals eigene Werksnormen vorgegeben, die noch wesentlich engere Grenzen fordern.As is well known, the material properties of hardened materials are kept within specified, defined limits by standard regulations. However, the differences in the material composition and the manufacturing process that occur in these areas lead to significant influencing factors on the deformation behavior of components. For this reason alone, hardening plants often specify their own factory standards that require even narrower limits.

Die Geometrie, d.h. die konstruktive Gestaltung von Bauteilen, hat einen weiteren entscheidenden Einfluß auf den Verzug beim Härten von Werkstücken. Unterschiedlichste Wandstärken sowie komplizierte nichtsymetrische Formen führen zwangsläufig zu starken Verformungen beim Erwärmen und Abschrecken. Ein weiterer Punkt ist hierbei, die bei der Stahlerzeugung entstandenen Eigenspannungen im Werkstück, die bei der Bearbeitung frei werden bzw. sich verändern. Aus diesem Grunde müssen meist Glühvorgänge in den Herstellungsprozeß zwischengeschaltet werden, um die Spannungen zu reduzieren. Insbesondere bei der Herstellung von Verzahnungen kommt es beim Härtevorgang zu größeren Verzügen durch die bei der Verarbeitung entstandenen Spannungsveränderungen im Werkstück.The geometry, i.e. the structural design of components, has another decisive influence on the distortion during hardening of workpieces. A wide range of wall thicknesses and complicated non-symmetrical shapes inevitably lead to severe deformation during heating and quenching. Another point here is the residual stresses in the workpiece that arise during steel production, which are released or change during processing. For this reason, annealing processes usually have to be inserted into the manufacturing process in order to reduce the stresses. In particular, when manufacturing gears, the hardening process leads to greater distortions due to the changes in stress in the workpiece that arise during processing.

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Ein weiterer Faktor ist die Art der Wärmebehandlung. Als die, den Verzug beeinflussende Größen fließen hierbei der Verfahrensablauf und somit dieOeschwindigkeit der Erwärmung und die Haitedaue, ein, wie auch die Auswahl und Temperatur des Abschreckmediums.Another factor is the type of heat treatment. The variables that influence distortion include the process sequence and thus the rate of heating and the holding time, as well as the selection and temperature of the quenching medium.

Eine Optimierung der Prozeßparameter, wie Temperatur, Atmosphäre etc. und eine möglichst konstante Einhaltung derselben, haben nicht nur auf die Härte und den Gefügezustand sondern auch auf den Härteverzug wesentlichen Einfluß.Optimizing the process parameters, such as temperature, atmosphere, etc., and maintaining them as consistently as possible, have a significant influence not only on the hardness and the microstructure but also on the hardening distortion.

Ist der Härteveriug durch die Optimierung der Einflußfaktoren nicht ausreichend einzuschränken, bleibt nur der Einsatz von sogenannten Härtematrizen bzw. Härtemaschinen. Der Stand der Technik sieht die Integration von Härtemaschinen in den vollautomatischen Produktionsprozeß vor.If the hardening process cannot be sufficiently limited by optimizing the influencing factors, the only option is to use so-called hardening matrices or hardening machines. The state of the art provides for the integration of hardening machines into the fully automated production process.

Die Vielzahl der vorstehenuen Einflußfaktoren auf die Genauigkeit von Werkstücken, verhindern oftmals ein kontrolliertes und vorhersehbares Abschreckverhalten. Es ist deshalb das Ziel das Matrizenhärtens, dem Auftreten von Verzügen entgegenzuwirken. Solchen Matrizen lassen sich bekannterweise aber nur derart gestalten, daß einem definierten oder erwarteten Verzugsverhalten entgegengewirkt werden kann.The multitude of factors affecting the accuracy of workpieces often prevent controlled and predictable quenching behavior. The aim of die hardening is therefore to counteract the occurrence of distortions. However, it is well known that such dies can only be designed in such a way that a defined or expected distortion behavior can be counteracted.

Wenn das Verzugsverhalten von gleichartigen Werkstücken aufgrund z. B. verschiedener Werkstoffzusammensetzung oder Eigenspannungen etc. unterschiedlich ist, so ist zumindest je zu verarbeitender Charge eine Optimierung der Matrize und einer Einstellung der optimalen Preßkräfte, Temperaturen, Zeiten etc. erforderlich.If the distortion behavior of similar workpieces is different due to, for example, different material compositions or residual stresses, etc., then at least an optimization of the die and an adjustment of the optimal pressing forces, temperatures, times, etc. is required for each batch to be processed.

Es liegt die Kenntnis zugrunde, daß für ein optimales Ergebnis die verantwortlichen Parameter von Werkstück zu Werkstück verändert werden müßten.It is based on the knowledge that in order to achieve an optimal result, the responsible parameters would have to be changed from workpiece to workpiece.

Solch extreme Forderungen könnt· sn bis heute vom Stand der Technik nicht realisiert werden. Herkömmlicherweise wird daher zum Zwecke der Qualitätsfeststeilung wie folgt vorgegangen:Such extreme demands cannot be met by the current state of technology. The traditional approach to quality assurance is as follows:

Versuchsweise ist zu ermitteln, welche Resultate bei einer festen, teilespezifischen Matrizen- und Parametereinstellung erzielt werden. Ist ein zufriedenstellend hoher Prozentsatz (nahezu 100%) von Teilen innerhalb einer geforderten Toieranzgrenze, brauchen in der Regel keine weiteren Anstrengungen unternommen zu werden, d.h. eine konventionelle Anlagenkonfiguration ist ausreichend.It is necessary to determine, by way of experiment, which results can be achieved with a fixed, part-specific die and parameter setting. If a satisfactorily high percentage (almost 100%) of parts are within a required tolerance limit, no further efforts are usually required, i.e. a conventional system configuration is sufficient.

Stellt man jedoch fest, daß chargenweise Unterschiede auftreten, die nicht toleriert werden können, so ist es im nächsten Schritt beim Stand der Technik zweckmäßig, vor Produktionsfreigabe Probehärtungen durchzuführen und anhand der Meßergebnisse eine Korrektur der Matrize oder der Prozeßparamerter vorzunehmen. Eine erneute Probe zeigt, ob die vorgenommene Korrektur den gewünschten Erfolg gebracht hat, oder ob weitere Veränderungen erforderlich sind.However, if it is determined that batch-by-batch differences occur that cannot be tolerated, the next step in the state of the art is to carry out test hardening before production is released and to make corrections to the die or process parameters based on the measurement results. A new test will show whether the correction made has had the desired effect or whether further changes are necessary.

Ein solches Vorgehen wird heute in der Praxis vereinzelt im vollautomatisierten Betrieb angewendet. Es setzt aber voraus, daß genügend Zeit zur Durchführung der Probehärtung und Korrektur der Parameter vorhanden ist. Ebenso setzt es ein bestimmtes Know-How voraus, welche Veränderungen erfolgen müssen. Müssen Parameter bei der bereits laufenden Fertigung verändert werden, ist die Gefahr der Produktion von Ausschuß sehr groß, insbesondere wenn hohe Leistungen gefahren werden.Such a procedure is now occasionally used in fully automated operations. However, it requires that there is enough time to carry out the test hardening and correct the parameters. It also requires a certain level of know-how about which changes need to be made. If parameters need to be changed during production, the risk of producing rejects is very high, especially when high outputs are being used.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach der Härtemaschine automatisierte Meßeinrichtungen zu installieren. So können laufende Korrekturen der Parameter über Regelkreise vorgenommen und abdriftende Meßwerte korrigiert werden. Liegt ein vermessenes Werkstück außerhalb des Toleranzbereiches, so kann es automatisch ausgeschieden und/oder einem Nachbearbeitungsgang zugeführt werden. Das Messen nach der Härtemaschine bedeutet eine 100%ige Kontrolle, wodurch fehlerhafte Werkstücke aus dem weiteren Produktionsfluß eliminiert werden können.Another possibility is to install automated measuring devices after the hardening machine. This allows ongoing corrections to the parameters via control loops and drifting measured values to be corrected. If a measured workpiece is outside the tolerance range, it can be automatically eliminated and/or sent for further processing. Measuring after the hardening machine means 100% control, which means that faulty workpieces can be eliminated from the further production flow.

Aber auch das automatische Messen nach den Härtemaschinen hat keinen Einfluß mehr auf den Härtevorgang des vermessenen Teils. Es können nur im Nachhinein Rückschlüsse gezogen und Veränderungen bei den nachfolgend zu härtenden Werkstücken vorgenommen werden. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß ein automatisches Vermessen relativ teuer ist und Faktoren, wie Verschmutzung durch Zunder und Temperaturveränderungen zu berücksichtigen sind. Deshalb können auch Zwischenbehandlungsschritte vor dem Messen erforderlich sein, z. B. Waschen, die denBut even automatic measuring after the hardening machines no longer has any influence on the hardening process of the measured part. Conclusions can only be drawn retrospectively and changes can be made to the workpieces to be hardened subsequently. It should also be pointed out that automatic measuring is relatively expensive and factors such as contamination by scale and temperature changes must be taken into account. Therefore, intermediate treatment steps may be necessary before measuring, e.g. washing, which

Zeitraum zwischen Abschrecken, Messen und Steuern verlängern. Dadurch erhöht sich wiederum das Ausschußrisiko.Extend the time between quenching, measuring and controlling. This in turn increases the risk of rejects.

Als weiteren Schritt wurde beim Stand der Technik z. B. anhand von bestimmten Kontrollen, wie der Kraft zum Auspressen eines Domes, abgeschätzt, wie fest ein Werkstück auf einen Dorn aufgeschrumpft ist und unter Umständen daraus Rückschlüsse auf die Genauigkeit der Bohrung zu ziehen. Solche Kontrollen wurden in der Vergangenheit an einigen Anlagen durchgeführt und haben aber oftmals nicht den erwünschten Erfolg gebracht.As a further step, the state of the art used certain checks, such as the force required to press out a mandrel, to estimate how tightly a workpiece was shrunk onto a mandrel and, under certain circumstances, to draw conclusions about the accuracy of the hole. Such checks were carried out on some systems in the past, but often did not produce the desired results.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln der Maßgenauigkeit von einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Werkstücken, während des Arbeitsverfahrens zu schaffen, wobei nahezu 100% der produzierten Werkstücke innerhalb der Toleranzvorgaben hinsichtlich Werkstückdurchmesser, Planizität, Ovalität, Härte und Gefügezustand liegen sollen. Die Messung, Steuerung und Regelung soll gemäß vorliegender Erfindung während der Gefügeumbildung bei kontrolliertem Abfluß der Wärmeenergie erfolgen.The invention is therefore based on the object of creating a device for controlling and regulating the dimensional accuracy of workpieces to be subjected to heat treatment during the working process, whereby almost 100% of the workpieces produced should be within the tolerance specifications with regard to workpiece diameter, planarity, ovality, hardness and structural condition. According to the present invention, the measurement, control and regulation should take place during the structural transformation with a controlled flow of heat energy.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, wobei besondere Merkmale dieser Vorrichtung in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.These objects are achieved according to the invention by a device according to claim 1, wherein special features of this device are characterized in the subclaims.

Hierbei sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung zumThe device according to the invention provides for

Steuern und Regeln des Formänderungsverhaltens von einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Werkstücken während des Wärmebehandlungsverfahrens vor, daß das zur Abkühlung verwendete Kühlmedium zui Messung des Temperaturverhaltens herangezogen wird, wobei zu definierten Zeitpunkten die jeweilige Temperatur des KUhlmediums als Istwert erfaßt, dieser Istwert mit vorgegebenen Sollwerten verglichen und die erforderliche Stellgröße korrigiert wird, indem mindestens ein Kühlmittelstrom mit einer von der Istgröße abweichenden Temperatur in den gegebenenfalls zirkulierenden Kühlmittelstrom eingeführt und zusätzlich oder alternativ die Strömungsgeschwindigkeit oder die Durchf lulimenge des Kühlmittelstroms im Kühlkreislauf und/oder die mechanischen und thermischen Gröfl°n wie Druck- und Erwärmungsparameter entsprechend des geforderten Sollwertes verändert werden.Controlling and regulating the deformation behaviour of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process provides that the cooling medium used for cooling is used to measure the temperature behaviour, whereby the respective temperature of the cooling medium is recorded as an actual value at defined times, this actual value is compared with specified target values and the required control variable is corrected by introducing at least one coolant flow with a temperature that differs from the actual value into the possibly circulating coolant flow and additionally or alternatively changing the flow speed or the flow rate of the coolant flow in the cooling circuit and/or the mechanical and thermal variables such as pressure and heating parameters in accordance with the required target value.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht dabei vor, daß neben der Kühlmitteltemperaturmessung durch entsprechende thermische Rezeptoren am Werkstück oder am Werkzeug bzw. temperaturkompensierte Sensoren eine Werkstück- oder Werkzeugtemperaturmessung, durch die Messung des Geometrieverhaltens über ein Wegmeßsystem, das am, das Werkstück aufnehmenden Dorn und/oder in der Planauflage des Werkstückes integriert _3:, und durch Messung des Druckänderungsverhaltens Istwerte gewonnen werden, die in die Steuerkette einfließen.A special embodiment of the invention provides that, in addition to the coolant temperature measurement by means of corresponding thermal receptors on the workpiece or on the tool or temperature-compensated sensors, a workpiece or tool temperature measurement, by measuring the geometric behavior via a position measuring system integrated on the mandrel holding the workpiece and/or in the flat support of the workpiece _3:, and by measuring the pressure change behavior, actual values are obtained which flow into the control chain.

Der Vergleich der Istwerte mit den Sollwerten erfolgt mittels Zuleitung der ermittelten Werte in eine Datenverarbeitungsanlage, in der die entsprechenden Sollwerte gespeichert und zum Vergleich mit allen zu berücksichtigenden Istwerten vorliegen, wonach bei Abweichung mit den Sollwerten entsprechender Einfluß auf die Stellglieder genommen wird.The actual values are compared with the target values by feeding the determined values into a data processing system in which the corresponding target values are stored and are available for comparison with all actual values to be taken into account, after which the actuators are influenced accordingly in the event of a deviation from the target values.

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Die Vorrichtung besteht aus einer das Werkstück aufnehmenden Matrize mit Preßstempel und/oder Spreizdorn, wobei die Vorrichtung einen Kühlkreislauf zum Zwecke des | Umströmens des Werkstückes mit einem Kühlmedium aufweist. ;; In dieser Vorrichtung ist mindestens ein im Kühlkreislauf, in tStrömungsrichtung räumlich nach dem Werkstück angeordneter Fühler zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur als Istwert vorgesehen, wobei in der Zuführleitung in Strömungsrichtung räumlich vor dem Werkstück mindestens ; :j ein Stellglied zur Korrektur der Durchflußmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit und/oder mindestens eine weitere Zuführleitung für ein Kühlmedium mit einer vom Kühlkreislauf abweichenden Temperatur aufweist, wobei vorgesehen ist, daß in der Werkstückauflage mindestens ein thermischer Rezeptor zur Erfassung der Werkstücktemperatur und/oder mindestens ein temperaturkompensierter Sensor angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich sind diese Maßnahmen am Werkzeug getroffen.The device consists of a die which holds the workpiece and has a press stamp and/or expanding mandrel, the device having a cooling circuit for the purpose of flowing a cooling medium around the workpiece . In this device, at least one sensor is provided in the cooling circuit, spatially after the workpiece in the direction of flow, for detecting the coolant temperature as an actual value, the feed line spatially before the workpiece in the direction of flow containing at least one actuator for correcting the flow rate and/or flow velocity and/or at least one further feed line for a cooling medium with a temperature which differs from the cooling circuit, the provision being that at least one thermal receptor for detecting the workpiece temperature and/or at least one temperature-compensated sensor is arranged in the workpiece support. Alternatively or additionally, these measures are taken on the tool.

Es ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzustreben, so viele Istwerte als möglich in die Steuerkette einfließen zu lassen, wobei auch in Betracht gezogen wird, daß Meßsensoren im Bereich der Planauflage angeordnet sind und/oder daß der das Werkstück aufnehmende Dorn und/oder der Preßstempel ein Wegmeßsystem oder ein Druckmeßsystem zur Erfassung der senkrechten Bewegung bzw. des auftretenden Druckes vorsieht.With the device according to the invention, it is desirable to incorporate as many actual values as possible into the control chain, whereby it is also taken into account that measuring sensors are arranged in the area of the flat support and/or that the mandrel holding the workpiece and/or the press ram provide a position measuring system or a pressure measuring system for detecting the vertical movement or the pressure occurring.

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Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Fühler zur Tempers tür er fassung dies Kühlmittels als Thermoelement vorliegt, wobei diesen füslern ein Meßumformer und Meßverstärker zugeordnet ist.A special feature of the invention is that the sensor for detecting the temperature of the coolant is in the form of a thermocouple, with a measuring transducer and measuring amplifier being associated with these sensors.

Anhand den beigefügten Zeichnungen, wird das Wesen der Erfindung dargestellt und näher erläutert. Dabei zeigen:The essence of the invention is illustrated and explained in more detail using the attached drawings. These show:

Figur I einen Querschnitt einer Matrize mit denFigure I shows a cross section of a matrix with the

schematisch dargestellten Anordnungen der Rezeptoren bzw. Sensoren;schematically illustrated arrangements of the receptors or sensors;

Figur 2 eine Vergrößerung der Figur 1; Figur 3 die Werkstückauflage.Figure 2 is an enlargement of Figure 1; Figure 3 shows the workpiece support.

In Figur 1 und ?. ist ein Querschnitt durch eine Matrize dargestellt, in der ein Werkstück 2 aufgenommen ist. Als Werkzeug 3 sind in Bezug auf diese Erfindung alle das Werkstück 2 beeinflussende Elemente, wie Dorn 6, Niederhaltung 11, Planauflage 7, Matrize 15 usw. zu verstehen.In Figures 1 and 2, a cross section through a die is shown in which a workpiece 2 is accommodated. In relation to this invention, the term tool 3 is understood to mean all elements influencing the workpiece 2, such as mandrel 6, hold-down device 11, flat support 7, die 15, etc.

In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das Werkstück 2 auf der Plan- bzw. Werkstückauflage 7. Erkennbar sind die Rezeptoren bzw. Sensoren bzw. Fühler 4.In this embodiment, the workpiece 2 is located on the flat or workpiece support 7. The receptors or sensors or feelers 4 can be seen.

Hierbei sind mit den Bezugszeichen 4a der Fühler in Störmungsrichtung, räumlich nach dem Werkstück 2 angeordnet, zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur; mit dem Bezugszeir:hen 4b die thermischen Rezeptoren bzw. Sensoren der Werkzeuge 3, wie Dorn 6, Planauflage 7,Here, reference numeral 4a designates the sensor in the direction of flow, spatially arranged after the workpiece 2, for detecting the coolant temperature; reference numeral 4b designates the thermal receptors or sensors of the tools 3, such as mandrel 6, flat support 7,

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Niederhaltung 11 und mit dem Bezugszeichen 4c die thermischen Rezeptoren bzw. Sensoren am Werkstück 2 gekennzeichnet.The reference symbol 4c designates the holding-down device 11 and the thermal receptors or sensors on the workpiece 2.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist das Kühirediur; ;md durch die Pfsilanzeige dessen Strömungsrichtung definiert.The reference symbol 1 defines the cooling medium; ;md by the arrow indicator whose flow direction is defined.

In Strömungsricht-ung räumlich vor dem Werkstück 2 befindet sieh eins 2ufünr-.■-'-;.tun» 8 zum Srilaß g»>s Kühlmediums 1 in das Werkzeu&ldquor; 3 bzw. di« Matrize 15.In the direction of flow, spatially in front of the workpiece 2, there is a nozzle 8 for letting the cooling medium 1 into the tool 3 or the die 15.

Diese weist ein Stellglied 9 "nd eine weitere Zuführleitung 10 auf.This has an actuator 9" and a further supply line 10.

Durch die Zuführleitung 8 und 10 wird entsprechend den gewonnenen in die Steuerkette eingeflossenen Werte und den Regelerfordernissen die Strömungsgeschwindigkeit, Menge des zufließenden Kühlmediums und gegebenenfallc die Kühlmittelzufuhr mit geringerer oder höherer Temperatur manipuliert.Through the supply lines 8 and 10, the flow rate, quantity of the incoming cooling medium and, if necessary, the coolant supply with a lower or higher temperature are manipulated according to the values obtained and entered into the control chain and the control requirements.

Die Anordnung der Rezeptoren bzw. Sensoren 4 ist in dieser Ausführung beispielhaft gewählt.The arrangement of the receptors or sensors 4 is chosen as an example in this version.

Selbstverständlich liegt im Sinne dieser Erfindung, die Lage der Rezeptoren bzw. Sensoren 4 entsprechend den Erfordernissen und der Effizienz zu variieren und gegebenenfalls deren Anzahl zu erhöhen und die Anordnung sowie Menge zu optimieren.Of course, it is within the meaning of this invention to vary the position of the receptors or sensors 4 according to the requirements and efficiency and, if necessary, to increase their number and to optimize the arrangement and quantity.

Figur 3 zeigt beispielsweise die Plan- bzw. Werkstückauflage 7 mit Wegmeßsystem 5 und Druckmefösystem 12. Hierbei ist mit dem Bezugszeichen 5a das Wegmeßsystem am Dorn 6 und mit 5b das Wegmeßsystem an der Planauflage 7 gekennzeichnet.Figure 3 shows, for example, the flat or workpiece support 7 with position measuring system 5 and pressure measuring system 12. Here, the position measuring system on the mandrel 6 is identified with reference number 5a and the position measuring system on the flat support 7 with reference number 5b.

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Ferner sind die Druckmeßsysteme 12a am Werkstück 2 und 12b am Dorn 6 dargestellt.Furthermore, the pressure measuring systems 12a on the workpiece 2 and 12b on the mandrel 6 are shown.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die über den ¥?-" ü^r Kühlmitteltemperatur-, Werkstücktemperatur-, Werkzeugtemperatur-, Geometrie\"^rhaltens- und Druckveränderungsverhaltensmessung nahezu alle für eine Regelung erforderlichen Istwerte erfaßt werden, die in die Steuerkette einfli'.;5en.The present invention provides a device which, via the ¥?-" via coolant temperature, workpiece temperature, tool temperature, geometry behavior and pressure change behavior measurements, records almost all actual values required for control which flow into the control chain.

Eventuell können Druckmeßdosen zur Erfassung der Kräfte herangezogen werden.Pressure transducers may be used to measure the forces.

Neben der Regelung der Kühlmittelzufuhr hinsichtlich menge, Geschwindigkeit und Temperatur können diese Werte auch dazu genutzt werden, mechanische Einflüsse, wie z. B. Gegendruck an den Werkzeugen, entsprechend den Erfordernissen zu verändern.In addition to controlling the coolant supply in terms of quantity, speed and temperature, these values can also be used to change mechanical influences, such as counter pressure on the tools, according to requirements.

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BezugszeichenlisteList of reference symbols

11 KühlmediumCooling medium 22 Werkstückworkpiece 33 WerkzeugTool 44 Rezeptoren/Sensoren/FühlerReceptors/Sensors/Probe 55 WegmefösystemWayfinding system 66 Dornmandrel 77 Plan- bzw. WerkstückauflagePlane or workpiece support 88th ZuführleitungSupply line 99 StellgliedActuator 1010 ZuführleitungSupply line 1111 NiederhaltungHold down 1212 Druckmeßsystem/DrucksensorPressure measuring system/pressure sensor 1313 Meßumformer (nicht dargestellt)Transducer (not shown) 1414 Meßverstärker (nicht dargestellt)Measuring amplifier (not shown) 1515 Matrizedie

Claims (7)

AnsprücheExpectations 1. Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Formveränderungsverhaltens von einer Wärmebehandlung zu unterwerfenden Werkstücken während des Wärmebehandlungsverfahrens in Matrizen, bestehend aus einer das Werkstück aufnehmende Matrize mit Preßstempel und/oder Spreizdorn, wobei die Vorrichtung einen Kühlkreislauf zum Zwecke des Umströmens des Werkstückes mit einem Kühlmedium aufweist,1. Device for controlling and regulating the shape change behavior of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process in dies, consisting of a die holding the workpiece with a press stamp and/or expanding mandrel, the device having a cooling circuit for the purpose of flowing a cooling medium around the workpiece, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Vorrichtung mindestens ein im Kühlkreislauf in Strömungsrichtung räumlich nach dem Werkstück (2) angeordneten Fühler (4a) zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur als Istwert aufweist, wobei in der Zuführleitung (8) in Strömungsrichtung räumlich vor dem Werkstück (2) mindestens ein Stellglied (9) zur Korrektur der Durchflußmenge und/oder der Strömungsgeschwindigkeit und/oder eine Zuführleitung (10) für ein Kühlmedium mit einer vom Kühlkreislauf abweichenden Temperatur aufweist und/oder am Werkstück (2) bzw. am Werkzeug (3) mindestens ein thermischer Rezeptor bzw. mindestens ein temperaturkompensierter Sensor (4) zur Erfassung der Werkstücktemperatur und/oder am Werkzeug (3) oder Werkstück (2) mindestens ein Drucksensor (12) zur Erfassung der Druckveränderung angeordnet ist.that the device has at least one sensor (4a) arranged in the cooling circuit in the direction of flow spatially after the workpiece (2) for detecting the coolant temperature as an actual value, wherein in the supply line (8) in the direction of flow spatially before the workpiece (2) there is at least one actuator (9) for correcting the flow rate and/or the flow speed and/or a supply line (10) for a cooling medium with a temperature that differs from the cooling circuit and/or at least one thermal receptor or at least one temperature-compensated sensor (4) for detecting the workpiece temperature is arranged on the workpiece (2) or on the tool (3) and/or at least one pressure sensor (12) for detecting the pressure change is arranged on the tool (3) or workpiece (2). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
2. Device according to claim 1,
characterized,
daß mindestens ein Meßsensor (4b) im Bereich der Planauflage angeordnet ist.that at least one measuring sensor (4b) is arranged in the area of the flat support.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkstück aufnehmende Dorn (6) und/oder der Preßstempel ein Wegmeßsystem ?.ur Erfassung der senkrechten Bewegung aufweist.3. Device according to claim 1 to 2, characterized in that the mandrel (6) receiving the workpiece and/or the press ram has a position measuring system for detecting the vertical movement. U. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkstück aufnehmende Dorn (6) und/oder der Preßstempel ein Druckmeßsystem (12) zur Erfassung der Druckkraft aufweist.U. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the mandrel (6) receiving the workpiece and/or the press ram has a pressure measuring system (12) for detecting the pressure force. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zur Temperaturerfassung des Kühlmittels als Thermoelement vorliegt.5. Device according to claim 1 to H, characterized in that the sensor for detecting the temperature of the coolant is in the form of a thermocouple. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fühler ein Meßumformer und ein Meßverstärker zugeordnet sind.6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that a measuring transducer and a measuring amplifier are associated with the sensor. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Sollwerte und Vergleich der Istwerte, der Vorrichtung eine Datenverarbeitungs-Anlage mit Software zugeordnet ist.7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that a data processing system with software is assigned to the device for storing the target values and comparing the actual values.
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DE9001640U Expired - Lifetime DE9001640U1 (en) 1990-02-13 1990-02-13 Device for controlling and regulating the shape change behavior of workpieces to be subjected to heat treatment during the heat treatment process

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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