JP2018528380A - 金属プレートの熱処理のためのオーブン装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、プレート（１０１）を熱処理するためのオーブン装置（１００）に関するものである。オーブン装置（１００）は、その内部で前記プレート（１０１）が所定の温度で熱処理されるオーブン空間（１１３）を有するオーブンハウジング（１０２）と、オーブン空間（１１３）内に配置される温度調節体（１０３）と、を備える。さらにオーブン装置（１００）は温度調節体（１０３）と温度調節装置とを備える。温度調節装置は、少なくとも第１位置において前記温度調節体（１０３）と熱的に接続し、第２位置において前記プレート（１０１）と熱的に接続できるように、前記オーブン空間（１１３）内の前記第１位置と前記第２位置との間で動作可能に配置されている。

Description

本発明は、金属プレートの熱処理のためのオーブン装置、及び、金属プレートの熱処理のための方法に関する。

車両の車体構造においては、少ない重量と、同時に所望の強度及び所望の変形挙動を有する部品が好ましい。クラッシュ時に特に高い負荷にさらされ得る車体の領域において、高強度鋼から製造され、異なる延性領域を有するプレス硬化部品が使用される。かかる部品の例としては、車両のＡピラー及びＢピラー、バンパー（Stossstange）及びドアインパクトビーム（Tueraufpralltrager）が挙げられる。

異なる延性領域を有する部品は、例えば、金属プレートが異なって熱処理された領域を有することにより製造される。この、金属プレートの異なる領域の異なる熱処理は例えば異なる温度プロファイル又は冷却プロファイルの所期の設定によって制御される。

ＤＥ１０２０１２２１６４６８は、例えば、金属部材（Metallbauteil）の異なる領域が異なる冷却プロファイル又は冷却速度で冷却され、従って両領域が異なる延性特性を有する、金属部材の製造を開示する。

独国特許登録第１０２０１２２１６４６８号公報

本発明の課題は、金属プレートのフレキシブルで効率的な熱処理を実現するオーブン装置を提供することにある。

この課題は、独立請求項による、金属プレートの熱処理のためのオーブン装置、及び金属プレートの熱処理のための方法によって解決される。

本発明の第１態様によれば、プレート（例えば金属プレート）の熱処理のためのオーブン装置が記載される。オーブン装置は、オーブン空間を有するオーブンハウジングを備え、オーブン空間の内部でプレートが所定の温度で熱処理される。さらに、オーブン装置は、オーブン空間内に配置される温度調節体を備える。
さらに、オーブン装置は、温度調節装置を備え、温度調節装置は、少なくとも第１位置において温度調節体と熱的に接触し、第２位置においてプレートと熱的に接触できるように（bringbar）、オーブン空間の内部の第１位置と第２位置との間で動作可能に配置される。

例示的な実施形態において、温度調節装置は、帯状要素として及び／又は複数の（einer Vielzahl）温度調節ピンとともに形成されている。両実施形態を以下で詳細に説明する。

帯状要素は第１区域を有する。温度調節体は温度調節面を有し、第１区域が第１位置において温度調節体と熱的に接触し、第１区域が第２位置においてプレートと熱的に接触できるように、帯状要素はオーブン空間内部の第１位置と第２位置との間で動作可能に配置される。

複数の温度調節ピンを有する例示的実施形態において、温度調節体は、相応の複数の収容孔を有し、収容孔内にはそれぞれ、複数の温度調節ピンの内の１つを装入可能である。複数の温度調節ピンは、第１位置において温度調節体と熱的に接触し、第２位置においてプレートと熱的に接触できるように第１位置と第２位置との間で動作可能に配置されている。

本発明のさらなる態様によれば、プレートの熱処理のための方法が述べられる。この方法によれば、プレートをオーブン装置のオーブンハウジングのオーブン空間内に提供し、オーブン空間内ではプレートが所定の温度で熱処理される。帯状要素はオーブン空間内部で第１位置と第２位置との間で動作し、第１位置において第１区域がオーブン空間に配置された温度調節体の温度調節面に熱的に接触し、第２位置において第１区域がプレートと熱的に接触する。

プレートは、金属加工品、又は半製品を表し、そこから所望の形状及び延性を有する部品が製造される。プレートは例えば、約２ｃｍ未満、特に１ｃｍ未満の厚さを有する金属板である。この金属部材を用いて、例えば、車両用部品のような金属装置が製造される。例えば、車両用部品は、車両のＡピラー又はＢピラー、車両のバンパー又はドアインパクトビームを表すことができる。

プレートは、鉄の他に製造工程による不純物を含みうる鋼から成ることができる。さらに金属部材は、例えば、（重量％において）Ｃ：０．０２〜０．６％、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ａｌ：０．０１〜０．０６％、Ｓｉ：０．１〜０．４％、Ｃｒ：０〜１．２％、Ｐ：０〜０．０３５％、Ｓ：０〜０．０３５％の合金成分を含むことができる。さらに金属部材は、Ｔｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ及び／又はＮを含む群のうちの１つ以上の要素を含むことができ、ここでＴｉは０〜０．０５％の濃度、Ｃｕは０〜０．０１％の濃度、Ｂは０．０００８〜０．００５％の濃度、Ｍｏは０〜０．４％の濃度、Ｎｉは０〜０．４％、Ｎは０〜０．０１％の濃度を含むことができる。

オーブン装置はプレートの過熱のために構成されている。プレートは、オーブン装置内で所望の温度、例えばオーステナイト化温度（Austenitisierungstemperatur）に加熱され又は冷却される。オーステナイト化温度は、例えば約７５０℃〜約１０００℃であり、ここでオーステナイト化温度の下限は金属部材の材料（鋼の割合及び合金の割合）に依存する。オーステナイト化温度より上では完全にオーステナイト化した組織が金属部材内に存在する。

オーブン装置は、１つのオーブン空間又は複数の異なるオーブン空間を有する。各オーブン空間において、例えば所定の温度が設定されることができ、従ってプレートは各オーブン空間内で加熱のため又は冷却のために所定の温度にさらされる。オーブン装置は、特に、オーブン空間内で、所定の、時間的に変化する温度プロファイルを設定できるように、構成されている。温度プロファイルは、プレートがオーブン装置のオーブンハウジングのオーブン空間内にある間、プレートに影響を与える。例えば、全温度調節プロファイルの間、プレートが位置固定されて静止してオーブンハウジング内にあり、従って、１つのかつ同じオーブン空間内にあるように、オーブン装置が構成されることができる。あるいは、オーブン装置は、例えば連続オーブン（Durchlaufofens）の構造形式で設計されており、従ってプレートが搬送装置によって、順次又は連続的に、１つのオーブン空間を通り抜けて又は複数の、搬送方向に沿って次々と配置されたオーブン空間を通り抜けて運搬される。

所定の時間的に変化可能な温度プロファイル（例えば加熱及び／又は冷却）は、所定のオーブン空間において設定可能でありプレート全体又はプレートの所定の領域に影響を与える温度の位置的及び／又は時間的温度経過を表す。従って例えばオーブン装置内でプレートが第１オーブン空間内で所定の温度に加熱され、別の時点又はさらなる第２オーブン空間内では、プレートに作用してこれを加熱し又は冷却する別の温度が設定されることができる。

ここで、所望の温度プロファイルをオーブン空間内に設定するためにオーブン空間内において例えばヒーター要素又はクーラー要素が配置されることができ、従ってプレートは所期のように加熱され冷却され又は一定温度に保たれる。オーブン装置のオーブン空間内における温度は、例えば約１００℃〜約１０００℃の間で設定されることができる。

プレートの所期の異なる延性領域を生じさせるために、プレートの所期の所定の領域が時間的に異なって加熱され、特に、時間的に異なって冷却され、結果的に異なる組織領域がプレートの異なる領域において生じる。特に、金属部材の過熱の際には加熱速度は約１Ｋ／ｓ〜約２０Ｋ／ｓの値になりうる。オーブン空間の温度調節により、特に以下に詳細を述べる帯状要素の温度調節により、金属部材の複数の領域は例えば冷却されることもできる。即ち、約１Ｋ／ｓ〜約４０Ｋ／ｓの冷却速度が実現され得る。

加熱、保温、冷却の間にプレート内で生じる組織は、時間‐温度‐変更ダイアグラム（ＺＴＵ‐ダイアグラム）から読み取ることができる。ＺＴＵ−ダイアグラムにおいて、異なる温度プロファイル又は冷却中の冷却速度における組織成長が読み取られることができる。

本発明によれば、特に、帯状要素第１区域及び／又は温度調節ピンが、プレートの、冷却されるべき所定の表面領域と熱的に接触するようにすることで、プレートの所定の領域がゆっくりと又は早く冷却されることができる。あるいは、帯状要素の第１区域及び／又は温度調節ピンが、プレートの、早く加熱されるべき所定の表面領域と熱的に接触するようにすることで、特にプレートの所定の領域が早く加熱されることができる。

さらに、「熱的に接触（thermischer Kontakt）」という用語は、２つの相応の要素の間、例えば、一方の帯状要素の第１区域及び／又は温度調節ピンと他方のプレートとの間の熱的相互作用と解釈され、従って、相応の２つの要素の間での早い温度交換が可能になる。相応の２つの要素（例えば、一方の帯状要素の相応の区域及び／又は温度調節ピンと他方のプレートと）の間での、かかる早い温度交換は、特に、例えば帯状要素の相応の区域及び／又は温度調節ピンなどの第１要素が、第２要素又はプレートの所望の領域に、物理的に接触することによって実現される。これは、例えば、帯状要素の相応の区域及び／又は温度調節ピンが、プレートの所望の領域に触れることを意味し、従って熱エネルギーが両要素の間で早く交換されることが可能である。これはプレートの所望の領域の冷却又は加熱に導く。

あるいは、２つの要素の間で、例えば、一方の帯状要素の相応の区域及び／又は温度調節ピンと他方のプレートの相応の領域との間で、小さい間隔、即ち約１ミリメートル〜約２センチメートルの間の間隔が生じていることが、熱的接触として理解されることができる。

温度調節体は、特に高い蓄熱容量（Waermespeicherkapazitaet）を有し、従ってこれは帯状要素の第１区域及び／又は温度調節ピンの複数の冷却サイクルを実行できる。さらに以下で異なる例示的実施形態に関して詳細に述べられるように、温度調節体は、交換可能にオーブン空間内に配置され、及び／又は冷却装置又は加熱装置（即ち温度調節装置）を備える。温度調節体は、冷媒が充填された中空体であることができる。冷媒は、例えば、水や他の適した流体等の液状の媒体であることができる。温度調節体の壁は、例えば金属材料のような高い熱伝導性を有する材料からなることができる。

帯状要素は、可撓性（flexiblen）又は変形可能な材料からなることができ、駆動装置を用いて第１位置と第２位置との間で動作可能に配置される。帯状要素は例えば板状の帯体から形成されることができる。さらに、帯状要素は、リングメッシュ（Ringgewebe）、特に金属製のリングメッシュからなることができる。

プレート又はプレートの所定の領域の高速な冷却又は加熱の可能性は、本発明によって、帯状要素の、予め冷却された又は予め加熱された区域を使用することによって達成することができる。温度調節体は、好適な実施形態において、換言すると、オーブン空間内の温度より顕著に冷たい温度、特にオーブン空間内の温度の半分より低い温度を有する冷却体である。

帯状要素の第１区域はプレートの冷却後第１位置に進むことができ、第１位置において第１区域は温度調節体の温度調節面に熱的に接触する。これは、第１区域の第１位置において温度調節面上に載置され、又は、例えば温度調節面から２センチメートルよりも小さい距離を有することを意味する。第１位置において、帯状要素の第１区域は、このようにして予め冷却され（又は加熱され）、その後第２位置に進められ、第２位置において第１区域は、プレートを急激に冷却するため（又は急激に加熱するため）に、プレートと熱的に接触する。その後第１区域は改めて、予め冷却され又は予め加熱されるために、第１位置へ進められることができる。

このようにして効果的にプレートの所定の領域又はプレート全体が、帯状要素の第１位置で冷却され、又は、あるいは加熱されることができる。同時に、オーブン装置の構成上の高いコスト又は時間的に煩雑な設備変更を必要とすることなく、複数のプレート又は複数のプレートの複数の領域を温度調節するために、第１区域は温度調節体を用いて複数回冷却されることができる。

さらなる例示的実施形態によれば、帯状要素は、温度調節体を取り囲む帯状ループ（eine Bandschlinge）を形成する。

帯状ループとしての帯状要素は、例えば１つ以上のローラの上を通って延在し、少なくも１つのローラは、第１区域を第１位置と第２位置との間で往復動作させるために、例えば駆動ローラとして機能して帯状要素を駆動する。帯状ループとしての帯状要素は、例えば駆動ロールの上に緩く配置されることができ、又は、駆動ロールの周りに予め張力をかけて配置されることができる。帯状要素は、例えばベルト駆動の形態によって駆動されることができる。そこで、帯状要素は、例えば歯付きベルトの形態の歯要素を有することができ、帯状要素を駆動するために相応の歯要素で駆動ロールに噛合する。換言すると、Ｖベルト（ein Keilriemen）又は歯付きベルト駆動が可能になる。あるいは駆動ローラの周りに帯状要素の張力を予めかける場合、平ベルト駆動（ein Flachriemenantrieb）が可能になる。

さらに、帯状要素は、２つの自由端領域を有するオープンな帯として形成されることができ、帯状要素の第１端部は例えば第１駆動ローラ上に巻き付けられており、第１端部の反対側の第２端部はさらなる第２駆動ローラに巻き付けられている。相応に、第１駆動ローラ及び第２駆動ローラの制御によって、帯状要素は第１位置と第２位置との間で往復動作できる。

さらなる例示的実施形態によれば、第１区域は第２位置において温度調節体から離間している。帯状要素は、第１区域が第２位置において温度調節体とプレートとの間で配置可能であり、第１区域が温度調節体から離間するように、配置される。

さらなる例示的実施形態によれば、帯状要素は第１区域から離間する第２区域をさらに備える。第２区域は、第２位置において第２区域がプレートから離間して配置され得るように形成されている。

特に、さらなる例示的実施形態において、第２位置において第２区域が温度調節体の温度調節面に熱的に接触するように、第２区域は形成されている。

帯状要素の第２区域の構成によって、１つ以上のプレートを、帯状要素を用いてより効果的に温度調節し、特に冷却することができる。第１区域が例えば第２位置において１つのプレートを介して加熱され又は冷却される間、第２区域は温度調節体を用いて冷却され又は加熱される。後続の製造ステップにおいて、帯状要素は第２位置から第１位置に動作し、第１区域が温度調節体によって温度調節され、第２区域はプレート又はさらなるプレートを温度調節する。

相応に、帯状要素はさらなる第３区域を備えることができ、第３区域は第１区域と第２区域との間に配置され、例えば帯状要素の第３位置において温度調節体の温度調節面及び／又はプレートと熱的に接触する。

このようにして、オーブン装置による処理量（der Durchsatz）が高められることができ、このようにしてオーブン装置全体が効果的に構成されることができる。

さらなる例示的実施形態によれば、プレートの動作の際に、帯状要素の温度調節体に対する相対的な動作が生成されるように、帯状要素はプレート上に載置可能に構成されている。帯状要素のプレート上への載置によって、帯状要素とプレートとの間で摩擦力が生成される。プレートが搬送方向に動作すると、プレートが動作する際に帯状要素を連行し（mitnehmen）、帯状要素は動作し、場合によっては、第１位置から第２位置へ、またその逆に動作させられる。さらなる駆動装置はこの場合省略されることができる。この実施形態は、帯状要素が上述したように帯状ループとして形成されている場合に、帯状要素の１つの同じ運動方向において（bei ein- und derselben Bewegungsrichtung des Bandelements）、第１区域及び第２区域が交互に、金属プレートの異なる領域上に、又は搬送方向に沿って次々に配置された金属プレート上に載置されることができるので、特に有利である。

温度調節ピンは、例えばマグネシウム、銅又はアルミニウム等のような、例えば高熱伝導性材料から形成され得る。温度調節ペンは例えば約４〜約１５ミリメートルの直径を有することができる。温度調節ピンはたとえが約５〜約５０センチメートルの長さを有し、特に約１０〜約２０センチメートルの長さを有することができる。

温度調節体は、例えば銅などの、例えば同様に熱伝導性材料から形成され得る。例示的実施形態において、温度調節ピンは、例えば約４．８ミリメートルの直径を有し得る。相応に収容孔は例えば約５ミリメートルの直径を有することができる。温度調節ピンのより良いガイドのために、温度調節体は約２０〜約５０センチメートルの厚さの温度調節体を有することができる。

さらなる例示的実施形態によれば、温度調節ピンが第２位置においてプレートの表面上に載置されることができ、プレートの表面の輪郭又は形状（Kontur）に適合することができるように、温度調節ピンは各収容孔内にスライド可能に配置されている。

温度調節ピンはプレートの表面上に直接載置されることができる。プレートの表面の輪郭を持ち上げること（Erhebungen）は、相応の温度調節ピンを温度調節体の方向へスライドさせ、プレートの表面の輪郭を引き下げること（Vertiefungen）は、相応の温度調節ピンを温度調節体から先へ（fort）スライドさせる。従って、プレートが平面でない形態であっても、温度調節ピンはプレートの表面上に載置されることができる。このようにして、プレート平面でない場合であっても、プレートの均一な温度調節（加熱又は冷却）を実現することができる。

さらなる例示的実施形態において、温度調節ピンは、例えば相応のバネ機構を有するように構成されることができ、従って温度調節ピンは温度調節体におけるニュートラル位置に関して予め付勢されることができる。プレートの平面でない表面は、温度調節ピンを温度調節体に対して相対的に相応にスライドさせ、プレートが離れた後、温度調節ピンはその予付勢に基づいて再びニュートラルポジションにスライドされる。バネ機構は、例えば、温度調節ピンにそれぞれ相応に割当られた相応の牽引バネ又は圧縮バネを有することができる。

さらなる例示的実施形態によれば、オーブン装置は、駆動装置をさらに有することができる。駆動装置は、温度調節装置を第１位置と第２位置との間で動作させるように構成されている。上記でさらに述べたとように、駆動装置は１つ以上の駆動ローラを有し、駆動ローラは帯状要素を第１位置と第２位置との間で動作させる。さらに、駆動装置はリフト装置であり得、これを用いて温度調節ピン及び／又は温度調節体をプレートの方向へ動作させることができる。

さらなる例示的実施形態によれば、温度調節体はオーブン装置内に交換可能に配置されている（in dem Ofenraum angeordnet）。温度調節体はこのようにして、温度調節ピン又は帯状要素の第１区域及び／又は第２区域の温度調節の後、例えば、特定の回数の温度調節サイクルの後、整備のために又は自身の温度調節のために交換されることができる。

例えば、温度調節体は、受動的な温度調節体として形成されることができる。このことは、温度調整体が高い蓄熱容量を有し、オーブン空間内での配置の際に（bei Anordnung in dem Ofenraum）能動的に温度調節されないことを意味する。このことは、温度調節ピン又は帯状要素の相応の区域の複数回の加熱又は冷却の後、温度調節体がそれ自体で温まり又は冷める（aufwaermt oder abkuehlt）ということを意味する。温度調節体が所定の境界温度に達した後、これらは交換されることができ、例えば予め温度調節された別の温度調節体で置き換えられることができる。このようにして、オーブン装置は長い準備時間なしで、引き続き相応のプレートを温度調節することができる。

さらなる実施形態によれば、温度調節体は温度調節装置、即ち冷却装置又は加熱装置を有する。温度調節装置は温度調節体を温度調節し、即ち冷却又は加熱し、従って温度調節面に熱的に接触している、温度調節ピン又は帯状要素のその区域が、相応に所望の温度で温度調節される。温度調節の後、相応の区域はプレートと熱的に接触させられ、従ってこれが温度調節される。

本発明のさらなる例示的実施形態において、温度調節装置は管を備え、環は温度調節体の内部に延在する。温度調節体の温度調節のための媒体は、（特にオーブンハウジング１０２の外部で）管内に供給可能である。温度調節のための媒体は、特に気体状又は流体状である。例えば、媒体は、温度調節体を冷却するための冷却剤又は冷却流体であることができる。このようにして、温度調節体の流体冷却は実現されることができ、従って、引き続き改めて金属プレートを温度調節するために、温度調節面と熱的に接触している、温度調節ピン又は帯状要素のその区域が持続的に冷却される。

さらなる例示的実施形態によれば、オーブン空間内に配置される隔離ハウジングが用意される。隔離ハウジングが隔離ハウジングを取り囲むオーブン空間の領域から温度調節体及び帯状要素若しくは温度調節ピンを熱的に保護するように、隔離ハウジングは、温度調節体及び帯状要素若しくは温度調節ピンを少なくとも部分的に取り囲む。例えば、隔離ハウジングを取り囲むオーブン空間の領域は、高い温度を有し、従ってプレートを加熱するのに用いられる。そうすると、隔離ハウジングは、隔離ハウジングの内部空間を隔離ハウジンの周囲から熱的に隔離するので、隔離ハウジングの内部でより低い温度が優勢になる。このようにしてプレートの温度調節が帯状要素又は温度調節ピンによって効果的に実行されることができる。オーブン空間の他の領域からのより重要でない（geringere）熱的影響が妨害されて作用するからである。

さらなる例示的実施形態によれば、オーブン装置は隔離要素（隔離ブロック）を有し、隔離要素は温度調節体とプレートとの間に選択的に装入されることができる（einbringbar）。特に、隔離要素は、温度調節装置の第１位置において温度調節体とプレートとの間にあることができる。このようにして温度調節装置は、温度調節体１０３によって効果的に所望の温度にされ（加熱され又は冷却され）ることができる。温度調節体は隔離要素を用いてプレートの熱的影響から隔離されるからである。隔離要素は特に良好な減衰特性を有する。隔離要素は、例えばセラミック又はセラミック合成材料から成ることができる。隔離要素は例えばさらなる搬送装置によって、一方の温度調節体及び温度調節装置と、他方のプレートとの間に選択的に装入され得る。

さらなる例示的実施形態において、オーブン装置はさらに、オーブン空間内部でプレートを搬送するための搬送装置を備える。搬送装置は例えば、複数の駆動可能な搬送ローラを備える。搬送ローラ上に配置されたプレートは、搬送ローラの回転によって、オーブン空間を通って搬送方向に沿って進められる。あるいは、搬送装置は搬送ベルトを有し、その上にプレートが載置される。搬送ベルトは駆動されることができ、従ってプレートはオーブン空間を通って搬送方向に進められる。
搬送装置によって特にオーブン装置は、例示的な実施形態において連続オーブン（Durchlaufofen）として構成されることができる。

本発明の実施形態は、異なる発明対象との関連において記載されていることに留意されたい。特に、本発明のいくつかの実施形態は装置の請求項で、本発明の別の実施形態は方法の請求項で記載される。しかしながら、本出願を読んだ当業者には、他に明示的に述べられていない限り、１つの発明対象の種類に属する特徴を組み合わせることに加えて、異なる発明対象の種類に属する特徴を任意に組合せることも可能であることは明らかであろう。

以下では、本発明のさらなる説明とより良い理解のために、添付の図面を参照する。
本発明の例示的実施形態による帯状要素を有するオーブン装置を模式的に示す図である。 本発明の例示的実施形態による帯状要素を有するさらなるオーブン装置を模式的に示す図である。 本発明の例示的実施形態による帯状要素を有するさらなるオーブン装置を示す斜視図である。 本発明の例示的実施形態による温度調節ピンを有するオーブン装置を模式的に示す図である。 本発明の例示的実施形態による温度調節ピン及び隔離要素を有するオーブン装置を模式的に示す図である。

異なる図における同一又は類似のコンポーネントは、同一の符号を有する。図面中の図は模式的なものである。

図１は、プレート１０１、特に金属プレートの熱処理のためのオーブン装置１００を示す。オーブン装置１００は、金属プレート１０１を所定の温度で熱処理可能であるオーブン空間１１３を有するオーブンハウジング１０２と、オーブン空間１１３内に配置された温度調節体１０３とを有し、温度調節体１０３は温度調節面１０４を有する。

さらに、オーブン装置１００は温度調節装置１０５、４０５を有し、温度調節装置１０５、４０５が少なくとも第１位置において温度調節体１０３に熱的に接触し、第２位置において金属プレート１０１に熱的に接触できるように、オーブン空間１１３内で第１位置と第２位置との間で動作可能に配置されている。

例示的実施形態において、温度調節装置は、帯状要素１０５（図１及び図２参照）として及び／又は複数の温度調節ピン（図４及び図５参照）として構成されている。

図１の例示的実施形態によれば、オーブン装置１００は、第１区域１０６を有する帯状要素１０５を備える。帯状要素１０５は、第１区域１０６が第１位置において温度調節体１０４と熱的に接触し、第２位置において金属プレート１０１に熱的に接触できるように、オーブン空間１１３の内部で第１位置と第２位置との間で動作可能に配置されている。

オーブン装置１００は、金属プレート１０１を加熱するために設計されている。金属プレート１０１はオーブン装置１００内で所望の温度、例えばオーステナイト化温度に加熱され又は冷却される。オーステナイト化温度は、例えば約７５０℃〜約１０００℃であり、オーステナイト化温度の下限は金属部材の材料（鋼の割合及び合金の割合）に依存する。

オーブン装置１００はオーブン空間（図１参照）又は複数の異なるオーブン空間を有する。各オーブン空間において、例えば所定の温度が設定されることができ、金属プレート１０１は各オーブン空間内において、加熱又は冷却のために所定の温度にさらされる。オーブン装置１００は、特に、所定の時間的に変化する温度プロファイルがオーブン空間内において設定できるように設計されている。温度プロファイルは、金属プレート１０１がオーブン装置のオーブンハウジング１０２のオーブン空間内にある間、金属プレート１０１に影響を及ぼす。

図１において、オーブン装置１００は例えば連続オーブンの構造形式で設計されており、従って、金属プレート１０１は搬送方向１１４に沿って順次又は連側的に１つのオーブン空間を通りって又は複数の、搬送方向に沿って次々と配置されたオーブン空間を通って運搬される。

所望の温度プロファイルをオーブン空間内に設定するためにオーブン空間内において例えばヒーター要素又はクーラー要素のような温度調節要素１１１を配置することができ、従って金属プレート１０１は所期のように加熱され冷却され又は一定温度に保たれる。オーブン装置１００のオーブン空間内における温度は、例えば約１００℃〜約１０００℃の間で設定されることができる。

金属プレート１０１の所期の異なる延性領域を生じさせるために、金属プレート１０１の所期の所定の領域が時間的に異なって加熱され、特に、時間的に異なって冷却され、結果的に異なる組織領域が金属プレート１０１の異なる領域において生じる。

帯状要素１０５の第１区域１０６が金属プレート１０１の、冷却されるべき所定の表面領域と熱的に接触するようにすることで、オーブン装置１００内で特に、金属プレート１０１の所定の領域を冷却することができる。図１の実施形態の状態においては、第２区域１０７が金属プレート１０１の上に載置されている。

温度調節体１０３は特に高い蓄熱容量を備え、従って、これは帯状要素の第１区域１０６又は第２区域１０７の複数の冷却サイクルを実行できる。

帯状要素１０５は、可撓性又は変形可能な材料からなることができ、駆動装置２０１（図２参照）を用いて第１位置と第２位置との間で動作可能に配置される。帯状要素１０５は例えば板状の（blechartigen）帯体から形成されることができる。さらに、帯状要素１０５は、リングメッシュ、特に金属製のメッループからなることができる。

帯状要素１０５はさらに、第１区域１０６から離間した第２区域１０７を備える。第２区域１０７は、例えば、第２位置において第２区域１０７が金属プレート１０１から離間して配置されるように設計されている。特に第２区域１０７は、第２位置において第２区域１０７が温度調節体１０３の温度調節面１０４と熱的に接触し、又は、温度調節面１０４に載置されるように設計されている。

第１区域１０６が第２位置において例えば金属プレート１０１を冷却する間、第２区域１０７は温度調節体１０３によって冷却され、さらにその逆も同様である。続く製造ステップにおいて、帯状要素１０５は第２位置から第１位置へ動作し、従って第１区域１０６は、温度調節体１０３によって温度調節され、第２区域１０７は金属プレート１０１又はさらなる金属プレートを温度調節する。

相応に帯状要素１０５はさらなる第３区域を備えることができ、第３区域は、第１区域１０６と第２区域１０７との間に配置され、例えば帯状要素１０５の第２位置において、温度調節体１０３の温度調節面１０４に、及び／又は金属プレート１０１に熱的に接触している。帯状要素１０５の第１区域１０６（又は第２区域１０７）は、金属プレート１０１の冷却後、第１位置に進められることができ、第１位置において、第１区域１０６が温度調節体１０３の温度調節面１０４に熱的に接触している。このことは、第１区域１０６の第１位置において、第１区域が温度調節面１０４上に例えば載置されることを意味する。第１位置において帯状要素１０５の第１区域１０６が予冷却され、続いて第２位置に進められ、第２位置において第１区域１０６が金属プレート１０１と熱的に接触し、これを急激に冷却する（abzuschrecken）。続いて、第１区域１０６は、予冷却のために改めて第１位置に進められることができる。

このようにして、金属プレート１０１の所定の領域又は金属プレート１０１の全体が、帯状要素１０５の第１区域１０６（又は第２区域１０７）で冷却され、又は、代替的に加熱されることができる。同時に、オーブン装置１００の構成上の高いコスト又は時間的に煩雑な設備変更を必要とすることなく、複数の金属プレート１０１又は複数の金属プレート１０１の複数の領域を温度調節するために、区域１０６は温度調節体１０３を用いて複数回冷却されることができる。

図１の温度調節体１０３は、温度調節装置１０８、即ち、冷却装置又は加熱装置を有する。温度調節装置１０８は温度調節体１０３を温度調節し、即ち冷却又は加熱し、従って温度調節面１０４に熱的に接触していない、帯状要素１０５のその区域１０６、１０７が、相応に所望の温度に温度調節される。温度調節後、相応の区域１０６、１０７は、金属プレート１０１と熱的に接触させられ、このようにして温度調節される。

温度調節装置１０８は管１０９を有し、管１０９は温度調節体１０３の内部に延在する。温度調節体の温度調節のための媒体は、（特にオーブンハウジング１０２の外部で）管１０９の中に供給可能である。温度調節のための媒体は、特に気体状又は流体状である。例えば、媒体は、温度調節装置１０８を冷却するための冷却剤又は冷却流体であることができる。このようにして、温度調節体１０３の流体冷却は実現されることができ、従って、引き続き改めて金属プレート１０１を温度調節するために、温度調節面１０４と熱的に接触している帯状要素１０５のその区域１０６、１０７が、持続的に冷却される。温度調節体１０３は好適な実施形態において換言すると、オーブン空間内の温度より顕著に冷たい温度、特にオーブン空間内の温度の半分よりも低い温度を有する冷却体であり得る。

図１の実施形態において帯状要素１０５は帯状ループを形成し、温度調節体１０５を取り囲む。第２位置において第１区域１０６は、温度調節体１０３から離間している。第１位置において第２区域１０７は、温度調節体から離間している。帯状要素１０５は、第２位置において第１区域１０６が温度調節体１０３と金属プレート１０１との間に配置可能であって、第１区域１０６が温度調節体１０３から離間するように、配置される。

図１の実施形態において、金属プレート１０１の動作の際に温度調節体１０３に対する相対的な動作を生成できるように、帯状要素１０５は金属プレート１０１上に載置可能に形成されている。帯状要素１０５の金属プレート１０１上への載置によって、帯状要素１０５と金属プレート１０１との間に摩擦力が生成される。金属プレート１０１が搬送装置１１４に沿って動作すると、金属プレート１０１はその動作の際に摩擦力に基づいて帯状要素１０５を連行し、帯状要素１０５が第１位置から第２位置へ動作し、さらにその逆に動作することもできる。帯状要素１０５の１つの同じ運動方向において、第１区域１０６及び第２区域１０７は交互に、金属プレート１０１の異なる領域上に、又は搬送方向に沿って次々に配置された金属プレート１０１上に載置される。

さらに、隔離ハウジング１１０がオーブン装置内に配置されている。隔離ハウジング１１０が隔離ハウジング１１０を取り囲むオーブン空間の領域から温度調節体１０３及び帯状要素１０５を熱的に保護するように、隔離ハウジング１１０は、温度調節体１０３及び帯状要素１０５を少なくとも部分的に取り囲む。隔離ハウジング１１０はフード形状を有し、温度調節体１０３上にかぶせられる。隔離ハウジング１１０は金属プレート１０１方向に開口を有し、従って、帯状要素１０５は区域１０６、１０７で、金属プレート１０１に接触するようにされることができる。例えば、隔離ハウジング１１０を取り囲むオーブン空間の領域は、高い温度を有し、従って金属プレート１１０を加熱するために使用される。そうすると、隔離ハウジング１１０が隔離ハウジング１１０の内部空間を隔離ハウジング１１０の周囲から熱的に隔離するので、隔離ハウジング１１０の内部でより低い温度が優勢になる。このようにして金属プレート１０１の温度調節が帯状要素１０５によって効果的に実行されることができる。オーブン空間の他の領域からのより重要でない熱的影響が妨害されて作用するからである。

オーブン装置１００は、搬送方向１１４に沿ってオーブン空間内部で金属プレート１０１を搬送するための搬送装置１１２をさらに有する。搬送装置１１２は、例えば駆動されることができる複数の搬送ロールを有する。搬送ロールの上に配置された金属プレート１０１は、搬送ロールの回転によって搬送方向１１４に沿ってオーブン空間を通って輸送されることができる。

温度調節装置としての帯状要素１０５に代えて、温度調節体１０３の相応の形態で、図１のオーブン装置１００内に複数の温度調節ピン４０５も使用されることができる。

図２はさらなる実施形態によるオーブン装置を示す。図１のオーブン装置の特徴に加えて、又は代えて、図２のオーブン装置は、駆動装置２０１を有する。駆動装置２０１は、帯状要素１０５を第１位置と第２位置との間で動作させるように構成されている。駆動装置２０１は、帯状要素１０５を第１位置と第２位置との間で動作させる１つ以上の駆動ロール２０２を備える。

帯状ループとしての帯状要素１０５は、例えば１つ以上の駆動ロール２０２上を通って延在し、区域１０６、１０７を第１位置と第２位置との間で、往復動作させる（hin- und herzubewegen)ために、少なくとも１つの駆動ロールが駆動され、帯状要素が従って駆動される。帯状ループとしての帯状要素１０５は、例えば、駆動ローラ２０２の上方に緩く配置することができ、又は駆動ローラ２０２の周りに予め張力をかけて配置することができる。帯状要素１０５は例えばベルト駆動の形態によって駆動されることができる。そこで、帯状要素１０５は例えば歯付きベルト（eines Zahnriemens）の形態の歯要素を有することができ、帯状要素１０５を駆動するために相応の歯要素で駆動ローラ２０２に噛み合う。換言すると、Ｖベルト（Keilriemen）又は歯付きベルト駆動が可能になる。代替的に駆動ローラ２０２の周りに帯状要素１０５の張力を予めかける場合、平ベルト駆動が可能になる。

図３は、図１又は図２のオーブン装置１００の斜視図を示す。図３のオーブン装置１００において、複数の温度調節体１０３、１０３’が、例えば搬送方向１１４に沿って配置されることができることが示される。各温度調節体１０３、１０３’の周りに、例えばそれぞれ帯状要素１０５が延在することができる。さらに、帯状要素１０５は複数の温度調節体１０３、１０３’の周りに延在することができる。

さらに、温度調節体１０３、１０３’は交換可能にオーブンハウジング１０２内に配置されることができ、及び／又は冷却装置若しくは加熱装置（即ち、温度調節装置１０８を用いて）を設けられることができる。

温度調節体１０３、１０３’は、このようにして、第１区域１０６及び／又は第２区域１０７を用いた温度調節の後、又は特定の回数の温度調節サイクルの後、整備のために又は自身の温度調節のために交換されることができる。

例えば、温度調節体１０３、１０３’は受動的な温度調節体１０３、１０３’として形成されることができる。このことは、温度調節体１０３、１０３’が高い蓄熱容量を有し、オーブン空間内に配置されているとき（bei Anordnung in dem Ofenraum）に能動的に温度調節されないことを意味する。このことは、温度調節体１０３、１０３’が、帯状要素１０５の相応の区域１０６及び１０７の複数回の加熱又は冷却の後、自身で温まり、冷めるということを意味する。それぞれの温度調節体１０３、１０３’が所定の境界温度に達した後、これらは交換されることができ、例えば予め温度調節された別の温度調節体１０３、１０３’で置き換えられることができる。従って、オーブン装置１００は、長い準備時間なしで、引き続き相応の金属プレート１０１を温度調節することができる。

図４及び図５は、プレート１０１を熱処理するためのオーブン装置１００のさらなる例示的実施形態を示す。オーブン装置１００は、オーブン空間１１３を有するオーブンハウジング１０２を備え、オーブン空間内では、金属プレート１０１を所定の温度で熱処理可能である。オーブン装置１００は、オーブン空間１１３内に配置された温度調節体１０３を備える。さらに、オーブン装置は、複数の（eine Vielzahl）温度調節ピン４０５を有する。温度調節体１０３は相応に複数の収容孔５０１（図５参照）を有し、その中に、複数の温度調節ピン４０５のうちの１つをそれぞれ装入することができる。複数の温度調節ピン４０５は、複数の温度調節ピン４０５が第１位置において温度調節体１０３に熱的に接触し、第２位置においてプレート１０１と熱的に接触できるように、第１位置と第２位置との間で動作可能に配置される。

温度調節体１０３は温度調節ピン４０５とともにプレート１０１に対して相対的に動作することができる。あるいは複数の温度調節ピン４０５は温度調節体１０３及びプレート１０１に対して相対的に動作することができる（図５の実施形態参照）。温度調節ピン４０５は温度調節体１０３の収容孔５０１内に導かれる。温度調節ピン４０５は温度調節体に熱的に結合され、従って加熱され又は相応に冷却されることができる。

温度調節ピン４０５が第２位置においてプレート１０１の表面上に載置されることができ、プレート１０１の表面の輪郭に適合することができるように、温度調節ピン４０５は各収容孔５０１内にスライド可能に配置されている。

温度調節ピン４０５は、第２位置においてプレート１０１の表面上に直接載置される。プレート１０１の表面輪郭が上がることは、相応の温度調節ピン４０５を温度調節体１０３の方向へスライドさせ、プレート１０１の表面輪郭が下がることは、相応の温度調節ピン４０５を温度調節体１０３から先へスライドさせる。従って、プレート１０１が平面でない形態であっても（図４参照）、温度調節ピン４０５はプレート１０１の表面上に載置されることができる。

温度調節ピン４０５及び／又は温度調節体１０３は、駆動装置４０１を用いてリフト方向（Hubrichtung）４０２に沿ってプレート１０１に向けて、又はプレート１０１から離れるように動作することができる。駆動装置４０１は例えば気体式又は液体式で運転されるリフト装置（Hubeinrichtung）を有する。

図５に示すように、温度調節体１０３は、複数の収容孔５０１を有する中央領域を備えることができる。中央領域は、例えば一体化された管１０９を介して、冷却され、管１０９は中央領域の周辺に延在し、これを介して冷却剤が流れる。このようにして、温度調節体１０３の中央領域は所望の温度に保たれる。

図５においてさらに示されるように、オーブン装置１００は隔離要素５０２（隔離ブロック）を備え、隔離要素５０２は、温度調節体１０３とプレート１０１との間に選択的に装入されることができる（einbringbar）。特に隔離要素５０２は、温度調節装置１０５の第１位置において温度調節体１０３とプレート１０１との間にあることができる。このようにして温度調節装置１０５、４０５は、温度調節体１０３によって効果的に所望の温度にされることができる。温度調節体１０３は隔離要素５０２を用いてプレート１０１及び周辺のオーブン空間１１３の熱的影響から隔離されるからである。隔離要素５０２は、例えばさらなる搬送装置によって、一方の温度調節体１０３及び温度調節装置１０５、１０４と、他方のプレート１０１との間で選択的に装入されることができ、例えば、走行装置５０３に沿って動作することができる。走行装置５０３は例えばプレート１０１の搬送方向１１４に垂直に、オーブン装置１００内で形成される。

補足すると、「有する、備える又は含む（umfassend）」が他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（”eine” oder ”ein”）」が複数を除外するものではないことに留意されたい。
さらに、上記の複数の実施形態のうちの１つを参照して説明された特徴又はステップが上述の他の実施形態の他の特徴又はステップとの組み合わせにおいれ適用されることができることに留意されたい。
特許請求の範囲の符号は限定としてみなされない。

１００ オーブン装置
１０１ 金属プレート
１０２ オーブンハウジング
１０３ 温度調節体
１０４ 温度調節面
１０５ 帯状要素
１０６ 第１区域
１０７ 第２区域
１０８ 温度調節装置
１０９ 管
１１０ 隔離ハウジング
１１１ 温度調節要素
１１２ 搬送装置
１１３ オーブン空間
１１４ 搬送方向
２０１ 駆動装置
２０２ 駆動ローラ
４０１ 駆動装置
４０２ 駆動方向
４０５ 温度調節ピン
５０１ 収容孔
５０２ 隔離要素
５０３ 隔離要素の進行方向

Claims (19)

1. プレート、特に金属プレートを熱処理するためのオーブン装置であって、
   前記オーブン装置は、
   オーブン空間を有し、その内部で前記プレートが所定の温度で熱処理されるオーブンハウジングと、
   前記オーブン空間内に配置され、温度調節面を有する温度調節体と、
   温度調節装置と、を備え、
   前記温度調節装置は、少なくとも第１位置において前記温度調節体と熱的に接続し、第２位置において前記プレートと熱的に接続できるように、前記オーブン空間内の前記第１位置と前記第２位置との間で動作可能に配置されている、
   オーブン装置。
2. 前記温度調節装置は、帯状要素として形成されており、
   前記帯状要素は第１区域を有し、
   前記温度調節体は温度調節面を有し、
   前記第１区域が前記第１位置において前記温度調節面と熱的に接続し、前記第１区域が第２位置において前記プレートと熱的に接続できるように、前記帯状要素は前記オーブン空間内の第１位置と第２位置との間で動作可能に配置されている、
   請求項１記載のオーブン装置。
3. 前記帯状要素は、前記温度調節体を包囲する帯状ループを形成し、
   前記帯状要素は、前記第２位置において前記第１区域が前記温度調節体と前記プレートとの間に配置されるように、配置されている、
   請求項２記載のオーブン装置。
4. 前記第２位置において前記第１区域は前記温度調節体から離間している、
   請求項２又は３記載のオーブン装置。
5. 前記帯状要素は、前記第１区域から離間する第２区域をさらに有し、
   前記第２区域は、前記第２位置において前記第２区域が前記プレートから離間するように形成されている、
   請求項２乃至４いずれか１項記載のオーブン装置。
6. 前記第２区域は、前記第２位置において前記第２区域が前記温度調節体の前記温度調節面に熱的に接触するように形成されている、
   請求項５記載のオーブン装置。
7. 前記プレートの動作の際に、前記温度調節体に対して相対的な前記帯状要素の動作を生成できるように、前記帯状要素は前記プレート上に載置可能に形成されている、
   請求項２乃至６いずれか１項記載のオーブン装置。
8. 前記帯状要素はリングメッシュ、特に金属リング網を有する、
   請求項２乃至７いずれか１項記載のオーブン装置。
9. 前記オーブン装置は、駆動装置をさらに備え、
   前記駆動装置は、前記温度調節装置が第１位置と第２位置との間で動作可能に構成されている、
   請求項１乃至８いずれか１項記載のオーブン装置。
10. 前記温度調節装置は複数の温度調節ピンを有し、
    前記温度調節体は複数の収容孔を有し、前記収容孔にはそれぞれ、前記複数の温度調節ピンのうちの１つを装入可能であり、
    前記複数の温度調節ポンが前記第１位置において前記温度調節体と熱的に接触し、前記第２位置において前記プレートに熱的に接触するように、前記複数の温度調節ピンは前記第１位置と前記第２位置との間で動作可能に配置されている、
    請求項１乃至９いずれか１項記載のオーブン装置。
11. 温度調節ピンが前記第２位置において前記プレートの表面上に載置でき、前記プレートの表面の形状に適合できるように、前記温度調節ピンは各収容孔内に移動可能に配置されている、
    請求項１０記載のオーブン装置。
12. 前記温度調節体は交換可能に前記オーブン空間内に配置されている、
    請求項１乃至１１いずれか１項記載のオーブン装置。
13. 
    前記温度調節体は、前記プレートの方向に進行可能に配置されている、
    請求項１乃至１２いずれか１項記載のオーブン装置。
14. 前記温度調節体は温度調節装置を有する、
    請求項１乃至１３いずれか１項記載のオーブン装置。
15. 前記温度調節装置は、前記温度調節体の内部に延在する管を有し、
    前記温度調節体の温度調節のための媒体を前記管内に供給可能である、
    請求項１４記載のオーブン装置。
16. 前記オーブン空間内に配置された隔離ハウジングをさらに有し、
    前記隔離ハウジングが前記温度調節体及び前記帯状要素を、前記オーブン空間の、前記隔離ハウジングを覆う領域から熱的に遮蔽するように、前記隔離ハウジングは前記温度調節体及び前記帯状要素を少なくとも部分的に包囲する、
    請求項１乃至１５いずれか１項記載のオーブン装置。
17. 前記温度調節体と前記プレートとの間に選択的に装入可能である隔離要素をさらに有する、
    請求項１乃至１６いずれか１項記載のオーブン装置。
18. 前記プレートを前記オーブン空間内部で搬送するための搬送装置をさらに有する、
    請求項１乃至１７いずれか１項記載のオーブン装置。
19. プレートを熱処理するための方法であって、
    前記プレートをオーブン装置のオーブンハウジングのオーブン空間内に提供するステップであって、前記オーブン空間内で前記プレートは所定の温度で熱処理される、ステップと、
    温度調節装置が前記オーブン空間内で第１位置と第２位置との間で動作するステップであって、前記第１位置において前記温度調節装置が前記オーブン空間内に配置された温度調節体と熱的に接触し、前記第２位置において前記温度調節装置が前記プレートと熱的に接触する、ステップと、
    を含む方法。

Images