EP2714945A1 - Glühvorrichtung und verfahren zum glühen von metallplatten - Google Patents

Glühvorrichtung und verfahren zum glühen von metallplatten

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EP2714945A1
EP2714945A1 EP12727288.8A EP12727288A EP2714945A1 EP 2714945 A1 EP2714945 A1 EP 2714945A1 EP 12727288 A EP12727288 A EP 12727288A EP 2714945 A1 EP2714945 A1 EP 2714945A1
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EP
European Patent Office
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metal plates
annealing
cooling
compensating device
compensating
Prior art date
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EP12727288.8A
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Alfred LÖSCH
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ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp System Engineering GmbH
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Publication date
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching
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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0024—Charging; Discharging; Manipulation of charge of metallic workpieces

Definitions

  • Such annealing devices are well known and are commonly used to heat pre-treat metallic workpieces to obtain defined workpiece characteristics.
  • the strength of the aluminum workpieces can be temporarily reduced and thus the malleability of the aluminum workpieces can be improved by a previous annealing process.
  • the workpiece is usually heated to a certain temperature, then solution-annealed by holding the workpiece to a certain holding temperature and finally cooled.
  • Solution annealing serves to produce the desired chemical and physical processes in the workpiece caused by the holding temperature.
  • the workpieces are punched, pressed, cut or the like depending on the application in any way.
  • the stacking and transport mechanism has at least one lifting element for lifting a lowermost goods carrier located in the compensation device in the vertical direction, wherein the lever element preferably comprises a bolt protruding into the compensation device in a vertical direction.
  • the metal plates are thus preferably only in the area of support means on the goods carriers, so that the most homogeneous temperature distribution in the interior of the metal plates is not affected by the goods carrier and thus only a small or insignificant distortion of the metal plates.
  • the annealing device has a return device for returning the goods carriers from the outlet opening to the inlet opening outside the compensating device.
  • the product carriers are preferably returned automatically to the entrance opening and are then ready to receive further coming from the warm-up metal plates.
  • the cooling device has a cutting device, which preferably comprises cutting blades which adjoin the cooling pistons, wherein the first and second cooling pistons are movable together relative to the cutting blades.
  • the metal plates can thus be simultaneously trimmed in the cooling device to a size which is advantageous for the further treatment.
  • the metal plates are cooled, cut and oiled in only a single stroke of the cooling dies, so that advantageously a high throughput of metal plates is achieved.
  • a further subject of the present invention is a method for annealing metal plates with an annealing device according to one of the preceding claims, wherein in a first method step metal plates are warmed up by means of the heating device and in a second method step the heated metal plates are held on a substantially constant surface by means of the equalizing device Be kept temperature, wherein the metal plates stacked by means of the stacking and transport device in the balancing device over each other and along the vertical direction through the Aus- same device to be transported.
  • an efficient heat treatment of the metal plates is achieved with reduced space requirement and high throughput.
  • a metal plate is placed on a goods carrier, wherein in a second sub-step of the second process step, the goods carrier is introduced together with the metal plate through an input opening in the compensating device, wherein
  • the product carrier is transported together with the metal plate along the vertical direction through the compensating device, wherein a further product carrier is introduced together with a further metal carrier disposed on the other metal plate through the input opening in the balancing device and wherein a third sub-step of the second process step of the goods carrier is issued together with the metal plate through an exit opening, wherein the further goods carrier together with the we iteren metal plate along the vertical direction is transported by the balancing device.
  • the metal plates are thus automatically stacked in the balancing device and simultaneously moved continuously through the compensating device.
  • the goods carriers are preferably returned in a fourth process step from the exit opening by means of a return device outside the compensating device
  • the input flap 31 and the outlet flap 32 are preferably each controlled in such a way that they respectively open or close sequentially one after the other. In other words, at no time are both the inlet flap 31, and the outlet flap 32 open, so that the heat loss in the annealing vessel 4 'through the input and output ports 6, 7 is kept as low as possible.
  • the ejection slide is actuated in each case during the downward movement or temporally before the lifting movement of the lifting elements 50.
  • the stack height in the annealing vessel 4 ' preferably depends on the respective holding and / or cycle time.
  • a detailed view of the product carriers 8 is shown in FIG. 4 shows a schematic sectional view, as well as a schematic plan view of a goods carrier 8 of the glow device 1 according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the product carrier 8 is produced by way of example from a embossing plate. In the sectional view, it can be seen that the metal plate 2 rests loosely on support devices 10 of the goods carrier 2. These support means 10 are formed by introduced into the embossing plate beads.
  • the goods carriers 8 are optionally provided with recesses 36. It is conceivable that the product carrier 8 is designed such that it can be heated inductively and / or has a comparatively high heat capacity. In this way, the product carrier 8 can be preheated and / or act as a heat storage.

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Abstract

Es wird eine Glühvorrichtung zum Glühen von Metallplatten vorgeschlagen, welche eine Aufwärmvorrichtung zum Aufwärmen der Metallplatten und eine Ausgleichsvorrichtung zum Halten der Metallplatten auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur aufweist, wobei die Ausgleichsvorrichtung einen Stapel- und Transportmechanismus zum Übereinanderstapeln der mittels der Aufwärmvorrichtung aufgewärmten Metallplatten in der Ausgleichsvorrichtung und zum Transport der aufgewärmten Metallplatten entlang einer zur ihren Haupterstreckungsebenen senkrechten vertikalen Richtung durch die Ausgleichsvorrichtung aufweist.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Glühvorrichtung und Verfahren zum Glühen von Metallplatten
Stand der Technik Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Glühvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Glühvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden üblicherweise zur Wärmevorbehandlung von metallischen Werkstücken verwendet, um definierte Werkstückeigenschaf- ten zu erhalten. Insbesondere kann bei der Herstellung von umgeformten Bauteilen aus hochfesten Aluminium-Werkstücken, beispielsweise für die Anwendung im Automobilbereich, die Festigkeit der Aluminium Werkstücke vorübergehend herabgesetzt und somit die Um- formbarkeit der Aluminium-Werkstücke durch ein vorheriges Glühverfahren verbessert werden. Das Werkstück wird hierbei üblicherweise auf eine bestimmte Temperatur aufgewärmt, anschließend durch Halten des Werkstücks auf einer bestimmten Haltetemperatur lösungsgeglüht und abschließend abgekühlt. Das Lösungsglühen dient dazu, die die durch die Haltetemperatur hervorgerufenen gewünschten chemischen und physikalischen Vorgänge im Werkstück zu erzeugen. In nachfolgenden Schritten werden die Werkstücke je nach Anwendungsfall in beliebiger Weise gestanzt, gepresst, geschnitten oder dergleichen.
Eine solche Wärmebehandlung von Aluminium-Werkstücken ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 26 229 C1 bekannt. Die Werkstücke, welche in der Glühvorrichtung einer Wärmehandlung unterzogen werden, sind insbesondere im Bereich des Automobilsektors üblicherweise als vergleichsweise großflächige Metallplatten ausgebildet. Für das Lösungsglühen müssen diese Metallplatten für eine vorbestimmte Haltezeit auf der Haltetemperatur gehalten werden, wobei diese Haltezeit unter anderem von der Legierungszusammensetzung der Metallplatten abhängt. Bei der Verwendung von großflächigen Metallplatten aus hochfestem Aluminium müssen die Metallplatten für eine vergleichsweise lange Haltezeit auf der Haltetemperatur gehalten werden, wodurch bei einer großen Anzahl bzw. einem großen Durchsatz von zu behandelnden Me-
BESTÄTIGUNGSKOPIE tallplatten ein enormer Raumbedarf für das Lösungsglühen der Metallplatten entsteht. Hierdurch entstehen unerwünscht lange Förderwege zwischen den einzelnen Bearbeitungsstellen.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Glühvorrichtung und ein Verfahren zum Glühen von Metallplatten zur Verfügung zu stellen, bei welchem ein effizienteres Halten der Metallplatten auf einer bestimmten Temperatur mit gleichzeitig deutlich reduziertem Raumbedarf, höherem Durchsatz und geringerer Störanfälligkeit ermöglicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Glühvorrichtung zum Glühen von Metallplatten, welche eine Aufwärmvorrichtung zum Aufwärmen der Metallplatten und eine Ausgleichsvorrichtung zum Halten der Metallplatten auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur aufweist, wobei die Ausgleichsvorrichtung einen Stapel- und Transportmechanismus zum Übereinan- derstapeln der mittels der Aufwärmvorrichtung aufgewärmten Metallplatten in der Ausgleichsvorrichtung und zum Transport der aufgewärmten Metallplatten entlang einer zur ihren Haupterstreckungsebenen senkrechten vertikalen Richtung durch die Ausgleichsvorrich- tung aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Metallplatten in der Ausgleichsvorrichtung durch den Stapel- und Transportmechanismus übereinander stapelbar sind, so dass der Bauraumbedarf für die Ausgleichsvorrichtung in der Fläche deutlich reduziert ist. Gleichzeitig sorgt der vertikale Transport der Metallplatten durch die Ausgleichsvorrichtung für eine entsprechend lange Verweildauer der Metallplatten in der Ausgleichsvorrichtung, so dass die Metallplatten entsprechend einer vorbestimmten Haltezeit auf der im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden und somit die durch die entsprechende Haltetemperatur hervorgerufenen gewünschten chemischen und physikali- sehen Vorgänge in den Metallplatten hervorzurufen.
Vorzugsweise umfasst die Ausgleichsvorrichtung einen wärmeisolierten Glühbehälter, in welchem die Metallplatten mittels des Stapel- und Transportmechanismus in vertikaler Richtung gestapelt werden und durch welchen die Metallplatten mittels des Stapel- und Trans- portmechanismus in vertikaler Richtung transportiert werden. Die Metallplatten umfassen vorzugsweise ein Aluminiummaterial. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgleichsvorrichtung eine passive Ausgleichsvorrichtung ist und insbesondere ohne eine aktive Heizvorrichtung zum Halten der Metallplatten auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur ausgebildet ist. Die Ausgleichsvorrichtung ist somit eine passive Vorrichtung, d.h. die Ausgleichsvorrichtung weist keine aktiven Wärmemittel und kaum bewegliche mechanische Elemente im temperaturbelasteten Bereich auf. Die Haltetemperatur wird dabei vorzugsweise nur durch die aufgewärmten Metallplatten bzw. optional durch vorgewärmte Warenträger in den Glühbehälter eingebracht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgleichsvorrichtung eine Eingangsöffnung zum Einführen der mittels der Auf- Wärmvorrichtung aufgewärmten Metallplatten in die Ausgleichsvorrichtung und eine Ausgangsöffnung zum Ausgeben der mittels des Stapel- und Transportmechanismus durch die Ausgleichsvorrichtung transportierten Metallplatten aus der Ausgleichsvorrichtung aufweist, wobei die Ausgangsöffnung insbesondere entlang der vertikalen Richtung auf einer der Ein- gangsöffnung gegenüberliegenden Seite der Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Metallplatten durch das sukzessive Einbringen in die Ausgleichsvorrichtung in der Ausgleichsvorrichtung übereinander gestapelt werden. Insbesondere ist es somit möglich, dass die Metallplatten in einer kontinuierlichen Bewegung die Ausgleichsvorrichtung durchlaufen und somit trotz reduziertem Bauraumbedarf ein hoher Durchsatz von Metallplatten erzielt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Stapel- und Transportmechanismus derart ausgebildet ist, dass die Metallplatten im Wesentlichen antiparallel zur Richtung des Schwerefelds der Erde durch die Ausgleichsvorrichtung transportiert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Metallplatten im Wesentlich pa- rallel zum Wärmestrom in der Ausgleichsvorrichtung transportiert werden. Die durch die
Aufwärmvorrichtung aufgeheizten Metallplatten werden hierbei in die im unteren Bereich der Ausgleichsvorrichtung angeordnete Eingangsöffnung in die Ausgleichsvorrichtung eingebracht. Die Wärme dieser in die Ausgleichsvorrichtung eingebrachten Metallplatten steigt in der Ausgleichsvorrichtung nach oben, so dass durch die Bewegung der Metallplatten nach oben ein möglichst effizientes Halten der Metallplatten auf im Wesentlichen konstanter Temperatur, sowie eine möglichst homogene Temperaturverteilung in der Ausgleichsvorrichtung erzielt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Glühvorrichtung eine Mehrzahl von Warenträgern aufweist, wobei jeder Warenträger jeweils zur Aufnahme einer Metallplatte vorgesehen ist und wobei vorzugsweise die Warenträger zumindest zeitweise derart lösbar mit dem Stapel- und Transportmechanismus koppelbar sind, dass die Warenträger mittels des Stapel- und Transportmechanismus entlang der vertikalen Richtung unmittelbar übereinander gestapelt und durch die Ausgleichsvorrichtung transportiert werden. In vorteilhafter Weise liegen die in der Ausgleichsvorrichtung übereinander gestapelten Metallplatten nicht direkt aufeinander auf, sondern sind mit- tels der Warenträger voneinander getrennt. Die Warenträger verhindern somit ein Aneinan- derkleben der benachbarten Metallplatten. Vorzugsweise fungieren die Warenträger zumindest partiell als Wärmespeicher. Die einzelnen Warenträger sind vorzugsweise direkt aufeinander gestapelt. Dies hat den Vorteil, dass ein vergleichsweise einfacher Stapel- und Transportmechanismus realisierbar ist, da der Warenträgerstapel als Ganzes angehoben werden kann und nicht jeder Warenträger einzeln geführt werden muss. Die Warenträger werden in einer zur Haupterstreckungsebene parallelen Ebene in der Ausgleichsvorrichtung optional mittels Zentrierstangen zentriert. Die Zentrierstangen sind insbesondere vertikal ausgerichtet und sind an ihren unteren Enden konusformig zur Einfädelung der Warenträger ausgebildet. Ferner ist denkbar, dass die Ausrichtung der Warenträger durch die Wände der Glühvorrichtung und/oder durch mittels ineinander greifende Zentrierelemente auf den Warenträgern erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass, der Stapel- und Transportmechanismus wenigstens ein Hebeelement zum Anheben eines in der Ausgleichsvorrichtung befindlichen untersten Warenträgers in vertikaler Richtung aufweist, wobei das Hebelelement vorzugsweise einen in vertikaler Richtung in die Ausgleichsvorrichtung ragenden Bolzen umfasst. In vorteilhafter Weise ist somit ein vergleichsweise einfacher und zuverlässiger Transportmechanismus realisiert, in welchem lediglich immer der unterste Warenträgerstapel angehoben wird. Alle darüber gestapelten Warenträger werden dann zwangsläufig ebenfalls mit angehoben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Stapel- und Transportmechanismus Verriegelungselemente zum Fixieren eines in der Ausgleichsvorrichtung befindlichen und mittels des Hebeelements angehobenen unters- ten Warenträgers aufweist, wobei die Verriegelungselemente vorzugsweise parallel zur Haupterstreckungsebene seitlich in die Ausgleichsvorrichtung ragen. Dies hat den Vorteil, dass das Hebeelement wieder in seine Ausgangsstellung zur Aufnahme eines neuen Waren- trägers zurückgefahren werden kann, ohne dass sich der Warenträgerstapel wieder absenkt. Auf diese Weise ist ein quasi-kontinuierlicher, d.h. insbesondere schrittweiser Transport der Metallplatten durch die Ausgleichsvorrichtung realisierbar. Die Verriegelungselement sind vorzugsweise in Richtung des jeweiligen Warenträgers elastisch vorgespannt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Warenträger Zentriereinrichtungen zur Zentrierung der jeweilig auf dem Warenträgern angeordneten Metallplatten aufweisen, welche bevorzugt an Stirnseiten der Warenträger angeordnet sind und welche besonders bevorzugt in Form von nach innen umgeboge- nen Laschen des Warenträgers ausgebildet sind. Die Zentriereinrichtungen sorgen in vorteilhafter Weise für eine präzise Platzierung der Metallplatten auf den Warenträgern, so dass ein zuverlässiger und reibungsloser Transport der Metallplatten durch die Ausgleichsvorrichtung gewährleistet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Warenträger Auflageeinrichtungen aufweisen, welche bevorzugt in Richtung der jeweils aufgenommenen Metallplatte vorstehende Auflageflächen für die aufgenommene Metallplatte umfassen, wobei besonders bevorzugt die Auflageflächen in Form von in Richtung der aufgenommenen Metallplatte in den Warenträger eingebrachte Sicken ausgebildet sind. Die Metallplatten liegen vorzugsweise somit nur im Bereich der Auflageeinrichtungen auf den Warenträgern auf, so dass eine möglichst homogene Temperaturverteilung im Innern der Metallplatten durch die Warenträger nicht beeinträchtigt wird und somit nur ein geringer oder unwesentlicher Verzug der Metallplatten entsteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Glühvorrichtung eine Rückführvorrichtung zum Rücktransport der Warenträger von der Ausgangsöffnung zur Eingangsöffnung außerhalb der Ausgleichsvorrichtung aufweist. Die Warenträger werden vorzugsweise automatisch zur Eingangsöffnung zurückgeführt und sind anschließend zur Aufnahme von weiteren aus der Aufwärmvorrichtung kommenden Metallplatten bereit.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Glühvorrichtung eine Abkühlvorrichtung zum Abkühlen der mittels der Aufwärmvorrichtung aufgewärmten und mittels der Ausgleichsvorrichtung auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehaltenen Metallplatten aufweist, wobei die Abkühlvorrichtung vorzugsweise einen ersten Kühlstempel und einen relativ zum ersten Kühlstempel parallel zur vertikalen Richtung beweglichen zweiten Kühlstempel umfasst. Die Metallplatten werden hierdurch insbesondere abgeschreckt und sind anschließend zur Weiterbearbeitung, beispielsweise in konventionellen Press-, Stanz- und/oder Schneidwerkzeugen, bereit. Das erste und zweite Pressteil legen sich hierbei vorzugsweise formschlüssig an eine Ober- und eine Unterseite der Metallplatten an, so dass in vorteilhafter Weise ein möglichst gleichmäßi- ges Abschrecken der gesamten Metallplatte erzielt wird und der Verzug der Metallplatte hierdurch reduziert wird. Das erste und zweite Pressteil ist vorzugsweise jeweils als Stahlplatte ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Kühlstempel vorzugsweise Leitungselemente zur Leitung einer Kühlflüssigkeit durch die Abkühlvorrichtung aufweist. In vorteilhafter Weise wird durch die Kühlflüssigkeit, welche durch die Leitungselement fließt, ein effizientes Abkühlen der Kühlstempel erzielt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Abkühlvorrichtung eine Aufsprühvorrichtung zum Aufsprühen einer Flüssigkeit auf die zu kühlende Metallplatte aufweist, wobei die Aufsprühvorrichtung vorzugsweise beheizbare Düsen aufweist, welche mittels einer Pumpe mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter gespeist werden. Zum Beispiel können die Metallplatten auf diese Weise durch die Aufsprühvorrichtung beölt oder bewachst werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Abkühleinrichtung eine Schneidvorrichtung aufweist, welche vorzugsweise an die Kühlstempel angrenzende Schneidmesser umfasst, wobei der erste und zweite Kühlstempel gemeinsam gegenüber den Schneidmessern bewegbar sind. Die Metallplatten können somit in der Abkühleinrichtung gleichzeitig auf ein für die Weiterbehandlung vorteilhaftes Maß beschnitten werden. Vorzugsweise werden die Metallplatten in nur einem einzigen Hub der Kühlstempel gekühlt, beschnitten und beölt, so dass vorteilhafterweise ein hoher Durchsatz von Metallplatten erzielt wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Glühen von Metallplatten mit einer Glühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Verfahrensschritt Metallplatten mittels der Aufwärmvorrichtung aufgewärmt werden und wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die aufgewärmten Metallplatten mittels der Ausgleichsvorrichtung auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden, wobei die Metallplatten mittels der Stapel- und Transportvorrichtung in der Ausgleichsvorrichtung übereinander gestapelt und entlang der vertikalen Richtung durch die Aus- gleichsvorrichtung transportiert werden. In vorteilhafter Weise wird somit eine effiziente Wärmebehandlung der Metallplatten bei reduziertem Bauraumbedarf und hohem Durchsatz erzielt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in einem ersten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes eine Metallplatte auf einem Warenträger angeordnet wird, wobei in einem zweiten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes der Warenträger zusammen mit der Metallplatte durch eine Eingangsöffnung in die Ausgleichsvorrichtung eingeführt wird, wobei in einem dritten Teilschritt des zweiten Verfah- rensschrittes der Warenträger zusammen mit der Metallplatte entlang der vertikalen Richtung durch die Ausgleichsvorrichtung transportiert wird, wobei ein weiterer Warenträger zusammen mit einer auf dem weiteren Warenträger angeordneten weiteren Metallplatte durch die Eingangsöffnung in die Ausgleichsvorrichtung eingeführt wird und wobei in einem dritten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes der Warenträger zusammen mit der Metallplatte durch eine Ausgangsöffnung ausgegeben wird, wobei der weitere Warenträger zusammen mit der weiteren Metallplatte entlang der vertikalen Richtung durch die Ausgleichsvorrichtung transportiert wird. Die Metallplatten werden somit automatisch in der Ausgleichsvorrichtung übereinander gestapelt und gleichzeitig kontinuierlich durch die Ausgleichsvorrichtung bewegt. Die Warenträger werden vorzugsweise in einem vierten Verfahrensschritt von der Ausgangsöffnung mittels einer Rückführvorrichtung außerhalb der Ausgleichsvorrichtung zur Eingangsöffnung zurückgeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im zweiten Verfahrensschritt mittels wenigstens eines Hebeelements jeweils nur der unterste in der Ausgleichsvorrichtung befindliche Warenträger unmittelbar angehoben wird und mittels Verriegelungselementen solange in der angehobenen Position fixiert wird, bis ein durch die Eingangsöffnung in die Ausgleichsvorrichtung eingeführter neuer Warenträger von dem wenigstens einen Hebeelement angehoben wird und den in der angehobenen Position zeitweise fixierten Warenträger anhebt und außer Eingriff mit den Verriegelungselementen bringt. In vorteilhafter Weise wird somit eine vergleichsweise einfacher, kostengünstiger und störunanfälliger Stapel- und Transportmechanismus realisiert, da im Wesentlichen immer nur der unterste Warenträger angehoben wird und hierdurch sukzessive der gesamte Warenträ- gerstapel in vertikaler Richtung durch die Ausgleichsvorrichtung wandert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in einem dritten Verfahrensschritt die Metallplatten mittels einer Abkühlvorrichtung abgekühlt und vorzugsweise besprüht und/oder geschnitten werden. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
der Zeichnungen zeigt eine schematische Schnittbildansicht einer Glühvorrichtung und eines Verfahrens zum Glühen von Metallplatten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. zeigt eine schematische Schnittbildansicht einer Ausgleichsvorrichtung der Glühvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. zeigt eine schematische Schnittbildansicht von übereinander gestapelten Metallplaten und Warenträgern in der Ausgleichsvorrichtung der Glühvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. zeigt eine schematische Schnittbildansicht und eine schematische Aufsichtsdarstellung eines Warenträgers der Glühvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. zeigt eine schematische Schnittbildansicht einer Abkühlvorrichtung der Glühvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. zeigt eine Aufsichtsdarstellung einer Glühvorrichtung und eines Verfahrens zum Glühen von Metallplatten gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In Figur 1 ist eine schematische Schnittbildansicht einer Glühvorrichtung 1 und eines Verfahrens zum Glühen von Metallplatten 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Glühvorrichtung 1 weist eine Aufwärmvorrichtung 3 auf, in welcher in einem ersten Verfahrensschritt die Metallplatten 2 aufgewärmt werden. Die Metallplatten 2 umfassen vorzugsweise hochfeste Aluminium-Metallplatten für die Kraftfahr- zeugfertigung, insbesondere für die Herstellung von Fahrzeug-Karosserien. Die Metallplatten
2 werden sequentiell durch die Aufwärmvorrichtung 3 transportiert. Die Aufwärmvorrichtung
3 umfasst vorzugsweise eine Spule, in die die Metallplatten einzeln, oder gestapelt hineingeschoben und wieder entnommen werden. Dadurch wird eine sogenannte Längsfelderwär- mung durchgeführt. Ebenso ist ein Ofen mit zwei Induktionsspulen 3' denkbar, wobei eine der Induktionsspulen 3' unterhalb und die andere der Induktionsspulen 3' oberhalb der Metallplatte 2 angeordnet ist. Die Induktionsspulen 3' erzeugen ein elektromagnetisches Wechselfeld, durch welches in der zwischen den Induktionsspulen 3' jeweils angeordneten Metallplatte 2 Induktionsströme induziert werden, welche die Metallplatte 2 aufheizen. Alternativ ist aber auch die Verwendung anderer elektrischer oder brennstoffgestützter Heizmethoden zum Aufheizen der Metallplatten 2 in der Aufwärmvorrichtung 3 denkbar. Die Metallplatten 2 werden in der Aufwärmvorrichtung 3 vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 350° Celsius aufgewärmt.
Die aufgeheizten Metallplatten 2 werden anschließend zu einer Ausgleichsvorrichtung 4, beispielsweise mittels eines ersten Roboters 30 (siehe Figur 6), transportiert. Die Ausgleichsvorrichtung 4 ist dazu vorgesehen, die Metallplatten 2 in einem zweiten Verfahrensschritt für eine bestimmte Haltezeit auf einer im Wesentlichen konstanten Haltetemperatur zu halten (auch als Lösungsglühen bezeichnet), um die durch die Haltetemperatur hervorgerufenen gewünschten chemischen und physikalischen Vorgänge in den Metallplatten 2 zu er- zeugen. Die Metallplatten 2 werden hierfür mittels eines Stapel- und Transportmechanismus 5 der Ausgleichsvorrichtung 4 in der Ausgleichsvorrichtung 4 übereinander gestapelt und im Wesentlichen schrittweise durch die Ausgleichsvorrichtung 4 transportiert. Eine beispielhafte Ausführungsform des Stapel- und Transportmechanismus 5 wird später anhand Figur 3 näher erläutert.
Die Ausgleichsvorrichtung 4 weist einen wärmeisolierten Glühbehälter 4' mit einer Eingangsöffnung 6 zum Einführen der mittels der Aufwärmvorrichtung 3 aufgewärmten Metallplatten 2 in die Ausgleichsvorrichtung 4 und einer Ausgangsöffnung 7 zum Ausgeben der mittels der Ausgleichsvorrichtung 4 auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehaltenen Me- tallplatten 2 aus der Ausgleichsvorrichtung 4 auf. Die Eingangsöffnung 6 ist auf einer der Ausgangsöffnung 7 entlang einer vertikalen Richtung 101 gegenüberliegenden Seite an- geordnet, wobei die vertikale Richtung 101 im Wesentlichen antiparallel zu einem Schwerefeld der Erde ausgerichtet ist. Mit anderen Worten: Die Eingangsöffnung 6 ist in einem unteren Bereich des Glühbehälters 4' angeordnet, während die Ausgangsöffnung 7 in einem oberen Bereich des Glühbehälters 4' angeordnet ist, so dass die Metallplatten 2 auf dem Weg von der Eingangsöffnung 6 zur Ausgangsöffnung 7 mittels des Stapel- und Transportmecha- nismus 5 in vertikalen Richtung 101 und somit senkrecht zu den Haupterstreckungsebenen 100 der einzelnen Metallplatten 2 transportiert wird. Während dieses vertikalen Transports werden weitere Metallplatten 2 durch die Eingangsöffnung 6 in den Glühbehälter 4' geleitet, so dass die Metallplatten 2 entlang der vertikalen Richtung 101 übereinander gestapelt werden. Die Ausgleichsvorrichtung 4 weist ferner eine Eingangsklappe 31 zum Verschließen und Öffnen der Eingangsöffnung 6 und eine Ausgangsklappe 32 zum Verschließen und Öffnen der Ausgangsöffnung 7 auf. Die Eingangsklappe 31 und die Ausgangsklappe 32 werden dabei vorzugsweise jeweils derart angesteuert, dass sie sich jeweils sequentiell nacheinander öffnen bzw. schließen. Mit anderen Worten: Zu keinem Zeitpunkt sind sowohl die Eingangsklappe 31 , als auch die Ausgangsklappe 32 geöffnet, so dass der Wärmeverlust im Glühbehälter 4' durch die Eingangs- und Ausgangsöffnung 6, 7 möglichst gering gehalten wird.
Die mittels der Ausgleichsvorrichtung 4 lösungsgeglühten Metallplatten 2 werden anschließend, beispielsweise mittels eines zweiten Roboters 33 (siehe Figur 6), zu einer Abkühlvor- richtung 12 der Glühvorrichtung 1 transportiert. In der Abkühlvorrichtung 12 werden die Metallplatten 2 in einem dritten Verfahrensschritt abgekühlt und insbesondere abgeschreckt. Die Abkühlvorrichtung 12 umfasst hierzu einen ersten Kühlstempel 14 und einen relativ zum ersten Kühlstempel 14 parallel zur vertikalen Richtung 101 beweglichen zweiten Kühlstempel 15. Der erste und zweite Kühlstempel 14, 15 weisen jeweils Leitungselemente 17 auf, durch welche eine Kühlflüssigkeit zum Abkühlen des ersten und zweiten Kühlstempels 14, 15 gefördert wird. Es wird jeweils eine Metallplatte 2 zwischen den ersten und zweiten Kühlstempel 14, 15 gefahren und anschließend der zweite Kühlstempel 15 mittels Hydraulikzylindern 34 gegen den ersten Kühlstempel 14 bewegt. Der erste Kühlstempel 14 kommt hierdurch flächig mit einer Oberseite der Metallplatte 2 in Anlage, während der zweite Kühlstempel 14 flächig mit einer Unterseite der Metallplatte 2 in Anlage kommt, so dass die Metallplatte 2 von beiden Seiten gleichmäßig gekühlt bzw. abgeschreckt wird. Anschließend werden die Metallplatten 2 vorzugsweise zeitnah zur Weiterbearbeitung, beispielsweise in nicht darges- teilten konventionelle Press-, Stanz- und/oder Schneidwerkzeuge, weitertransportiert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abkühlvorrichtung 12 gleichzeitig eine Umformvorrichtung für die jeweiligen Metallplatten 2 umfasst, wobei der erste und zweite Kühlstempel 14, 15 dann gleichzeitig als Pressstempel fungieren, welche neben dem Abkühlen und optionalen Beölen auch zum Pressen und Umformen der Metallplatten 2 vorgesehen ist. Denkbar ist, dass eine gewünschte hohe Endfestigkeit der bearbeiteten Metallplatten 2 durch einen _Bake-Hardening"-Effekt in späteren Lackierschritten erzielt wird. In Figur 2 ist eine schematische Schnittbildansicht einer Ausgleichsvorrichtung 4 der Glühvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ausgleichvorrichtung 4 weist im vorliegenden Beispiel eine Mehrzahl von wiederverwendbaren Warenträgern 8 zur Aufnahme der Metallplatten 2 auf. Jede der aus der Aufwärmvorrichtung 3 kommenden Metallplatten 2 wird zunächst auf einem eigenem Warenträ- ger 8 angeordnet und zusammen mit dem Warenträger 8 durch die Eingangsöffnung 6 in den Glühbehälter 4' eingefahren. Innerhalb des Glühbehälters 4' wird der Warenträger 8 mit dem Stapel- und Transportmechanismus 5 gekoppelt und in vertikaler Richtung 101 entgegen des Schwerefeldes transportiert. Anschließend wird der Warenträger 8 zusammen mit der auf dem Warenträger 8 angeordneten Metallplatte 2 durch die Ausgangsöffnung 7 aus dem Glühbehälter 4' ausgegeben. Die Metallplatte 2 wird nun von dem Warenträger 8 abgehoben und in Richtung der Abkühlvorrichtung 12 weitertransportiert. Der Warenträger 8 wird in einem vierten Verfahrensschritt zu seiner Wiederverwendung mittels einer Rückführvorrichtung 11 , beispielsweise mittels eines dritten Roboters 40 (siehe Figur 6), zur Eingangsöffnung 6 entlang eines Weges 35 außerhalb des Glühbehälters 4' zurückgeführt, so dass eine weitere Metallplatte 2 mittels dieses Warenträgers 8 durch den Glühbehälter 4' transportierbar ist. Um die Warenträger 8 im Glühbehälter 4' kontrolliert stapeln zu können, befinden sich direkt am Warenträgerstapel optional zusätzliche Zentrierstangen, welche eine zur vertikalen Richtung 101 im Wesentlichen deckungsgleiches Übereinanderstapeln der einzelnen Warenträger 8 sicherstellt.
In Figur 3 ist eine schematische Schnittbildansicht eines Stapel- und Transportmechanismus 5 der Ausgleichsvorrichtung 4 der Glühvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Glühbehälter 4' sind eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Metallplatten 2 und Warenträgern 8 angeordnet. Der Stapel- und Transportmechanismus 5 umfasst beispielhaft seitliche Verriegelungselemente 51 , welche entlang der Hauptebene 100 zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabestellung verschiebbar gelagert sind. Ferner umfasst der Stapel- und Transportmechanismus 5 Hebeelemente 50, welche in Form von vertikalen Bolzen von unten in den Glühbehälter 4' hineinragen und parallel und antiparallel zur vertikalen Richtung 101 verschiebbar sind. Zunächst werden die Hebeelemente 50 von ihrer eingefahrenen Ausgangsstellung in vertikaler Richtung 101 um wenigstens eine Warenträgerhöhe verfahren, so dass der unterste Waren- träger 8 unmittelbar von den Hebeelementen 50 um wenigstens die Warenträgerhöhe angehoben wird. Hierdurch werden mittelbar auch alle anderen auf den untersten Warenträger 8 gestapelten Warenträger 8 in vertikaler Richtung 101 angehoben. Die Warenträger 8 werden seitlich durch vertikal verlaufende Zentrierstangen 53 zentriert, welche an ihrem unteren Ende mit einem Konus zur Einfädelung der Warenträger 8 versehen sind. Der unterste angeho- bene Warenträger 8 wird nun in seinen seitlichen Endbereichen 36 von den seitlichen Verriegelungselementen 51 in Eingriff genommen und festgehalten, so dass die Hebelelemente 50 in ihre eingefahrene Ausgangsstellung entgegen der vertikalen Richtung 101 zurückgefahren werden können, ohne dass sich der Warenträgerstapel wieder absenkt. Die seitlichen Verriegelungselemente 51 werden dabei von der Freigabestellung, in welcher Warenträger 8 zwischen den Verriegelungselementen 51 in vertikaler Richtung 101 passiert werden können, in die Verriegelungsstellung verfahren, in welcher der angehobene unterste Warenträger 8 von den Verriegelungselementen 51 zumindest bezüglich einer Bewegung entgegen der vertikalen Richtung 101 fixiert wird. Denkbar ist, dass die Verriegelungselemente 51 elastisch in die Verriegelungsstellung vorgespannt sind und durch entsprechende Führungs- schrägen 52 beim Hochfahren eines Warenträgers 8 mittels der Hebeelemente 50 automatisch und nur kurzzeitig in die Freigabestellung überführt werden und selbstständig wieder in die Verriegelungsstellung zurückfahren. Die Verriegelungselemente 51 sind dabei vorzugsweise jeweils entlang einer Richtung aufeinander zu vorgespannt. Wenn die Hebeelemente 50 sich wieder in ihrer Ausgangstellung befinden, kann ein neuer vorgewärmter und mit einer Metallplatte 2 bestückter Warenträger 8 seitlich durch die Eingangsöffnung 6 in den Glühbehälter 4' eingeschoben werden. In einem nachfolgenden Schritt wird nun dieser neue Warenträger 8 mittels der Hubelemente 50 wiederum angehoben und von den Verriegelungselementen 51 in Eingriff genommen, während der vorherige Warenträger 8 hierdurch in vertikaler Richtung 101 transportiert wird und dadurch außer Eingriff mit den Verriegelungselemen- ten 51 gelangt. Denkbar ist, dass in jedem Takt ferner der oberste im Glühbehälter 4' befindliche Warenträger 8 von einem seitlichen Auswurfschieber (nicht dargestellt) seitlich aus dem Glühbehälter 4' durch die Ausgangsöffnung 7 herausgeschoben wird. Vorzugsweise wird der Auswurfschieber dabei jeweils während der Abwärtsbewegung oder zeitlich vor der Hubbewegung der Hebeelemente 50 betätigt. Die Stapelhöhe im Glühbehälter 4' richtet sich vor- zugsweise nach der jeweiligen Halte- und/oder Taktzeit. Eine Detailansicht der Warenträger 8 ist in Figur 4 gezeigt. In Figur 4 ist eine schematische Schnittbildansicht, sowie eine schematische Aufsichtsdarstellung eines Warenträgers 8 der Glühvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Warenträger 8 ist beispielhaft aus einem Prägeblech hergestellt. In der Schnittbildansicht ist zu sehen, dass die Metallplatte 2 auf Auf- lageeinrichtungen 10 des Warenträgers 2 lose aufliegt. Diese Auflageeinrichtungen 10 sind durch in das Prägeblech eingebrachte Sicken gebildet. Die Ränder des Prägeblechs sind teilweise in Form von Laschen nach innen umgebogen und bilden somit Zentriereinrichtungen 9, durch welche die Metallplatte 2 mittig auf dem Warenträger 2 zentriert wird und gegen ein Verschieben parallel zur Haupterstreckungsebene 100 mittels Formschluss gesichert ist. In der Aufsichtsdarstellung 8 ist die Metallplatte 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit durchsichtig dargestellt. Das Sickenbild, die Blechdicke und das Flachmaterial des Warenträgers 8 sind an die benötigten Anforderungen, wie Eigensteifigkeit, Kontaktfläche, Wärmekapazität, Gewicht und dergleichen, entsprechend angepasst. Die Warenträger 8 sind ferner vorzugsweise möglichst flach ausgebildet, um eine geringe Stapelhöhe zu erzielen, so dass mög- liehst viele Metallplatten 2 im Glühbehälter 4' stapelbar sind. Die Warenträger 8 sind vorzugsweise beschichtet, um ein Anhaften der Metallplatten 2 am jeweiligen Warenträger 8 zu verhindern. Zur Reduzierung des Gewichts der Warenträger 8 sind die Warenträger 8 optional mit Aussparungen 36 versehen. Denkbar ist, dass der Warenträger 8 derart ausgebildet ist, dass er induktiv erwärmbar ist und/oder eine vergleichsweise hohe Wärmekapazität auf- weist. Auf diese Weise kann der Warenträger 8 vorgeheizt werden und/oder als Wärmespeicher fungieren.
In Figur 5 ist eine schematische Schnittbildansicht einer Abkühlvorrichtung 12 der Glühvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darges- teilt. Die Abkühlvorrichtung 12 umfasst die bereits anhand von Figur 1 beschriebenen ersten und zweiten Kühlstempel 14, 15. Die in Figur 5 illustrierte Abkühlvorrichtung 12 weist zusätzlich noch eine optionale Schneidvorrichtung 21 auf, mittels welcher die Metallplatte 2 im dritten Verfahrensschritt gleichzeitig auch geschnitten wird. Die Schneidvorrichtung 21 umfasst an die Kühlstempel 14, 15 randseitig angrenzende nicht-bewegliche Schneidmesser, welche gegenüber den beiden sich bewegenden Kühlstempeln 14, 15 stillstehen. Nachdem der zweite Kühlstempel 15 in Richtung des ersten Kühlstempels 14 bewegt wurde, so dass die Metallplatte 2 zwischen dem ersten und zweiten Kühlstempel 14, 15 formschlüssig anliegt und abgeschreckt wird, bewegen sich beide Kühlstempel 14, 15 gemeinsam antiparallel zur vertikalen Richtung 101 zwischen die beiden sich nicht bewegenden Schneidmesser, so dass diejenigen Bereiche der Metallplatte 2, welche seitlich über den ersten und zweiten Kühlstempel 14, 15 hinausstehen von den Schneidmessern abgetrennt werden. Die Schneidvorrichtung 21 weist optional noch obere Schneidmesser 41 auf, welche gemeinsam mit dem ersten Kühlstempel 15 in Richtung der Schneidmesser verfährt und somit für einen sauberen Schnitt sorgen. Optional weist die Schneidvorrichtung 21 ferner Abstreifer 37 auf, welche federnd gelagert sind und zum Abstreifen der abgeschnittenen Bereiche von der übrigen Metallplatte 2 dienen. Der zweite Kühlstempel 15 ist in vertikaler Richtung 101 vor- zugsweise über Druckfedern 38 derart federnd gelagert, dass während des Schneidvorgangs der zweite Kühlstempel 15 vom ersten Kühlstempel 14 in vertikaler Richtung 101 unter die Schneidkante der Schneidmesser gedrückt wird.
Optional weist die Abkühlvorrichtung 12 ferner eine Aufsprühvorrichtung 18 zum Aufsprühen von Flüssigkeit auf die Metallplatte 2 auf. Die Aufsprühvorrichtung 18 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von beheizbaren Düsen 19 auf, welche zumindest teilweise in den ersten Kühlstempel 14 integriert sind. Die Düsen 19 werden über eine Versorgungsleitung 39 mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter 20, vorzugsweise ein Öl- und/oder Wachsbehälter, gespeist, aus welchem die Flüssigkeit mittels einer nicht dargestellten Förderpumpe zu den Düsen 19 gefördert wird. Die Aufsprühvorrichtung 18 dient vorzugsweise zum Ölen und/oder Bewachsen der Metallplatte 2 während des dritten Verfahrensschrittes, insbesondere zeitlich nach dem Schneidvorgang. Das Kühlen, Schneiden und Ölen der Metallplatte 2 erfolgt vorzugsweise in einem einzigen Hubvorgang der Abkühlvorrichtung 12. In Figur 6 ist eine schematische Aufsichtsdarstellung einer Glühvorrichtung 1 und eines Verfahrens zum Glühen von Metallplatten 2 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die beschriebenen verschiedenen Arbeitsstationen sind in Figur 6 noch einmal übersichtlich dargestellt. Zunächst werden die Metallplatten 2 in der Aufwärmvorrichtung 3 aufgewärmt. Anschließend von dem ersten Roboter 30 auf einem Warenträger 8 angeordnet und zusammen mit dem Warenträger 8 in die Ausgleichsvorrichtung 4 überführt. In der Ausgleichsvorrichtung 4 wird der Warenträger 8 zusammen mit der Metallplatte 2 in vertikaler Richtung durch einen passiven Glühbehälter 4' geführt und anschließend aus der Ausgleichsvorrichtung 4 wieder ausgegeben. Ein zweiter Roboter 33 hebt die Metallplatte 2 vom Warenträger 8 ab und überführt die Metallplatte 2 in die Abkühl- Vorrichtung 12, in welcher die Metallplatte 2 abgekühlt und optional geschnitten und/oder beölt wird. Anschließend wird die Metallplatte 2 zeitnah in eine Weiterbearbeitungsstation 42, beispielsweise eine konventionelle Press-, Stanz- und/oder Schneidwerkzeugstation, transportiert. Der Warenträger 8 wird zwischenzeitlich von einer in Form eines dritten Roboters 40 ausgeführten Rückführvorrichtung 11 zwischen die Aufwärm Vorrichtung 3 und die Aus- gleichsvorrichtung 4 zurückgeführt. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Glühvorrichtung
2 Metallplatte
3 Aufwärmvorrichtung
3' Induktionsspule
4 Ausgleichsvorrichtung
4' Glühbehälter
5 Stapel- und Transportmechanismus
6 Eingangsöffnung
7 Ausgangsöffnung
8 Warenträger
9 Zentriereinrichtung
10 Auflageeinrichtung
1 1 Rückführvorrichtung
12 Abkühlvorrichtung
14 Erster Kühlstempel
15 Zweiter Kühlstempel.
18 Aufsprühvorrichtung
19 Düse
20 Flüssigkeitsbehälter
21 Schneidvorrichtung
30 Erster Roboter
31 Eingangsklappe
32 Ausgangsklappe
33 Zweiter Roboter
34 Hydraulikzylinder
35 Weg
36 Seitlicher Endbereich
37 Abstreifer
38 Druckfeder
39 Versorgungsleitung
40 Dritter Roboter
41 Oberes Schneidmesser
42 Weiterbearbeitungsstation
50 Hebeelemente
51 Verriegelungselemente Führungsschrägen Zentrierstangen
Haupterstreckungsebene Vertikale Richtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Glühvorrichtung (1 ) zum Glühen von Metallplatten (2) aufweisend eine Aufwärmvorrichtung (3) zum Aufwärmen der Metallplatten (2) und eine Ausgleichsvorrichtung (4) zum Halten der Metallplatten (2) auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung (4) einen Stapel- und Transportmechanismus (5) zum Übereinanderstapeln der mittels der Aufwärmvorrichtung (3) aufgewärmten Metallplatten (2) in der Ausgleichsvorrichtung (4) und zum Transport der aufgewärmten Metallplatten (2) entlang einer zu den Haupterstreckungsebenen (100) der Metallplatten (2) im Wesentlichen senkrechten vertikalen Richtung (101 ) durch die Ausgleichsvorrichtung (4) aufweist.
2. Glühvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Ausgleichsvorrichtung (4) eine passive Ausgleichsvorrichtung (4) ist und insbesondere ohne eine aktive Heizvorrichtung zum Halten der Metallplatten (2) auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur ausgebildet ist.
3. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgleichsvorrichtung (4) eine Eingangsöffnung (6) zum Einführen der mittels der Aufwärmvorrichtung (3) aufgewärmten Metallplatten (2) in die Ausgleichsvorrichtung (4) und eine Ausgangsöffnung (7) zum Ausgeben der mittels des Stapel- und Transportmechanismus (5) durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportierten Metallplatten (2) aus der Ausgleichsvorrichtung (4) aufweist, wobei die Ausgangsöffnung (7) entlang der vertikalen Richtung (101 ) auf einer der Eingangsöffnung (6) gegenüberliegenden Seite der Ausgleichsvorrichtung (4) angeordnet ist.
4. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stapel- und Transportmechanismus (5) derart ausgebildet ist, dass die Metallplatten (2) im Wesentlichen antiparallel zur Richtung des Schwerefelds der Erde durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportiert werden.
5. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glühvorrichtung (1 ) eine Mehrzahl von Warenträgern (8) aufweist, wobei jeder Warenträger (8) jeweils zur Aufnahme einer Metallplatte (2) vorgesehen ist und wobei vorzugsweise die Warenträger (8) zumindest zeitweise derart lösbar mit dem Stapel- und Transportmechanismus (5) koppelbar sind, dass die Warenträger (8) mittels des Stapel- und Transportmechanismus (5) entlang der vertikalen Richtung (101 ) unmittelbar übereinander gestapelt und durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportiert werden.
Glühvorrichtung (1 ) nach einem Anspruch 5, wobei der Stapel- und Transportmechanismus (5) wenigstens ein Hebeelement (50) zum Anheben eines in der Ausgleichsvorrichtung (4) befindlichen untersten Warenträgers (8) in vertikaler Richtung (101 ) aufweist, wobei das Hebelelement (50) vorzugsweise einen in vertikaler Richtung (101 ) in die Ausgleichsvorrichtung (4) ragenden Bolzen um- fasst.
Glühvorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, wobei der Stapel- und Transportmechanismus (5) Verriegelungselemente (51 ) zum Fixieren eines in der Ausgleichsvorrichtung (4) befindlichen und mittels des Hebeelements (5) angehobenen untersten Warenträgers (8) aufweist, wobei die Verriegelungselemente (51) vorzugsweise parallel zur Haupterstreckungsebene (100) seitlich in die Ausgleichsvorrichtung (4) ragen.
Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Warenträger (8) Zentriereinrichtungen (9) zur Zentrierung der jeweilig auf dem Warenträgern (8) angeordneten Metallplatten (2) aufweisen, welche bevorzugt an Stirnseiten der Warenträger (8) angeordnet sind und welche besonders bevorzugt in Form von nach innen umgebogenen Laschen des Warenträgers (8) ausgebildet sind.
Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Warenträger (8) Auflageeinrichtungen (10) aufweisen, welche bevorzugt in Richtung der jeweils aufgenommenen Metallplatte (2) vorstehende Auflageflächen für die aufgenommene Metallplatte (2) umfassen, wobei besonders bevorzugt die Auflageflächen in Form von in Richtung der aufgenommenen Metallplatte (2) in den Warenträger (8) eingebrachte Sicken ausgebildet sind.
Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Glühvorrichtung (1 ) eine Rückführvorrichtung (11 ) zum Rücktransport der Warenträger (8) von der Ausgangsöffnung (7) zur Eingangsöffnung (6) außerhalb der Ausgleichsvorrichtung (4) aufweist.
1 1. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Glühvorrichtung (1 ) eine Abkühlvorrichtung (12) zum Abkühlen der mittels der Aufwärmvorrichtung (3) aufgewärmten und mittels der Ausgleichsvorrichtung (4) auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehaltenen Metallplatten (2) aufweist, wobei die Abkühlvorrichtung (12) vorzugsweise einen ersten Kühlstempel (14) und einen relativ zum ersten Kühlstempel (14) parallel zur vertikalen Richtung (101 ) beweglichen zweiten Kühlstempel (15) umfasst.
12. Glühvorrichtung (1 ) nach Anspruch 12, wobei der erste und der zweite Kühlstempel (14, 15) vorzugsweise Leitungselemente (17) zur Leitung einer Kühlflüssigkeit durch die Abkühlvorrichtung (12) aufweisen.
13. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei Abkühlvorrichtung (12) als Umform Vorrichtung ausgebildet ist, wobei der erste und zweite Kühlstempel (14, 15) vorzugsweise als Pressstempel ausgebildet sind
14. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Abkühlvorrichtung (12) eine Aufsprühvorrichtung (18) zum Aufsprühen einer Flüssigkeit auf die Metallplatten (2) aufweist, wobei die Aufsprühvorrichtung (18) vorzugsweise beheizbare Düsen (19) aufweist, welche mittels einer Pumpe mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter (20) gespeist werden.
15. Glühvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Abkühleinrichtung (12) eine Schneidevorrichtung (21 ) aufweist, welche vorzugsweise an die Kühlstempel (14, 15) angrenzende Schneidmesser (22) umfasst, wobei der erste und zweite Kühlstempel (14, 15) gemeinsam gegenüber den Schneidmessern (22) bewegbar sind.
16. Verfahren zum Glühen von Metallplatten (2) mit einer Glühvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Verfahrensschritt Metallplatten (2) mittels der Aufwärmvorrichtung (3) aufgewärmt werden und wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die aufgewärmten Metallplatten (2) mittels der Ausgleichsvorrichtung (4) auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten (2) mittels der Stapel- und Transportvorrichtung (5) in der Ausgleichsvorrichtung (4) übereinander gestapelt und entlang der vertikalen Richtung (101 ) durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportiert werden. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in einem ersten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes eine Metallplatte (2) auf einem Warenträger (8) angeordnet wird, wobei in einem zweiten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes der Warenträger (8) zusammen mit der Metallplatte (2) durch eine Eingangsöffnung (6) in die Ausgleichsvorrichtung (4) eingeführt wird, wobei in einem dritten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes der Warenträger (2) zusammen mit der Metallplatte (2) entlang der vertikalen Richtung (101 ) durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportiert wird, wobei ein weiterer Warenträger (8) zusammen mit einer auf dem weiteren Warenträger (8) angeordneten weiteren Metallplatte (2) durch die Eingangsöffnung (6) in die Ausgleichsvorrichtung (4) eingeführt wird und wobei in einem dritten Teilschritt des zweiten Verfahrensschrittes der Warenträger (8) zusammen mit der Metallplatte (2) durch eine Ausgangsöffnung (7) ausgegeben wird, wobei der weitere Warenträger (2) zusammen mit der weiteren Metallplatte (2) entlang der vertikalen Richtung (101 ) durch die Ausgleichsvorrichtung (4) transportiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei im zweiten Verfahrensschritt mittels wenigstens eines Hebeelements (50) jeweils nur der unterste in der Ausgleichsvorrichtung (5) befindliche Warenträger (8) unmittelbar angehoben wird und mittels Verriegelungselementen (51 ) solange in der angehobenen Position fixiert wird, bis ein durch die Eingangsöffnung (6) in die Ausgleichsvorrichtung (5) eingeführter neuer Warenträger (8) von dem wenigstens einen Hebeelement (50) angehoben wird und den in der angehobenen Position zeitweise fixierten Warenträger (8) anhebt und außer Eingriff mit den Verriegelungselementen (51) bringt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei in einem dritten Verfahrensschritt die Metallplatten (2) mittels einer Abkühlvorrichtung (12) abgekühlt und vorzugsweise besprüht, geschnitten und/oder umgeformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei in einem vierten Verfahrensschritt die Warenträger (2) von der Ausgangsöffnung (7) mittels einer Rückführvorrichtung (11 ) außerhalb der Ausgleichsvorrichtung (4) zur Eingangsöff- nung (6) zurückgeführt werden.
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