KR20180041698A

KR20180041698A - 금속 블랭크의 열 처리를 위한 오븐 장치

Info

Publication number: KR20180041698A
Application number: KR1020187007240A
Authority: KR
Inventors: 게랄드 에커츠베어거; 토마스 푸흐스; 프릿츠 요셉 엡너; 헤리베르트 로흐너; 로버트 엡너
Original assignee: 에브너 인두스트리오펜바우 게엠베하
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-04-24
Also published as: US20180237871A1; CN108138248B; MX2018001742A; EP3334845A1; WO2017025632A1; DE102015113407A1; JP2018528380A; CN108138248A; US11131001B2; DE102015113407B4; CA2995307A1

Abstract

본 발명은 블랭크(101)를 열 처리하기 위한 오븐 장치(100)에 관한 것이다. 이 오븐 장치(100)는, 블랭크(101)가 설정된 온도에서 열 처리될 수 있는 오븐 챔버(113)를 구비한 오븐 하우징(102), 상기 오븐 챔버(113) 내에 배열되는 온도 제어 부재(103)를 포함한다. 또한, 오븐 장치(100)는 온도 제어 부재(103) 및 온도 제어 유닛을 더 포함한다. 온도 제어 유닛은 오븐 챔버(113) 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있도록 배열되며, 온도 제어 유닛은 적어도 제1 위치에서 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 블랭크(101)와 열적으로 접촉한다.

Description

금속 블랭크의 열 처리를 위한 오븐 장치

본 발명은, 금속 블랭크를 열 처리하는 오븐 장치 및 금속 블랭크를 열 처리하는 방법에 관한 것이다.

자동차용 차체 구조에서는, 적은 중량을 갖는 동시에 원하는 강도 및 원하는 변형 특성을 갖는 부품들이 선호된다. 사고의 경우에 특히 높은 부하에 노출될 수 있는 차체 분야에서는, 고강도 강철로부터 형성되고 상이한 연성 영역을 갖는 압축 경화된 부품들이 사용된다. 이와 같은 부품들에 대한 예로는, 자동차의 A-칼럼, B-칼럼, 범퍼 및 도어 충격 캐리어가 언급될 수 있다.

상이한 연성 영역을 갖는 부품들은 예를 들어 금속 블랭크가 상이하게 열 처리 되는 영역들을 가짐으로써 제조된다. 이와 같은 금속 블랭크의 상이한 영역들의 상이한 열 처리는 예를 들어 상이한 온도 프로파일 또는 냉각 프로파일을 의도한 바대로 설정함으로써 제어된다.

DE 10 2012 216 468호는, 예를 들어 금속 부품의 상이한 영역들이 상이한 냉각 프로파일 또는 냉각 속도로 냉각됨으로써, 결과적으로 2개의 영역이 상이한 연성 특성을 갖게 되는 금속 부품의 제조를 개시한다.

본 발명의 목적은 금속 블랭크의 유연하고도 효율적인 열 처리를 가능하게 하는 오븐 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 독립 청구항들의 금속 블랭크를 열 처리하는 오븐 장치 및 금속 블랭크를 열 처리하는 방법에 의해서 해결된다.

첫째로, 본 발명의 블랭크(예컨대 금속 블랭크)를 열 처리하는 오븐 장치에 관한 것이다. 이 오븐 장치는 블랭크가 설정된 온도에서 열 처리되는 오븐 챔버를 구비한 오븐 하우징을 포함한다. 또한, 오븐 장치는 오븐 챔버 내에 배열되는 온도 제어 부재를 구비한다. 또한, 오븐 장치는 온도 제어 유닛을 더 구비하며, 이 경우 온도 제어 유닛은 오븐 챔버 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열되어, 이 온도 제어 유닛이 적어도 제1 위치에서는 온도 제어 부재와 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 블랭크와 열적으로 접촉할 수 있다.

일 실시형태에서, 온도 제어 유닛은 벨트 요소로 및/또는 다수의 온도 제어 핀을 구비하도록 형성된다. 이 두 가지 형상은 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.

벨트 요소는 제1 섹션을 구비한다. 온도 제어 부재는 온도 제어 면을 구비하며, 이 경우 벨트 요소는 제1 위치에서 제1 섹션이 온도 제어 면과 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 제1 섹션이 블랭크와 열적으로 접촉하도록, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 오븐 챔버 내에 배열된다.

다수의 온도 제어 핀을 갖는 실시형태에서는, 온도 제어 부재가 상응하는 다수의 수용 보어를 구비하며, 이 수용 보어 내로 온도 제어 핀들이 각각 하나씩 삽입될 수 있다. 다수의 온도 제어 핀은 제1 위치에서는 온도 제어 부재와 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 블랭크와 열적으로 접촉하도록, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열된다.

둘째로, 본 발명은 블랭크를 열 처리하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에 따르면, 블랭크가 설정된 온도에서 열 처리되는 오븐 장치의 오븐 하우징의 오븐 챔버 내에 블랭크가 제공된다. 벨트 요소는 오븐 챔버 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하며, 이 경우 제1 위치에서는 제1 섹션이 오븐 챔버 내에 배열되는 온도 제어 부재의 온도 제어 면과 열적으로 접촉하고, 제2 위치에서는 제1 섹션이 블랭크와 열적으로 접촉한다.

블랭크는, 원하는 형상 및 연성을 갖는 부품으로 제조될 금속 가공품 또는 반제품이다. 블랭크는 예를 들어 대략 2 ㎝ 미만, 특히 대략 1 ㎝ 미만의 두께를 갖는 철판이다. 금속 부품에 의해, 예를 들어 자동차 구성 부품들과 같은 금속 장치가 제조될 수 있다. 예를 들어 자동차 구성 부품은 자동차의 A-칼럼 또는 B-칼럼, 자동차의 범퍼 또는 도어 충격 캐리어일 수 있다.

블랭크는, 철 외에 제조로부터 기인하는 불순물을 가질 수 있는 강철로 이루어질 수 있다. 또한, 금속 부품은, 예를 들어 (중량-%로) C: 0.02 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 2.0%, Al: 0.01 내지 0.06%, Si: 0.1% 내지 0.4%, Cr: 0% 내지 1.2%, P: 0 내지 0.035%, S: 0 내지 0.035%와 같은 합금 성분을 가질 수 있다. 또한, 금속 부품은 Ti, B, Mo, Ni, Cu 및/또는 N으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 원소를 가질 수 있으며, 이 경우 Ti는 0 내지 0.05%의 함량으로, Cu는 0 내지 0.01%의 함량으로, B는 0.0008 내지 0.005%의 함량으로, Mo는 0 내지 0.4%의 함량으로, Ni는 0 내지 0.4%의 함량으로, N은 0 내지 0.01%의 함량으로 함유될 수 있다.

오븐 장치는 블랭크를 가열하도록 형성된다. 블랭크는 오븐 장치 내에서 원하는 온도까지, 예컨대 오스테나이트화 온도까지 가열되거나 냉각된다. 오스테나이트화 온도는 예를 들어 대략 750℃ 내지 대략 1000℃이며, 이 경우 오스테나이트화 온도의 하한은 금속 부품의 재료(강철 비율 및 합금 비율)에 의존한다. 오스테나이트화 온도 위에서는, 금속 부품 내에 완전한 오스테나이트 구조가 존재한다.

오븐 장치는 오븐 챔버 또는 다수의 상이한 오븐 챔버를 구비한다. 예를 들어, 각각의 오븐 챔버 내에 특정 온도를 설정함으로써, 블랭크는 각각의 오븐 챔버 내에서 가열 또는 냉각을 위한 상기 특정 온도에 노출될 수 있다. 오븐 장치는 특히 오븐 챔버 내에 미리설정되고 시간에 따라 변하는 온도 프로파일이 설정되도록 형성될 수 있다. 온도 프로파일은, 블랭크가 오븐 장치의 오븐 하우징의 오븐 챔버 내에 있는 동안 블랭크에 작용한다. 예를 들어, 오븐 장치는, 블랭크가 전체 온도 제어 과정 동안 오븐 하우징 내에 단단히 고정되어 동일한 오븐 챔버 내에 존재하도록 형성될 수 있다. 대안적으로는, 오븐 장치가 예를 들어 순환 오븐의 구조 형태로 형성되어, 블랭크는 이송 장치에 의해 순차적으로 또는 연속적으로 오븐 챔버를 통과하거나 이송 장치를 따라 연이어 배열된 다수의 오븐 챔버들을 통과하여 이송되도록 형성될 수 있다.

미리설정되고 시간에 따라 변하는 온도 프로파일(예컨대 가열 프로파일 및/또는 냉각 프로파일)은, 특정 오븐 챔버 내에서 설정되고 전체 블랭크에 작용하거나 블랭크의 예정된 영역에 작용하는 온도의 장소적 및/또는 시간적 온도 히스토리를 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 오븐 장치 내에서 블랭크는 제1 오븐 챔버 내에서는 예정된 온도까지 가열될 수 있고, 다른 시점 또는 추가의 제2 오븐 챔버는 다른 온도로 설정하여 블랭크에 작용하여 블랭크를 냉각시키거나 계속 가열시키도록 할 수 있다.

이러하 목적을 위해, 예를 들어, 오븐 챔버 내에서 원하는 온도 프로파일을 설정하기 위하여, 오븐 챔버 내에 가열 요소 또는 냉각 요소가 배열될 수 있으며, 이로써 블랭크는 의도한 바대로 가열 또는 냉각되거나 동일한 온도로 유지될 수 있다. 오븐 장치의 일 오븐 챔버 내의 온도는 예를 들어 대략 100℃ 내지 대략 1000℃의 범위 내에서 설정될 수 있다.

의도한 바대로 상이한 연성의 블랭크 영역들을 설정하기 위하여, 블랭크의 특정 영역이 의도한 바대로 시간에 따라 상이하게 가열되고, 특히 시간에 따라 상이하게 냉각되며, 이로써 다양한 블랭크 영역에서 상이한 구조 영역을 설정할 수 있다. 특히, 금속 부품을 가열하는 경우에는, 가열 속도가 대략 1 K/s 내지 대략 20 K/s에 달할 수 있다. 오븐 챔버의 온도 제어에 의해서 그리고 특히 아래에서 상세하게 기술되는 벨트 요소의 온도 제어에 의해서, 금속 부품의 영역들이 예를 들어 또한 냉각될 수 있는데, 다시 말하자면 대략 1 K/s 내지 대략 40 K/s의 냉각 속도에 도달할 수 있다.

블랭크 내에서 가열, 유지 또는 냉각 동안 형성되는 구조는 시간-온도-변환 모형도(ZTU-다이어그램)로부터 추론될 수 있다. ZTU-다이어그램에서는, 냉각 동안 상이한 온도 파형 또는 냉각 속도에서의 구조 발생이 확인될 수 있다.

본 발명에 따르면, 벨트 요소의 제1 섹션 및/또는 온도 제어 핀이 냉각되어야 하는 블랭크의 예정된 표면 영역과 열적으로 접촉함으로써, 블랭크의 예정된 영역이 서서히 또는 신속하게 냉각될 수 있다. 대안적으로, 특히, 벨트 요소의 제1 섹션 및/또는 온도 제어 핀이 신속하게 가열되어야 하는 블랭크의 예정된 표면 영역과 열적으로 접촉함으로써, 블랭크의 예정된 영역이 신속하게 가열될 수 있다.

또한, "열적인 접촉"이라는 용어는, 2개의 상응하는 요소, 예컨대 한편으로는 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 제1 섹션과 다른 한편으로는 블랭크 사이에서 신속한 온도 교환이 가능하도록 하는 열적인 상호 작용을 의미하는 것인다. 이와 같은 상응하는 2개 요소(예컨대 한편으로는 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션과 다른 한편으로는 블랭크) 사이에서의 신속한 온도 교환은 특히 제1 요소 예컨대 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션이 제2 요소 또는 블랭크의 원하는 영역과 물리적인 접촉 상태에 있음으로써 달성될 수 있다. 이와 같은 내용은, 예를 들어 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션이 블랭크의 원하는 영역에 접촉함으로써, 결과적으로 열 에너지가 2개의 요소 사이에서 신속하게 교환될 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같은 상황은 원하는 블랭크 영역의 냉각 또는 가열을 유도한다.

대안적으로, 열적인 접촉은, 2개 요소, 예컨대 한편으로는 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션과 다른 한편으로는 블랭크의 상응하는 영역 사이에 약간의 간격이 존재한다는 것, 다시 말하자면 대략 1 밀리미터 내지 대략 2 밀리미터의 간격이 존재하는 것을 의미할 수도 있다.

온도 제어 부재가 특히 높은 열 저장 용량을 가짐으로써, 온도 제어 부재는 벨트 요소 및/또는 온도 제어 핀의 제1 섹션의 다수의 냉각 사이클을 실행할 수 있다. 아래에서 다양한 실시형태들과 관련하여 상세하게 기술되는 바와 같이, 온도 제어 부재는 오븐 챔버 내에 교환 가능하게 배열될 수 있고 및/또는 냉각 장치 또는 가열 장치(즉, 온도 제어기)가 제공될 수 있다. 온도 제어 부재는 예를 들어 냉각 매질로 채워진 중공체일 수 있다. 냉각 매질은 예를 들어 물 또는 다른 적합한 액체와 같은 액상 매질일 수 있다. 온도 제어 부재의 벽은 열 전도성이 높은 재료, 예를 들어 금속 재료로 이루어질 수 있다.

벨트 요소는 유연하거나 변형 가능한 재료로 이루어질 수 있고, 구동 수단에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열될 수 있다. 벨트 요소는 예를 들어 시트 형태의 벨트로부터 형성될 수 있다. 또한, 벨트 요소는 링 직물(ring fabric), 특히 금속성 링 직물로 이루어질 수도 있다.

블랭크의 신속한 냉각 또는 가열 가능성, 또는 블랭크의 특정 영역의 냉각 또는 가열 가능성은 본 발명에 따라 벨트 요소의 예비 냉각되었거나 가열된 섹션의 사용에 의해서 성취될 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서 온도 제어 부재는 다른 말로 표현하자면 오븐 챔버 내의 온도보다 훨씬 더 차가운, 특히 오븐 챔버 내의 온도의 절반 미만인 온도를 갖는 냉각 부재일 수 있다.

벨트 요소의 제1 섹션은 블랭크의 냉각 후에, 상기 제1 섹션이 온도 제어 부재의 온도 제어 면과 접촉하는 제1 위치로 이동될 수 있다. 이와 같은 상황이 의미하는 바는, 제1 위치에서는 제1 섹션이 온도 제어 면상에 올려지거나 온도 제어 면으로부터 예컨대 2 센티미터 이하의 간격을 갖는다는 것이다. 이로써, 제1 위치에서는, 벨트 요소의 제1 섹션이 예비 냉각(또는 예비 가열)될 수 있고, 그 다음 이어서 블랭크를 급랭(또는 가열)하기 위해 제1 섹션이 블랭크와 열적으로 접촉하는 제2 위치로 이동될 수 있다. 그 다음에 이어서, 제1 섹션이 예비 냉각 또는 예비 가열을 위해 제1 위치로 새로이 이동될 수 있다.

따라서, 블랭크의 특정 영역 또는 전체 블랭크가 벨트 요소의 제1 섹션에 의해 효과적으로 냉각되거나 대안적으로는 가열될 수 있다. 그와 동시에, 오븐 장치의 높은 구조적인 경비 또는 시간 소비적인 개조를 필요로 하지 않으면서, 다수의 블랭크 또는 블랭크 영역의 온도를 제어하기 위해, 제1 섹션은 온도 제어 부재에 의해 여러 번 냉각될 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 벨트 요소는 온도 제어 부재를 둘러싸는 벨트 고리를 형성한다.

벨트 고리로서의 벨트 요소는 예를 들어 하나 또는 다수의 롤러 위를 지나갈 수 있으며, 이 경우 제1 섹션을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 이동시키기 위하여, 하나 이상의 롤러가 예컨대 구동 롤러로서 기능 하여 벨트 요소를 구동시킨다. 벨트 고리로서의 벨트 요소는 예를 들어 구동 롤러 위에 느슨하게 배열되거나 구동 롤러 둘레에 압축 응력을 받은 상태로 배열될 수 있다. 벨트 요소는 예를 들어 벨트 구동부의 형태로 구동될 수 있다. 따라서, 벨트 요소는 예를 들어 톱니 벨트 형태의 톱니 요소를 구비할 수 있으며, 이와 같은 톱니 요소는 벨트 요소를 구동시키기 위하여 상응하는 톱니 요소 내부에 구동 롤러를 결합시킨다. 즉, 쐐기 벨트 또는 톱니 벨트 구동부가 가능할 수 있다. 대안적으로, 구동 롤러 둘레로 벨트 요소에 압축 응력이 가해지는 경우에는, 평탄 벨트 구동부가 가능할 수 있다.

또한, 벨트 요소는 2개의 자유 단부 영역을 갖는 개방된 벨트로 형성될 수 있으며, 이 경우 벨트 요소의 제1 단부는 예를 들어 제1 구동 롤러 상에서 롤링 될 수 있고, 제1 단부와 마주하도록 형성된 제2 단부는 또 다른 제2 구동 롤러에서 롤링 될 수 있다. 그에 상응하게, 제1 구동 롤러 및 제2 구동 롤러의 제어에 의해서는, 벨트 요소가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 이동될 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 제2 위치에서는 제1 섹션이 온도 제어 부재로부터 간격을 두고 떨어져 있다. 벨트 요소는, 제2 위치에서는 제1 섹션이 온도 제어 부재와 블랭크 사이에 배열될 수 있도록 그리고 제1 섹션이 온도 제어 부재로부터 간격을 두고 떨어져 있도록 배열된다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 벨트 요소는 제1 섹션으로부터 간격을 두고 떨어져 있는 제2 섹션을 구비할 수 있다. 제2 섹션은, 제2 위치에서 상기 제2 섹션이 블랭크로부터 간격을 두고 떨어진 상태로 배열될 수 있도록 형성된다.

특히 또 다른 일 실시형태에서, 제2 섹션은, 제2 위치에서 상기 제2 섹션이 온도 제어 부재의 온도 제어 면과 열적으로 접촉하도록 형성된다.

벨트 요소의 제2 섹션의 형성에 의해서는, 블랭크 또는 다수의 블랭크가 벨트 요소에 의해 온도 제어될 수 있는데, 특히 냉각될 수 있다. 제1 섹션이 예를 들어 제2 위치에서 블랭크에 의해 가열 또는 냉각되는 한편, 제2 섹션은 온도 제어 부재에 의해서 냉각 또는 가열된다. 후속하는 생산 단계에서는, 벨트 요소가 제2 위치로부터 제1 위치로 이동됨으로써, 결과적으로 제1 섹션은 온도 제어 부재에 의해서 온도 제어되고, 제2 섹션은 블랭크 또는 추가 블랭크를 온도 제어한다.

그에 상응하게, 벨트 요소는 또 다른 제3 섹션을 구비할 수 있으며, 제3 섹션은 제1 섹션과 제2 섹션 사이에 배열되고, 예를 들어 벨트 요소의 제3 위치에서 온도 제어 부재의 온도 제어 면 및/또는 블랭크와 열적으로 접촉된다.

따라서, 오븐 장치를 통과하는 유동률이 증가할 수 있고, 이로써 전체 오븐 장치가 더욱 효율적으로 형성될 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 벨트 요소는, 블랭크가 이동할 때 벨트 요소가 온도 제어 부재에 대해 이동하여 블랭크 상에 놓일 수 있도록 형성된다. 벨트 요소가 블랭크 상에 놓임으로써, 벨트 요소와 블랭크 사이에서 마찰력이 발생한다. 블랭크가 이송 방향을 따라 이동하면, 블랭크가 이동시에 벨트 요소를 동반함으로써, 결과적으로 벨트 요소가 이동하게 되고, 경우에 따라서는 제1 위치로부터 제2 위치로 그리고 그와 반대로 이동된다. 이 경우에는, 추가 구동 수단가 생략될 수 있다. 본 실시형태는, 벨트 요소가 전술된 바와 같이 벨트 고리로서 형성됨으로써, 벨트 요소의 동일한 이동 방향에서 제1 섹션 및 제2 섹션이 블랭크의 다양한 영역에 또는 이송 방향을 따라 연속으로 배열된 블랭크 상에 교대로 안착될 수 있는 경우에 특히 바람직하다.

온도 제어 핀은 예를 들어 마그네슘, 구리 또는 알루미늄과 같은 고온 전도성 재료로 이루어진다. 온도 제어 핀은 예를 들어 대략 4 내지 대략 15 밀리미터의 직경을 가질 수 있다. 온도 제어 핀은 예를 들어 대략 5 내지 대략 50 센티미터, 특히 대략 10 내지 대략 20 센티미터의 길이를 가진다.

온도 제어 부재는 예컨대 마찬가지로 예를 들어 구리와 같은 온도 전도성 재료로 이루어진다. 일 실시형태에서는, 온도 제어 핀이 예를 들어 대략 4.8 밀리미터의 직경을 갖는다. 그에 상응하게, 수용 보어는 예를 들어 대략 5 밀리미터의 직경을 가질 수 있다. 온도 제어 핀의 가이드를 개선하기 위하여, 온도 제어 부재는 대략 20 내지 대략 50 센티미터의 두께를 가질 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 온도 제어 핀은, 온도 제어 핀이 제2 위치에서 블랭크의 표면상에 안착 가능하게 그리고 블랭크의 표면 윤곽에 매칭될 수 있도록 개별 수용 보어 내에 이동 가능하게 배열되어 있다.

온도 제어 핀은 블랭크의 표면상에서 직접 지지될 수 있다. 블랭크의 표면 윤곽의 융기부는 상응하는 온도 제어 핀을 온도 제어 부재 방향으로 이동시키고, 블랭크의 표면 윤곽에 있는 홈은 상응하는 온도 제어 핀을 온도 제어 부재로부터 전방으로 이동시킨다. 이로써, 심지어 블랭크가 평평하지 않게 실시된 경우에도 온도 제어 핀은 블랭크의 표면상에서 지지 될 수 있다. 따라서, 심지어 블랭크가 평평하지 않은 경우에도, 블랭크의 균일한 온도 제어(가열 또는 냉각)가 실행될 수 있다.

또 다른 일 실시형태에서는, 온도 제어 핀이 예를 들어 상응하는 스프링 메커니즘에 의해 형성될 수 있음으로써, 결과적으로 온도 제어 핀은 중립 위치를 기준으로 온도 제어 부재에서 압축 응력을 받을 수 있다. 블랭크의 평평하지 않은 표면은 온도 제어 핀을 온도 제어 부재에 대해 상대적으로 상응하게 이동시키며, 이 경우 블랭크의 제거 후에는 온도 제어 핀이 자체 압축 응력으로 인해 재차 중립 위치로 이동된다. 스프링 메커니즘은 예를 들어 온도 제어 핀들 중 하나에 각각 상응하게 할당되어 있는 상응하는 인장 스프링 또는 압축 스프링을 구비할 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 오븐 장치는 구동 수단를 더 구비한다. 구동 수단는, 온도 제어 유닛을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 설계되어 있다. 더 위에서 이미 설명된 바와 같이, 구동 수단는 하나 또는 다수의 구동 롤러를 구비할 수 있으며, 이들 구동 롤러는 벨트 요소를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시킨다. 또한, 구동 수단는, 온도 제어 핀 및/또는 온도 제어 부재를 블랭크의 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 장치일 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 온도 제어 부재는 오븐 챔버 내에 교환 가능하게 배열되어 있다. 이로써, 온도 제어 부재는 벨트 요소 또는 온도 제어 핀의 제1 섹션 및/또는 제2 섹션의 온도 제어 후에, 예컨대 소정 횟수의 온도 제어 사이클 후에 관리 또는 자체 온도 제어를 위해 교환될 수 있다.

예를 들어, 온도 제어 부재는 수동적인 온도 제어 부재로서 형성될 수 있다. 이와 같은 형성이 의미하는 바는, 온도 제어 부재가 높은 열 저장 용량을 갖고, 오븐 챔버 내에 배열되는 경우에는 능동적으로 온도 제어되지 않는다는 것이다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 온도 제어 부재가 벨트 요소 또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션들의 다수 회의 가열 또는 냉각 후에 스스로 가열 또는 냉각된다는 것이다. 온도 제어 부재의 예정된 한계 온도에 도달한 후에, 온도 제어 부재는 교환될 수 있는데, 예를 들면 예비 온도 제어된 다른 온도 제어 부재로 대체될 수 있다. 따라서, 오븐 장치는 긴 준비 시간(setup time) 없이 계속해서 상응하는 블랭크의 온도를 제어할 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 온도 제어 부재는 온도 제어기, 즉 냉각 장치 또는 가열 장치를 구비한다. 온도 제어기가 온도 제어 부재의 온도를 제어함으로써, 다시 말하자면 온도 제어 부재를 냉각시키거나 가열시킴으로써, 결과적으로 온도 제어 면과 열적으로 접촉하는 벨트 요소 또는 온도 제어 핀의 상응하는 섹션들이 원하는 온도로써 온도 제어된다. 온도 제어 후에는, 상응하는 섹션이 블랭크와 열적으로 접촉되어 블랭크의 온도를 제어한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시형태에 따르면, 온도 제어기는 온도 제어 부재 내부로 진행하는 파이프를 구비한다. 온도 제어 부재의 온도를 제어하기 위한 매질이 (특히 오븐 하우징 외부로부터) 파이프 내부로 공급될 수 있다. 온도 제어를 위한 매질은 특히 기체 형태 또는 액상이다. 예를 들어 매질은 온도 제어 부재를 냉각시키기 위한 냉각제 또는 냉각 유체일 수 있다. 이로써, 온도 제어 부재의 액체 냉각이 실행될 수 있으며, 그 결과 온도 제어 면과 열적으로 접촉하는 벨트 요소 또는 온도 제어 핀의 섹션들이 추후에 새로이 블랭크의 온도를 제어하기 위하여 영구적으로 냉각된다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 오븐 챔버 내에 배열되어 있는 절연 하우징이 제공된다. 절연 하우징이 온도 제어 부재 및 벨트 요소 또는 온도 제어 핀을 적어도 부분적으로 둘러쌈으로써, 절연 하우징은, 절연 하우징을 둘러싸는 오븐 챔버의 영역으로부터 온도 제어 부재 및 벨트 요소 또는 온도 제어 핀을 열적으로 차폐시킨다. 예를 들어, 절연 하우징을 둘러싸는 오븐 챔버의 영역은 높은 온도를 가질 수 있고, 이로써 블랭크를 가열하기 위해 사용될 수 있다. 이때, 절연 하우징 내부는 낮은 온도가 우세한데, 그 이유는 절연 하우징이 절연 하우징의 내부 챔버를 절연 하우징의 둘러쌈으로부터 열적으로 절연시키기 때문이다. 따라서, 블랭크의 온도 제어는 벨트 요소 또는 온도 제어 핀에 의해 더욱 효율적으로 실행될 수 있는데, 그 이유는 오븐 챔버의 다른 영역들로부터는 더 적은 열적인 영향이 방해적으로 작용하기 때문이다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 오븐 장치는, 온도 제어 부재와 블랭크 사이에 선택적으로 삽입될 수 있는 절연 요소(절연 블록)를 구비한다. 특히, 온도 제어 유닛의 제1 위치에서는 절연 요소가 온도 제어 부재와 블랭크 사이에 놓일 수 있다. 이로써, 온도 제어 유닛가 온도 제어 부재에 의해서 더욱 효율적으로 원하는 온도까지 될(가열 또는 냉각될) 수 있는데, 그 이유는 온도 제어 부재가 절연 요소에 의해서 블랭크의 열적인 영향으로부터 절연되기 때문이다. 절연 요소는 특히 우수한 단열 특성을 갖는다. 절연 요소는 예를 들어 세라믹 또는 세라믹 복합 재료로 이루어진다. 절연 요소는 예를 들어 또 다른 이송 장치에 의해서 한 편으로는 온도 제어 부재와 온도 제어 유닛 사이에 그리고 다른 한 편으로는 온도 제어 부재와 블랭크 사이에 선택적으로 삽입될 수 있다.

또 다른 일 실시형태에 따르면, 오븐 장치는 오븐 챔버 내부에서 블랭크를 이송하기 위한 이송 장치를 더 구비한다. 이송 장치는 예를 들어 구동될 수 있는 다수의 이송 롤러를 구비한다. 이송 롤러 상에 배열된 블랭크는 이송 롤러의 회전에 의해 이송 방향을 따라 오븐 챔버를 통과해서 이송될 수 있다. 대안적으로, 이송 장치는, 블랭크가 그 위에 안착 되는 이송 벨트를 구비할 수 있다. 이송 벨트가 구동됨으로써, 블랭크는 이송 방향으로 오븐 챔버를 통과해서 이송된다. 이송 장치에 의해, 특히 오븐 장치는 일 실시형태에서 순환 오븐으로 형성될 수 있다.

언급해야 할 사실은, 본 발명의 실시형태들은 상이한 발명의 대상과 관련해서 기술되었다는 것이다. 특히, 장치 청구항들을 갖는 발명의 몇몇 실시형태들 및 방법 청구항들을 갖는 발명의 다른 실시형태들이 기술되어 있다. 하지만, 당업자가 본 출원서를 읽게 되면, 달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 일 유형의 발명의 대상에 속하는 특징들의 조합에 추가해서, 상이한 유형의 발명의 대상에 속하는 특징들의 임의의 조합도 가능하다는 것이 즉시 명확해질 것이다.

이하에서는, 본 발명을 추가로 설명하기 위해 그리고 본 발명을 더 잘 이해하기 위해, 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 벨트 요소를 구비하는 일 오븐 장치의 개략도를 도시하고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 벨트 요소를 구비하는 또 다른 오븐 장치의 개략도를 도시하며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오븐 하우징을 구비하는 오븐 장치의 사시도를 도시하고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 온도 제어 핀을 구비하는 일 오븐 장치의 개략도를 도시하며, 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 온도 제어 핀 및 절연 요소를 구비하는 일 오븐 장치의 개략도를 도시한다.

상이한 도면들에서 동일하거나 유사한 구성 요소들에는 동일한 참조 번호가 제공되어 있다. 도면들의 도시는 개략적이다.

도 1은, 블랭크(101), 특히 금속 블랭크를 열 처리하기 위한 오븐 장치(100)를 보여준다. 오븐 장치(100)는 오븐 챔버(113)를 갖춘 오븐 하우징(102) 및 오븐 챔버(113) 내에 배열되어 있는 온도 제어 부재(103)를 구비하고, 상기 오븐 챔버 내에서 금속 블랭크(101)가 설정된 온도에서 열 처리될 수 있으며, 이 경우 온도 제어 부재(103)는 온도 제어 면(104)을 구비한다.

또한, 오븐 장치(100)는 온도 제어 유닛(105, 405)를 구비하며, 이 경우에는 온도 제어 유닛(105, 405)가 오븐 챔버(113) 내부에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 배열되어 있음으로써, 결과적으로 온도 제어 유닛(105, 405)는 적어도 제1 위치에서는 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고, 제2 위치에서는 금속 블랭크(101)와 열적으로 접촉할 수 있다.

일 실시예에서는, 온도 제어 유닛가 벨트 요소(105)로서(도 1 및 도 2 참조) 및/또는 다수의 온도 제어 핀을 구비하여(도 4 및 도 5 참조) 형성되어 있다.

도 1에 도시된 실시예에 따라, 오븐 장치(100)는 제1 섹션(106)을 갖는 벨트 요소(105)를 구비한다. 벨트 요소(105)가 오븐 챔버(113) 내부에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 배열되어 있음으로써, 결과적으로 제1 섹션(106)이 제1 위치에서는 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉하고, 제1 섹션(106)이 제2 위치에서는 금속 블랭크(101)와 열적으로 접촉할 수 있다.

오븐 장치(100)는 금속 블랭크(101)를 가열하도록 형성되어 있다. 금속 블랭크(101)는 오븐 장치(100) 내에서 원하는 온도까지, 예컨대 오스테나이트화 온도까지 가열 또는 냉각된다. 오스테나이트화 온도는 예를 들어 대략 750℃ 내지 대략 1000℃이며, 이 경우 오스테나이트화 온도의 하한은 금속 부품의 재료(강철 비율 및 합금 비율)에 의존한다.

오븐 장치(100)는 오븐 챔버(도 1 참조) 또는 다수의 상이한 오븐 챔버들을 구비한다. 각각의 오븐 챔버 내에서 예를 들어 특정 온도가 설정될 수 있음으로써, 결과적으로 금속 블랭크(101)는 개별 오븐 챔버 내에서 가열 또는 냉각시키기 위한 특정 온도에 노출되어 있다. 오븐 장치(100)는 특히, 예정되었고 시간에 따라 변할 수 있는 온도 프로파일이 오븐 챔버 내에서 설정될 수 있도록 형성될 수 있다. 온도 프로파일은, 금속 블랭크(101)가 오븐 장치의 오븐 하우징(102)의 오븐 챔버 내에 있는 동안 금속 블랭크에 작용한다.

도 1에서는, 오븐 장치(100)가 예를 들어 순환 오븐의 구성 방식에 따라 형성되어 있음으로써, 결과적으로 금속 블랭크(101)는 이송 장치(114)를 따라 순차적으로 또는 연속적으로 오븐 챔버를 통과하거나 이송 장치(114)를 따라 연이어 배열된 다수의 오븐 챔버들을 통과해서 이송된다.

오븐 챔버 내에서 원하는 온도 프로파일을 설정하기 위하여, 오븐 챔버 내에는 예를 들어 가열 요소 또는 냉각 요소와 같은 온도 제어 요소(111)가 배열될 수 있으며, 그 결과 금속 블랭크(101)는 의도한 바대로 가열 또는 냉각되거나 동일한 온도로 유지된다. 오븐 장치(100)의 오븐 챔버 내의 온도는 예를 들어 대략 100℃ 내지 대략 1000℃의 범위 안에서 설정될 수 있다.

의도한 바대로 상이한 연성의 금속 블랭크(101) 영역들을 설정하기 위하여, 의도한 바대로 금속 블랭크(101)의 특정 영역이 시간에 따라 상이하게 가열되고, 특히 시간에 따라 상이하게 냉각되며, 이로써 다양한 금속 블랭크(101) 영역에서 상이한 구조 영역을 설정할 수 있게 된다.

오븐 장치(100) 내에서는, 벨트 요소(105)의 제1 섹션(106)이 냉각되어야만 하는 금속 블랭크(101)의 예정된 표면 영역과 열적으로 접촉됨으로써, 금속 블랭크(101)의 예정된 영역이 냉각될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서는, 제2 섹션(107)이 금속 블랭크(101) 상에 지지 되어 있다.

온도 제어 부재(103)가 특히 높은 열 저장 용량을 가짐으로써, 결과적으로 온도 제어 부재는 벨트 요소의 제1 섹션(106) 또는 제2 섹션(107)의 다수 회의 냉각 사이클을 실행할 수 있다.

벨트 요소(105)는 유연하거나 변형 가능한 재료로 이루어질 수 있고, 구동 수단(201)(도 2 참조)에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열될 수 있다. 벨트 요소(105)는 예를 들어 시트 형태의 벨트로부터 형성될 수 있다. 또한, 벨트 요소(105)는 링 직물, 특히 금속성 링 직물로 이루어질 수도 있다.

벨트 요소(105)는 또한, 제1 섹션(106)으로부터 간격을 두고 떨어져 있는 제2 섹션(107)을 구비한다. 제2 섹션(107)은 예컨대, 제2 위치에서 제2 섹션(107)이 금속 블랭크(101)로부터 간격을 두고 떨어져서 배열될 수 있도록 형성되어 있다. 특히, 제2 섹션(107)은, 제2 위치에서 제2 섹션(107)이 온도 제어 부재(103)의 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉되거나 온도 제어 면(104) 상에서 지지 되도록 형성되어 있다.

제1 섹션(106)이 제2 위치에서는 예를 들어 금속 블랭크(101)를 냉각시키는 한편, 제2 섹션(107)은 온도 제어 부재(103)에 의해서 냉각되며, 그 역도 역시 가능하다. 후속하는 생산 단계에서는, 벨트 요소(105)가 제2 위치로부터 제1 위치로 이동함으로써, 결과적으로 제1 섹션(106)은 온도 제어 부재(103)에 의해서 온도 제어되고, 제2 섹션(107)은 금속 블랭크(101) 또는 추가의 금속 블랭크들의 온도를 제어한다.

그에 상응하게, 벨트 요소(105)는 제3 섹션을 구비할 수 있으며, 이 제3 섹션은 제1 섹션(106)과 제2 섹션(107) 사이에 배열되어 있고, 예를 들어 벨트 요소(105)의 제3 위치에서 온도 제어 부재(103)의 온도 제어 면(104) 및/또는 금속 블랭크(101)와 열적으로 접촉한다.

벨트 요소(105)의 제1 섹션(또는 제2 섹션(107))은 금속 블랭크(101)의 냉각 후에 제1 위치로 이동될 수 있으며, 이 제1 위치에서는 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)의 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉한다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 제1 섹션(106)의 제1 위치에서는 상기 제1 섹션이 온도 제어 면(104) 상에서 예컨대 지지 된다는 것이다. 이로써, 제1 위치에서는 벨트 요소(105)의 제1 섹션(106)이 냉각될 수 있고, 그 다음에 이어서 제2 위치로 이동될 수 있으며, 이 제2 위치에서는 금속 블랭크(101)를 급랭하기 위하여 제1 섹션(106)이 금속 블랭크와 열적으로 접촉한다. 그 다음에, 제1 섹션(106)이 예비 냉각을 위해 제1 위치로 새로이 이동될 수 있다.

따라서, 금속 블랭크(101)의 특정 영역 또는 전체 금속 블랭크(101)가 벨트 요소(105)의 제1 섹션(106)(또는 제2 섹션(107))에 의해 효과적으로 냉각되거나 대안적으로는 가열될 수 있다. 그와 동시에, 오븐 장치(100)의 높은 구조적인 경비 또는 시간 소비적인 개조를 필요로 하지 않으면서, 다수의 금속 블랭크(101) 또는 금속 블랭크(101) 영역의 온도를 제어하기 위해, 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)에 의해서 여러 번 냉각될 수 있다.

도 1에 도시된 온도 제어 부재(103)는 온도 제어기(108), 즉 냉각 장치 또는 가열 장치를 구비한다. 온도 제어기(108)가 온도 제어 부재(103)의 온도를 제어함으로써, 다시 말해 온도 제어 부재를 냉각시키거나 가열시킴으로써, 결과적으로 그에 상응하게 온도 제어 면(104)과 접촉하고 있지 않은 벨트 요소(105)의 섹션(106, 107)은 원하는 온도로써 온도 제어된다. 온도 제어 후에는, 상응하는 섹션(106, 107)이 금속 블랭크(101)와 열적으로 접촉되어 금속 블랭크의 온도를 제어한다.

온도 제어기(108)는 온도 제어 부재(103) 내부에서 진행하는 파이프(109)를 구비한다. 온도 제어 부재의 온도를 제어하기 위한 매질이 (특히 오븐 하우징(102) 외부로부터) 파이프(109) 내부로 공급될 수 있다. 온도 제어를 위한 매질은 특히 기체 형태 또는 액상이다. 예를 들어 매질은 온도 제어기(108)를 냉각시키기 위한 냉각제 또는 냉각 유체일 수 있다. 이로써, 온도 제어 부재(103)의 액체 냉각이 실행될 수 있으며, 그 결과 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉하는 벨트 요소(105)의 섹션(106, 107)이 추후에 새로이 금속 블랭크(101)의 온도를 제어하기 위하여 영구적으로 냉각된다. 바람직한 일 실시예에서 온도 제어 부재(103)는 다른 말로 표현하자면 오븐 챔버 내의 온도보다 훨씬 더 차가운, 특히 오븐 챔버 내의 온도의 절반 미만인 온도를 갖는 냉각 바디이다.

도 1에 도시된 실시예에서, 벨트 요소(105)는 온도 제어 부재(105)를 둘러싸는 벨트 고리를 형성한다. 제2 위치에서는, 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)로부터 간격을 두고 떨어져 있다. 제1 위치에서는, 제2 섹션(107)이 온도 제어 부재(103)로부터 간격을 두고 떨어져 있다. 벨트 요소(105)는, 제2 위치에서는 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)와 금속 블랭크(101) 사이에 배열될 수 있도록 그리고 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)로부터 간격을 두고 떨어져 있도록 배열되어 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 벨트 요소(105)는, 금속 블랭크(101)가 이동할 때 온도 제어 부재(103)에 대해 상대적으로 벨트 요소(105)의 이동이 발생할 수 있도록 금속 블랭크(101) 상에 안착 가능하게 형성되어 있다. 벨트 요소(105)를 금속 블랭크(101) 상에 안착함으로써, 벨트 요소(105)와 금속 블랭크(101) 사이에서 마찰력이 발생한다. 금속 블랭크(101)가 이송 방향(114)을 따라 이동하면, 금속 블랭크(101)가 이동시에 마찰력으로 인해 벨트 요소(105)를 동반함으로써, 결과적으로 벨트 요소(105)가 이동하게 되고, 제1 위치로부터 제2 위치로 그리고 그와 반대로 이동된다. 벨트 요소(105)의 이동 방향이 동일한 경우에는, 제1 섹션(106) 및 제2 섹션(107)이 금속 블랭크(101)의 다양한 영역에 또는 이송 방향(114)을 따라 연속으로 배열된 금속 블랭크(101) 상에 교대로 안착된다.

또한, 절연 하우징(110)이 오븐 챔버 내에 배열되어 있다. 절연 하우징(110)이 온도 제어 부재(103) 및 벨트 요소(105)를 적어도 부분적으로 둘러쌈으로써, 절연 하우징(110)은, 절연 하우징(110)을 둘러싸는 오븐 챔버의 영역으로부터 온도 제어 부재(103) 및 벨트 요소(105)를 열적으로 차폐시킨다. 절연 하우징(110)은 예를 들어 후드 형상을 가질 수 있고, 온도 제어 부재(103) 위로 뒤집힐 수 있으며, 이 경우에는 절연 하우징(110)이 금속 블랭크(101) 방향으로 개구를 구비함으로써, 결과적으로 벨트 요소(105)는 섹션(106, 107) 및 금속 블랭크(101)와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 절연 하우징(110)을 둘러싸는 오븐 챔버의 영역은 높은 온도를 가질 수 있고, 이로써 금속 블랭크(101)를 가열하기 위해 사용될 수 있다. 이때, 절연 하우징(110) 내부는 낮은 온도가 우세한데, 그 이유는 절연 하우징(110)이 절연 하우징(110)의 내부 챔버를 절연 하우징(110)의 둘러쌈으로부터 열적으로 절연시키기 때문이다. 따라서, 금속 블랭크(101)의 온도 제어는 벨트 요소(105)에 의해 더욱 효율적으로 실행될 수 있는데, 그 이유는 오븐 챔버의 다른 영역들로부터는 더 적은 열적인 영향이 방해적으로 작용하기 때문이다.

오븐 장치(100)는 오븐 챔버 내부에서 이송 방향(114)을 따라 금속 블랭크(101)를 이송하기 위한 이송 장치(112)를 더 구비한다. 이송 장치(112)는 예를 들어 구동될 수 있는 다수의 이송 롤러를 구비한다. 이송 롤러 상에 배열된 금속 블랭크(101)는 이송 롤러의 회전에 의해 이송 방향(114)을 따라 오븐 챔버를 통과해서 이송될 수 있다.

온도 제어 유닛로서의 벨트 요소(105) 대신에, 도 1에 도시된 오븐 장치(100) 내에서는 또한 상응하게 형성된 온도 제어 부재(103)를 갖는 다수의 온도 제어 핀(405)이 사용될 수도 있다.

도 2는, 또 다른 일 실시예에 따른 오븐 장치(100)를 보여준다. 도 1에 도시된 오븐 장치(100)의 특징들에 추가로 또는 대안적으로, 도 2에 도시된 오븐 장치(100)는 구동 수단(201)를 구비한다. 구동 수단(201)는, 벨트 요소(105)를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 설계되어 있다. 구동 수단(201)는 하나 또는 다수의 구동 롤러(202)를 구비하며, 이들 구동 롤러는 벨트 요소(105)를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시킨다.

벨트 고리로서의 벨트 요소(105)는 예를 들어 하나 또는 다수의 롤러(202) 위를 지나갈 수 있으며, 이 경우에는 섹션(106, 107)을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 이동시키기 위하여, 하나 이상의 구동 롤러가 구동되어 벨트 요소를 구동시킨다. 벨트 고리로서의 벨트 요소(105)는 예를 들어 구동 롤러(202) 위에 느슨하게 배열될 수 있거나 구동 롤러(202) 둘레에 압축 응력을 받은 상태로 배열될 수 있다. 벨트 요소(105)는 예를 들어 벨트 구동부의 형태로 구동될 수 있다. 따라서, 벨트 요소(105)는 예를 들어 톱니 벨트 형태의 톱니 요소를 구비할 수 있으며, 이와 같은 톱니 요소는 벨트 요소(105)를 구동시키기 위하여 상응하는 톱니 요소 내부에 구동 롤러(202)를 결합시킨다. 다른 말로 표현하자면, 쐐기 벨트 또는 톱니 벨트 구동부가 가능해질 수 있다. 대안적으로, 구동 롤러(202) 둘레로 벨트 요소(105)에 압축 응력이 가해지는 경우에는, 평탄 벨트 구동부가 가능해질 수 있다.

도 3은, 도 1 또는 도 2에 도시된 오븐 장치(100)의 사시도를 보여준다. 도 3에 도시된 오븐 장치(100)에서는, 다수의 온도 제어 부재(103, 103')도 예컨대 이송 방향(114)을 따라 배열될 수 있다는 내용이 명확해진다. 각각의 온도 제어 부재(103, 103') 둘레로 예를 들어 벨트 요소(105)가 각각 하나씩 진행할 수 있다. 또한, 벨트 요소(105)는 다수의 온도 제어 부재(103, 103') 둘레로도 진행할 수 있다.

또한, 온도 제어 부재(103, 103')는 오븐 하우징(102) 내에 교환 가능하게 배열될 수 있고/있거나 냉각 장치 또는 가열 장치(즉, 온도 제어기(108))에 의해서 제공될 수 있다.

이로써, 온도 제어 부재(103, 103')는 제1 섹션(106) 및/또는 제2 섹션(107)의 온도 제어 후에 또는 소정 횟수의 온도 제어 사이클 후에 관리 또는 자체 온도 제어를 위해 교환될 수 있다.

예를 들어, 온도 제어 부재(103, 103')는 수동적인 온도 제어 부재(103, 103')로서 형성될 수 있다. 이와 같은 형성이 의미하는 바는, 온도 제어 부재(103, 103')가 높은 열 저장 용량을 갖고, 오븐 챔버 내에 배열되는 경우에는 능동적으로 온도 제어되지 않는다는 것이다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 온도 제어 부재(103, 103')가 벨트 요소(105)의 상응하는 섹션(106 및 107)의 다수 회의 가열 또는 냉각 후에 스스로 가열 또는 냉각된다는 것이다. 개별 온도 제어 부재(103, 103')의 예정된 한계 온도에 도달한 후에, 온도 제어 부재는 교환될 수 있는데, 예를 들면 예비 온도 제어된 다른 온도 제어 부재(103, 103')로 대체될 수 있다. 따라서, 오븐 장치(100)는 긴 준비 시간 없이 계속해서 상응하는 금속 블랭크(101)의 온도를 제어할 수 있다.

도 4 및 도 5는, 블랭크(101)를 열 처리하기 위한 오븐 장치(100)의 또 다른 실시예들을 보여준다. 오븐 장치(100)는, 금속 블랭크(101)가 설정된 온도에서 열 처리될 수 있는 오븐 챔버(113)를 갖춘 오븐 하우징(102), 및 오븐 챔버(113) 내에 배열되어 있는 온도 제어 부재(103)를 구비한다. 또한, 오븐 장치(100)는 다수의 온도 제어 핀(405)을 구비한다. 온도 제어 부재(103)는 상응하게 다수의 수용 보어(501)를 구비하고(도 5 참조), 이 수용 보어 내부로 온도 제어 핀(405)이 각각 하나씩 삽입될 수 있다. 다수의 온도 제어 핀(405)은, 이 다수의 온도 제어 핀(405)이 제1 위치에서는 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고, 제2 위치에서는 블랭크(101)와 열적으로 접촉할 수 있도록, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열되어 있다.

온도 제어 부재(103)는 온도 제어 핀(405)과 함께 블랭크(101)에 대해 상대적으로 이동될 수 있다. 대안적으로는, 다수의 온도 제어 핀(405)이 온도 제어 부재(103) 및 블랭크(101)에 대해 상대적으로 이동될 수 있다(도 5에 도시된 실시예 참조). 온도 제어 핀(405)은 온도 제어 부재(103)의 수용 보어(501) 내부로 안내된다. 온도 제어 핀(405)은 온도 제어 부재(501)와 열적으로 결합되어 있고, 이로써 가열될 수 있거나 상응하게 냉각될 수 있다.

온도 제어 핀(405)은, 온도 제어 핀(405)이 제2 위치에서 블랭크(101)의 표면에 안착할 수 있도록 그리고 블랭크(101)의 표면 윤곽에 매칭될 수 있도록, 개별 수용 보어(501) 내에 이동 가능하게 배열되어 있다.

온도 제어 핀(405)은 제2 위치에서는 블랭크(101)의 표면상에서 직접 지지될 수 있다. 블랭크(101)의 표면 윤곽의 융기부는 상응하는 온도 제어 핀(405)을 온도 제어 부재(103) 방향으로 이동시키고, 블랭크(101)의 표면 윤곽에 있는 홈은 상응하는 온도 제어 핀(405)을 온도 제어 부재(103)로부터 전방으로 이동시킨다. 이로써, 심지어 블랭크(101)가 평평하지 않게 실시된 경우에도(도 4 참조) 온도 제어 핀(405)은 블랭크(101)의 표면상에서 지지될 수 있다.

온도 제어 핀(405) 및/또는 온도 제어 부재(103)는 구동 수단(401)에 의해서 행정 방향(402)을 따라 블랭크(101)로 이동될 수 있거나 블랭크로부터 제거될 수 있다. 구동 수단(401)는 예를 들어 공압식으로 또는 유압식으로 작동되는 행정 장치를 구비할 수 있다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 온도 제어 부재(103)는 다수의 수용 보어(501)를 갖는 중앙 영역을 구비할 수 있다. 이 중앙 영역은, 예를 들어 중앙 영역 둘레로 진행하고 냉각 매질이 관류하는 통합된 파이프(109)에 의해서 냉각된다. 따라서, 온도 제어 부재(103)의 중앙 영역은 원하는 온도에서 유지된다.

도 5에 더 도시되어 있는 바와 같이, 오븐 장치(100)는, 온도 제어 부재(103)와 블랭크(101) 사이에 선택적으로 삽입될 수 있는 절연 요소(502)(절연 블록)를 구비한다. 특히, 온도 제어 유닛(105, 405)의 제1 위치에서는 절연 요소(502)가 온도 제어 부재(103)와 블랭크(101) 사이에 놓일 수 있다. 이로써, 온도 제어 유닛(105, 405)가 온도 제어 부재(103)에 의해서 더욱 효율적으로 원하는 온도까지 될 수 있는데, 그 이유는 온도 제어 부재(103)가 절연 요소(502)에 의해서 블랭크(101) 및 주변에 놓여 있는 오븐 챔버(113)의 열적인 영향으로부터 절연되기 때문이다. 절연 요소(502)는 예를 들어 또 다른 이송 장치에 의해서 한 편으로는 온도 제어 부재(103)와 온도 제어 유닛(105, 405) 사이에 그리고 다른 한 편으로는 온도 제어 부재(103)와 블랭크(11) 사이에 선택적으로 삽입될 수 있고, 예를 들어 이동 장치(503)를 따라서 이동될 수 있다. 이동 장치(503)는 예를 들어 오븐 장치(100) 내에서 블랭크(101)의 이송 방향(114)에 대해 수직으로 형성되어 있다.

보완적으로 언급할 사실은, "포함하는"이라는 용어가 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다는 것 그리고 "일"이라는 용어가 다수를 배제하지 않는다는 것이다. 더 언급할 사실은, 전술된 실시예들 중 하나를 참조해서 기술된 특징들 또는 단계들이 또한 다른 전술된 실시예들의 다른 특징들 또는 단계들과 조합된 형태로도 사용될 수 있다는 것이다. 청구범위에 기재된 참조 부호는 한정적인 것으로서 간주되어서는 안된다.

100: 오븐 장치
101: 금속 블랭크
102: 오븐 하우징
103: 온도 제어 부재
104: 온도 제어 면
105: 벨트 요소
106: 제1 섹션
107: 제2 섹션
108: 온도 제어기
109: 파이프
110: 절연 하우징
111: 온도 제어 요소
112: 이송 장치
113: 오븐 챔버
114: 이송 방향
201: 구동 수단
202: 구동 롤러
401: 구동 수단
402: 구동 방향
405: 온도 제어 핀
501: 수용 보어
502: 절연 요소
503: 절연 요소의 이동 방향

Claims

블랭크(101), 특히 금속 블랭크를 열 처리하는 오븐 장치(100)로서,
블랭크(101)를 설정된 온도에서 열 처리할 수 있는 오븐 챔버(113)를 구비한 오븐 하우징(102),
상기 오븐 챔버(113) 내에 배열되고 온도 제어 면(104)을 구비하는 온도 제어 부재(103),
온도 제어 유닛을 포함하며,
상기 온도 제어 유닛은 오븐 챔버(113) 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있도록 배열되어, 상기 온도 제어 유닛은 적어도 제1 위치에서는 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 블랭크(101)와 열적으로 접촉하는, 오븐 장치(100).
제1항에 있어서,
상기 온도 제어 유닛은 벨트 요소(105)로 형성되고,
상기 벨트 요소(105)는 제1 섹션(106)을 가지며,
상기 온도 제어 부재(103)는 온도 제어 면(104)을 구비하고,
상기 벨트 요소(105)는 오븐 챔버(113) 내에서 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 수 있도록 배열되어, 제1 위치에서는 상기 제1 섹션(106)이 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 제1 섹션(106)이 블랭크(101)와 열적으로 접촉하는, 오븐 장치(100).
제2항에 있어서,
상기 벨트 요소(105)는 온도 제어 부재(103)를 둘러싸는 벨트 고리를 형성하며,
상기 벨트 요소(105)는, 제2 위치에서 상기 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)와 블랭크(101) 사이에 배열될 수 있도록 배열되는, 오븐 장치(100).
제2항 또는 제3항에 있어서,
제2 위치에서 상기 제1 섹션(106)이 온도 제어 부재(103)로부터 떨어져 있는, 오븐 장치(100).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트 요소(105)는 제1 섹션(106)으로부터 떨어져 있는 제2 섹션(107)을 가지며, 상기 제2 섹션(107)은 제2 위치에서 블랭크(101)로부터 떨어져 배치될 수 있도록 형성되는, 오븐 장치(100).
제5항에 있어서,
상기 제2 섹션(107)은 제2 위치에서 온도 제어 부재(103)의 온도 제어 면(104)과 열적으로 접촉하도록 형성되는, 오븐 장치(100).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트 요소(105)는, 블랭크(101)가 이동할 때 벨트 요소(105)가 온도 제어 부재(103)에 대해 이동하여 상기 블랭크(101) 상에 놓일 수 있도록 형성되는, 오븐 장치(100).
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벨트 요소(105)가 링 직물, 특히 금속성 링 직물을 구비하는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
구동 수단(201)을 더 포함하며,
상기 구동 수단(201)은 상기 온도 제어 유닛을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 형성되는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 제어 유닛은 다수의 온도 제어 핀(405)을 구비하고,
상기 온도 제어 부재(103)는 상기 온도 제어 핀(405)이 각각 하나씩 삽입될 수 있는 다수의 수용 보어(501)를 구비하며,
상기 다수의 온도 제어 핀(405)은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 배열되어, 제1 위치에서는 상기 다수의 온도 제어 핀(405)이 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고 제2 위치에서는 블랭크(101)와 열적으로 접촉하는, 오븐 장치(100).
제10항에 있어서,
상기 온도 제어 핀(405)은 각각의 수용 보어(501) 내에 이동 가능하게 배열되어, 상기 온도 제어 핀(405)은 제2 위치에서 블랭크(101)의 표면에 놓일 수 있고 블랭크(101)의 표면 윤곽에 매칭될 수 있는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 제어 부재(103)는 오븐 챔버(113) 내에 교환 가능하게 배열되는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 제어 부재(103)는 블랭크(101) 방향으로 이동 가능하게 배열되는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 제어 부재(103)는 온도 제어기(108)를 구비하는, 오븐 장치(100).
제14항에 있어서,
상기 온도 제어기(108)는 온도 제어 부재(103) 내부로 진행하는 파이프(109)를 구비하며, 상기 온도 제어 부재의 온도를 제어하기 위한 매질이 상기 파이프 내로 공급되는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오븐 챔버(113) 내에 배열되는 절연 하우징(110)을 더 구비하며,
상기 절연 하우징(110)은 상기 온도 제어 부재(103) 및 벨트 요소(105)를 적어도 부분적으로 둘러싸서, 상기 온도 제어 부재(103) 및 상기 벨트 요소(105)를 상기 절연 하우징(110)을 둘러싸는 오븐 챔버(113)의 영역으로부터 열적으로 차폐시키는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 제어 부재(103)와 블랭크(101) 사이에 선택적으로 삽입될 수 있는 절연 요소(502)를 더 구비하는, 오븐 장치(100).
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오븐 챔버(113) 내부에서 블랭크(101)를 이송하기 위한 이송 장치(112)를 더 구비하는, 오븐 장치(100).
블랭크(101)를 열 처리하는 방법으로서,
블랭크(101)를 설정된 온도에서 열 처리하는 오븐 장치(100)의 오븐 하우징(102)의 오븐 챔버(113) 내에 블랭크(101)를 제공하는 단계, 및
상기 오븐 챔버(113) 내에서 온도 제어 유닛을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키는 단계를 포함하며,
제1 위치에서는 상기 온도 제어 유닛이 오븐 챔버(113) 내에 배열되는 온도 제어 부재(103)와 열적으로 접촉하고,
제2 위치에서는 상기 온도 제어 유닛이 블랭크(101)와 열적으로 접촉하는 블랭크(101)의 열 처리 방법.