EP3589756B1 - Verfahren zur umformung eines blechs- und fertigungsanlage mit konduktiver erwärmungseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur umformung eines blechs- und fertigungsanlage mit konduktiver erwärmungseinrichtung Download PDF

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EP3589756B1
EP3589756B1 EP18716509.7A EP18716509A EP3589756B1 EP 3589756 B1 EP3589756 B1 EP 3589756B1 EP 18716509 A EP18716509 A EP 18716509A EP 3589756 B1 EP3589756 B1 EP 3589756B1
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EP
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sheet metal
electrodes
conductive heating
sheet
roller
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Bernd-Arno Behrens
Sven HÜBNER
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Leibniz Universitaet Hannover
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Leibniz Universitaet Hannover
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0095—Heating devices in the form of rollers
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/40—Direct resistance heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a sheet metal into a three-dimensional component by sheet metal forming, wherein the sheet metal is conductively heated by means of a conductive heating device to a temperature required for sheet metal forming.
  • the invention also relates to a production plant for producing three-dimensional components from sheet metal with a conductive heating device for carrying out a conductive heating process of a sheet metal.
  • the invention relates to the field of manufacturing sheet metal components, in which a three-dimensional component is manufactured from a flat sheet with plane-parallel or at least essentially plane-parallel surfaces by a sheet metal forming process, e.g. pressing, press hardening or form hardening, i.e. a molded part such as a vehicle component.
  • a sheet metal forming process e.g. pressing, press hardening or form hardening, i.e. a molded part such as a vehicle component.
  • the components In order to heat the sheet metal to the temperature required for pressing or press hardening, the components have previously been passed through continuous furnaces, which requires a great deal of energy and requires considerable equipment.
  • the desired press hardening process for example, the
  • Sheet metal is heated to a temperature of approx. 950°C and then cooled down during the forming process, i.e. during the pressing process. This cooling causes the sheet metal to harden at least in some places by converting the sheet material structure into a martensitic structure, which leads to the desired material properties of the three-dimensional component. For example, a tensile strength of at least 1,500 MPa with an elongation in the range of greater than 5% is required. But also with sheet materials, e.g. aluminum, magnesium, titanium, where no hardening should take place during pressing, but the sheet metal should be formed with the heated sheet using a pressing process. is carried out, there is a need for low-effort heating of the sheet metal.
  • sheet materials e.g. aluminum, magnesium, titanium
  • the invention is based on the object of further improving a method for forming a sheet metal into a three-dimensional component by sheet metal forming with regard to the conductive heating of the sheet metal. Furthermore, a production system suitable for this purpose is to be specified.
  • a method for forming a sheet metal into a three-dimensional component by sheet metal forming wherein the sheet metal is conductively heated by means of a conductive heating device to a temperature necessary for the sheet metal forming, wherein the conductive heating device has at least two rotatably mounted, roller-shaped electrodes for conductively applying current to the sheet metal, wherein the sheet metal is passed between at least two roller-shaped electrodes set in rotation and is conductively heated by means of these electrodes, and the sheet metal, while still heated by the conductive heating by means of the at least two roller-shaped electrodes set in rotation, is fed from the conductive heating device to a pressing device and there, while still heated by the conductive heating, is formed by pressing into the three-dimensional component.
  • the heating process by means of the conductive heating separate from the forming process, both spatially and in terms of the process steps.
  • the invention allows simple and efficient production of sheet metal components for all applications, e.g. for road vehicles, rail vehicles or aircraft.
  • the invention allows the processing of all types of sheet metal, e.g. sheet metal made of steel or, e.g. for aircraft, made of aluminum, magnesium, titanium or similar materials. If sheet metal materials are used which are not to be hardened during the sheet metal forming process, e.g. during pressing, a separate hardening process can be carried out after the sheet metal forming process.
  • the invention also allows simple and efficient production of press-hardened sheet metal components.
  • the forming to form the three-dimensional component takes place by a press hardening process, e.g. hardening is brought about directly during pressing by targeted cooling, as explained at the beginning.
  • a method for forming a sheet metal into a three-dimensional component by means of a press hardening process wherein the sheet metal is conductively heated by means of a conductive heating device to a temperature required for the press hardening process, wherein the conductive heating device has at least two rotatably mounted, roller-shaped electrodes for conductively applying current to the sheet metal, wherein the sheet metal is passed between at least two roller-shaped electrodes set in rotation and is conductively heated by means of these electrodes, and the sheet metal is formed into the three-dimensional component by means of a forming process while still heated by the conductive heating by means of the at least two roller-shaped electrodes set in rotation, and a press hardening process is carried out by targeted cooling of at least partial areas of the sheet metal or of the entire sheet metal.
  • sheets of any shape ie sheets with any outer contour
  • sheets with other cross-sectional changes eg through recesses in the sheet
  • any complicated shaped blanks with any geometry can be conductively heated.
  • the in the press hardening process the martensitic structure mentioned above can be produced by targeted cooling using cooled pressing tools, which leads to the desired material properties.
  • Sheet metal forming can be described, for example, as a forming process without machining, in which the desired three-dimensional component is pressed into its final shape from a cut piece of sheet metal, usually a flat piece of sheet metal, e.g.
  • sheet metal material can only be given the desired shape through plastic deformation, i.e. without machining and at least essentially without bulk forming.
  • the term sheet metal forming can therefore describe a technical field that is clearly separated from the field of bulk forming, i.e. sheet metal forming does not necessarily have to be equated with every type of sheet metal forming.
  • a further advantage is that the invention is not limited to continuously heating metal sheets with the same outer contour in the conductive heating device. Rather, it is possible for metal sheets with different outer contours to be alternately passed through the conductive heating device and thereby heated.
  • the processing time of each individual sheet and the energy required for this can be reduced considerably. If the conductive heating device is designed accordingly, the sheet can be heated to the required temperature within a few seconds, e.g. in the range of 1 to 5 seconds.
  • a sheet metal that is provided as a substantially plate-shaped part with plane-parallel surfaces e.g. in the form of tailored rolled blanks, tailored blanks and tailored welded blanks, is formed into a three-dimensional component.
  • a three-dimensional component is understood here to be a component in which a cuboid enveloping the component has at least three times the thickness, in particular five times the thickness, of the sheet metal used with regard to each of its edge lengths.
  • neither a forming process nor a joining process is carried out on the sheet metal when the sheet metal is passed through the at least two roller-shaped electrodes set in rotation.
  • Sheet metal is separated from a sheet metal stock in the form of a piece of sheet metal before the conductive heating is carried out, i.e. outside the conductive heating device.
  • the sheet metal or the piece of sheet metal can be provided with in principle any predetermined external contour for the conductive heating, in particular with a non-rectangular contour.
  • the piece of sheet metal can, for example, be cut out of a coil, in particular from a coil with a roll width of more than 10 cm.
  • sheet metal components when the sheet metal is passed through the at least two roller-shaped electrodes set in rotation, at least one sheet metal section is not heated conductively or is heated conductively to a lower temperature.
  • sheet metal components can be provided that are adapted to the respective application and requirements.
  • many sheet metal components do not need to have the high tensile strengths mentioned above over their entire extent.
  • the desired high tensile strengths are often only necessary in some areas of the component, while in other areas higher elongations of, for example, 15% to 17% are desired, such as in the base of a B-pillar of a motor vehicle.
  • the sheet metal can be subjected to different heat treatments in the respective sub-areas during conductive heating and then, for example, subjected to the press hardening process. Therefore, the sheet metal is only heated to a temperature above the hardening point of the alloy in the areas of high tensile strength, so that the conditions for subsequent press hardening with a corresponding structural transformation are only given in these areas.
  • the contact pressure of these electrodes on the sheet is kept constant, either for the entire sheet or at least for partial sections of the sheet.
  • Such partial sections of the sheet can in particular be sections that are conductively heated by these electrodes to a temperature necessary for press hardening with a corresponding structural transformation.
  • a particularly uniform conductive heating of the sheet can be achieved during the process of passing through the electrodes.
  • the generation of the uniform contact pressure can be realized, for example, by an appropriate mechanical design of the conductive heating device, e.g. by one or both roller-shaped electrodes being suspended with a certain flexibility, e.g.
  • the roller-shaped electrodes can also be pressed against the sheet metal by a controllable pressing mechanism of the conductive heating device, e.g. pneumatically, hydraulically and/or electrically, ie also in combination with one another. If such a pressing mechanism is present, the contact pressure of the electrodes on the sheet metal can also be regulated by a contact pressure control device.
  • a controllable pressing mechanism of the conductive heating device e.g. pneumatically, hydraulically and/or electrically, ie also in combination with one another. If such a pressing mechanism is present, the contact pressure of the electrodes on the sheet metal can also be regulated by a contact pressure control device.
  • the input variable for controlling the contact pressure and accordingly the contact force For example, a variable that characterizes the sheet metal cross-section and is detected by a sensor device and/or the electrical current fed into the sheet metal, which is emitted by the conductive heating device, can be used.
  • a variable that characterizes the sheet metal cross-section and is detected by a sensor device and/or the electrical current fed into the sheet metal, which is emitted by the conductive heating device can be used.
  • the current density generated in the sheet metal by these electrodes is kept constant, either for the entire sheet metal or at least for partial sections of the sheet metal. This also equalizes the heating of the sheet metal during the passing process.
  • a current density control device can be used to keep the current density constant.
  • the current density control device can, for example, use the current voltage between the electrodes measured directly at the electrodes as an input variable in order to control a corresponding controllable voltage source that provides the electrical energy for the conductive heating.
  • the current density control device can, for example, be designed in the sense of a constant voltage control with regard to the voltage between the electrodes measured directly at the electrodes.
  • the control of the voltage source by the current density control device can alternatively or additionally be carried out on the basis of other input signals, e.g. on the basis of the mentioned size characterizing the sheet metal cross-section.
  • the current density is kept constant by measuring the voltage (potential difference) between the electrodes and regulating it to a constant value and/or a variable characterizing the sheet cross-section is continuously measured when the sheet is passed through the at least two roller-shaped electrodes set in rotation and the voltage applied to these electrodes is regulated as a function of this.
  • a higher temperature of the sheet is generated by the conductive heating than at the end of the passing through. In this way, the undesirable temperature gradient caused by the cooling effect that occurs in the heated area of the sheet as the sheet is passed through the electrodes can be counteracted.
  • the at least two two roller-shaped electrodes ultimately provide a sheet of metal that is evenly heated over its entire surface for the subsequent pressing or press hardening process.
  • the temperature of the sheet achieved by conductive heating can, for example, be continuously reduced from an initial temperature value T-i that is higher than a final temperature value T2 while the sheet is being passed through the at least two roller-shaped electrodes, e.g. linearly or according to another transition curve.
  • the cooling process of the part of the sheet that has already passed through the electrodes can be counteracted by a heat-insulated chamber into which the heated area of the sheet is moved.
  • the pressing device must be expanded accordingly, in particular with a cooling device for targeted cooling of the sheet during shaping, i.e. during the pressing process.
  • the automatic transport device is then set up to transport the sheet to the pressing device while it is still heated by the conductive heating by means of the at least two roller-shaped electrodes set in rotation and to place it there for the press hardening process.
  • the automatic transport device can be, for example, an industrial robot, a conveyor belt or a combination of such elements.
  • a conductive heating device for carrying out a conductive heating process of a sheet metal, in particular a conductive heating device of a production plant of the type explained above, wherein the conductive heating device has at least two roller-shaped electrodes which have a feed-through gap between the electrodes which is set up for the sheet metal to be passed through between these electrodes and which, without sheet metal in the feed-through gap, has a smaller width than the thickness of the sheet metal, wherein the arrangement of the at least two roller-shaped electrodes has a flexibility through which the feed-through gap between the electrodes can be expanded to the size of the thickness of the sheet metal by means of the sheet metal to be passed through.
  • the conductive heating device is particularly suitable for carrying out a method of the type explained above. Due to the flexible suspension of the electrodes, the electrodes can adapt to the sheet metal to be passed through without the sheet metal being significantly changed, as would be the case, for example, in a rolling process. A change in the shape of the sheet during passage through the roller-shaped electrodes is not intended in the present invention.
  • the conductive heating device has a contact pressure control device which is designed to keep the contact pressure of the electrodes on the sheet constant during the passage of the sheet through the electrodes, either for the complete sheet or at least for partial sections of the sheet.
  • the contact pressure control device can be designed as a mechanical and/or electronic device, whereby pneumatic, hydraulic and/or electrical actuators can be used to generate the contact pressure. By keeping the contact pressure constant, a uniform surface pressure and thus a uniform contact resistance between the electrodes and the sheet is ensured.
  • the conductive heating device has at least one current density control device which is designed to keep the current density generated by the electrodes during conductive heating in the sheet constant while the sheet is being passed through the electrodes, either for the entire sheet or at least for partial sections of the sheet.
  • the current density control device is designed as an electronic device.
  • the conductive heating device has at least one optical sensor device which is set up to continuously measure a variable characterizing the sheet metal cross-section as the sheet metal is passed through the at least two roller-shaped electrodes set in rotation and to supply it as an input signal to the current density control device.
  • the current density control device can thus regulate the current density depending on the supplied signal that characterizes the sheet metal cross-section.
  • the optical sensor device can have, for example, a laser distance measuring device, an electronic camera and/or other elements.
  • the laser distance measuring device can be used, for example, to measure the respective sheet metal width.
  • the camera can be used to record the respective sheet metal profile both in terms of the outer contours and in terms of recesses in the sheet metal.
  • variable characterizing the sheet metal cross-section is recorded at a position in front of the electrodes in the direction of movement of the sheet metal. In this way, the quantity characterizing the sheet metal cross-section is recorded in advance of the conductive heating process, so that a corresponding control of the current density is possible with little effort and without control stability problems.
  • the arrangement of the at least two roller-shaped electrodes which have the feedthrough gap between the electrodes set up for the passage of the sheet between these electrodes, has at least one spacer, by means of which a minimum distance between the electrodes is maintained even when there is no sheet between them.
  • the arrangement of the at least two roller-shaped electrodes has a flexibility by means of which the feedthrough gap between the electrodes can be expanded to the size of the thickness of the sheet by means of the sheet to be passed through and can thus be changed. If there is no sheet between the electrodes, the feedthrough gap can thus be reduced. In such cases, the spacer can prevent the electrodes from coming into contact with one another.
  • a further advantage of the minimum distance ensured by the spacer is that a new sheet can be automatically drawn in by the rotation of the roller-shaped electrodes.
  • the spacer can be designed, for example, as a stop for the movement of the electrodes. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the flexibility is realized by an elastic, loose mounting of one or both of the at least two roller-shaped electrodes and/or by supporting one or both of these electrodes via a respective support roller with an elasticity.
  • roller-shaped electrodes are supported by one or more respective support rollers, the design of the roller-shaped electrodes can be simplified, e.g. their diameter can be reduced, since they are supported by the support rollers and can therefore themselves be less rigid.
  • the conductive heating device may further comprise a temperature control device which controls the advance of the sheet through the electrodes and/or the regulates the current density passing through the sheet in such a way that the sheet emerging from the electrodes reaches a desired target temperature.
  • the temperature control device can, for example, receive an input signal from a temperature sensor which detects the temperature of the sheet after it emerges from the electrodes.
  • the temperature sensor can, for example, be designed as a pyrometer.
  • the temperature control device can, for example, influence the voltage applied to the electrodes by the electrical energy source.
  • the roller-shaped electrodes can be made of a sufficiently hard copper alloy, e.g. CuCoBe or CuBe2.
  • the electrical contact from the electrical energy source, which provides the current for the conductive heating, to the electrodes can be made, e.g. via a respective sliding contact or several sliding contacts, or via the axis of rotation of the respective electrode.
  • the invention is particularly suitable for sheets in which sudden changes in the cross-section occur over the longitudinal extent, e.g. sudden changes greater than 5% or greater than 50%.
  • Conductive heating is carried out using direct current or alternating current, for example, with direct current being preferred as no adverse inductive effects occur. In addition, faster adjustment of the current density is possible when the sheet metal cross-section changes.
  • the current used for conductive heating can be taken from a two-phase network or a three-phase network, eg a three-phase network.
  • a further advantage of the invention is that the method of conductive heating of the sheet metal can be combined with sheet metal forming by rolling the sheet metal.
  • the rolling or forming of the sheet metal can be carried out directly with the involvement of the roller-shaped electrode or by separate rollers.
  • a conductive rolling process can be implemented in which the sheet metal cross-section can be continuously reduced by a rolling process.
  • the required heating of the sheet metal can be carried out by conductive heating.
  • the invention allows the electrical power ratios that change due to the reduction in sheet thickness to be adapted flexibly and in sections to the required forming parameters.
  • An extension of the sheet metal that occurs during rolling can be compensated in the system, for example, by keeping the sheet metal under tension in front of and behind the roller arrangement using tension elements, e.g. tension rollers. In this way, undesirable sagging of the sheet metal is avoided.
  • the tension elements can be operated using an electric drive, for example.
  • the described conductive heating of the sheet can be advantageously carried out with direct current, particularly in the case of thin sheets. It is also advantageous to feed the electrical energy supply signal, ie the voltage or the current, in pulsed form, eg with a sawtooth curve. This allows an improved and in particular more sensitive metering of the electrical energy supply signal and thus an improved temperature setting of the sheet for the forming process.
  • the method described above can be advantageously combined with all embodiments of the method that were previously explained.
  • the area of the sheet metal heated by conductive heating is arranged in a protective gas environment.
  • the conductive heating device can have a casing for this purpose, for example.
  • the roller-shaped electrodes can advantageously have a high-strength copper alloy, e.g. CuCoBe, at least on the outer circumference. In this way, good current transmission is ensured with a relatively high strength of the roller-shaped electrode.
  • a high-strength copper alloy e.g. CuCoBe
  • the production plant shown has a sheet metal cutting device 1, a conductive heating device 2 and a pressing device 3.
  • the sheet metal from a sheet metal supply 6, e.g. a coil, is fed to the sheet metal cutting device 1 via an automatic transport device 61.
  • the sheet metal 4 to be further processed is separated from the sheet metal supply 6 in the form of a piece of sheet metal, e.g. as a shaped blank.
  • the sheet 4 is then fed to the conductive heating device 2 via a further automatic transport device 12.
  • the sheet 4 is conductively heated by passing the sheet between at least two rotating roller-shaped electrodes and conductively heated by means of these electrodes.
  • the sheet 4 heated by the conductive heating device 2 is then fed to the pressing device 3 via a further automatic transport device 23.
  • the pressing device 3 the sheet 4 still heated by the conductive heating process is heated by means of a pressing process or a press hardening process and thereby solidified in the desired manner at least in some areas by targeted cooling.
  • This produces a three-dimensional component 5 which in the Figure 1 is shown by way of example in the form of a B-pillar of a motor vehicle.
  • Each of the transport devices 61, 12, 23 can be designed, for example, as an industrial robot, as a conveyor belt or other conveying means, or as a combination thereof.
  • the sheet 4 has relatively significant changes in width and thus in the sheet cross-section over its longitudinal extent (in the vertical direction).
  • the sheet width changes almost abruptly from a value a to a value b that is essentially only half as large.
  • This significant change in the sheet cross-section represents a particular challenge in conductive heating, which is solved in a particularly efficient manner by the present invention.
  • the Figure 2 shows the conductive heating device 2 in side view.
  • Two roller-shaped electrodes 20 can be seen, which are rotatably mounted and rotate in opposite directions, as indicated by the curved arrows.
  • the electrodes 20 can be set in rotation, for example by a motor. It is advantageous to guide the sheet 4 through the electrodes 20 at a uniform speed.
  • the sheet 4 can be moved forwards continuously or discontinuously, e.g. step by step.
  • the sheet 4 is guided in the direction indicated by the arrow pointing to the right through a feed-through gap formed between the electrodes 20, the electrodes 20 resting against the sheet 4 with a certain contact pressure.
  • the electrodes 20 are electrically connected to an electrical energy supply device 24, e.g. a controllable voltage source.
  • the energy supply device 24 feeds the current required for the conductive heating of the sheet 4 into the electrodes 20.
  • a current density control device 23 is provided.
  • This current density control device 23 has a voltage measuring device which measures the voltage applied directly to the electrodes 20, ie the potential difference between the electrodes 20, via separate lines.
  • the current density control device 23 generates a control signal that is fed to the energy supply device 24.
  • the voltage applied by the energy supply device 24 to the electrodes 20 can be influenced via the control signal in such a way that the current density ultimately remains the same even if the cross-sectional area of the sheet varies.
  • the conductive heating device 2 can also have a contact pressure control device 22, which keeps the contact pressure of the electrodes 20 on the sheet metal 4 constant.
  • the contact pressure control device 22 can act directly on the electrodes 20, or indirectly via support rollers 21, which serve to support the electrodes 20.
  • the support rollers 20 can, for example, have an elastic coating on the outer circumference.
  • an optical sensor device 26 may be present, e.g. in the form of laser distance meters, by means of which the respective sheet width is detected before reaching the electrode 20 and is fed as a corresponding input signal to the current density control device 23.
  • the present invention a particularly uniform conductive heating of the sheet 4 is possible.
  • the high resistance of the sheet 4 compared to the electrodes 20 results in a circuit arrangement in which the current flows evenly across the cross section of the sheet 4 and heats it accordingly evenly conductively.
  • the electrodes 20 essentially have a line contact with the sheet 4.
  • conductive heating is carried out by the current flowing through it.
  • the electrodes 20 are rotated about their rotatable bearing and a new strip of the sheet 4 is arranged between the electrodes 20. This new strip can have a differently dimensioned cross section, but this is compensated for by the current density control device 23.
  • the entire process of passing the sheet 4 through through the electrodes 20 can also be continuous, which does not change the previously explained principle of operation.
  • a change in the current is therefore made for the new strip of the sheet so that the current density in the respective strip of the sheet remains constant. This is supported by the signal from the voltage measuring device, which measures the voltage directly at the electrodes 20, and by the signal from the optical sensor device 26.
  • the electrodes 20 can have a cooling device, e.g. a liquid cooling system. In this way, a relatively wear-free and thus continuous heating of the sheets 4 can be ensured.
  • a cooling device e.g. a liquid cooling system.
  • the Figure 4 shows as further features of the conductive heating device a warming chamber 26 arranged downstream of the electrodes 20.
  • the warming chamber 26 can be preheated, for example.
  • the warming chamber 26 minimizes any cooling of the preceding section of the sheet 4 that occurs during the passage of the sheet 4 through the electrodes 20.
  • an undesirable cooling effect of the preceding sheet sections can be minimized by heating the areas of the sheet 4 that first pass through the electrodes 20 to a higher temperature T2 than the actual target temperature Ti that is generated at the end of the sheet 4.
  • T2 the actual target temperature
  • the Figure 5 shows a section of the roller-shaped electrodes 20 and the sheet metal 4 that passes between the electrodes 20 in side view.
  • the electrodes 20 in this case have an outer structured surface with elevations 30 that stand out from the deeper areas 31 of the surface of the electrode 20. This means that only the raised areas 30 come into mechanical and electrical contact with the sheet metal, so that the current flow for conductive heating of the sheet metal 4 can only be transmitted via this.
  • the elevations 30 thus form non-insulating areas, the deeper areas 31 form insulating areas of the electrodes 20.
  • the Figure 6 shows the arrangement according to Figure 5 in an even more enlarged detail.
  • the current flow I through the sheet 4. It can be seen that the direction of flow of the current I is not only vertical, but has a significant component in the horizontal direction, i.e. in this case in the longitudinal direction of the sheet 4. This increases the path that the electrical current flow I has to travel through the sheet 4 in comparison to the thickness of the sheet 4, so that the effective ohmic resistance of the sheet 4, which is used for conductive heating, is also increased.
  • the Figure 7 shows the sheet metal 4 again as an example with the corresponding dimensions and directions.
  • the sheet metal 4 has a thickness dimension D. This is comparatively small compared to the length dimension L (corresponding to the longitudinal direction) and the transverse dimension Q (corresponding to the transverse direction).
  • the insulation regions 31 and the non-insulation regions 30 do not necessarily have to be offset from one another only in the longitudinal direction L; alternatively or additionally, they can also be offset from one another in the transverse direction Q.
  • the electrodes 20 can be designed on their outer surface like a gear with straight teeth or with helical teeth. In the latter case, the insulation regions and non-insulation regions can run diagonally across the surface of the electrode 20.
  • the non-insulation regions can also be point-shaped or island-shaped, e.g.
  • Figure 8 shows a conductive heating device with a movable current transmission element 40, which has a first contact surface 41 and a second contact surface 42 for alternating electrical contacting of the roller-shaped electrode 20.
  • the actuator shown in the drawing can move the current transmission element 40, which in this case is frame-shaped, in a first direction of movement 43 and a second direction of movement 44 perpendicular thereto.
  • the movement in the second direction of movement 44 can be used to make alternating electrical contact with the first and second contact surfaces 41, 42 on the electrode 20.
  • the movement in the first direction of movement 43 can move the current transmission element with the first or second contact surface 41, 42 resting on the electrode 20 along with the surface movement of the electrode 20.
  • the current transmission element performs a kind of rocking movement, which in the Figure 8 by the dashed second position of the current transmission element 40. The exact sequence of movements will be explained below using the Figure 1 1 described.
  • the power transmission element 40 is connected to a stationary electrical energy source 45, e.g. a transformer, via a flexible electrical line 46. This provides the electrical energy for carrying out the conductive heating via the power transmission element 40.
  • a stationary electrical energy source 45 e.g. a transformer
  • each of the electrodes 20 is connected to the electrical energy source 45 via its own current transmission element 40.
  • the respective current transmission element 40 is connected to a fixed current transmission block 47 via the flexible line 46.
  • the respective current transmission block 47 is connected to a connection terminal 48 via an electrical line 49.
  • the electrical energy from the electrical energy source 45 is provided via the two connection terminals 48.
  • the Figure 10 shows an alternative embodiment (not claimed) with the movable current transmission elements 40. These are electrically contacted via current transmission blocks 50 that are firmly coupled to the electrical energy source 45. In this case, the movement of the current transmission elements 40 is also carried out by the electrical energy source 45 and the current transmission blocks 50.
  • the Figure 1 1 shows the sequence of the rocking motion of a current transmission element 40 in four cycles a, b, c, d.
  • the first contact surface 41 is initially coupled to the electrode 20.
  • the current transmission element 40 moves in the first direction of movement 43 until the position in figure b is reached.
  • the current transmission element 40 is now moved in the second direction of movement 44 so that, as figure c shows, the second contact surface 42 now contacts the electrode 20.
  • the current transmission element 40 is now moved again in the first direction of movement in the opposite direction until the position shown in figure d is reached.
  • the current transmission element 40 now moves again in the second direction of movement in such a way that the state in figure a is reached again.
  • the current transmission element 40 can be made entirely of copper or at least on its first and second contact surfaces 41, 42.
  • the Figure 12 shows in a similar view as the Figure 2 a conductive heating device in which only a roller-shaped electrode 20 is present for conductive heating of the sheet 4.
  • a counter electrode for guiding the current through the sheet 4
  • the sheet 4 is guided along the electrode 20, which rotates as in the previously described embodiments.
  • a counter roller 60 is provided, which is designed in a similar roller shape to the electrode 20.
  • the counter roller 60 is electrically neutral, i.e. it is not connected to an electrical energy source.
  • a first electrical energy source 61 e.g. a direct current source
  • a second electrical energy source 62 e.g. also a direct current source
  • the first electrical energy source 61 can thus conductively heat the sheet 4 in the area between the leading electrode 63 and the contact point between the electrode 20 and the sheet 4.
  • the second electrical energy source 62 can conductively heat the sheet 4 between the contact point of the sheet 4 with the electrode 20 and the trailing electrode 64.
  • the electrical energy sources 61, 62 have a common potential. This potential is set to a certain value, as is the case with several simultaneous resistance spot welds on a car body, if no common mass or earthing is provided.
  • this rolling process can already be carried out by the electrode 20 and the counter roller 60 if a corresponding contact pressure is established between these rollers.
  • separate rollers 65 can be present which either continue and support a rolling process already carried out by the counter roller 60 and the electrode 20, or carry out their own rolling process of the sheet metal 4.
  • the rollers 65 can optionally be arranged in front of the electrode 20 and/or behind the electrode 20 in the direction of movement of the sheet metal 4.
  • leading electrode 63 and the trailing electrode 64 a wide variety of embodiments can be advantageously implemented.
  • these electrodes 63, 64 can be designed as fixed, ie immobile electrodes, such as sliding contacts, or also as rotating, roller-shaped electrodes.
  • Figure 12 shows, by way of example, only contacting by the leading electrode 63 and the trailing electrode 64 on one side of the sheet (here the underside), but contacting on the opposite side of the sheet is also possible. Double contacting is particularly advantageous, ie by arranging a leading electrode 63 on both sides of the sheet and/or a trailing electrode 64 on both sides of the sheet.
  • the respective electrodes can be located directly opposite each other on the sheet or can be spaced apart from each other.
  • Diagonal contacting is particularly advantageous here because it ensures uniform ohmic resistances and thus homogeneous heating.
  • the Figure 13 shows another variant of a conductive heating device, which is based on the variant of the Figure 12 This requires an additional electrical
  • Energy source 24 is provided, which is connected between two rollers acting as electrodes 20. In this way, additional heating of the sheet 4 between the electrodes 20 is possible.
  • the device described can advantageously be combined with the previously described embodiments of the device.
  • the current transmission arrangements can be designed according to the Figures 8 to 1 1 combine advantageously with it.

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Description

  • Verfahren zur Umformung eines Blechs, Fertigungsanlage sowie konduktive Erwärmungseinrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines Blechs zu einem dreidimensionalen Bauteil durch Blechumformung, wobei das Blech mittels einer konduktiven Erwärmungseinrichtung auf eine für die Blechumformung notwendige Temperatur konduktiv erwärmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Fertigungsanlage zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile aus Blech mit einer konduktiven Erwärmungseinrichtung zur Durchführung eines konduktiven Erwärmungsvorgangs eines Blechs.
  • Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der Herstellung von Blech-Bauteilen, bei denen aus einem flachen Blech mit planparallelen oder zumindest im Wesentlichen planparallelen Oberflächen durch ein Verfahren der Blechumformung, z.B. Pressen, Presshärten bzw. Formhärten, ein dreidimensionales Bauteil hergestellt wird, d.h. ein Formteil wie z.B. ein Fahrzeugbauteil. Um das Blech auf die für das Pressen oder Presshärten erforderliche Temperatur zu erwärmen, hat man bisher mit großem Energieaufwand und erheblichem Anlagenaufwand die Bauteile durch Durchlauföfen geführt. Um z.B. den gewünschten Presshärtevorgang durchzuführen, muss das
  • Blech auf eine Temperatur von ca. 950°C erwärmt werden und während der Formgebung, d.h. beim Pressprozess, gezielt abgekühlt werden. Durch diese Abkühlung wird zumindest an einigen Stellen ein Härten des Blechs durch Umwandlung des Blechwerkstoffgefüges in ein martensitisches Gefüge bewirkt, das zu den gewünschten Werkstoffeigenschaften des dreidimensionalen Bauteils führt. Hierbei ist beispielsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 1 .500 MPa bei einer Dehnung im Bereich von größer als 5% gefordert. Aber auch bei Blechmaterialien, z.B. Aluminium, Magnesium, Titan, bei denen während des Pressens kein Härten erfolgen soll, sondern die Blechumformung mit dem erwärmten Blech anhand eines Pressvorgangs durchgeführt wird, besteht ein Bedarf an einem aufwandsarmen Erwärmen des Blechs.
  • Der Markt für pressumgeformte und pressgehärtete Bauteile wächst derzeit ständig. Dabei werden ressourcenschonendere und energiesparendere Fertigungsverfahren angestrebt. Es gibt bereits Vorschläge, konduktive Erwärmungsverfahren zur notwendigen Erwärmung der Bleche zu nutzen. Solche konduktiven Erwärmungsverfahren eignen sich aber nur für im Wesentlichen rechteckige Bleche, da ansonsten die Stromdichten zu sehr variieren und die Erwärmung ungleichmäßig wird. Aus der DE 10 2014 102 033 B4 geht bereits ein Vorschlag für die konduktive Erwärmung nicht rechteckförmiger Bleche hervor. Aus der WO 2016/139944 A1 ist die Erwärmung eines Blechs mittels konduktiver Erwärmung bekannt. Hierfür wird eine Elektrodenanordnung mit fest am Blech angeordneten Elektroden und eine Elektrodenanordnung mit über das Blech zu rollenden walzenförmigen Elektroden vorgeschlagen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umformung eines Blechs zu einem dreidimensionalen Bauteil durch Blechumformung hinsichtlich des konduktiven Erwärmens des Blechs weiter zu verbessern. Ferner soll eine hierfür geeignete Fertigungsanlage angegeben werden.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Dies umfasst ein Verfahren zur Umformung eines Blechs zu einem dreidimensionalen Bauteil durch Blechumformung, wobei das Blech mittels einer konduktiven Erwärmungseinrichtung auf eine für die Blechumformung notwendige Temperatur konduktiv erwärmt wird, wobei die konduktive Erwärmungseinrichtung wenigstens zwei drehbar gelagerte, walzenförmige Elektroden zur konduktiven Strombeaufschlagung des Blechs aufweist, wobei das Blech zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden hindurchgeführt und mittels dieser Elektroden konduktiv erwärmt wird, und das Blech im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden erwärmten Zustand von der konduktiven Erwärmungseinrichtung einer Presseinrichtung zugeführt wird und dort im noch durch die konduktive Erwärmung erwärmten Zustand durch Pressen zu dem dreidimensionalen Bauteil umgeformt wird. Dementsprechend ist erfindungsgemäß der Erwärmungsprozess mittels der konduktiven Erwärmung getrennt vom Umformprozess, sowohl räumlich als auch hinsichtlich der Verfahrensschritte. Die Erfindung erlaubt eine einfache und effiziente Herstellung von Blechbauteilen für alle Anwendungszwecke, z.B. für Straßenfahrzeuge, Schienenfahrzeuge oder Luftfahrzeuge. Die Erfindung erlaubt die Verarbeitung von Blechen aller Art, z.B. Blechen aus Stahl oder, z.B. für Luftfahrzeuge, aus Aluminium, Magnesium, Titan oder ver- gleichbaren Werkstoffen. Werden Blechmaterialien verwendet, die während des Vorgangs der Blechumformung, d.h. beim Pressen, noch nicht gehärtet werden sollen, so kann anschließend nach dem Blechumformungsvorgang ein gesonderter Vorgang des Härtens durchgeführt werden. Die Erfindung erlaubt insbesondere auch eine einfache und effiziente Herstellung von pressgehärteten Blechbauteilen. In diesem Fall erfolgt die Umformung zu dem dreidimensionalen Bauteil durch einen Presshärtevorgang, d.h. direkt beim Pressen wird durch gezielte Abkühlung das Härten bewirkt, wie eingangs erläutert.
  • Dies wird z.B. erreicht durch ein Verfahren zur Umformung eines Blechs zu einem dreidimensionalen Bauteil durch einen Presshärtevorgang, wobei das Blech mittels einer konduktiven Erwärmungseinrichtung auf eine für den Presshärtevorgang notwendige Temperatur konduktiv erwärmt wird, wobei die konduktive Erwärmungseinrichtung wenigstens zwei drehbar gelagerte, walzenförmige Elektroden zur konduktiven Strombeaufschlagung des Blechs aufweist, wobei das Blech zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden hindurchgeführt und mittels dieser Elektroden konduktiv erwärmt wird, und das Blech im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden erwärmten Zustand durch einen Umformprozess zu dem dreidimensionalen Bauteil umgeformt wird und hierbei ein Presshärtevorgang durch gezielte Abkühlung zumindest von Teilbereichen des Blechs oder des gesamten Blechs erfolgt.
  • Vorteilhafterweise können erfindungsgemäß beliebig geformte Bleche, d.h. Bleche mit beliebiger Außenkontur, konduktiv erwärmt werden, insbesondere auch nicht rechteckförmige Bleche. Auch Bleche mit anderen Querschnittsveränderungen, z.B. durch Aussparungen im Blech, können auf diese Weise konduktiv erwärmt werden. Es können somit beliebig komplizierte Formplatinen mit jeglicher Geometrie konduktiv erwärmt werden. Durch den sich an die konduktive Erwärmung anschließenden Presshärtevorgang kann durch die gezielte Abkühlung über gekühlte Presswerkzeuge das erwähnte martensitische Gefüge erzeugt werden, das zu den gewünschten Werkstoffeigenschaften führt. Als Blechumformung kann man z.B. einen Umformvorgang ohne Zerspanen bezeichnen, bei dem das gewünschte dreidimensionale Bauteil aus einem zugeschnittenen Blechstück, in der Regel einem ebenen Blechstück, in seine endgültige Form ge- presst wird, z.B. in einer Presseinrichtung mittels eines Stempels und einer Matrize, oder eines Obergesenks und eines Untergesenks. Dabei kann der Blechwerkstoff nur durch plastische Verformung die gewünschte Form erhalten, also ohne spanendes Bearbeiten und zumindest im Wesentlichen ohne Massivumformung. Der Begriff der Blechumformung kann somit ein von dem Gebiet der Massivumformung klar abgegrenztes technisches Gebiet bezeichnen, d.h. Blechumformung muss nicht zwangsläufig gleichgesetzt werden mit jeder Art des Umformens von Blech.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, dass fortlaufend Bleche mit gleicher Außenkontur in der konduktiven Erwärmungseinrichtung erwärmt werden. Es ist vielmehr möglich, dass wechselweise Bleche mit jeweils unterschiedlichen Außenkonturen durch die konduktive Erwärmungseinrichtung hindurchgeführt und dadurch erwärmt werden.
  • Gegenüber konventionellen Herstellungsprozessen kann die Bearbeitungszeit des einzelnen Blechs sowie der dafür erforderliche Energieaufwand erheblich reduziert werden. So kann bei entsprechender Auslegung der konduktiven Erwärmungseinrichtung das Blech innerhalb von wenigen Sekunden, z.B. im Bereich von 1 bis 5 Sekunden, auf die erforderliche Temperatur erwärmt werden.
  • Erfindungsgemäß wird somit ein Blech, das als im Wesentlichen plattenförmiges Teil mit planparallelen Oberflächen bereitgestellt wird, z.B. in Form von Tailored rolled blanks, Tailored blanks und Tailored welded Blanks, zu einem dreidimensionalen Bauteil umgeformt. Als dreidimensionales Bauteil wird hierbei insbesondere ein Bauteil verstanden, bei dem ein das Bauteil umhüllender Quader hinsichtlich jeder seiner Kantenlängen wenigstens das dreifache Maß, insbesondere das fünffache Maß, der Dicke des verwendeten Blechs aufweist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Blech beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden weder ein Umformprozess noch ein Fügeprozess durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung mit wenig Aufwand realisiert werden kann, beispielsweise für die Lagerung der drehbar gelagerten Elektroden, und bei Umform prozessen oder Fügeprozessen zusätzlich erforderliche Bauteile nicht notwendig sind.
  • Dementsprechend kann beim erfindungsgemäßen Verfahren an dem Blech beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden im Wesentlichen keine Umformung erfolgen. Ein eventuell dennoch entstehender Umformgrad des Blechs ist jedenfalls sehr gering, z.B. weniger als 2% Umformung. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
  • Blech vor der Durchführung der konduktiven Erwärmung, d.h. außerhalb der konduktiven Erwärmungseinrichtung, in Form eines Blechstücks aus einem Blechvorrat abgetrennt wird. Auf diese Weise kann das Blech bzw. das Blechstück mit im Prinzip beliebiger vorgegebener äußerer Kontur für die konduktive Erwärmung bereitgestellt werden, insbesondere mit einer nichtrechteckigen Kontur. Das Blechstück kann z.B. aus einem Coil herausgeschnitten werden, insbesondere aus einem Coil mit einer Rollenbreite von mehr als 10 cm.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden wenigstens ein Blechabschnitt nicht konduktiv erwärmt wird oder auf eine geringere Temperatur konduktiv erwärmt wird. Auf diese Weise können an den jeweiligen Einsatzzweck und den Bedarf angepasste Bauteile aus Blech bereitgestellt werden. So ist es bei vielen Bauteilen aus Blech nicht erforderlich, dass diese die eingangs genannten, hohen Zugfestigkeiten über ihre gesamte Erstreckung aufweisen. Häufig sind die gewünschten hohen Zugfestigkeiten nur in Teilbereichen des Bauteils notwendig, während in anderen Bereichen höhere Dehnungen von beispielsweise 15% bis 17% gewünscht sind, wie z.B. bei dem Fuß einer B-Säule eines Kraftfahrzeugs.
  • Durch die genannte Weiterbildung ist es möglich, diese bereichsweise unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften zu erzeugen. Hierzu kann das Blech in den jeweiligen Teilbereichen einer unterschiedlichen Wärmebehandlung bei der konduktiven Erwärmung ausgesetzt werden und dann z.B. dem Presshärtevorgang zugeführt werden. Daher wird das Blech nur in den Bereichen hoher Zugfestigkeit auf eine Temperatur oberhalb des Härtepunkts der Legierung erwärmt ist, sodass nur in diesen Bereichen die Bedingungen einer anschließenden Presshärtung mit einer entsprechenden Gefügeumwandlung gegeben sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden der Anpressdruck dieser Elektroden an das Blech konstant gehalten wird, entweder für das vollständige Blech oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs. Solche Teilabschnitte des Blechs können insbesondere Abschnitte sein, die durch diese Elektroden auf eine für die Presshärtung mit einer entsprechenden Gefügeumwandlung notwendigen Temperatur konduktiv erwärmt werden. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige konduktive Erwärmung des Blechs während des Hindurchführvorgangs durch die Elektroden erreicht werden. Die Erzeugung des gleichmäßigen Anpressdrucks kann beispielsweise durch eine entsprechende mechanische Konstruktion der konduktiven Erwärmungseinrichtung realisiert werden, z.B. dadurch, dass eine oder beide walzenförmigen Elektroden mit einer bestimmten Nachgiebigkeit aufgehängt sind, z.B. lose und/oder gefedert aufgehängt, sodass sich hierdurch ein gleichbleibender Anpressdruck ergibt. Die walzenförmigen Elektroden können auch durch einen steuerbaren Anspressmechanismus der konduktiven Erwärmungseinrichtung gegen das Blech gepresst werden, z.B. pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch, d.h. auch in Kombination miteinander. Ist ein solcher Anpressmechanismus vorhanden, so kann der Anpressdruck der Elektroden an das Blech auch durch eine Anpressdruckregelungseinrichtung geregelt werden. Da sich die für die Beibehaltung eines gleichmäßigen Anpressdrucks erforderliche Anpresskraft abhängig von dem jeweils zwischen den Elektroden vorhandenen Blechquerschnitt ändert, der über die Länge des Blechs variieren kann, kann als Ein- gangsgröße für die Regelung des Anpressdrucks und dementsprechend der Anpresskraft z.B. eine über eine Sensoreinrichtung erfasste, den Blechquerschnitt charakterisierende Größe und/oder der jeweils in das Blech eingespeiste elektrische Strom herangezogen werden, den die konduktive Erwärmungseinrichtung abgibt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden die durch diese Elektroden in dem Blech erzeugte Stromdichte konstant gehalten wird, entweder für das vollständige Blech oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs. Auch hierdurch wird die Erwärmung des Blechs während des Hindurchführvorgangs egalisiert. Für die Konstanthaltung der Stromdichte kann eine Stromdichteregelungseinrichtung eingesetzt werden. Die Stromdichteregelungsein- richtung kann beispielsweise als Eingangsgröße die direkt an den Elektroden gemessene aktuelle Spannung zwischen den Elektroden nutzen, um eine entsprechende steuerbare Spannungsquelle, die die elektrische Energie für die konduktive Erwär- mung bereitstellt, anzusteuern. Die Stromdichteregelungseinrichtung kann beispielsweise im Sinne einer Konstantspannungsregelung bezüglich der direkt an den Elektroden gemessenen Spannung zwischen den Elektroden ausgebildet sein. Die An- steuerung der Spannungsquelle durch die Stromdichteregelungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch aufgrund anderer Eingangssignale erfolgen, z.B. auf- grund der erwähnten den Blechquerschnitt charakterisierenden Größe.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Stromdichte konstant gehalten wird, indem die Spannung (Potentialdifferenz) zwischen den Elektroden gemessen und auf einen konstanten Wert geregelt wird und/oder eine den Blechquerschnitt charakterisierende Größe beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden kontinuierlich gemessen und hiervon abhängig die an diese Elektroden angelegte Spannung geregelt wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zu Beginn des Hindurchführens des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden durch das konduktive Erwärmen eine höhere Temperatur des Blechs erzeugt wird, als zum Ende des Hindurchführens. Auf diese Weise kann dem durch den Abkühlungseffekt, der an dem erwärmten Bereich des Blechs während des Weiterführens des Blechs durch die Elektroden auftritt, bewirkten unerwünschten Temperaturgradienten entgegengewirkt werden. So kann nach Abschluss des Hindurchführens des Blechs durch die wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden letztendlich ein über seine gesamte Fläche gleichmäßig erwärmtes Blech für den anschließenden Pressvorgang oder Presshärtevorgang bereitgestellt werden.
  • Die durch die konduktive Erwärmung erzielte Temperatur des Blechs kann beispielsweise von einem Anfangstemperaturwert T-i, der höher ist als ein Endtemperaturwert T2, während des Hindurchführens des Blechs durch die wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden kontinuierlich abgesenkt werden, z.B. linear oder nach einer anderen Übergangskurve. Alternativ oder zusätzlich kann dem Abkühlungsvorgang des bereits durch die Elektroden hindurchgeführten Teils des Blechs durch eine wärmeisolierte Kammer entgegengewirkt werden, in die der erwärmte Bereich des Blechs hineingefahren wird.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch eine Fertigungsanlage gemäß Anspruch 9 gelöst. Dies umfasst eine Fertigungsanlage zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile aus Blech, insbesondere Fertigungsanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend wenigstens folgende Anlagenteile:
    1. a) eine konduktive Erwärmungseinrichtung zum Durchführen eines konduktiven Erwärmungsvorgangs eines Blechs, die wenigstens zwei drehbar gelagerte, walzenförmige Elektroden zur konduktiven Strombeaufschlagung des Blechs aufweist, wobei das Blech zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzte walzenförmige Elektroden hindurchführbar und mittels dieser Elektroden konduktiv erwärmbar ist,
    2. b) eine der konduktive Erwärmungseinrichtung nachgeordnete Presseinrichtung, die zum Umformen des Blechs zu dem dreidimensionalen Bauteil durch
  • Blechumformung mittels Pressen des erwärmten Blechs eingerichtet ist, c) eine automatische Transporteinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Blech im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden erwärmten Zustand zur Presseinrichtung zu transportieren und dort für den Pressvorgang zu platzieren.
  • Soll in der Presseinrichtung statt eines einfachen Pressvorgangs ein Presshärtevorgang durchgeführt werden, so ist die Presseinrichtung entsprechend zu erweitern, insbesondere mit einer Kühleinrichtung zum gezielten Abkühlen des Blechs während der Formgebung, d.h. beim Pressprozess. Die automatische Transporteinrichtung ist dann dazu eingerichtet, das Blech im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden erwärmten Zustand zur Presseinrichtung zu transportieren und dort für den Presshärtevorgang zu platzieren. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Die automatische Transporteinrichtung kann beispielsweise ein Industrieroboter, ein Förderband oder eine Kombination aus solchen Elementen sein.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine konduktive Erwärmungseinrichtung zum Durchführen eines konduktiven Erwärmungsvorgangs eines Blechs, insbesondere konduktive Erwärmungseinrichtung einer Fertigungsanlage der zuvor erläuterten Art, wobei die konduktive Erwärmungseinrichtung wenigstens zwei walzenförmige Elektroden aufweist, die einen zur Durchführung des Blechs zwischen diesen Elektroden eingerichteten Durchführungsspalt zwischen den Elektroden aufweisen, der ohne in dem Durchführungsspalt befindliches Blech eine geringere Weite hat als die Dicke des Blechs, wobei die Anordnung der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden eine Nachgiebigkeit aufweist, durch die der Durchführungsspalt zwischen den Elektroden mittels des durchzuführenden Blechs auf das Maß der Dicke des Blechs aufweitbar ist. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Die konduktive Erwärmungseinrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art. Durch die nachgiebige Aufhängung der Elektroden können sich die Elektroden dem hindurchzuführenden Blech anpassen, ohne dass das Blech dabei wesentlich verändert wird, wie dies beispielsweise bei einem Walzprozess der Fall wäre. Eine Veränderung der Form des Blechs während des Hindurchführens durch die walzenförmigen Elektroden ist bei der vorliegenden Erfindung nicht angestrebt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung eine Anpressdruckregelungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Anpressdruck der Elektroden an das Blech während der Durchführung des Blechs durch die Elektroden konstant zu halten, entweder für das vollständige Blech oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs. Die Anpressdruckregelungseinrichtung kann als mechanische und/oder elektronische Einrichtung ausgebildet sein, wobei für die Erzeugung der Anpresskraft pneumatische, hydraulische und/oder elektrische Aktuatoren eingesetzt werden können. Durch die Konstanthaltung des Anpressdrucks wird eine gleichmäßige Flächenpressung und damit ein gleichmäßiger Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem Blech sichergestellt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung wenigstens eine Stromdichteregelungseinnchtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die durch die Elektroden bei der konduktiven Erwärmung in dem Blech erzeugte Stromdichte während der Durchführung des Blechs durch die Elektroden konstant zu halten, entweder für das vollständige Blech oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs. Die Stromdichteregelungseinnchtung ist als elektronische Einrichtung ausgebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung wenigstens eine optische Sensoreinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine den Blechquerschnitt charakterisierende Größe beim Hindurchführen des Blechs durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden kontinuierlich zu messen und als Eingangssignal der Stromdichteregelungseinnchtung zuzuführen. Somit kann die Stromdichteregelungseinrichtung die Stromdichte in Abhängigkeit von dem zugeführten Signal, dass den Blechquerschnitt charakterisiert, regeln. Die optische Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Laserabstandsmesseinrichtung, eine elektronische Kamera und/oder weitere Elemente aufweisen. Mittels der Laserabstandsmesseinrichtung kann beispielsweise die jeweils vorhandene Blechbreite gemessen werden. Mittels der Kamera kann das jeweilige Blechprofil sowohl hinsichtlich der Außen konturen als auch hinsichtlich von Aussparungen im Blech erfasst werden. Hierbei ist es vorteilhaft, die den Blechquerschnitt charakterisierende Größe an einer Position vor den Elektroden in Bewegungsrichtung des Blechs gesehen zu erfassen. Auf diese Weise wird die den Blechquerschnitt charakterisierende Größe zeitlich voreilend zum konduktiven Erwärmungsvorgang erfasst, sodass eine entsprechende Regelung der Stromdichte mit wenig Aufwand ohne Regelungs-Stabilitätsprobleme möglich ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden, die den zur Durchführung des Blechs zwischen diesen Elektroden eingerichteten Durchführungsspalt zwischen den Elektroden aufweisen, wenigstens einen Abstandhalter aufweist, durch den auch dann ein Mindestabstand zwischen den Elektroden aufrecht erhalten wird, wenn sich dazwischen kein Blech befindet. Wie erwähnt, weist die Anordnung der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden eine Nachgiebigkeit auf, durch die der Durchführungsspalt zwischen den Elektroden mittels des durchzuführenden Blechs auf das Maß der Dicke des Blechs aufweitbar und somit veränderbar ist. Wenn kein Blech zwischen den Elektroden vorhanden ist, kann sich der Durchführungsspalt somit verkleinern. Durch den Abstandhalter kann in solchen Fällen ein Aufeinandertreffen der Elektroden vermieden werden. Hierdurch kann ein Kurzschluss zwischen den Elektroden vermieden werden, wenn das Blech vollständig durch die Elektroden hindurchgeführt ist und daraus ausgetreten ist. Dementsprechend muss zwischen dem Hindurchführen unterschiedlicher Bleche durch die Elektroden die darin angelegte Spannung nicht abgeschaltet werden, was den Regelungsaufwand für die konduktive Erwärmungseinrichtung vereinfacht. Ein weiterer Vorteil des durch den Abstandhalter sichergestellten Mindestabstands ist, dass ein neues Blech automatisch durch die Drehung der walzenförmigen Elektroden hineingezogen werden kann. Der Abstandshalter kann beispielsweise als Anschlag für die Bewegung der Elektroden ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nachgiebigkeit durch eine elastische, lose Lagerung einer oder beider der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden und/oder durch Abstützung einer oder beider dieser Elektroden über eine jeweilige Stützrolle mit einer Elastizität realisiert ist. Hier- durch kann die Nachgiebigkeit auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden. Sind eine oder beide der walzenförmigen Elektroden über eine oder mehrere jeweilige Stützrollen abgestützt, so kann hierdurch die Ausgestaltung der walzenförmigen Elektroden vereinfacht werden, z.B. deren Durchmesser verringert werden, da diese über die Stützrollen abgestützt werden und daher selbst weniger steif sein kön- nen.
  • Die konduktive Erwärmungseinrichtung kann ferner eine Temperaturregelungseinrichtung aufweisen, die den Vorschub des Blechs durch die Elektroden und/oder die durch das Blech hindurchtretende Stromdichte derart regelt, dass das aus den Elektroden austretende Blech eine gewünschte Solltemperatur erreicht. Die Temperaturregelungseinrichtung kann beispielweise ein Eingangssignal von einem Temperatursensor erhalten, der die Temperatur des Blechs nach dem Austritt aus den Elektroden erfasst. Der Temperatursensor kann z.B. als Pyrometer ausgebildet sein. Mittels der Temperaturregelungseinrichtung kann z.B. die von der elektrischen Energiequelle an die Elektroden angelegte Spannung beeinflusst werden.
  • Die walzenförmigen Elektroden können beispielsweise aus einer ausreichend harten Kupferlegierung hergestellt sein, z.B. CuCoBe oder CuBe2. Der elektrische Kontakt von der elektrischen Energiequelle, die den Strom für die konduktive Erwärmung bereitstellt, zu den Elektroden kann z.B. über einen jeweiligen Schleifkontakt oder mehrere Schleifkontakte erfolgen, oder über die Drehachse der jeweiligen Elektrode.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere für Bleche, bei denen auch sprunghafte Änderungen des Querschnitts über die Längserstreckung auftreten, z.B. sprunghafte Änderungen größer als 5% oder größer als 50%.
  • Die konduktive Erwärmung wird beispielsweise durch Gleichstrom oder Wechselstrom durchgeführt, wobei Gleichstrom bevorzugt ist, da keine nachteiligen induktiven Effekte auftreten. Zudem ist eine schnellere Nachregelung der Stromdichte bei sich veränderndem Blechquerschnitt möglich. Der für die konduktive Erwärmung verwendete Strom kann z.B. aus einem Zweiphasennetz oder einem Dreiphasennetz, z.B. einem Drehstromnetz, entnommen werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren der konduktiven Erwärmung des Blechs kombiniert werden kann mit einer Blechumformung durch Walzen des Blechs. Das Walzen bzw. das Umformen des Blechs kann direkt unter Beteiligung der walzenförmigen Elektrode oder durch gesonderte Walzen erfolgen . Auf diese Weise kann ein Konduktivwalzprozess realisiert werden, bei dem kontinuierlich der Blechquerschnitt durch einen Walzvorgang verringert werden kann. Die erforderliche Erwärmung des Blechs kann durch die konduktive Erwärmung erfolgen. Die Erfindung erlaubt es, die durch die Blechdickenverringerung sich ändernden elektrischen Leistungsverhältnisse abschnittsweise und flexibel den erforderlichen Umformparametern anzupassen.
  • Eine beim Walzen auftretende Verlängerung des Blechs kann in der Anlage bspw. dadurch kompensiert werden, dass das Blech vor und hinter der Walzenanordnung durch jeweilige Zugelemente, z.B. Zugrollen, unter Spannung gehalten wird. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes Durchhängen des Blechs vermieden. Die Zugelemente können bspw. mittels eines Elektroantriebs betrieben werden.
  • Die beschriebene konduktive Erwärmung des Blechs kann insbesondere bei dünnen Blechen vorteilhaft mit Gleichstrom durchgeführt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, das elektrische Energieversorgungssignal, d.h. die Spannung oder den Strom, gepulst einzuspeisen, z.B. mit einem Sägezahn-Verlauf. Dies erlaubt eine verbesserte und insbesondere feinfühligere Zumessung des elektrischen Energieversorgungssignals und damit eine verbesserte Temperatureinstellung des Blechs für den Umformvorgang. Das zuvor beschriebene Verfahren kann mit sämtlichen Ausgestaltungen des Verfahrens, die zuvor erläutert wurden, vorteilhaft kombiniert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Verminderung von Oberflächenoxidation des Blechs der durch konduktive Erwärmung erwärmte Bereich des Blechs in einer Schutzgas-Umgebung angeordnet ist. Auf diese Weise kann derjenige Teil der Anlage gegenüber der Außenumgebung gekapselt werden, sodass unerwünschte Beeinflussungen des Blechs durch Oberflächenoxidation vermieden werden können. Die konduktive Erwärmungseinrichtung kann hierfür bspw. eine Umhüllung aufweisen.
  • Die walzenförmigen Elektroden können, zumindest am Außenumfang, vorteilhaft eine hochfeste Kupferlegierung aufweisen, z.B. CuCoBe. Auf diese Weise ist bei relativ hoher Festigkeit der walzenförmigen Elektrode eine gute Stromübertragung gewährleistet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 eine Fertigungsanlage in schematischer Darstellung und
    • Figur 2 eine konduktive Erwärmungseinrichtung und
    • Figur 3 ein weiteres Merkmal der konduktiven Erwärmungseinrichtung und Figur 4 weitere Merkmale der konduktiven Erwärmungseinrichtung und
    • Figur 5 eine seitliche Ausschnittsansicht der Elektroden mit dem Blech und
    • Figur 6 eine vergrößerte Ausschnittsansicht der Darstellung der Figur 5 und
    • Figur 7 ein Blech in perspektivischer Darstellung und
    • Figuren 8 bis 10 Stromübertragungsanordnungen und
    • Figur 1 1 eine schrittweise Darstellung der Funktion einer Stromübertragungsanordnung und
    • Figuren 12 bis 13 weitere Ausführungsformen einer konduktiven Erwärmungseinrichtung.
  • In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
  • Die in Figur 1 dargestellte Fertigungsanlage weist eine Blechzuschneideeinrichtung 1, eine konduktive Erwärmungseinrichtung 2 sowie eine Presseinrichtung 3 auf. Der Blechzuschneideeinrichtung 1 wird über eine automatische Transporteinrichtung 61 das Blech aus einem Blechvorrat 6, z.B. einem Coil, zugeführt. In der Blechzuschneideeinrichtung 1 wird hieraus das weiter zu verarbeitende Blech 4 in Form eines Blechstücks, z.B. als Formplatine, aus dem Blechvorrat 6 abgetrennt.
  • Das Blech 4 wird dann über eine weitere automatische Transporteinrichtung 12 der konduktiven Erwärmungseinrichtung 2 zugeführt. In der konduktiven Erwärmungseinrichtung 2 wird das Blech 4 konduktiv erwärmt, indem das Blech zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden hindurchgeführt und mittels dieser Elektroden konduktiv erwärmt wird. Das durch die konduktive Erwärmungseinrichtung 2 erwärmte Blech 4 wird dann über eine weitere automatische Transporteinrichtung 23 der Presseinrichtung 3 zugeführt. In der Presseinrichtung 3 wird das vom konduktiven Erwärmungsprozess noch erwärmte Blech 4 mittels eines Pressvorgangs oder eines Presshärtevorgangs umgeformt und dabei durch gezielte Abkühlung zumindest in Teilbereichen in gewünschter Weise verfestigt. Hierdurch wird ein dreidimensionales Bauteil 5 hergestellt, das in der Figur 1 beispielhaft in Form einer B-Säule eines Kraftfahrzeugs dargestellt ist. Jede der Transporteinrichtungen 61 , 12, 23 kann beispielsweise als Industrieroboter, als Förderband oder sonstiges Fördermittel, auch als Kombination daraus, ausgebildet sein.
  • Wie in der Figur 1 ferner erkennbar ist, weist das Blech 4 über seine Längserstreckung (in vertikaler Richtung) relativ deutliche Änderungen der Breite und damit des Blechquerschnitts auf. So ändert sich die Blechbreite von einem Wert a fast sprunghaft auf einen im Wesentlichen nur halb so großen Wert b. Diese deutliche Veränderung des Blechquerschnitts stellt eine besondere Herausforderung bei der konduktiven Erwärmung dar, die durch die vorliegende Erfindung in besonders effizienter Weise gelöst wird.
  • Die Figur 2 zeigt die konduktive Erwärmungseinrichtung 2 in Seitenansicht. Erkennbar sind zwei walzenförmige Elektroden 20, die drehbar gelagert sind und sich in entgegengesetztem Drehsinn drehen, wie durch die gekrümmten Pfeile angedeutet ist. Die Elektroden 20 können z.B. motorisch in die Drehbewegung versetzt werden. Es ist dabei vorteilhaft, das Blech 4 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch die Elektroden 20 zu führen. Das Blech 4 kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich, z.B. schrittweise, vorwärts bewegt werden. Das Blech 4 wird in der durch den nach rechts weisenden Pfeil angegebenen Richtung durch einen zwischen den Elektroden 20 gebildeten Durchführungsspalt geführt, wobei die Elektroden 20 mit einem gewissen Anpressdruck an dem Blech 4 anliegen. Die Elektroden 20 sind mit einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung 24, z.B. einer steuerbaren Spannungsquelle, elektrisch verbunden. Die Energieversorgungseinrichtung 24 speist den für die konduktive Erwärmung des Blechs 4 erforderlichen Strom in die Elektroden 20 ein.
  • Damit die Stromdichte auch bei der erwähnten, relativ starken Querschnittsvariation des Blechs 4 über seine gesamte Länge zumindest im Wesentlichen gleichbleibt, ist eine Stromdichteregelungseinrichtung 23 vorhanden. Diese Stromdichteregelungseinrichtung 23 weist eine Spannungsmesseinrichtung auf, die die direkt an den Elektroden 20 anliegende Spannung, d.h. die Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden 20, über separate Leitungen erfasst. Die Stromdichteregelungseinrichtung 23 erzeugt ein Regelungssignal, das der Energieversorgungseinrichtung 24 zugeführt wird. Beispielsweise kann über das Regelungssignal die von der Energieversorgungseinrichtung 24 an den Elektroden 20 angelegte Spannung derart beeinflusst werden, dass letztendlich auch bei variierender Querschnittsfläche des Blechs die Stromdichte gleichbleibt.
  • Die konduktive Erwärmungseinrichtung 2 kann ferner eine Anpressdruckregelungseinrichtung 22 aufweisen, die den Anpressdruck der Elektroden 20 an das Blech 4 konstant hält. Die Anpressdruckregelungseinrichtung 22 kann direkt auf die Elektroden 20 einwirken, oder indirekt über Stützrollen 21 , die zur Abstützung der Elektroden 20 dienen. Die Stützrollen 20 können z.B. am Außenumfang eine elastische Beschichtung aufweisen.
  • Um die Stromdichteregelungseinrichtung 23 weiter zu verbessern, kann zusätzlich, wie in Figur 3 in einer Draufsicht auf das Blech 4 dargestellt, eine optische Sensoreinrichtung 26 vorhanden sein, z.B. in Form von Laserabstandsmessern, durch die die jeweilige Blechbreite vor Erreichen der Elektrode 20 jeweils erfasst wird und als ein entsprechendes Eingangssignal der Stromdichteregelungseinrichtung 23 zugeführt wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist eine besonders gleichmäßige konduktive Erwärmung des Blechs 4 möglich. Durch den im Vergleich zu den Elektroden 20 hohen Widerstand des Blechs 4 entsteht eine Schaltungsanordnung, bei der der Strom gleichmäßig über den Querschnitt des Blechs 4 abfließt und diesen entsprechend gleichmäßig konduktiv erwärmt. Wie erkennbar ist, weisen die Elektroden 20 im Wesentlichen eine Linienberührung mit dem Blech 4 auf. Für einen zwischen den Elektroden 20 gerade befindlichen Streifen des Blechs 20 wird eine konduktive Erwärmung durch den hindurchfließenden Strom durchgeführt. Nachdem dies erfolgt ist, werden die Elektroden 20 um ihre drehbare Lagerung gedreht und ein neuer Streifen des Blechs 4 ist zwischen den Elektroden 20 angeordnet. Dieser neue Streifen kann einen anders dimensionierten Querschnitt aufweisen, was aber durch die Stromdichteregelungseinrichtung 23 kompensiert wird. Statt eines solchen schrittweisen Bewegens des Blechs kann der gesamte Prozess des Hindurchführens des Blechs 4 durch die Elektroden 20 auch kontinuierlich erfolgen, was am zuvor erläuterten Wirkprinzip nichts ändert. Für den neuen Streifen des Blechs wird somit eine Änderung des Stroms vorgenommen, sodass die Stromdichte im jeweiligen Streifen des Blechs konstant bleibt. Dies wird durch das Signal der Spannungsmesseinrichtung, die die Spannung direkt an den Elektroden 20 misst, sowie durch das Signal der optischen Sensoreinrichtung 26 gestützt.
  • Die Elektroden 20 können eine Kühlungseinrichtung aufweisen, z.B. eine Flüssigkeitskühlung. Auf diese Weise kann eine relativ verschleißfreie und damit kontinuierliche Erwärmung der Bleche 4 gewährleistet werden.
  • Die Figur 4 zeigt als weitere Merkmale der konduktiven Erwärmungseinrichtung eine den Elektroden 20 nachgeordnete Warmhaltekammer 26. Die Warmhaltekammer 26 kann beispielsweise vorgewärmt sein. Durch die Warmhaltekammer 26 wird eine im Verlaufe des Durchführens des Blechs 4 durch die Elektroden 20 auftretende Abkühlung des vorangehenden Abschnitts des Blechs 4 minimiert.
  • Zusätzlich kann ein unerwünschter Abkühlungseffekt der vorangehenden Blechabschnitte dadurch minimiert werden, dass die zuerst durch die Elektroden 20 hindurchgeführten Bereiche des Blechs 4 auf eine höhere Temperatur T2 erwärmt werden als die eigentliche Zieltemperatur T-i, die am Ende des Blechs 4 erzeugt wird. Dies ist in dem unter den Elektroden 20 dargestellten Temperatur-Weg-Diagramm beispielhaft wiedergegeben. Die Figur 5 lässt in Seitenansicht ausschnittsweise die walzenförmigen Elektroden 20 sowie das zwischen den Elektroden 20 hindurchgeführte Blech 4 erkennen. Die Elektroden 20 weisen in diesem Fall eine äußere strukturierte Oberfläche mit Erhebungen 30 auf, die sich gegenüber tieferliegenden Bereichen 31 der Oberfläche der Elektrode 20 abheben. Dies führt dazu, dass nur die erhabenen Bereiche 30 in me- chanischen und elektrischen Kontakt mit dem Blech kommen, sodass nur hierüber der Stromfluss zur konduktiven Erwärmung des Blechs 4 übertragen werden kann. Die Erhebungen 30 bilden auf diese Weise Nichtisolationsbereiche, die tieferliegenden Bereiche 31 bilden Isolationsbereiche der Elektroden 20. Die Figur 6 zeigt die Anordnung gemäß Figur 5 in noch weiter vergrößerter Ausschnittsdarstellung. Hierbei ist insbesondere beispielhaft der Stromfluss I durch das Blech 4 dargestellt. Erkennbar ist, dass die Flussrichtung des Stromflusses I nicht nur vertikal verläuft, sondern eine wesentliche Komponente in waagerechter Richtung hat, d.h. in diesem Fall in Längsrichtung des Blechs 4. Hierdurch wird der Weg, den der elektrische Stromfluss I durch das Blech 4 zurücklegen muss, im Vergleich zur Dicke des Blechs 4 vergrößert, sodass auch der wirksame ohmsche Widerstand des Blechs 4, der zur konduktiven Erwärmung herangezogen wird, vergrößert wird. Bei einer Durchführung des Blechs 4 von links nach rechts, wie auch zuvor angenommen, fließt somit der nach rechts fließende Anteil des Stroms I sowie der nach links fließende Anteil zumindest zu Beginn durch bereits erwärmte Blechbereiche des Blechs 4, sodass dort als zusätzlicher positiver Effekt ein bereits aufgrund der Erwärmung erhöhter spezifischer Widerstand des Blechs ausgenutzt werden kann, um den Wirkungsgrad der konduktiven Erwärmung weiter zu steigern.
  • Die Figur 7 zeigt noch einmal beispielhaft das Blech 4 mit den entsprechenden Dimensionen und Richtungen. Das Blech 4 weist eine Dickendimension D auf. Diese ist vergleichsweise gering zur Längendimension L (entsprechend der Längsrichtung) und zur Querdimension Q (entsprechend der Querrichtung). Die Isolationsbereiche 31 und die Nichtisolationsbereiche 30 müssen dabei nicht unbedingt nur in Längsrichtung L versetzt zueinander angeordnet sein, sie können alternativ oder zusätzlich auch in Querrichtung Q versetzt zueinander angeordnet sein. Beispielsweise können die Elektroden 20 an ihrer Außenoberfläche wie ein Zahnrad mit Geradverzahnung oder mit Schrägverzahnung ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall können die Isolationsbereiche und Nichtisolationsbereiche dementsprechend diagonal über die Oberfläche der Elektrode 20 verlaufen. Die Nichtisolationsbereiche können auch punkt- oder inselförmig ausgebildet sein, z.B. in Draufsicht mit runder oder eckiger Kontur. Beispielsweise kann eine sechseckige Kontur realisiert werden. Die gilt auch für Ausführungsformen, bei denen die Isolationsbereiche auf gleichem Höhenniveau wie die Nichtisolationsbereiche angeordnet sind, sodass sowohl die Isolationsbereiche als auch die Nichtisolationsbereiche bei der Rotation der Elektrode in mechanischen Kontakt mit dem Blech kommen. Die Figur 8 zeigt eine konduktive Erwärmungseinrichtung mit einem beweglichen Stromübertragungselement 40, das eine erste Kontaktfläche 41 und eine zweite Kontaktfläche 42 zur alternierenden elektrischen Kontaktierung der walzenförmigen Elektrode 20 aufweist. Durch einen nicht dargestellten Stellantrieb kann das in die- sem Fall rahmenförmige Stromübertragungselement 40 in einer ersten Bewegungsrichtung 43 sowie einer dazu senkrechten zweiten Bewegungsrichtung 44 bewegt werden. Durch die Bewegung in der zweiten Bewegungsrichtung 44 kann die alternierende elektrische Kontaktierung der ersten und der zweiten Kontaktfläche 41 , 42 an der Elektrode 20 erfolgen. Durch die Bewegung in der ersten Bewegungsrichtung 43 kann das Stromübertragungselement mit der jeweils an der Elektrode 20 anliegenden ersten oder zweiten Kontaktfläche 41 , 42 mit der Oberflächenbewegung der Elektrode 20 mitgeführt werden. Das Stromübertragungselement führt dabei eine Art Schaukelbewegung aus, die in der Figur 8 durch die gestrichelt dargestellte zweite Position des Stromübertragungselementes 40 angedeutet werden soll. Der genaue Bewegungsablauf wird nachfolgend noch anhand der Figur 1 1 beschrieben.
  • Das Stromübertragungselement 40 ist über eine flexible elektrische Leitung 46 mit einem stationär angeordneten elektrischen Energiequelle 45, z.B. einem Transformator, verbunden. Hierüber wird die elektrische Energie zur Durchführung der konduktiven Erwärmung über das Stromübertragungselement 40 bereitgestellt.
  • Während die Figur 8 die erläuterte Anordnung in Seitenansicht dargestellt hat, zeigt die Figur 9 die erläuterte Anordnung in einer Frontansicht, in der die walzenförmigen Elektroden 20 in Seitenansicht erkennbar sind. Erkennbar ist, dass jede der Elektroden 20 über ein eigenes Stromübertragungselement 40 mit der elektrischen Energiequelle 45 verbunden wird. Das jeweilige Stromübertragungselement 40 ist über die flexible Leitung 46 mit einem fest angeordneten Stromübertragungsblock 47 verbunden. Der jeweilige Stromübertragungsblock 47 ist über eine elektrische Leitung 49 mit einer Anschlussklemme 48 verbunden. Über die beiden Anschlussklemmen 48 wird die elektrische Energie von der elektrischen Energiequelle 45 bereitgestellt.
  • Die Figur 10 zeigt eine alternative Ausführungsform (nicht beansprucht) iit den beweglichen Stromübertragungselementen 40. Diese sind über fest mit der elektrischen Energiequelle 45 gekoppelte Stromübertragungsblöcke 50 elektrisch kontaktiert. In diesem Fall wird die Bewegung der Stromübertragungselemente 40 auch von der elektrischen Energiequelle 45 sowie den Stromübertragungsblöcken 50 durchgeführt.
  • Die Figur 1 1 zeigt den Ablauf der Schaukelbewegung eines Stromübertragungselementes 40 in vier Zyklen a, b, c, d. Im Zustand a ist zunächst die erste Kontaktfläche 41 mit der Elektrode 20 gekoppelt. Das Stromübertragungselement 40 bewegt sich dabei in der ersten Bewegungsrichtung 43, bis die Position in Abbildung b erreicht ist. Nun wird das Stromübertragungselement 40 in der zweiten Bewegungsrichtung 44 bewegt, sodass, wie die Abbildung c zeigt, nun die zweite Kontaktfläche 42 die Elektrode 20 kontaktiert. Das Stromübertragungselement 40 wird nun wieder in der ersten Bewegungsrichtung in entgegengesetzter Richtung bewegt, bis die in Abbildung d dargestellte Position erreicht ist. Nun erfolgt wiederum eine Bewegung des Stromübertragungselementes 40 in der zweiten Bewegungsrichtung, und zwar derart, dass wieder der Zustand in Abbildung a erreicht wird. Dieser Zyklus wiederholt sich fortlaufend, sodass eine nahezu permanente elektrische Kontaktierung der Elektrode 20 durch das Stromübertragungselement 40 gewährleistet werden kann, ohne dass es zu Schlupf zwischen dem Stromübertragungselement 40 und der Elektrode 20 kommt. Das Stromübertragungselement 40 kann vollständig oder zumindest an seiner ersten und zweiten Kontaktfläche 41 , 42 aus Kupfer ausgebildet sein.
  • Die Figur 12 zeigt in einer vergleichbaren Ansicht wie die Figur 2 eine konduktive Erwärmungseinrichtung, bei der lediglich eine walzenförmige Elektrode 20 zur konduktiven Erwärmung des Blechs 4 vorhanden ist. Als Gegenelektrode für die Führung des Stroms durch das Blech 4 kann wahlweise eine Vorlaufelektrode 63 oder eine Nachlaufelektrode 64 vorhanden sein, es können auch beide Elektroden 63, 64 vorhanden sein, wie die Figur 12 zeigt. Das Blech 4 wird hierbei an der Elektrode 20 entlanggeführt, die wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen rotiert. Um zur Sicherstellung einer ausreichenden elektrischen Kontaktierung einen ausreichenden Anpressdruck des Blechs 4 an der Elektrode 20 zu gewährleisten, ist eine Konterrolle 60 vorhanden, die vergleichbar walzenförmig ausgebildet ist wie die Elektrode 20. Die Konterrolle 60 ist dabei elektrisch neutral, d.h. sie ist nicht mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Für die elektrische Beaufschlagung zur Durchführung der konduktiven Erwärmung des Blechs ist eine erste elektrische Energiequelle 61 , z.B. eine Gleichstromquelle, einerseits mit der Elektrode 20 und andererseits mit der Vorlaufelektrode 63 verbunden. Des Weiteren ist eine zweite elektrische Energiequelle 62, z.B. ebenfalls eine Gleichstromquelle, mit der Elektrode 20 und der Nachlaufelektrode 64 verbunden. Durch die erste elektrische Energiequelle 61 kann das Blech 4 somit im Bereich zwischen der Vorlaufelektrode 63 und dem Kontaktpunkt zwischen der Elektrode 20 und dem Blech 4 konduktiv erwärmt werden. Durch die zweite elektrische Energiequelle 62 kann eine konduktive Erwärmung des Blechs 4 zwischen dem Kontaktpunkt des Blechs 4 mit der Elektrode 20 und der Nachlaufelektrode 64 erfolgen.
  • Die elektrischen Energiequellen 61 , 62 haben hierbei ein gemeinsames Potential. Dieses Potential stellt sich wie bei mehreren zeitgleichen Widerstandspunktschwei-ßungen an einer Karosserie auf einen bestimmten Wert ein, wenn keine gemeinsame Masse oder Erdung vorgesehen ist.
  • Wenn die Anlage direkt zur Durchführung eines Umformprozesses des Blechs 4 dienen soll, z.B. durch einen Walzvorgang, so kann dieser Walzvorgang bereits durch die Elektrode 20 und die Konterrolle 60 durchgeführt werden, wenn eine entsprechende Anpresskraft zwischen diesen Walzen hergestellt ist. Alternativ oder zusätzlich können gesonderte Walzen 65 vorhanden sein, die entweder einen durch die Konterrolle 60 und die Elektrode 20 bereits erfolgten Walzvorgang weiterführen und unterstützen, oder einen eigenen Walzvorgang des Blechs 4 durchführen. Die Walzen 65 können wahlweise in Bewegungsrichtung des Blechs 4 vor der Elektrode 20 und/oder hinter der Elektrode 20 angeordnet sein.
  • Bezüglich der Ausführungsmöglichkeiten der Vorlaufelektrode 63 und der Nachlaufelektrode 64 sind unterschiedlichste Ausführungsformen vorteilhaft realisierbar. So können diese Elektroden 63, 64 bspw. als feststehende, d.h. unbewegliche Elektroden, wie z.B. Schleifkontakte ausgebildet sein, oder ebenfalls als drehende walzenförmige Elektroden. Die Figur 12 zeigt beispielhaft lediglich eine Kontaktierung durch die Vorlaufelektrode 63 und die Nachlaufelektrode 64 an einer Seite des Blechs (hier Unterseite), genauso ist eine Kontaktierung an der gegenüberliegenden Seite des Blechs möglich. Besonders vorteilhaft ist eine doppelte Kontaktierung, d.h. durch Anordnung einer Vorlaufelektrode 63 an beiden Seiten des Blechs, und/oder einer Nachlaufelektrode 64 an beiden Seiten des Blechs. Die jeweiligen Elektroden können sich dabei an dem Blech direkt gegenüberliegen oder voneinander entfernt sein.
  • Hierbei ist insbesondere eine Diagonalkontaktierung vorteilhaft, weil hiermit gleichmäßige Ohm'sche Widerstände und damit eine homogene Erwärmung sichergestellt werden.
  • Die Figur 13 zeigt eine weitere Variante einer konduktiven Erwärmungseinrichtung, die auf der Variante der Figur 12 aufbaut. Hierbei ist eine zusätzliche elektrische
  • Energiequelle 24 vorgesehen, die zwischen zwei als Elektroden 20 fungierende Walzen geschaltet ist. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Erwärmung des Blechs 4 zwischen den Elektroden 20 möglich. Die beschriebene Einrichtung kann vorteilhaft mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Einrichtung kombiniert werden. Insbesondere lassen sich die Stromübertragungsanordnungen gemäß den Figuren 8 bis 1 1 vorteilhaft damit kombinieren.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Umformung eines Blechs (4) zu einem dreidimensionalen Bauteil (5) durch Blechumformung, wobei das Blech (4) mittels einer konduktiven Erwärmungseinrichtung (2) auf eine für die Blechumformung notwendige Temperatur konduktiv erwärmt wird, wobei die konduktive Erwärmungseinrichtung (2) wenigstens zwei drehbar gelagerte, walzenförmige Elektroden (20) zur konduktiven Strombeaufschlagung des Blechs (4) aufweist, wobei das Blech (4) zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) hindurchgeführt und mittels dieser Elektroden (20) konduktiv erwärmt wird, und das Blech (4) im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) erwärmten Zustand von der konduktiven Erwärmungseinrichtung (2) einer Presseinrichtung (3) zugeführt wird und dort im noch durch die konduktive Erwärmung erwärmten Zustand durch Pressen zu dem dreidimensionalen Bauteil (5) umgeformt wird, wobei die in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20), zwischen denen das Blech (4) hindurchgeführt wird, eine erste Elektrode auf der einen Seite des Blechs (4) und eine zweite Elektrode auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Blechs (4) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der für die konduktive Erwärmung des Blechs (4) durch die Elektroden (2) erzeugte Stromfluss durch das Blech (4) eine Flussrichtung aufweist, die in Richtung der Blechdicke verläuft, wodurch die konduktive Erwärmung durch den hindurchfließenden Strom in einem gerade zwischen den Elektroden (20) befindlichen Streifen des Blechs (4), in dem die Elektroden (20) im Wesentlichen eine Linienberührung mit dem Blech (4) aufweisen, durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Blech (4) beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) weder ein Umformprozess noch ein Fügeprozess durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (4) vor der Durchführung der konduktiven Erwärmung in Form eines Blechstücks aus einem Blechvorrat (6) abgetrennt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) wenigstens ein Blechabschnitt nicht konduktiv erwärmt wird oder auf eine geringere Temperatur konduktiv erwärmt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) der Anpressdruck dieser Elektroden (20) an das Blech (4) konstant gehalten wird, entweder für das vollständige Blech (4) oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs (4).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) die durch diese Elektroden (20) in dem Blech (4) erzeugte Stromdichte konstant gehalten wird, entweder für das vollständige Blech (4) oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs (4).
  7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdichte konstant gehalten wird, indem die Spannung zwischen den Elektroden (20) gemessen und auf einen konstanten Wert geregelt wird und/oder eine den Blechquerschnitt charakterisierende Größe beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) kontinuierlich gemessen und hiervon abhängig die an diese Elektroden (20) angelegte Spannung geregelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Hindurchführens des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) durch das konduktive Erwärmen eine höhere Temperatur des Blechs (4) erzeugt wird als zum Ende des Hindurchführens.
  9. Fertigungsanlage zur Herstellung dreidimensionaler Bauteile (5) aus Blech, insbesondere Fertigungsanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend wenigstens folgende Anlagenteile:
    a) eine konduktive Erwärmungseinrichtung (2) zum Durchführen eines konduktiven Erwärmungsvorgangs eines Blechs (4), die wenigstens zwei drehbar gelagerte, walzenförmige Elektroden (20) zur konduktiven Strombeaufschlagung des Blechs (4) aufweist, wobei das Blech (4) zwischen wenigstens zwei in Rotation versetzte walzenförmige Elektroden (20) hindurchführbar und mittels dieser Elektroden (20) konduktiv erwärmbar ist, wobei die in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20), zwischen denen das Blech (4) hindurchgeführt wird, eine erste Elektrode auf der einen Seite des Blechs (4) und eine zweite Elektrode auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Blechs (4) aufweisen, wobei der für die konduktive Erwärmung des Blechs (4) durch die Elektroden (2) erzeugte Stromfluss durch das Blech (4) eine Flussrichtung aufweist, die in Richtung der Blechdicke verläuft, wodurch die konduktive Erwärmung durch den hindurchfließenden Strom in einem gerade zwischen den Elektroden (20) befindlichen Streifen des Blechs (4), in dem die Elektroden (20) im Wesentlichen eine Linienberührung mit dem Blech (4) aufweisen, durchgeführt wird,
    b) eine der konduktive Erwärmungseinrichtung (2) nachgeordnete Presseinrichtung (3), die zum Umformen des Blechs (4) zu dem dreidimensionalen Bauteil (5) durch Blechumformung mittels Pressen des erwärmten Blechs eingerichtet ist,
    c) eine automatische Transporteinrichtung (23), die dazu eingerichtet ist, das Blech (4) im noch durch die konduktive Erwärmung mittels der wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) erwärmten Zustand zur Presseinrichtung (3) zu transportieren und dort für den Pressvorgang zu platzieren.
  10. Fertigungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung (2) wenigstens zwei walzenförmige Elektroden (20) aufweist, die einen zur Durchführung des Blechs (4) zwischen diesen Elektroden (20) eingerichteten Durchführungsspalt zwischen den Elektroden aufweisen, der ohne in dem Durchführungsspalt befindliches Blech (4) eine geringere Weite hat als die Dicke des Blechs (4), wobei die Anordnung der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden (20) eine Nachgiebigkeit aufweist, durch die der Durchführungsspalt zwischen den Elektroden (20) mittels des durchzuführenden Blechs (4) auf das Maß der Dicke des Blechs (4) aufweitbar ist.
  11. Fertigungsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung (2) eine Anpressdruckregelungseinrichtung (22) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Anpressdruck der Elektroden (20) an das Blech (4) während der Durchführung des Blechs (4) durch die Elektroden (20) konstant zu halten, entweder für das vollständige Blech oder zumindest für Teilabschnitte des Blechs (4).
  12. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung (2) wenigstens eine Stromdichteregelungseinrichtung (23) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die durch die Elektroden (20) bei der konduktiven Erwärmung in dem Blech (4) erzeugte Stromdichte während der Durchführung des Blechs (4) durch die Elektroden (20) konstant zu halten, entweder für das vollständige Blech der zumindest für Teilabschnitte des Blechs (4).
  13. Fertigungsanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Erwärmungseinrichtung (2) wenigstens eine optische Sensoreinrichtung (26) aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine den Blechquerschnitt charakterisierende Größe beim Hindurchführen des Blechs (4) durch die wenigstens zwei in Rotation versetzten walzenförmigen Elektroden (20) kontinuierlich zu messen und als Eingangssignal der Stromdichteregelungseinrichtung (23) zuzuführen.
  14. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden (20), die den zur Durchführung des Blechs (4) zwischen diesen Elektroden (20) eingerichteten Durchführungsspalt zwischen den Elektroden (20) aufweisen, wenigstens einen Abstandhalter aufweist, durch den auch dann ein Mindestabstand zwischen den Elektroden (20) aufrecht erhalten wird, wenn sich dazwischen kein Blech (4) befindet.
  15. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachgiebigkeit durch eine elastische lose Lagerung einer oder beider der wenigstens zwei walzenförmigen Elektroden (20) und/oder durch Abstützung einer oder beider dieser Elektroden (20) über eine jeweilige Stützrolle (21) mit einer Elastizität realisiert ist.
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CN113186374A (zh) * 2021-04-30 2021-07-30 华中科技大学 一种高温紧邻金属热处理装置及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE728300C (de) * 1939-09-06 1942-11-25 Aeg Einrichtung zum unmittelbaren fortlaufenden Erwaermen von Blechen mittels durch die Bleche geleiteten Wechselstroms
DE102014102033B4 (de) 2014-02-18 2016-09-22 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Verfahren zum konduktiven Erwärmen eines Blechs und Erwärmungseinrichtung dafür
JP6450608B2 (ja) * 2015-03-05 2019-01-09 高周波熱錬株式会社 加熱方法及び加熱装置並びにプレス成形品の作製方法

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