ES2863679T3 - Estación de termorregulación para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico - Google Patents

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Abstract

Estación de termorregulación (1) para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico (2) con un plano de mecanizado (3) dispuesto en la estación de termorregulación (1), en el que se puede disponer el componente (2), con al menos una tobera (4) que está orientada hacia el plano de mecanizado (3) y que está prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido (5) para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial (6) del componente (2), y con al menos una fuente de calor (9) que está prevista y preparada para introducir energía térmica en al menos una segunda zona parcial (10) del componente (2), y con al menos una caja de toberas (7) que está dispuesta por encima del plano de mecanizado (3), formando la al menos una caja de toberas (7) al menos una zona de toberas (8), y en donde la al menos una tobera (4) sobresale al menos parcialmente a la zona de toberas (8) o está dispuesta incluso completamente en la zona de toberas (8), y en donde la al menos una caja de toberas (7) forma al menos una zona de calentamiento (11) separada de la al menos una zona de toberas (8), en la que se puede disponer al menos parcialmente la fuente de calor (9) y/o que limita al menos parcialmente la expansión de energía térmica, y en donde la al menos una fuente de calor es al menos una fuente de calor irradiado.

Description

DESCRIPCIÓN
Estación de termorregulación para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico
La invención se refiere a una estación de termorregulación para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico así como a un dispositivo para el tratamiento térmico de un componente metálico. La invención se aplica especialmente para el endurecimiento parcial de componentes eventualmente recubiertos previamente, compuestos de un acero de manganeso y boro.
Para la fabricación de componentes de chapa de acero de carrocerías de vehículos, relevantes para la seguridad, es necesario generalmente endurecer la chapa de acero durante o después del conformado, formando el componente de carrocería. Para ello se ha establecido un procedimiento de tratamiento térmico que se denomina “endurecimiento por prensado”. En este, la chapa de acero que generalmente se pone a disposición en forma de una platina, en primer lugar, se calienta en un horno y, a continuación, durante el conformado en una prensa se enfría y se endurece de esta manera.
Desde hace algunos años se aspira a poner a disposición mediante el endurecimiento por prensado componentes de carrocería de automóviles, como por ejemplo columnas A y B, soportes de parachoques laterales en puertas, apoyapiés, piezas de cuadro, alojamientos de parachoques, soportes transversales para techos y tejados, soportes longitudinales delanteros y traseros que en zonas parciales presentan resistencias diferentes, de manera que el componente de carrocería puede cumplir parcialmente funciones diferentes. Por ejemplo, la zona central de una columna B de un vehículo debe presentar una alta resistencia para proteger a los ocupantes en caso de un impacto lateral. Al mismo tiempo, la zona final superior y/o la zona final inferior de la columna B deben presentar una menor resistencia en comparación, para poder absorber energía de deformación durante un impacto lateral y/o por ejemplo zonas más blandas deben permitir durante el montaje de la columna B la posibilidad de una unión sencilla a otros componentes de la carrocería.
Para formar un componente de carrocería parcialmente endurecido es necesario que el componente endurecido presente en las zonas parciales diferentes estructuras de material o características de resistencia. Para el ajuste de diferentes estructuras de material o características de resistencia después del endurecimiento, por ejemplo, la chapa de acero que ha de ser endurecida puede ponerse a disposición ya con diferentes secciones de chapa unidas entre sí o enfriarse en la prensa de manera diferente por partes.
Alternativamente o adicionalmente, existe la posibilidad de someter la chapa de acero que ha de ser endurecida, antes del endurecimiento y del deformado en la prensa, a procesos de tratamiento térmico diferentes por partes. En este contexto, por ejemplo, es posible calentar solo aquellas zonas parciales de la chapa de acero que ha de ser endurecida, en las que deba producirse una transformación estructural hacia estructuras más duras, como por ejemplo la martensita. Además, existe la posibilidad de realizar el tratamiento térmico parcial por medio de placas de contacto realizadas para la termorregulación parcial de la chapa de acero por conducción de calor. Esto, sin embargo, requiere un tiempo de contacto determinado con las placas, que habitualmente es más largo que un tiempo de ciclo (mínimo) que se puede alcanzar por medio de la prensa dispuesta a continuación. Sin embargo, esta forma de realización del procedimiento tiene además generalmente la desventaja de que la difusión de un recubrimiento que habitualmente ha de aplicarse en la superficie de la chapa de acero para la protección contra la oxidación, por ejemplo, un recubrimiento de aluminio y silicio, no puede integrarse de manera eficiente en el procesamiento de tratamiento térmico. Además, la coordinación entre el tiempo de contacto determinado y el tiempo de ciclo en la prensa requiere generalmente la integración de estaciones de termorregulación correspondientes en una línea de endurecimiento por prensado a escala industrial, en la que generalmente son inevitables las fluctuaciones de producción durante el funcionamiento.
Si la chapa de acero que ha de ser endurecida debe someterse, antes del enfriamiento y del conformado, a procesos de tratamiento térmico diferentes por partes, existe además generalmente el problema de que las diferentes medidas de tratamiento térmico que actúan sobre la chapa de acero por partes, no pueden separarse unas de otras térmicamente de manera suficientemente fiable. Este problema surge especialmente si el tratamiento térmico diferente por partes debe realizarse de forma prácticamente simultánea en la chapa de acero.
Procedimientos para el tratamiento térmico de componentes se conocen de los documentos US2015/299817A1, US2004/060623A1 y EP2548975A1. Pero en estos procedimientos no es posible separar unas de otras térmicamente de manera suficientemente fiable diferentes medidas de tratamiento térmico que actúan sobre el componente por partes.
Partiendo de ello, la presente invención tiene el objetivo de solucionar al menos parcialmente los problemas descritos con referencia al estado de la técnica. Especialmente, se pretende proporcionar una estación de termorregulación y un dispositivo para el tratamiento térmico de un componente metálico, que permitan una delimitación térmica suficientemente fiable de medidas de tratamiento térmico que actúan sobre el componente por partes y/o una separación térmica suficientemente fiable de diferentes medidas de tratamiento térmico que actúan sobre el componente por partes.
Estos objetivos se consiguen mediante las características de las reivindicaciones independientes. Otras formas de realización ventajosas de la solución propuesta aquí se indican en las reivindicaciones dependientes. Cabe señalar que las características indicadas individualmente en las reivindicaciones dependientes pueden combinarse entre sí a discreción de manera tecnológicamente conveniente definiendo formas de realización adicionales de la invención. Además, las características indicadas en las reivindicaciones se precisan y se explican con más detalle en la descripción donde se representan formas de realización preferibles adicionales de la invención.
Conforme a la divulgación (no forma parte de la invención) se propone una estación de termorregulación para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico, con un plano de mecanizado dispuesto en la estación de termorregulación, en el que se puede disponer el componente, con al menos una tobera que está orientada hacia el plano de mecanizado y prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial del componente, y con al menos una caja de toberas que está dispuesta por encima del plano de mecanizado, formando la al menos una caja de toberas al menos una zona de toberas en la que se puede disponer al menos parcialmente al menos una tobera y/o que delimita al menos parcialmente una expansión del flujo de fluido, estando formada la al menos una caja de toberas al menos parcialmente con un material cerámico.
El componente metálico es preferentemente una platina metálica, una chapa de acero o un semiproducto al menos parcialmente preconformado. El componente metálico preferentemente está formado con o de un acero (endurecible), por ejemplo un mango de boro (y manganeso), por ejemplo, con la denominación 22MnB5. Además, preferentemente, el componente metálico está provisto o recubierto previamente al menos en gran parte con un recubrimiento (metálico). El recubrimiento metálico puede ser por ejemplo un recubrimiento que contiene (principalmente) zinc o un recubrimiento que contiene (principalmente) aluminio y/o silicio, especialmente un llamado recubrimiento de aluminio / silicio (Al/Si).
La estación de termorregulación preferentemente está dispuesta después de un primer horno y/o antes de un segundo horno. En la estación de termorregulación está dispuesto un plano de mecanizado en el que se puede disponer o está dispuesto el componente. El plano de mecanizado designa especialmente el plano en el que el componente puede ponerse para el tratamiento en la estación de termorregulación y/o en el que el componente está dispuesto y/o puede fijarse durante el tratamiento en la estación de termorregulación. Preferentemente, el plano de mecanizado está orientado de forma sustancialmente horizontal. Preferentemente, el componente se puede disponer o está dispuesto en el plano de mecanizado y se puede orientar o está orientado con respecto a la caja de toberas. Preferentemente, cuando está dispuesto en la estación de termorregulación, el componente está orientado con respecto a la caja de toberas.
La estación de termorregulación presenta al menos una tobera. La tobera está orientada hacia el plano de mecanizado. Además, la tobera está prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial del componente, especialmente de tal forma que se puede ajustar una diferencia de temperatura entre la al menos una primera zona parcial (más dúctil en el componente completamente tratada) y al menos una segunda zona parcial (más dura, en comparación, en el componente completamente tratado) del componente. Preferentemente, está prevista una multiplicidad de toberas, estando dispuestas las toberas preferentemente formando un campo de toberas. Si está prevista una multiplicidad de toberas, la caja de toberas puede formar para cada tobera una zona de toberas separada y/o para varias o todas las toberas de entre la multiplicidad de toberas una zona de toberas común. Preferentemente, la (cada) tobera está formada a modo de una tobera de chorro plano y/o de una tobera redonda.
Además, la estación de termorregulación tiene al menos una caja de toberas que está dispuesta por encima del plano de mecanizado. La caja de toberas puede estar realizada a modo de un cuadro, de un cajetín y/o de una carcasa en los que pueden estar previstas escotaduras y/o espacios en los que se pueden alojar toberas y/o fuentes de calor. Especialmente, la caja de toberas está formada, especialmente conformada de tal forma que puede separar, delimitar y/o apantallar (térmicamente) al menos una zona de toberas con respecto al entorno y/o a al menos una zona de calentamiento. Preferentemente, la caja de toberas presenta un ancho (horizontal) que especialmente es al menos una y media veces más grande que una altura (vertical) de la caja de toberas. Preferentemente, la caja de toberas presenta, especialmente en un extremo inferior o en el lado inferior, un contorno (exterior) que está conformado sustancialmente de manera correspondiente o análoga a un contorno exterior de un componente (que ha de ser tratado).
La al menos una caja de toberas forma al menos una zona de toberas. Preferentemente, pueden estar realizadas varias zonas de toberas. Preferentemente, la al menos una zona de toberas está formada o conformada por la caja de toberas de tal manera que puede alojar al menos parcialmente al menos una tobera. Para formar la zona de toberas, la caja de toberas puede presentar una o varias paredes y/o secciones de pared que al menos parcialmente circundan la zona de toberas y/o la delimitan o limitan con respecto al entorno y/o con respecto a al menos una zona de calentamiento. Preferentemente, la caja de toberas presenta al menos una pared (interior) que circunda completamente una zona de toberas, visto en una sección transversal orientada paralelamente al plano de mecanizado.
En la al menos una zona de toberas puede disponerse o está dispuesta al menos parcialmente la al menos una tobera. Según la invención, la al menos una tobera sobresale al menos parcialmente a la zona de toberas o está dispuesta incluso completamente en la zona de toberas. Alternativamente o adicionalmente, la zona de toberas está formada de tal manera que la zona de toberas delimita al menos parcialmente la expansión del flujo de fluido. Esto permite de manera ventajosa que un flujo de fluido que se hace salir por medio de la al menos una tobera hacia el componente puede guiarse de manera selectiva hacia la al menos una primera zona parcial del componente, especialmente también cuando la tobera no sobresale a la zona de toberas ni está dispuesta en esta. Preferentemente, la zona de toberas o una pared (interior) de la caja de toberas, que forma la zona de toberas, limita la expansión del flujo de fluido en un sentido lateral y/u horizontal.
Además, la al menos una caja de toberas está formada al menos parcialmente con o de un material cerámico. Preferentemente, están formadas con el o del material cerámico al menos una pared y/o al menos una sección de pared de la caja de toberas, que separan (térmicamente y/o espacialmente) preferentemente al menos una zona de toberas de la al menos una zona de calentamiento. Preferentemente, el material cerámico está sinterizado.
Según otro aspecto, se propone una estación de termorregulación para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico, con un plano de mecanizado dispuesto en la estación de termorregulación, en el que se puede disponer el componente, con al menos una tobera que está orientada hacia el plano de mecanizado y prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial del componente, y con al menos una fuente de calor que está prevista y preparada para introducir energía térmica en la al menos una segunda zona parcial del componente, y con al menos una caja de toberas que está dispuesta por encima del plano de mecanizado, formando la al menos una caja de toberas al menos una zona de toberas en la que se puede disponer al menos parcialmente la al menos una tobera y/o que limita al menos parcialmente la expansión del flujo de fluido, formando la al menos una caja de toberas al menos una zona de calentamiento que está separada de la al menos una zona de toberas y en la que se puede disponer al menos parcialmente la fuente de calor y/o que delimita al menos parcialmente la expansión de energía térmica.
La al menos una fuente de calor es al menos una fuente de calor irradiado. Preferentemente, la fuente de calor es una fuente de calor que se puede hacer funcionar de forma activa, especialmente que se puede hacer funcionar de forma eléctrica o ser alimentada de corriente. De forma especialmente preferible, la fuente de calor está formada con un elemento calefactor (que no contacta el componente físicamente o eléctricamente) que se hace funcionar de forma eléctrica. El elemento calefactor puede ser un bucle calefactor y/o un alambre calefactor. Alternativamente o adicionalmente, la fuente de calor puede estar formada con un tubo de acero (calentado por gas).
La al menos una zona de calentamiento está formada por la caja de toberas. Preferentemente, la al menos una zona de calentamiento está formada o conformada por la caja de toberas de tal manera que puede alojar al menos parcialmente al menos una fuente de calor. Para formar la zona de calentamiento, la caja de toberas puede presentar una o varias paredes y/o secciones de pared que al menos parcialmente circundan la zona de calentamiento y/o la limitan o delimitan con respecto al entorno y/o con respecto a al menos una zona de toberas. Preferentemente, la caja de toberas presenta al menos una pared (interior) que circunda completamente una zona de calentamiento, visto en una sección transversal orientada paralelamente al plano de mecanizado.
En la al menos una zona de calentamiento se puede disponer o está dispuesta al menos parcialmente la al menos una fuente de calor. Preferentemente, la al menos una fuente de calor sobresale al menos parcialmente a la zona de calentamiento o está dispuesta incluso completamente en la zona de calentamiento. Alternativamente o adicionalmente, la zona de calentamiento está formada de tal manera que la zona de calentamiento limita al menos parcialmente la expansión de energía térmica. Esto permite de manera ventajosa que la energía térmica irradiada por medio de la al menos una fuente de calor hacia el componente puede ser guiada de forma selectiva hacia la al menos una segunda zona parcial del componente, especialmente también si la fuente de calor no sobresale a la zona de calentamiento ni está dispuesta en esta. Preferentemente, la zona de calentamiento o una pared (interior) de la caja de toberas, que forma la zona de calentamiento, limita la expansión de la energía térmica en un sentido lateral y/u horizontal. Si la fuente de calor está formada con una fuente de calor irradiado que se puede hacer funcionar especialmente de forma eléctrica o que puede calentarse por gas, especialmente la radiación térmica irradiada lateralmente puede ser dirigida o reflejada por ejemplo por una pared interior de la zona de calentamiento hacia la segunda zona parcial del componente.
Los detalles, las características y las formas de realización ventajosas, descritos en relación con la estación de termorregulación presentada en primer lugar pueden estar presentes de manera correspondiente también en la estación de termorregulación presentada aquí, y viceversa. A este respecto, se hace referencia a la totalidad de las indicaciones hechas allí para la caracterización detallada de las características.
Según una forma de realización ventajosa, se propone que la al menos una caja de toberas está formada al menos parcialmente con o de un material cerámico reforzado con fibras. Como fibras se pueden usar por ejemplo fibras de óxido de aluminio. Preferentemente la al menos una caja de toberas o al menos una pared y/o al menos una sección de pared de la caja de toberas están formadas al menos parcialmente con o de una cerámica de óxido de aluminio reforzada con fibras (finas) de óxido de aluminio.
Según otra forma de realización ventajosa se propone que la al menos una caja de toberas está formada al menos parcialmente con o de una cerámica de óxido de aluminio. Preferentemente, al menos una pared y/o al menos una sección de pared de la caja de toberas están formadas al menos parcialmente con o de una cerámica de óxido de aluminio. De forma especialmente preferible (casi) todas las paredes y/o secciones de pared de la caja de toberas están formadas con o de una cerámica de óxido de aluminio, especialmente reforzada con fibras (finas) de óxido de aluminio.
Según una forma de realización ventajosa, se propone que en al menos una zona de toberas está dispuesto al menos un campo de toberas con una multiplicidad de toberas sujetas especialmente a una distancia entre sí. Preferentemente, la forma del campo de toberas y/o la disposición de las múltiples toberas están adaptadas a la geometría (que ha de conseguirse) de la al menos una primera zona parcial del componente.
Según una forma de realización ventajosa se propone que la al menos una zona de toberas está conformada de tal manera que cubre una parte del plano de mecanizado en la que se puede disponer la al menos una primera zona parcial del componente. Preferentemente, una sección transversal, orientada paralelamente al plano de mecanizado, de la zona de toberas presenta una forma o geometría que corresponden a la forma o geometría (que han de conseguirse) de la primera zona parcial del componente. Además, preferentemente, la al menos una zona de calentamiento está conformada de tal manera que cubre una zona del plano de mecanizado en la que se puede disponer la al menos una segunda zona parcial del componente. De forma especialmente preferible, la sección transversal, orientada paralelamente al plano de mecanizado, de la zona de calentamiento presenta una forma o geometría que corresponden a la forma o geometría (que han de conseguirse) de la segunda zona parcial del componente.
Además, la al menos una zona de toberas puede estar dispuesta en una posición (lateral y/u horizontal) determinada dentro de o en la caja de toberas, que corresponde a una posición (lateral y/u horizontal) de la al menos una primera zona parcial en el componente, solapándose especialmente con esta, cuando el componente está dispuesto en el plano de mecanizado y/u orientado con respecto a la caja de toberas. Además, la al menos una zona de calentamiento puede estar dispuesta en una posición (lateral y/u horizontal) determinada dentro de o en la caja de toberas, que se corresponde con una posición (lateral y/u horizontal) de la al menos una segunda zona parcial en el componente, solapándose especialmente con esta, cuando el componente está dispuesto en el plano de mecanizado y/u orientado con respecto a la caja de toberas.
Según una forma de realización ventajosa se propone que la al menos una caja de toberas está formada al menos parcialmente con doble pared y/o presenta al menos parcialmente un material aislante. Preferentemente, la caja de toberas está formada con doble pared y/o aislada (térmicamente) en la zona de la al menos una zona de calentamiento o al menos parcialmente alrededor de la al menos una zona de calentamiento. El material aislante está formado especialmente con o de un aislante microporoso. Preferentemente, el material aislante está dispuesto entre paredes y/o secciones de pared de la caja de toberas, que forman una sección de doble pared de la caja de toberas. Preferentemente, el material aislante es resistente a temperaturas superiores a 1073,15 K.
Según otro aspecto, se propone un dispositivo para el tratamiento térmico (parcial) de un componente metálico, que comprende al menos:
- un primer horno que puede calentarse por medio de calor irradiado y/o convección,
- una estación de termorregulación presentada aquí, dispuesta después del primer horno.
Según una forma de realización ventajosa se propone que el dispositivo comprende además al menos:
- un segundo horno que está dispuesto después de la estación de termorregulación y que puede calentarse especialmente por medio calor irradiado y/o convección, y/o
- una herramienta de endurecimiento por prensado dispuesta después de la estación de termorregulación y/o del segundo horno.
Según otra forma de realización ventajosa se propone que al menos el primer horno o el segundo horno sean un horno de paso o un horno de cámara. Preferentemente, el primer horno es un horno de paso, especialmente un horno de rodillos. De forma especialmente preferible, el segundo horno es un horno de paso, especialmente un horno de rodillos, o un horno de cámara, especialmente un horno de cámaras multicapa con al menos dos cámaras superpuestas. Preferentemente, el segundo horno presenta un espacio interior de horno que puede calentarse especialmente (exclusivamente) por medio de calor irradiado, en el que preferentemente se puede ajustar una temperatura interior prácticamente homogénea. Especialmente si el segundo horno está realizado como horno de cámaras multicapa, según el número de cámara, pueden estar presentes varios de estos espacios interiores de horno.
Preferentemente en el primer horno y/o en el segundo horno están dispuestas (exclusivamente) fuentes de calor irradiado. De forma especialmente preferible, en un espacio interior de horno del primer horno y/o en un espacio interior de horno del segundo horno está dispuesto al menos un elemento calefactor (que no contacta el componente) que se hace funcionar de forma eléctrica, como por ejemplo al menos un bucle calefactor que se hace funcionar de forma eléctrica y/o al menos un alambre calefactor que se hace funcionar de forma eléctrica. Alternativamente o adicionalmente, en el espacio interior de horno del primer horno y/o en el espacio interior de horno del segundo horno puede estar dispuesto al menos un tubo radiador calentado por gas. Preferentemente, en el espacio interior de horno del primer horno y/o en el espacio interior de horno del segundo horno están dispuestos varios quemadores de gas de tubo radiador o tubos radiadores, hacia cuyo interior quema al menos un quemador de gas. Resulta especialmente ventajoso si la zona interior de los tubos de acero, a cuyo interior queman los quemadores de gas, está separada atmosféricamente del espacio interior de horno, de tal forma que no puedan llegar gases de combustión o gases de escape al espacio interior de horno y por tanto no pueden influir en la atmósfera del horno. Una disposición de este tipo se designa también como “calentamiento indirecto por gas”. Los detalles, las características y las formas de realización ventajosas que se han explicado en relación con las estaciones de termorregulación pueden estar presentes de manera correspondiente también en el dispositivo presentado aquí, y viceversa. A este respecto, se hace referencia a la totalidad de las indicaciones hechas allí para la caracterización más detallada de las características.
Según otro aspecto se propone un uso de una caja de toberas, formada al menos parcialmente con un material cerámico, en una estación de termorregulación, usándose la caja de toberas para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico.
Los detalles, las características y las formas de realización ventajosas que se han explicado en relación con las estaciones de termorregulación y/o con el dispositivo pueden estar presentes de manera correspondiente también en el uso presentado aquí, y viceversa. A este respecto, se hace referencia a la totalidad de las indicaciones hechas allí para la caracterización más detallada de las características.
La invención así como el entorno técnico se explican a continuación en detalle con la ayuda de las figuras. Cabe señalar que no se pretende limitar la invención por los ejemplos de realización representados. Especialmente, a no ser que esté representado explícitamente lo contrario, también es posible extraer aspectos parciales de los hechos explicados en las figuras y combinarlos con otros componentes y/o conocimientos de otras figuras y/o de la presente descripción. Muestran:
la figura 1: una representación esquemática de una estación de termorregulación según la invención, la figura 2: una representación esquemática de otra estación de termorregulación según la invención, la figura 3: una vista en perspectiva de una caja de toberas representada en sección, que se puede emplear en una estación de termorregulación según la invención,
la figura 4: una representación esquemática de un dispositivo según la invención.
La figura 1 muestra una representación esquemática de una estación de termorregulación 1 para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico 2. En la estación de termorregulación 1 está dispuesto un plano de mecanizado 3 en el que está situado el componente 2. La estación de termorregulación 1 presenta a modo de ejemplo una tobera 4 que está orientada hacia el plano de mecanizado 3 y que está prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido 5 para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial 6 del componente 2. Además, la estación de termorregulación 1 presenta a modo de ejemplo una fuente de calor 9 que está prevista y preparada para introducir energía térmica en al menos una segunda zona parcial 10 del componente 2. La fuente de calor 9 está formada aquí a modo de ejemplo en forma de un alambre calefactor que puede alimentarse de corriente. Además, la estación de termorregulación 1 presenta una caja de toberas 7 que está dispuesta por encima del plano de mecanizado 3. La caja de toberas 7 forma aquí una zona de toberas 8 en la que está dispuesta al menos parcialmente la tobera 4. Además, la caja de toberas 7 forma según la representación de la figura 1 una zona de calentamiento 11 que está separada de la zona de toberas 8 y en la que está dispuesta al menos parcialmente la fuente de calor 9.
En la figura 1, la caja de toberas 7 está formada con un material cerámico o las paredes 18 de la caja de toberas 7 están formadas de un material cerámico. De material cerámico sirve aquí a modo de ejemplo una cerámica de óxido de aluminio reforzada con fibras. Además, en la figura 1 se muestra que la caja de toberas 7 está formada con doble pared alrededor de la zona de calentamiento 11 y presenta entre las paredes 18 que forman la sección de doble pared de la caja de toberas 7 un material aislante 13.
Según la representación de la figura 1 se muestra además que la zona de toberas 8 está conformada de tal manera que cubre una zona del plano de mecanizado 3, en la que está dispuesta la primera zona parcial 6 del componente 2, cuando el componente 2 está dispuesto en el plano de mecanizado 3 y orientado con respecto a la caja de toberas 7. Además, la zona de calentamiento 11 está conformada de tal manera que cubre una zona del plano de mecanizado 3, en la que está dispuesta la segunda zona parcial 10 del componente 2. Dicho de otra manera, una sección transversal, orientada aquí perpendicularmente con respecto al plano del dibujo y paralelamente al plano de mecanizado 3, de la zona de toberas 8 presenta una forma que corresponde a la forma o geometría (que han de conseguirse) de la primera zona parcial 6. Correspondientemente, una sección transversal, orientada aquí perpendicularmente al plano del dibujo y paralelamente al plano de mecanizado 3, de la zona de calentamiento 11 presenta una forma que corresponde a la forma o geometría (que han de conseguirse) de la segunda zona parcial 10.
La zona de toberas 7 y la zona de calentamiento 11 están separadas (térmicamente) una de otra por medio de la caja de toberas, de manera que al componente 2 se puede conferir un perfil de temperatura con zonas parciales delimitadas entre sí de la manera más exacta posible, termorreguladas de maneras distintas. Por el hecho de que en la primera zona parcial 6, mediante el enfriamiento por medio de la tobera 4, se ajusta una clara diferencia de temperatura entre la primera zona parcial 6 y la segunda zona parcial 10, después de un endurecimiento en una herramienta de endurecimiento por prensado (no representada aquí) dispuesta después de la estación de termorregulación 1, en las zonas parciales 6, 10 se ajustan unas estructuras de material y/o propiedades de resistencia distintas, pudiendo ajustarse en la primera zona parcial 6 enfriada una estructura más dúctil y/o una menor dureza que en la segunda zona parcial 10.
La figura 2 muestra una representación esquemática de otra estación de termorregulación 1 para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico 2. Dado que los signos de referencia se usan de forma homogénea, aquí se explican únicamente las diferencias con respecto a la estación de termorregulación representada en la figura 1. Por lo demás, se remite a las explicaciones relativas a la figura 1, a las que se hace referencia aquí en su totalidad. Una primera diferencia consiste en que aquí se muestran dos toberas 4 que están dispuestas en un campo de toberas 12.
Además, en la figura 2 está ilustrado a modo de ejemplo que la zona de toberas 8 también puede estar formada de tal manera que limite al menos parcialmente, aquí a modo de ejemplo lateralmente, la expansión del flujo de fluido 5, sin que la(s) tobera(s) misma(s) tengan que estar dispuestas en la zona de toberas 8. De manera análoga, la zona de calentamiento 11 está formada aquí a modo de ejemplo por la caja de toberas 7, de manera que limita al menos parcialmente, aquí a modo de ejemplo lateralmente, la expansión de energía térmica. Para ello, por ejemplo, radiación térmica que en la figura 2 se indica mediante líneas de puntos, puede ser reflejada en las paredes interiores 18 de la zona de calentamiento 11.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de una caja de toberas 7 representada en sección, que se puede emplear en una estación de termorregulación (no representada aquí) según la invención. La caja de toberas 7 forma aquí a modo de ejemplo varias zonas de toberas 8 en las que se pueden disponer toberas (no representadas aquí) y/o hacia cuyo interior pueden soplar las toberas. Además, la caja de toberas 7 forma varias zonas de calentamiento 11, en las que se pueden disponer una o varias fuentes de calor (no representadas aquí). Además, las zonas de toberas 8 están separadas de las zonas de calentamiento 11 por medio de las paredes 18 de la caja de toberas 7 y por medio de material aislante 13.
La figura 4 muestra una representación esquemática de un dispositivo 14 según la invención para el tratamiento térmico de un componente metálico 2. El dispositivo 14 presenta un primer horno 15 calentable, una estación de termorregulación 1 dispuesta (directamente) después del primer horno 15, un segundo horno 16 calentable, dispuesto (directamente) después de la estación de termorregulación 1, y una herramienta de endurecimiento por prensado 17 dispuesta (directamente) después del segundo horno 16. El dispositivo 14 constituye aquí una línea de conformado en caliente para el endurecimiento (parcial) por prensado.
Aquí, se indican una estación de termorregulación y un dispositivo para el tratamiento térmico de un componente metálico, que solucionan al menos parcialmente los problemas descritos con respecto al estado de la técnica. Especialmente, la estación de termorregulación y el dispositivo permiten una delimitación térmica suficientemente fiable de medidas de tratamiento térmico que actúan sobre el componente por partes y/o una separación térmica suficientemente fiable de diferentes medidas de tratamiento térmico que actúan sobre el componente por partes. Lista deí signos de referencia
1 Estación de termorregulación
2 Componente
3 Plano de mecanizado
4 Tobera
5 Flujo de fluido
6 Primera zona parcial
7 Caja de toberas
8 Zona de tobera
9 Fuente de calor
10 Segunda zona parcial
11 Zona de calentamiento
Campo de toberas
Material aislante
Dispositivo
Primer horno
Segundo horno
Herramienta de endurecimiento por prensado Pared

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Estación de termorregulación (1) para el tratamiento térmico parcial de un componente metálico (2) con un plano de mecanizado (3) dispuesto en la estación de termorregulación (1), en el que se puede disponer el componente (2), con al menos una tobera (4) que está orientada hacia el plano de mecanizado (3) y que está prevista y preparada para hacer salir un flujo de fluido (5) para el enfriamiento de al menos una primera zona parcial (6) del componente (2), y con al menos una fuente de calor (9) que está prevista y preparada para introducir energía térmica en al menos una segunda zona parcial (10) del componente (2), y con al menos una caja de toberas (7) que está dispuesta por encima del plano de mecanizado (3), formando la al menos una caja de toberas (7) al menos una zona de toberas (8), y en donde la al menos una tobera (4) sobresale al menos parcialmente a la zona de toberas (8) o está dispuesta incluso completamente en la zona de toberas (8), y en donde la al menos una caja de toberas (7) forma al menos una zona de calentamiento (11) separada de la al menos una zona de toberas (8), en la que se puede disponer al menos parcialmente la fuente de calor (9) y/o que limita al menos parcialmente la expansión de energía térmica, y en donde la al menos una fuente de calor es al menos una fuente de calor irradiado.
2. Estación de termorregulación según la reivindicación 1, en la que la al menos una caja de toberas (7) está formada al menos parcialmente con o de un material cerámico reforzado con fibras.
3. Estación de termorregulación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la al menos una caja de toberas (7) está formada al menos parcialmente con una cerámica de óxido de aluminio.
4. Estación de termorregulación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que en al menos una zona de toberas (8) está dispuesto al menos un campo de toberas (12) con una pluralidad de toberas (4).
5. Estación de termorregulación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la al menos una zona de toberas (8) está conformada de tal manera que cubre una zona del plano de mecanizado (3) en la que se puede disponer la al menos una primera zona parcial (6) del componente (2).
6. Estación de termorregulación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la al menos una caja de toberas (7) está formada al menos parcialmente con doble pared y/o presenta al menos parcialmente un material aislante (13).
7. Dispositivo (14) para el tratamiento térmico de un componente metálico (2), que comprende al menos:
- un primer horno (15) calentable,
- una estación de termorregulación (1) dispuesta después del primer horno (15), que está realizada según una de las reivindicaciones anteriores.
8. Dispositivo según la reivindicación 7 que comprende además al menos:
- un segundo horno (16) calentable que está dispuesto después de la estación de termorregulación (1), y/o - una herramienta de endurecimiento por prensado (17) dispuesta después de la estación de termorregulación (1) y/o del segundo horno (16).
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