WO2010127837A2 - Device and method for heating workpieces which are to be hot-formed - Google Patents

Device and method for heating workpieces which are to be hot-formed Download PDF

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WO2010127837A2 PCT/EP2010/002731 EP2010002731W WO2010127837A2 WO 2010127837 A2 WO2010127837 A2 WO 2010127837A2 EP 2010002731 W EP2010002731 W EP 2010002731W WO 2010127837 A2 WO2010127837 A2 WO 2010127837A2
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    • C21D9/48—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets

Definitions

  • One or more such third heat stations may be provided. It is essential that the number of workpiece receiving stations of this third heat station is lower than that of the second heating station. In special embodiments, the number of workpiece receiving stations of the third heat station may be the same as the number of workpiece receiving stations of the first heat station. There are provided embodiments in which the first Heat station and / or the second station each having only one workpiece receiving station.
  • Step c further heating the workpiece to a temperature equal to or higher than the austenitizing temperature of the workpiece and maintaining the temperature at least the austenitizing temperature over a third period of time, wherein the duration of step a and the duration of step c are each shorter than the time duration of step b and wherein workpieces which are successively subjected to step a successively or with temporal overlap, then simultaneously, d. H. at least overlapping, subjected to step b and then successively subjected to step c without time overlap.
  • the predetermined for the first and third heat station residence time are substantially smaller than the predetermined for the second heat station residence time.
  • the residence time predetermined for the second heat station is 4 minutes, that is 240 seconds and the predetermined residence time for the first and third heat stations is 4 seconds each
  • the residence time predetermined for the second heat station is (24074) times, ie 80 times greater than the predetermined for the first heat station residence time. Consequently, the second heat station must have at least 80 second workpiece receiving locations to operate at the same rate as the first thermal station. This very rough estimate does not yet take into account the transfer times between the heat treatment stations.
  • the workpiece receiving station 12a of the first heat station 12 is assigned to a occupied workpiece receiving station 13a of the second heat station 13 whose minimum dwell time is exceeded and that the empty workpiece receiving station 14a of the third heat station 14 is assigned to the occupied workpiece receiving station 13a of the second heat station 13.
  • the guide track sections 12f to 14f form a guide track, wherein the transport carriage 16 arranged in the workpiece receiving station 12a displaces the transport carriage 16 arranged in the occupied workpiece receiving station 13a and pushes it into the empty workpiece receiving station 14a (see FIG. 2).
  • the drive of the trolley can be very easily designed as a rack drive, threaded rod drive or trained with a pneumatic, hydraulic or electric linear drive push rod.

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Abstract

The invention relates to a heat treatment device (1), optionally with a downstream hot-forming device (15), comprising at least a first heat station (12), a second downstream heat station (12), optionally one or more further downstream heat station(s) (14), a transfer device for supplying and/or discharging the workpieces (11) to and/or from the heat stations (12-14), and a control device for operating the transfer device and/or the heat stations (12-14). The first heat station (12) is designed in such a manner that the workpiece(s) (11) received therein is/are or can be heated to a predefined first temperature within a predetermined first dwell time. The at least second heat station (13) comprises more workpiece receiving spaces (13a) than the at least first heat station (12) and is designed in such a manner that the workpieces (11) received therein can be in each case heated within a certain second dwell time, which is greater than the first dwell time in the first heat station (12), to a predefined second temperature and/or can be constantly maintained at said predefined second temperature, wherein the predefined second temperature in the second heat station (13) is approximately equal to or higher than the predefined first temperature in the first heat station (12). The invention further relates to a heat treatment method.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Erwärmung warm umzuformender Werkstücke Apparatus and method for heating workpieces to be hot formed
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erwärmung warm umzuformender metallischer Werkstücke, zum Beispiel von Blechteilen einer Fahrzeugkarosserie.The invention relates to a device and a method for heating hot to be formed metallic workpieces, for example, sheet metal parts of a vehicle body.
Zur Warmumformung von metallischen Werkstücken, wie Blechteilen, mit einem auf Diffusion beruhenden Oberflächenschutz bedarf es nicht nur einer Erwärmung der Blechteile auf die zur Umformung erforderliche Endtemperatur. Damit eine genügende Menge des den Oberflächenschutz bildenden Materials in die Blechoberfläche eindiffundieren kann, müssen die Blechteile ferner über einen vorgegebenen Mindestzeitraum auf einer vorgegebenen Mindesttemperatur gehalten werden, was eine entsprechend große Verweildauer in einer Aufheizvorrichtung erfordert. Um dennoch oberflächengeschützte Blechteile in schneller Folge einem Warmumformprozess zuführen zu können, werden zu deren Erwärmung bislang lange Rollenherdöfen eingesetzt, welche die Blechteile in einem Zeitraum von mehreren Minuten in einer langen Reihe durchlaufen. Neben außerordentlich viel Platz erfordern solche Öfen einen hohen Investitionsund Instandhaltungsaufwand. Der Ofeninnenraum ist im Betrieb weitgehend unzugänglich. Defekte und Störungen im Ofeninneren führen unvermeidlich zur Stilllegung der gesamten Anlage.For hot forming of metallic workpieces, such as sheet metal parts, with a diffusion-based surface protection not only requires a heating of the sheet metal parts to the required final temperature for forming. So that a sufficient amount of the material forming the surface protection material can diffuse into the sheet surface, the sheet metal parts must also be kept at a predetermined minimum temperature over a predetermined minimum period, which requires a correspondingly long residence time in a heating device. Nevertheless, in order to be able to supply surface-protected sheet-metal parts in rapid succession to a hot-forming process, heretofore long roller hearth furnaces have been used, which pass through the sheet-metal parts over a period of several minutes in a long row. In addition to an extraordinary amount of space such ovens require a high investment and maintenance costs. The furnace interior is largely inaccessible during operation. Defects and faults inside the furnace inevitably lead to the shutdown of the entire system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue verbesserte Vorrichtung sowie ein neues verbessertes Verfahren zur Erwärmung warm umzuformender Werkstücke zu schaffen.The invention has for its object to provide a new improved device and a new improved method for heating hot workpieces to be formed.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem Wärmebehandlungsverfahren, vorzugsweise mit einer solchen Wärmebehandlungsvorrichtung, nach Patentanspruch 18 sowie für konkrete Anwendungen der Wärmebehandlung von warm umzuformenden metallischen Werkstücken, zum Beispiel Blechteilen einer Fahrzeugkarosserie mit einem hierfür speziellen Wärmebehandlungsverfahren nach Patentanspruch 27.The solution of this object is achieved according to the invention with a heat treatment apparatus according to claim 1 and a Heat treatment method, preferably with such a heat treatment apparatus, according to claim 18 and for concrete applications of the heat treatment of hot to be formed metallic workpieces, for example, sheet metal parts of a vehicle body with a special heat treatment process according to claim 27th
Die Lösung gemäß Patentanspruch 1 sieht eine Wärmebehandlungsvorrichtung, ggf. mit nachgeschalteter Warmumformvorrichtung, zum Beispiel mit einer Presse für metallische Werkstücke, vorzugsweise Blechteile einer Fahrzeugkarosserie, vor. Diese Wärmebehandlungsvorrichtung umfasstThe solution according to claim 1 provides a heat treatment device, possibly with downstream hot forming device, for example, with a press for metallic workpieces, preferably sheet metal parts of a vehicle body before. This heat treatment device comprises
- eine erste Wärmestation,a first heat station,
- eine nachgeschaltete zweite Wärmestation,a downstream second heating station,
- gegebenenfalls eine oder mehrere weitere nachgeschaltete Wärmestation(en),- if appropriate, one or more further downstream heat stations,
- eine Überführungsvorrichtung, um die Werkstücke den Wärmestationen zu und/oder abzuführen, unda transfer device for transferring and removing the workpieces to the heat stations, and
- eine Steuerungseinrichtung für den Betrieb der Überführungsvorrichtung und/oder den Betrieb der Wärmestationen, wobei vorgesehen ist,a control device for the operation of the transfer device and / or the operation of the heat stations, wherein it is provided
- dass die erste Wärmestation derart ausgebildet ist, dass das darin aufgenommene Werkstück oder die darin aufgenommenen Werkstücke jeweils innerhalb einer für die erste Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit auf eine für die erste Wärmestation vorbestimmte Temperatur erwärmbar ist bzw. sind,the first heat station is designed such that the workpiece accommodated therein or the workpieces received therein can each be heated to a predetermined temperature for the first heat station within a predetermined residence time for the first heat station,
- dass die zweite Wärmestation mehr Werkstückaufnahmeplätze als die erste Wärmestation aufweist, und derart ausgebildet ist, dass die darin aufgenommenen Werkstücke jeweils innerhalb einer für die zweite Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit, die größer ist als die für die erste Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit, auf eine für die zweite Wärmestation vorbestimmte Temperatur erwärmbar und/oder auf dieser vorbestimmten Temperatur konstant haltbar sind, wobei die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Temperatur ungefähr gleich oder höher ist als die für die erste Wärmestation vorbestimmte Temperatur.- That the second heat station has more workpiece receiving positions than the first heat station, and is formed such that the workpieces received therein within a predetermined for the second heat station dwell time, which is greater than the predetermined for the first heat station dwell time, one for the second Heat Station predetermined temperature can be heated and / or kept constant at this predetermined temperature, wherein the predetermined for the second heat station temperature is approximately equal to or higher than the predetermined temperature for the first heat station.
Bei dieser erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung können eine oder mehrere solcher ersten Wärmestationen und eine oder mehrere solcher zweiten Wärmestationen vorgesehen sein. Ferner können weitere Wärmestationen vor- und/oder nachgeschaltet und gegebenenfalls zwischengeschaltet sein. Durch die Aufteilung in mehrere unterschiedliche Wärmestationen wird die apparative Voraussetzung geschaffen, die Erwärmung der Werkstücke in mehreren unterschiedlichen Wärmebehandlungsphasen durchzuführen. Bei den unterschiedlichen Wärmebehandlungsphasen kann es sich um mehrere erwärmungs- und/oder temperaturerhaltende Phasen mit vorzugsweise unterschiedlichen Temperaturen in den Wärmestationen und mit vorzugsweise unterschiedlicher Verweilzeit in den Wärmestationen handeln.In this heat treatment device according to the invention, one or more such first heat stations and one or more such second heat stations may be provided. Furthermore, further heat stations can be connected upstream and / or downstream and optionally interposed. The division into several different heat stations, the apparatus requirement is created to perform the heating of the workpieces in several different heat treatment phases. The different heat treatment phases may be a plurality of heating and / or temperature-preserving phases having preferably different temperatures in the heat stations and preferably different residence time in the heat stations.
Bei besonders vorteilhaften Anwendungen der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung werden mit einem Oberflächenschutz beschichtete Teile eingesetzt, es kann sich dabei um warm umzuformende metallische Werkstücke handeln, vorzugsweise Blechteile einer Fahrzeugkarosserie. Die erfindungsgemäße Wärmbehandlungsvorrichtung ist jedoch nicht auf diese Anwendungen beschränkt. Im Falle der warm umzuformenden metallischen Werkstücke mit Oberflächenschutz wird in der ersten Wärmestation eine schnelle Erwärmungsphase und in der zweiten Wärmestation eine Diffusionsphase durchgeführt. In der Diffusionsphase erfolgt bei einer für die Diffusion erforderlichen Temperatur die Diffusion des Beschichtungsmaterials in das metallische Werkstück hinein. Die Verweilzeit in der Wärmestation der Diffusionsphase wird im Vergleich zu der Verweilzeit in der vorgeschalteten schnellen Erwärmungsstation größer eingestellt. Erfindungsgemäß können die unterschiedlichen Stationen in Verbindung mit den unterschiedlichen Verweilzeiten eine unterschiedliche Anzahl von Werkstückaufnahmeplätzen aufweisen. Mit der Anzahl der Werkstückaufnahmeplätze in den Stationen wird eine Mehrfachbelegung und damit eine Parallelbehandlung von mehreren Werkstücken in jeweils einer Wärmestation möglich.In particularly advantageous applications of the heat treatment device according to the invention coated with a surface protection parts are used, it can be hot to be formed metallic workpieces, preferably sheet metal parts of a vehicle body. However, the heat treatment device according to the invention is not limited to these applications. In the case of the hot-formed metallic workpieces with surface protection, a rapid heating phase is carried out in the first heat station and a diffusion phase in the second heat station. In the diffusion phase, the diffusion of the coating material into the metallic workpiece takes place at a temperature required for the diffusion. The residence time in the heat station of the diffusion phase is set larger in comparison to the residence time in the upstream rapid heating station. According to the invention, the different stations in conjunction with the different residence times may have a different number of workpiece receiving stations. With the number of workpiece receiving stations in the stations a multiple assignment and thus a parallel treatment of several workpieces in each case a heat station is possible.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung ist, dass die zweite Wärmestation mehr Werkstückaufnahmeplätze als die erste Wärmestation aufweist. Dies bedeutet, dass in der zweiten Wärmestation eine größere Anzahl von Werkstückaufnahmeplätzen zur Verfügung steht. Es ist damit in der zweiten Wärmestation also eine Parallelbehandlung von mehreren Werkstücken gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend möglich. Es müssen allerdings nicht grundsätzlich bei allen Ausführungen des Wärmebehandlungsprozesses alle zur Verfügung stehenden Werkstückeaufnahmeplätze genutzt, das heißt mit Werkstücken belegt werden.It is essential in the case of the heat treatment apparatus according to the invention that the second heat station has more workpiece receiving places than the first heat station. This means that in the second heat station, a larger number of workpiece receiving stations is available. It is thus in the second heat station so a parallel treatment of several workpieces simultaneously or at least temporally overlapping possible. However, it is not always used in all versions of the heat treatment process all available workpiece receiving stations, that is occupied with workpieces.
Ferner kann die zweite Wärmestation erfindungsgemäß gewissermaßen einen Pufferspeicher bilden. Es ist damit möglich, in der zweiten Wärmestation relativ lange Verweilzeiten der Werkstücke vorzusehen und in der vorgeschalteten und/oder nachgeschalteten Wärmestation kürzere Verweilzeiten zu realisieren, wobei die Taktzeit durch die kürzere Verweilzeit, zum Beispiel durch eine nachgeschaltete Wärmestation oder die nachgeschaltete Warmumformungsvorrichtung bestimmt werden kann. Die Entnahmezeit der in den Stationen erwärmten Werkstücke kann damit gegenüber der herkömmlichen Technik um ein Vielfaches reduziert werden und kann zum Beispiel auf die Taktzeit der Umformmaschine abgestimmt werden. Durch das erfindungsgemäße Konzept der Vorrichtung mit der Mehrfachbelegung bzw. Parallelwärmebehandlung in der zweiten Wärmestation in Verbindung mit vor- und nachgeschalteten Wärmestationen mit geringerer Anzahl von Werkstückaufnahmeplätzen kann relativ klein gebaut werden und eine gute Zugänglichkeit und geringere Instandhaltungskosten erreicht werden.Furthermore, according to the invention, the second heat station can effectively form a buffer memory. It is thus possible to provide relatively long residence times of the workpieces in the second heat station and to realize shorter residence times in the upstream and / or downstream heat station, wherein the cycle time can be determined by the shorter residence time, for example by a downstream heat station or the downstream hot forming device , The removal time of the heated in the stations workpieces can thus be compared to the conventional technique reduced by a multiple and can be tuned, for example, to the cycle time of the forming machine. Due to the inventive concept of the device with the multiple occupancy or parallel heat treatment in the second heat station in conjunction with upstream and downstream heat stations with less number of workpiece receiving stations can be built relatively small and good accessibility and lower maintenance costs can be achieved.
Durch die hohe Werkstückaufnahmekapazität, das heißt die Vielzahl der Werkstückaufnahmeplätze in der zweiten Wärmestation, kann auch eine hohe Variabilität und Flexibilität der Wärmebehandlungsvorrichtung erreicht werden. So können der zweiten Wärmebehandlungsstation wechselnde Stationen unterschiedlicher Werkstückaufnahmekapazität bzw. unterschiedlicher Verweilzeit vor- und/oder nachgeschaltet werden.Due to the high workpiece receiving capacity, that is, the plurality of workpiece receiving positions in the second heat station, a high variability and flexibility of the heat treatment apparatus can be achieved. Thus, the stations of different workpiece holding capacity or different residence time can be advanced and / or downstream of the second heat treatment station.
Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass eine der zweiten Wärmestation nachgeschaltete dritte Wärmestation vorgesehen ist, die weniger Werkstückaufnahmeplätze als die zweite Wärmestation aufweist und derart ausgebildet ist, dass das darin aufgenommene Werkstück oder die darin aufgenommenen Werkstücke jeweils innerhalb einer für die dritte Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit, die kleiner ist als die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit auf einen für die dritte Wärmestation vorbestimmte Temperatur erwärmbar und/oder auf diese vorbestimmte Temperatur konstant haltbar ist bzw. sind, wobei diese vorbestimmte Temperatur ungefähr gleich oder höher ist als die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Temperatur.In preferred embodiments it is provided that a third heat station is provided downstream of the second heat station, which has fewer workpiece receiving stations than the second heating station and is designed such that the workpiece received therein or the workpieces received therein in each case within a predetermined residence time for the third heat station, which is smaller than the predetermined for the second heat station residence time heated to a predetermined temperature for the third heat station and / or stable to this predetermined temperature is durable, this predetermined temperature is approximately equal to or higher than that predetermined for the second heat station Temperature.
Es können eine oder mehrere solcher dritten Wärmestationen vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass die Anzahl der Werkstückaufnahmeplätze dieser dritten Wärmestation geringer ist als die der zweiten Wärmestation. Bei speziellen Ausführungen kann die Anzahl der Werkstückaufnahmeplätze der dritten Wärmestation gleich sein wie die Anzahl der Werkstückaufnahmeplätze der ersten Wärmestation. Es sind Ausführungen vorgesehen, bei denen die erste Wärmestation und/oder die zweite Station jeweils nur einen Werkstückaufnahmeplatz aufweist.One or more such third heat stations may be provided. It is essential that the number of workpiece receiving stations of this third heat station is lower than that of the second heating station. In special embodiments, the number of workpiece receiving stations of the third heat station may be the same as the number of workpiece receiving stations of the first heat station. There are provided embodiments in which the first Heat station and / or the second station each having only one workpiece receiving station.
Die Art der Heizungseinrichtungen in den verschiedenen Wärmestationen kann unterschiedlich sein. Damit können wesentliche Vorteile erreicht werden, weil abhängig von der Leistung der jeweiligen Heizungseinrichtung die Anzahl der Werkstückaufnahmeplätze für die betreffende Wärmestation gewählt werden kann. Besonders bevorzugt ist, wenn in der ersten Wärmestation eine induktive Heizeinrichtung vorhanden ist, um eine besonders schnelle Erwärmung der Werkstücke zu erhalten. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Wärmestation eine Wärmeeinrichtung zur induktiven Erwärmung der Werkstücke aufweist. Es sind jedoch auch Ausführungen mit konduktiver Erwärmung der Werkstücke in der ersten Wärmestation denkbar.The type of heating equipment in the different heat stations can be different. This substantial advantages can be achieved because depending on the performance of the respective heating device, the number of workpiece receiving stations for the relevant heat station can be selected. It is particularly preferred if in the first heat station, an inductive heating device is present to obtain a particularly rapid heating of the workpieces. It can be provided that the first heat station has a heating device for inductive heating of the workpieces. However, embodiments with conductive heating of the workpieces in the first heat station are also conceivable.
Was die Heizeinrichtung der zweiten Wärmestation betrifft, ist von Vorteil, wenn die zweite Wärmestation eine Wärmeeinrichtung zur Beheizung der Werkstücke mittels Brennstoffverbrennung oder/und durch elektrische Widerstandsbeheizung aufweist. Es ist auch möglich, den Energiebedarf durch gute Isolierung der zweiten Wärmestation zu senken. Dies ist von besonderem Vorteil bei der zweiten Wärmestation, die eine relativ lange Verweilzeit vorsieht. Vorzugsweise werden gut isolierte Abschlussvorrichtungen, wie Abschlussklappen oder Abschlussdeckel, vorgesehen, die ein Zuführen und Abführen der Werkstücke ermöglichen, aber die Wärmeverluste während der Verweilzeit der betreffenden Werkstücke möglichst minimieren.As regards the heating device of the second heat station, it is advantageous if the second heat station has a heating device for heating the workpieces by means of fuel combustion and / or by electrical resistance heating. It is also possible to reduce the energy requirement by good insulation of the second heat station. This is of particular advantage in the second heat station, which provides a relatively long residence time. Preferably, well-insulated termination devices, such as end flaps or end covers, are provided which allow the workpieces to be fed and removed but minimize the heat losses during the residence time of the workpieces concerned.
Was die dritte Wärmestation betrifft, ist von Vorteil, wenn die dritte Wärmestation mindestens eine Wärmeeinrichtung zur induktiven Erwärmung der Blechteile aufweist. In der dritten Wärmestation kann vorzugsweise auch eine zonenweise Erwärmung vorgesehen sein. Es kann vorgesehen sein, dass die dritte Wärmestation mindestens zwei oder mehr gleichartige oder verschiedenartige Wärmeeinrichtungen aufweist, die zonenweise zwei oder mehr unterschiedliche für die dritte Wärmestation vorbestimmte Temperaturen ausbilden. Für jede der Zonen kann vorzugsweise ein eigener Induktor zum Einstellen der erforderlichen unterschiedlichen Temperatur vorgesehen sein, z. B. Temperaturen unterhalb oder oberhalb der Austenitisierungstemperatur des metallischen Werkstoffs. Es ist aber auch möglich, die erforderlichen unterschiedlichen Temperaturen durch einen Induktor mit unterschiedlichen Wärmeerzeugungszonen zu verwenden. In Verbindung mit der Mehrzonenerwärmung kann ein Mehrzonenhärten erfolgen. Es kann durch unterschiedliche Erwärmung in den unterschiedlichen Zonen eine in den unterschiedlichen Zonen vordefinierte Festigkeit erreicht werden. Besondere Vorteile ergeben sich mit den Mehrzonenheizeinrichtungen auch wenn die zu erwärmenden Werkstücke in den unterschiedlichen Zonen unterschiedliche Materialdicken aufweisen.As regards the third heat station, it is advantageous if the third heat station has at least one heating device for inductive heating of the sheet metal parts. In the third heat station may also be provided preferably a zone-wise heating. It can be provided that the third heat station at least two or more similar or different Having heating devices which form two or more zones for the third heat station predetermined temperatures zone by zone. For each of the zones may preferably be provided a separate inductor for adjusting the required different temperature, for. B. temperatures below or above the Austenitisierungstemperatur of the metallic material. But it is also possible to use the required different temperatures through an inductor with different heat generating zones. In connection with the multi-zone heating, a multi-zone hardening can take place. It can be achieved by different heating in the different zones predefined in the different zones strength. Particular advantages arise with the Mehrzonenheizeinrichtungen even if the workpieces to be heated in the different zones have different thicknesses.
Die Abstimmung in den unterschiedlichen Zonen kann auch für Materialkombinationen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten und unterschiedlicher Leitfähigkeit in den Zonen erfolgen.The tuning in the different zones can also be done for material combinations with different melting points and different conductivity in the zones.
Wie oben bereits erwähnt ergeben sich besonders bevorzugte Anwendungen der Wärmebehandlung, wenn vor der Wärmebehandlung auf die Werkstücke ein Schutzmaterial aufgebracht wird, so kommt es bei der Wärmebehandlung von warm umzuformenden metallischen Werkstücken mit Oberflächenbeschichtung insbesondere darauf an, dass vor dem Warmumformen das Material der Oberflächenbeschichtung in die Werkstücke eindiffundiert. Das Wärmebehandlungsverfahren kann gemäß Patentanspruch 27 hierfür vorzugsweise die folgenden Schritte aufweisen:As already mentioned above, particularly preferred applications of the heat treatment, if a protective material is applied to the workpieces before the heat treatment, it is particularly important in the heat treatment of hot-formed metallic workpieces with surface coating that prior to hot forming the material of the surface coating in the workpieces diffused. The heat treatment process may according to claim 27 preferably have the following steps:
Schritt a: Erwärmen des Werkstücks über einen ersten Zeitabschnitt,Step a: heating the workpiece over a first period,
Schritt b: Warmhalten des Werkstückes durch Wärmeisolieren und/oderStep b: keeping the workpiece warm by thermal insulation and / or
Beheizen auf einer Temperatur für das Eindiffundieren des Materials zur Oberflächenbeschichtung in das Werkstück über einen zweiten Zeitabschnitt,Heating at a temperature for the diffusion of the material for surface coating into the workpiece over a second period of time,
Schritt c: weiteres Erwärmen des Werkstückes auf eine Temperatur, die gleich oder höher ist als die Austenitisierungstemperatur des Werkstücks und Halten der Temperatur auf mindestens der Austenitisierungstemperatur über einen dritten Zeitabschnitt, wobei die Zeitdauer des Schrittes a und die Zeitdauer des Schrittes c jeweils kürzer ist als die Zeitdauer des Schrittes b und wobei Werkstücke, die sukzessive nacheinander oder mit zeitlicher Überlappung dem Schritt a unterzogen werden, sodann gleichzeitig, d. h. zumindest überlappend, dem Schritt b unterzogen werden und sodann sukzessive ohne zeitliche Überlappung dem Schritt c unterzogen werden.Step c: further heating the workpiece to a temperature equal to or higher than the austenitizing temperature of the workpiece and maintaining the temperature at least the austenitizing temperature over a third period of time, wherein the duration of step a and the duration of step c are each shorter than the time duration of step b and wherein workpieces which are successively subjected to step a successively or with temporal overlap, then simultaneously, d. H. at least overlapping, subjected to step b and then successively subjected to step c without time overlap.
Vorzugsweise kann in Schritt a induktives Erwärmen des Werkstücks vorgesehen sein, es ist aber auch möglich, andere Erwärmungsverfahren vorzusehen, beispielsweise konduktives Erwärmen. Vorzugsweise kann im Schritt b das Beheizen mittels Brennstoffverbrennung und/oder mittels elektrischer Widerstandsbeheizung durchgeführt werden.Preferably, inductive heating of the workpiece may be provided in step a, but it is also possible to provide other heating methods, for example, conductive heating. Preferably, in step b, the heating can be carried out by means of fuel combustion and / or by electrical resistance heating.
Das Wärmebehandlungsverfahren kann vorzugsweise mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Wärmestation, wie sie vorangehend beschrieben sind, durchgeführt werden. Eine solche Lösung gibt der Gegenstand des Patentanspruchs 18, wonach die folgenden Verfahrensschritte zyklisch durchlaufen werden:The heat treatment method may preferably be performed with a heat treatment apparatus having first, second, and third heat stations as described above. Such a solution is the subject of claim 18, after which the following process steps are cycled:
a) Übergabe eines Werkstücks an die erste Wärmestation, b) Erhitzen des Werkstücks während einer für die erste Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit auf eine für die erste Wärmestation vorbestimmte Temperatur, c) Zuordnung der positionsverstellbaren ersten Wärmestation zu einem freien zweiten Werkstückaufnahmeplatz der zweiten Wärmestation, d) Übergabe des Werkstücks nach Ablauf der für die erste Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit an die zweite Wärmestation, e) Erhitzen des Werkstücks auf eine für die zweite Wärmestation vorbestimmte Temperatur und Halten dieser Temperatur; f) Zuordnung der positionsverstellbaren dritten Wärmestation zu einem belegten zweiten Werkstückaufnahmeplatz der zweiten Wärmestation, an dem eine die Verweilzeit größer oder gleich der für die zweite Wärmestation vorbestimmten Verweilzeit ist, g) Übergabe des Werkstücks an die dritte Wärmestation, h) Erhitzen des Werkstücks auf die für die dritte Wärmestation vorbestimmte Temperatur, i) Positionieren der dritten Wärmestation, sodass das Werkstück an die stromabwärts hinter der dritten Wärmestation angeordnete Warmumformvorrichtung übergebbar ist, j) Übergabe des Werkstücks an die Warmumformvorrichtung.a) transfer of a workpiece to the first heat station, b) heating of the workpiece during a predetermined for the first heat station residence time to a predetermined temperature for the first heat station, c) assignment of the positionally adjustable first heat station to a free second workpiece receiving location of the second heat station, d) transfer of the workpiece after the predetermined for the first heat station residence time to the second heat station, e) heating the workpiece to a predetermined temperature for the second heat station and holding this temperature; f) assignment of the positionally adjustable third heat station to an occupied second workpiece receiving location of the second heat station, at which the residence time is greater than or equal to the predetermined for the second heat station residence time, g) transfer of the workpiece to the third heat station, h) heating of the workpiece on the i) positioning the third heat station so that the workpiece can be transferred to the hot-forming device located downstream of the third heat station, j) transfer of the workpiece to the hot-forming device.
Die nachfolgenden Ausführungen sind auf besonders bevorzugte Spezifizierungen der Verfahrensschritte gerichtet.The following statements are directed to particularly preferred specifications of the method steps.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verfahrensschritte b) bis d) und e) bis g) und h) bis j) simultan ausgeführt werden.It can be provided that the method steps b) to d) and e) to g) and h) to j) are carried out simultaneously.
Weiter kann vorgesehen sein, dass in Schritt h) mindestens zwei für die dritte Wärmestation vorbestimmte Temperaturen vorgesehen sind, wobei diese zwei Temperaturen unterschiedlichen Werkstückabschnitten zugeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Kristallstrukturen im Werkstück auszubilden, beispielsweise austenistische und nichtaustenitische Bereiche, sodass das Werkstück nach dem Erkalten gehärtete und duktile Bereiche aufweisen kann. Als Austenit werden γ-Mischkristalle des Eisens bezeichnet. Austenit ist Bestandteil vieler nichtrostender Stähle. Das Gefüge hat eine geringe Härte, kann jedoch durch Kaltverformung beträchtlich gesteigert werden.It can further be provided that in step h) at least two predetermined for the third heat station temperatures are provided, these two temperatures are assigned to different workpiece sections. In this way it is possible to have different crystal structures in the workpiece austenitic, such as austenitic and non-austenitic areas, so that the workpiece after cooling can have hardened and ductile areas. Austenite refers to γ mixed crystals of iron. Austenite is part of many stainless steels. The structure has a low hardness, but can be increased considerably by cold deformation.
Es kann vorgesehen sein, dass die Temperatur bzw. die Temperaturen in der dritten Wärmestation größer oder gleich der Austenitisierungstemperatur ist bzw. sind. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass mindestens eine der für die dritte Wärmestation vorbestimmten Temperaturen kleiner als die Austenitisierungstemperatur ist.It can be provided that the temperature or the temperatures in the third heat station is greater than or equal to the austenitizing temperature. It may be provided here that at least one of the temperatures predetermined for the third heat station is less than the austenitizing temperature.
Was die zonenweise unterschiedlichen Temperaturen in der dritten Wärmestation betrifft, kann die Temperatur eines der Werkstückabschnitte beispielsweise über der Austenitisierungstemperatur liegen, die Temperaturen in den anderen Werkstückabschnitten können unter der Austenitisierungstemperatur liegen, wobei die Austenitisierungstemperatur beispielsweise aus dem Zustandsdiagramm der Stahllegierung ablesbar ist, aus der das Werkstück gebildet ist. So ist es besonders einfach möglich, dass Werkstückabschnitte im Anschluss an die Warmumformung in einer Pressvorrichtung pressgehärtet werden, während andere Werkstückabschnitte duktil bleiben. Die duktilen Bereiche des aus dem Werkstück hergestellten Bauteils können sich bei Überbelastung stark plastisch verformen und sind daher in der Lage, Aufprallenergie zu absorbieren, während die gehärteten Bereiche zur Stabilität beitragen. Die so ausgebildeten Bauteile sind besonders zur Verbesserung der Sicherheit von Kraftfahrzeugen bei Auffahrunfällen geeignet, weil die duktilen Bereiche als Knautschzonen wirken können und durch Deformation Aufprallenergie vernichten.With regard to the zone-wise different temperatures in the third heat station, the temperature of one of the workpiece sections may, for example, be above the austenitizing temperature, the temperatures in the other workpiece sections may be below the austenitizing temperature, the austenitizing temperature being readable, for example, from the state diagram of the steel alloy from which the Workpiece is formed. Thus, it is particularly easy for workpiece sections to be press-hardened in a press device after hot-forming, while other workpiece sections remain ductile. The ductile regions of the component produced from the workpiece can deform very plastically when overloaded and are therefore able to absorb impact energy, while the hardened areas contribute to the stability. The components formed in this way are particularly suitable for improving the safety of motor vehicles in rear-end collisions because the ductile regions can act as crumple zones and destroy impact energy through deformation.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit mindestens gleich ist der Zeit, in welcher der Diffusionsprozess abgeschlossen ist. Es ist möglich, die Verweilzeit in der dritten Wärmestation den technologischen Erfordernissen anzupassen und größer zu wählen, wodurch das Ergebnis der Diffusion nicht in Frage gestellt ist.It can further be provided that the residence time predetermined for the second heat station is at least equal to the time in which the diffusion process is completed. It is possible, the residence time in the third heat station the technological requirements and to choose larger ones, whereby the result of the diffusion is not questioned.
Es ist möglich, dass die Taktzeit der Warmumformvorrichtung größer ist als die für die erste Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit und/oder die für die dritte Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit. In diesem Falle bestimmt die Taktzeit der Warmumformvorrichtung unter Einrechnung der Übergabezeit zwischen der dritten Wärmestation und der Warmumformvorrichtung und der Zeit für die Entnahme des fertigen Bauteils aus der Warmumformvorrichtung die kleinste mögliche Taktzeit.It is possible that the cycle time of the hot-forming device is greater than the predetermined for the first heat station residence time and / or the predetermined for the third heat station residence time. In this case, the cycle time of the hot-forming apparatus, taking into account the transfer time between the third heat station and the hot-forming device and the time for removal of the finished component from the hot-forming device, determines the smallest possible cycle time.
Es kann vorgesehen sein, dass die Taktzeit der Warmumformvorrichtung sehr viel kleiner ist als die zweite Verweilzeit, vorausgesetzt die zweite Wärmestation, die eine relativ hohe Verweilzeit vorsieht, hat eine ausreichend hohe Anzahl von Werkstückaufnahmeplätzen.It can be provided that the cycle time of the hot forming device is much smaller than the second residence time, provided that the second heat station, which provides a relatively high residence time, has a sufficiently high number of workpiece receiving locations.
Wie weiter oben ausgeführt, sind die für die erste und die dritte Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit wesentlich kleiner als die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit. Wenn beispielsweise die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit 4 Minuten beträgt, das sind 240 Sekunden, und die für die erste und die dritte Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit jeweils 4 Sekunden beträgt, so ist die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit (24074)-mal, d. h. 80mal größer als die für die erste Wärmestation vorbestimmte Verweilzeit. Folglich muss die zweite Wärmestation mindestens 80 zweite Werkstückaufnahmeplätze aufweisen, um im gleichen Takt wie die erste Wärmestation zu arbeiten. Diese sehr grobe Abschätzung berücksichtigt noch nicht die Übergabezeiten zwischen den Wärmebehandlungsstationen. Wenn die Übergabezeit zwischen benachbarten Wärmestationen beispielsweise 6 Sekunden beträgt, werden nur noch mindestens 240/(4 + 6) = 24 zweite Werkstückaufnahmeplätze benötigt, um den gleichen Taktzeit-Einsparungseffekt zu erzielen. Wie weiter oben ausgeführt, kann jedoch die Taktzeit der Warmumformvorrichtung unter Einrechnung der Übergabezeit zwischen der dritten Wärmestation und der Warmumformvorrichtung und der Zeit für die Entnahme des fertigen Bauteils aus der Warmumformvorrichtung die kleinste mögliche Taktzeit bestimmen, die dann zur Berechnung der Mindestanzahl der benötigten zweiten Werkstückaufnahmeplätze zu verwenden ist. Unter der Annahme, dass die besagte Summe aus der Taktzeit der Warmumformvorrichtung und den Übergabezeiten 20 Sekunden beträgt, werden nur noch mindestens 240/20 = 12 zweite Werkstückaufnahmeplätze benötigt.As stated above, the predetermined for the first and third heat station residence time are substantially smaller than the predetermined for the second heat station residence time. For example, if the residence time predetermined for the second heat station is 4 minutes, that is 240 seconds and the predetermined residence time for the first and third heat stations is 4 seconds each, the residence time predetermined for the second heat station is (24074) times, ie 80 times greater than the predetermined for the first heat station residence time. Consequently, the second heat station must have at least 80 second workpiece receiving locations to operate at the same rate as the first thermal station. This very rough estimate does not yet take into account the transfer times between the heat treatment stations. For example, if the transfer time between adjacent heat stations is 6 seconds, only at least 240 / (4 + 6) = 24 second workpiece slots are needed to achieve the same cycle time saving effect. As stated above, however, the cycle time of Hot forming device, taking into account the transfer time between the third heat station and the hot forming device and the time for the removal of the finished component from the hot forming device to determine the smallest possible cycle time, which is then used to calculate the minimum number of required second workpiece receiving positions. Assuming that the said sum of the cycle time of the hot forming device and the transfer times is 20 seconds, only at least 240/20 = 12 second workpiece receiving positions are required.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind auf besonders bevorzugte apparative Gestaltungen der Wärmestationen gerichtet.Further advantageous embodiments are directed to particularly preferred apparatus designs of the heat stations.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Wärmestationen und/oder der Werkzeugaufnahmeplatz und/oder die Werkzeugaufnahmeplätze mindestens einer der Wärmestationen positionsverstellbar ist bzw. sind.It can be provided that at least one of the heating stations and / or the tool receiving station and / or the tool receiving stations of at least one of the heat stations is / are positionally adjustable.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Wärmestation und/oder der Werkstückaufnahmeplatz und/oder die Werkstückaufnahmeplätze derart positionsverstellbar ist bzw. sind, dass mindestens ein Werkstückaufnahmeplatz der verstellbaren Wärmestation oder der verstellbare Werkstückaufnahmeplatz und/oder die verstellbaren Werkstückaufnahmeplätze einem Werkstückaufnahmeplatz einer nachgeschalteten oder vorgeschalteten Wärmestation zuordenbar ist bzw. sind für die Zufuhr eines Werkstückes von der vorgeschalteten Wärmestation oder für die Abfuhr eines Werkstückes zu der nachgeschalteten Wärmestation.It can further be provided that the heat station and / or the workpiece receiving station and / or the workpiece receiving stations is or are positionally adjustable such that at least one workpiece receiving station of the adjustable heat station or the adjustable workpiece receiving station and / or the adjustable workpiece receiving stations can be assigned to a workpiece receiving station of a downstream or upstream heating station is or are for the supply of a workpiece from the upstream heat station or for the removal of a workpiece to the downstream heat station.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Werkstück auf einem verfahrbaren Träger abgestützt angeordnet ist, welcher während der Verweilzeit des Werkstücks in einer Wärmestation auf dem Werkstückaufnahmeplatz stillstehend und/oder festgestellt angeordnet ist und während der Zufuhr des Werkstücks von einer vorgeschalteten Wärmestation oder während der Abfuhr des Werkstücks zu einer nachgeschalteten Wärmestation bewegbar geführt ist. Bei dem verfahrbaren Träger kann es sich beispielsweise um einen Transportwagen handeln, auf dem das Werkstück abgelegt und ggf.fixiert ist.Further, it can be provided that the workpiece is arranged supported on a movable carrier, which is arranged resting and / or fixed during the residence time of the workpiece in a heat station on the workpiece holder position and during the supply of the workpiece from an upstream heat station or during the discharge of Workpiece to a downstream heat station is movably guided. The movable carrier may be, for example, a trolley on which the workpiece is stored and possibly fixed.
Insbesondere bei induktiver Erwärmung ist das Fixieren des Werkstücks auf dem Werkstückaufnahmeplatz bzw. dem verfahrbaren Träger vorteilhaft, weil andernfalls das Werkstück bei induktiver Erwärmung unkontrollierte Bewegungen, etwa Flatterbewegungen, ausführen könnte. Es ist bei bevorzugten Ausführungen von Wärmestationen mit induktiver Erwärmung vorgesehen, die Werkstücke auf den Werkstückaufnahmeplätzen bzw. den verfahrbaren Trägern zu fixieren. Die Fixierung der Werkstücke kann davon abgesehen bei allen Ausführungen mit verfahrbaren Trägern oder positionsverstellbaren Werkstückaufnahmeplätzen oder positionsverstallbaren Wärmestationen vorteilhafterweise vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass die Werkstücke während der Wärmebehandlung bzw. während ihres Transportes durch die Wärmebehandlungsvorrichtung sicher in Position gehalten werden. Dies gilt insbesondere auch, wenn die Wärmestation selbst positionsverstellbar ausgebildet ist oder positionsverstellbare Werkstückaufnahmeplätze aufweist.In particular, in inductive heating, the fixing of the workpiece on the workpiece receiving station or the movable carrier is advantageous because otherwise the workpiece could perform uncontrolled movements, such as flutter movements with inductive heating. It is provided in preferred embodiments of heat stations with inductive heating to fix the workpieces on the workpiece receiving stations or the movable carriers. Apart from this, the fixation of the workpieces can advantageously be provided in all versions with movable carriers or positionally adjustable workpiece receiving stations or heat storage stations which can be positioned in order to ensure that the workpieces are securely held in position during the heat treatment or during their transport through the heat treatment device. This is especially true even if the heat station itself is positionally adjustable or has position-adjustable workpiece receiving positions.
Bei bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die positionsverstellbare Wärmestation und/oder der positionsverstellbare Werkstückaufnahmeplatz in vertikaler Richtung verstellbar ist oder in horizontaler Richtung verstellbar ist.In preferred embodiments, it may be provided that the positionally adjustable heat station and / or the positionally adjustable workpiece receiving station is adjustable in the vertical direction or is adjustable in the horizontal direction.
Weiter kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere der Wärmestationen vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze aufweist. Horizontal nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze können bevorzugt sein, um mehr als eine technologische Linie zur Wärmebehandlung und Warmumformung nebeneinander anzuordnen, wobei die nachstehend beschriebene Ausbildung der zweiten Wärmestation mit vertikal übereinander angeordneten Werkstückaufnahmeplätzen bevorzugt sein kann.It can further be provided that one or more of the heat stations has vertically above one another or horizontally juxtaposed workpiece receiving positions. Horizontally juxtaposed workpiece receiving stations may be preferred to arrange more than one technological line for heat treatment and hot forming side by side, wherein the below-described embodiment of the second heating station with vertically stacked workpiece receiving stations may be preferred.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die zweite Wärmestation vertikal übereinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze aufweist und die vorgeschaltete erste Wärmestation oder die nachgeschaltete dritte Wärmestation in vertikaler Richtung positionsverstellbar ist oder mindestens einen in vertikaler Richtung positionsverstellbaren Werkstückaufnahmeplatz aufweist, oder dass die zweite Wärmestation horizontal nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze aufweist und die vorgeschaltete erste Wärmestation und/oder die nachgeschaltete dritte Wärmestation in horizontaler Richtung positionsverstellbar ist oder mindestens einen in horizontaler Richtung positonsverstellbaren Werkstückaufnahmeplatz aufweist.In a preferred embodiment, it is provided that the second heat station has workpiece receiving stations arranged vertically one above another and the upstream first heating station or the downstream third heating station is positionally adjustable in the vertical direction or has at least one workpiece receiving position adjustable in the vertical direction, or in that the second heating station horizontally juxtaposed workpiece receiving stations has and the upstream first heat station and / or the downstream third heat station in the horizontal direction is positionally adjustable or has at least one positonsverstellbaren in the horizontal direction workpiece holder.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder dritte Wärmestation auf einem vertikal oder horizontal verfahrbaren Lift montiert sind.In an advantageous development it can be provided that the first and / or third heat station are mounted on a vertically or horizontally movable lift.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Werkstückaufnahmeplatz einen Führungsbahnabschnitt bildet oder mit einem Führungsbahnabschnitt verbunden ist, der für die Zufuhr eines Werkstücks von einer vorgeschalteten Wärmestation oder für die Abfuhr eines Werkstücks zu einer nachgeschalteten Wärmestation einem Führungsbahnabschnitt eines Werkstückaufnahmeplatzes dieser vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Wärmestation zuordenbar ist unter Ausbildung einer aus den Führungsbahnabschnitten zusammengesetzten Führungsbahn. Die Führungsbahnabschnitte können jeweil als Plattform ausgebildet sein. Sie können selbst als Werkstückaufnahmeplatz ausgebildet sein oder einen Träger, vorzugsweise einen beweglichen Träger, abstützen, auf dem das jeweilige Werkstück anordenbar ist. Um die Werkstücke von den Stationen zu- und abzuführen, können diese durch die Überführungsvorrichtung auf den zum Beispiel als Plattform ausgebildeten Führungsbahnabschnitten von der einen zur anderen Station hin verfahren werden. Die Plattformen der Werkstückaufnahmeplätze, zwischen denen die Überführung erfolgt, bilden dabei eine aus den Plattformen zusammengesetzte Führungsbahn für die zu transferierenden Werkstücke.It can further be provided that the workpiece receiving station forms a guideway section or is connected to a guideway section, which can be assigned to a guideway section of a workpiece receiving station of this upstream or downstream heating station for the supply of a workpiece from an upstream heat station or for the removal of a workpiece to a downstream heat station forming a guideway composed of the guideway sections. The guideway sections can each be designed as a platform. They can themselves be designed as a workpiece holder or support, preferably a movable carrier, on which the respective workpiece can be arranged. In order to supply the workpieces from the stations and remove, they can by the transfer device on the example formed as a platform guide track sections of the one be moved to the other station. The platforms of the workpiece receiving stations, between which the transfer takes place, thereby forming a composite of the platforms guideway for the workpieces to be transferred.
Es kann vorgesehen sein, dass die Überführungsvorrichtung eine Antriebseinrichtung aufweist, die mit ihrer Abtriebsseite an dem Werkstück und/oder einem das Werkstück aufnehmenden bewegbaren Träger und/oder an einem bewegbaren Bauteil eines Werkstückaufnahmeplatzes unmittelbar oder mittelbar impulsartig oder permanent angreift. Die Antriebseinrichtung kann beispielsweise als eine Zahnstangenantrieb, Gewindestangenantrieb oder eine mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Linearantrieb ausgebildete Schubstange ausgebildet sein. Diese Ausführungen haben den Vorteil, dass der Antriebsmotor bzw. das Antriebsglied außerhalb der Wärmestationen angeordnet sein können und daher keinem Verschleiß durch hohe Temperaturen unterliegen.It can be provided that the transfer device has a drive device which acts with its output side on the workpiece and / or a workpiece receiving the movable carrier and / or on a movable component of a workpiece receiving station directly or indirectly pulse-like or permanent. The drive device can be designed, for example, as a rack drive, threaded rod drive or a push rod designed with a pneumatic, hydraulic or electric linear drive. These embodiments have the advantage that the drive motor or the drive member can be arranged outside of the heat stations and therefore are not subject to high-temperature wear.
Die Überführungsvorrichtung kann bei abgewandelten Ausführungen auch als Robotergreifarme oder dergleichen ausgebildet sein.The transfer device may also be designed as robotic engagement arms or the like in modified embodiments.
Die weiter oben genannte Steuerungseinrichtung für den Betrieb der Überführungsvorrichtung und/oder den Betrieb der Wärmestationen kann vorteilhafterweise als eine computergesteuerte elektronische Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, die mindestens alle zum Betrieb der Wärmebehandlungsvorrichtung benötigten Mess-, Steuer- und Regelkomponenten umfasst, wobei in einem Computer ein Steuerungsprogramm abgelegt sein kann, das das Zusammenwirken der genannten Komponenten koordiniert und überwacht. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The above-mentioned control device for the operation of the transfer device and / or the operation of the heat stations can be advantageously designed as a computer-controlled electronic control device comprising at least all required for the operation of the heat treatment device measuring and control components, wherein in a computer, a control program can be stored, which coordinates and monitors the interaction of said components. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and the accompanying drawings relating to these embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung (Seitenansicht) einer Vorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einer Warmumformvorrichtung;Fig. 1 is a schematic representation (side view) of a device according to the invention in connection with a hot forming device;
Fig. 2 eine Teildarstellung der Vorrichtung in Fig. 1 ;Fig. 2 is a partial view of the device in Fig. 1;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung nach derFig. 3 shows a further embodiment of a device according to the
Erfindung in schematischer Darstellung (Draufsicht).Invention in a schematic representation (top view).
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Wärmebehandlungsvorrichtung 1 handelt es sich um eine Vorrichtung zur Erwärmung warmumzuformender Werkstücke 11. Diese weist in dem dargestellten Fall drei aufeinanderfolgenden Wärmestationen 12, 13 und 14 auf. Der Wärmestation 14 ist eine Warmumformvorrichtung 15 nachgeschaltet. Bei den Werkstücken 11 handelt es sich um metallische Werkstücke, zum Beispiel zugeschnittene Blechteile einer Fahrzeugkarosserie. Bei den zum Einsatz kommenden Blechteilen handelt es sich vorzugsweise um mit einer Schutzschicht bereits beschichtete Blechteile. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Werkstücke 11 in einer der Wärmebehandlungsvorrichtung vorgeschalteten, nicht dargestellten Beschichtungsstation mit einer Schutzschicht zu versehen und anschließend zu trocknen. Die Werkstücke durchlaufen die in Figur 1 dargestellten Stationen, indem sie jeweils von der einen Station in die andere Station auf im einzelnen im nachfolgenden beschriebener Weise überführt werden.The embodiment of a heat treatment device 1 shown in FIG. 1 is a device for heating workpieces 11 to be hot-formed. In the illustrated case, this has three successive heat stations 12, 13 and 14. The heat station 14 is followed by a hot forming device 15. The workpieces 11 are metallic workpieces, for example cut sheet metal parts of a vehicle body. The sheet metal parts used are preferably sheet metal parts which have already been coated with a protective layer. However, provision may also be made for the workpieces 11 to be provided with a protective layer in a coating station (not shown) upstream of the heat treatment device, and then to be dried. The workpieces pass through the stations shown in FIG. 1, in each case being transferred from one station to the other station in detail in the manner described below.
Die erste Wärmestation 12 dient zum schnellen Erwärmen der Werkstücke 11. In der nachgeschalteten zweiten Wärmestation 13 erfolgt bei einer vorbestimmten Temperatur im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels mit den vorbeschichteten Werkstücken 11 die Diffusion des Schutzmaterials in das metallische Material des Werkstücks hinein. Die vorbestimmte Temperatur wird hierbei so eingestellt, wie sie für die Diffusion des Schutzmaterials erforderlich ist. In der nachgeschalteten dritten Wärmestation 14 erfolgt in dem dargestellten Fall die Austenitisierung der Werkstücke 11. Hierfür wird eine für die gewünschte Austenitisierung erforderliche Temperatur eingestellt. Der Aufbau der einzelnen Stationen und die Betriebsbedingungen werden im nachfolgenden noch im einzelnen erläutert.The first heat station 12 is used for rapid heating of the workpieces 11. In the downstream second heat station 13 takes place at a predetermined temperature in the case of the described embodiment with the precoated workpieces 11, the diffusion of the protective material into the metallic material of the workpiece. The predetermined temperature is hereby set as required for the diffusion of the protective material. In the downstream third heat station 14, the austenitization of the workpieces 11 takes place in the illustrated case. For this purpose, a temperature required for the desired austenitization is set. The structure of the individual stations and the operating conditions will be explained in more detail below.
Wie in Figur 1 erkennbar, weist die erste Wärmestation 12 einen Werkstückaufnahmeplatz 12a auf. Dieser Werkstückaufnahmeplatz 12a ist durch eine erste Wärmeeinrichtung 12e erwärmbar, die zur schnellen Erwärmung des Werkstücks als induktive Wärmeeinrichtung ausgebildet ist. Es kann aber auch ein anders Erwärmungsverfahren vorgesehen sein, beispielsweise konduktives Erwärmen.As can be seen in FIG. 1, the first heat station 12 has a workpiece receiving station 12a. This workpiece receiving station 12a can be heated by a first heating device 12e, which is designed for rapid heating of the workpiece as an inductive heating device. But it can also be provided a different heating method, for example, conductive heating.
Diese erste Wärmestation 12 weist bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 nur einen Werkstückaufnahmeplatz 12a auf. Er ist als Plattform ausgebildet, auf dem, wie in Figur 1 erkennbar, ein Transportwagen 16 angeordnet ist. Der Transportwagen 16 weist eine in Figur 1 nicht dargestellte Haltevorrichtung zur Aufnahme und Fixierung des Werkstücks 11 auf. Die den Werkstückaufnahmeplatz 12a bildende Plattform durchgreift die Wärmestation 12 und bildet damit einen Führungsabschnitt 12f für die Überführung des Werkstücks, wie noch näher erläutert werden wird.In the exemplary embodiment in FIG. 1, this first heat station 12 has only one workpiece receiving station 12a. It is designed as a platform on which, as seen in Figure 1, a trolley 16 is arranged. The trolley 16 has a holding device, not shown in Figure 1 for receiving and fixing the workpiece 11. The platform forming the workpiece receiving station 12a passes through the heat station 12 and thus forms a guide section 12f for the transfer of the workpiece, as will be explained in more detail below.
Im dargestellten Fall ist die erste Wärmestation 12 auf einem Lift 17 angeordnet, der an einem säulenartigen stationären Trag- und Führungskörper 17 senkrecht verfahrbar ist. Die zweite Wärmestation 13 weist mehrere Werkstückaufnahmeplätze 13a auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Aufnahmefächer regalartig übereinander angeordnet sind. Diese Werkstückaufnahmeplätze 13a sind jeweils als Plattformen ausgebildet, auf denen jeweils ein Transportwagen 16 mit dem Werkstück 11 anordenbar ist. Die Plattformen bilden jeweils den Boden der Aufnahmefächer. Sie durchgreifen jeweils die Wärmestation 13 und bilden damit Führungsbahnabschnitte 13f für die separat noch näher erläuterte Übergabe der Werkstücke.In the case shown, the first heat station 12 is arranged on a lift 17, which is vertically movable on a columnar stationary supporting and guiding body 17. The second heat station 13 has a plurality of workpiece receiving stations 13a, which are arranged like a shelf in the illustrated embodiment, one above the other. These workpiece receiving stations 13a are each designed as platforms, on each of which a transport carriage 16 with the workpiece 11 can be arranged. The platforms each form the bottom of the receiving compartments. They each pass through the heat station 13 and thus form guideway sections 13f for the handover of the workpieces, which is explained in more detail below.
Die Werkstückaufnahmeplätze 13a der zweiten Wärmestation sind in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als wärmeisolierte Aufnahmefächer ausgebildet. Sie weisen verschließbare Ein- und Ausgänge auf, die beispielsweise als wärmeisolierte Klappen ausgebildet sind.The workpiece receiving stations 13a of the second heat station are formed in the embodiment shown in Figure 1 as a heat-insulated receiving compartments. They have lockable inputs and outputs, which are designed for example as heat-insulated flaps.
Bei der Wärmeeinrichtung der Wärmestation 13 kann es sich um eine mittels Brennstoffverbrennung und/oder durch elektrische Widerstandsbeheizung betrieben Wärmeeinrichtung handeln. Die Wärmeeinrichtung ist als gemeinsame Heizeinrichtung für sämtliche Werkstückaufnahmeplätze der Wärmestation 13 ausgebildet. Die Werkstückaufnahmeplätze sind in dem dargestellten Fall daher nicht gegenseitig wärmeisoliert, sondern lediglich die Außenwände und die verschließbaren Aus- und Eingänge sind wärmeisoliert. Bei abgewandelten Ausführungen ist es auch möglich, für jeden der Werkstückaufnahmeplätze 13a eine separate Wärmeeinrichtung vorzusehen, die beispielsweise als eine induktive oder andersartige Wärmeeinrichtung ausgebildet sein kann. Bei einer anderen Abwandlung ist es möglich, die Wärmestation 13 auch lediglich als reine Wärmeisolationsstation ohne eine beheizende Wärmeeinrichtung auszubilden. Bei solchen Ausführungen ist es vorteilhaft, wenn die Wände der Wärmestation dann entsprechend stark isoliert sind und vorzugsweise können dann auch die Werkstückaufnahmeplätze als jeweils einzelne Wärmeisolationsfächer ausgebildet sein.The heating device of the heat station 13 may be a heating device operated by means of fuel combustion and / or electrical resistance heating. The heating device is designed as a common heating device for all workpiece receiving stations of the heat station 13. The workpiece receiving stations are therefore not mutually thermally insulated in the case shown, but only the outer walls and the lockable outputs and inputs are thermally insulated. In modified embodiments, it is also possible to provide for each of the workpiece receiving stations 13a a separate heating device, which may be formed, for example, as an inductive or other type of heating device. In another modification, it is possible to form the heat station 13 only as a pure heat insulation station without a heated heating device. In such embodiments, it is advantageous if the walls of the heat station are then correspondingly strongly insulated, and then preferably the workpiece receiving stations can also be designed as individual heat insulation compartments be.
Die dritte Wärmestation 14 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur einen Werkstückaufnahmeplatz 14a auf. Dieser ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel abschnittsweise durch drei Wärmeeinrichtungen 14e, 14e' und 14e" erwärmbar, wobei das Werkstück 11 auf für den nachfolgenden Warmumformprozess notwendige Temperaturen oder vorzugsweise auf verschiedene geeignete Temperaturen erwärmt wird. Die Wärmeeinrichtungen 14e bis 14e" für die zonenweise Erwärmung sind nebeneinander angeordnet und so dimensioniert, dass die Temperatur getrennt einstellbar bzw. regelbar ist, so dass im Werkstücks 11 Temperaturzonen ausgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedliche Kristallstrukturen im Werkstück auszubilden, beispielsweise austenistische und nichtaustenitische Bereiche, sodass das Werkstück nach dem Erkalten gehärtete und duktile Bereiche aufweisen kann. Als Austenit werden γ-Mischkristalle des Eisens bezeichnet. Der Begriff Austenit wird auch auf andere kubisch-flächenzentrierte Strukturen übertragen, beispielsweise auf Formgedächtnis-Legierungen. Austenit ist Bestandteil vieler nichtrostender Stähle. Das Gefüge hat eine geringe Härte, kann jedoch durch Kaltverformung beträchtlich gesteigert werden. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Endtemperatur der zweiten Wärmeeinrichtung 14e' über der Austenitisierungstemperatur, die Endtemperaturen der beiden anderen Wärmeeinrichtungen 14e und 14e" sind unterhalb der Austenitisierungstemperatur, wobei die Austenitisierungstemperatur beispielsweise aus dem Zustandsdiagramm der Stahllegierung ablesbar ist, aus der das Werkstück 11 gebildet ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die dritte Wärmestation 14 nur eine Wärmebehandlungseinrichtung aufweist und keine unterschiedliche Zonenerwärmung durchgeführt wird.The third heat station 14 has only one workpiece receiving station 14a in the illustrated embodiment. 1, it can be heated in sections by three heating devices 14e, 14e 'and 14e ", the workpiece 11 being heated to temperatures necessary for the subsequent hot forming process or preferably to various suitable temperatures the zone-wise heating are arranged side by side and dimensioned so that the temperature can be adjusted or regulated separately, so that 11 temperature zones are formed in the workpiece. In this way it is possible to form different crystal structures in the workpiece, for example austenitic and non-austenitic regions, so that the workpiece can have hardened and ductile regions after cooling. Austenite refers to γ mixed crystals of iron. The term austenite is also applied to other cubic face centered structures, such as shape memory alloys. Austenite is part of many stainless steels. The structure has a low hardness, but can be increased considerably by cold deformation. In the embodiment shown in Fig. 1, the final temperature of the second heater 14e 'is above the austenitizing temperature, the end temperatures of the other two heaters 14e and 14e "are below the austenitizing temperature, the austenitizing temperature being readable, for example, from the state diagram of the steel alloy of However, it can also be provided that the third heat station 14 has only one heat treatment device and no different zone heating is carried out.
Die Wärmeeinrichtungen 14e bis 14e" der dritten Wärmestation sind vorteilhafterweise als induktive Wärmeeinrichtungen ausgebildet, sodass wie bei der Wärmeeinrichtung der ersten Wärmestation 12 eine kurze Erwärmungszeit vorgesehen sein kann.The heat devices 14e to 14e "of the third heat station are advantageously designed as inductive heating devices, so that as in the heating device of the first heat station 12 may be provided a short heating time.
Der Werkstückaufnahmeplatz 14a der dritten Wärmestation 14 ist von einem ebenfalls als Plattform ausgebildeten Führungsbahnabschnitt 14f durchgriffen, der einen Transportwagen 16 aufnehmen kann.The workpiece receiving station 14a of the third heat station 14 is penetrated by a guideway section 14f, which is likewise designed as a platform, and can receive a transporting carriage 16.
Die dritte Wärmestation 14 ist in gleicher weise wie die erste Wärmestation 12 auf einem Lift 18 angeordnet, der an einem Trag- und Führungskörper 18t senkrecht verfahrbar ist.The third heat station 14 is arranged in the same way as the first heat station 12 on a lift 18 which is vertically movable on a supporting and guiding body 18t.
Die Transportwagen 16 und die Führungsbahnabschnitte 12f, 13f und 14f sind Baugruppen einer Überführungsvorrichtung, die für die Zufuhr eines Werkstücks 11 von einer vorgeschalteten Wärmestation oder für die Abfuhr eines Werkstücks 11 zu einer nachgeschalteten Wärmestation vorgesehen ist, wobei aus zugeordneten Führungsbahnabschnitten der Wärmestationen eine Führungsbahn ausbildbar ist, auf der die Transportwagen 16 verfahrbar sind.The transport trolleys 16 and the guideway sections 12f, 13f and 14f are subassemblies of a transfer device which is provided for the supply of a workpiece 11 from an upstream heat station or for the removal of a workpiece 11 to a downstream heat station, wherein a guideway can be formed from associated guideway sections of the heat stations is on which the trolley 16 are movable.
Stromabwärts hinter der dritten Wärmestation 14 ist eine Warmumformvorrichtung 15 angeordnet. Bei der Warmumformvorrichtung 15 handelt es sich um eine Warmpressvorrichtung mit einem Presswerkzeug 15p. Die Übergabe des auf dem Transportwagen 16 abgelegten Werkstücks 11 kann beispielsweise durch einen in Fig. 1 nicht dargestellten Industrie-Roboter erfolgen. In der Warmumformvorrichtung 15 findet in dem von der Wärmeeinrichtung 14e' erwärmten Bereich des Werkstücks 11 eine Presshärtung statt, während die von den Wärmeeinrichtungen 14e und 14e"erwärmten Bereich des Werkstücks 11 duktil bleiben. Das beispielhaft beschriebene Werkstück 11 kann vorteilhafterweise in ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs umgeformt werden, das die Sicherheit des Fahrzeugs gegen Aufprallunfälle vergrößern kann. Die duktilen Bereiche des besagten Bauteils können sich bei Überbelastung stark plastisch verformen und sind daher in der Lage, Aufprallenergie zu absorbieren, während die gehärteten Bereiche zur Stabilität beitragen.Downstream of the third heat station 14, a hot forming device 15 is arranged. The hot-forming device 15 is a hot pressing device with a pressing tool 15p. The transfer of the stored on the trolley 16 workpiece 11 can be done for example by an industrial robot, not shown in Fig. 1. In the hot forming apparatus 15, press hardening takes place in the area of the workpiece 11 heated by the heating device 14e ', while the area of the workpiece 11 heated by the heating devices 14e and 14e remains ductile.The workpiece 11 described by way of example can advantageously be a component of a motor vehicle which can increase the safety of the vehicle against collision accidents Portions of said component may undergo highly plastic deformation upon overstress and therefore are able to absorb impact energy while the hardened portions contribute to stability.
Die Wärmestationen, die Überführungsvorrichtung und die Warmumformvorrichtung sind vorteilhafterweise mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Steuerungseinrichtung verbunden. Die Steuerungseinrichtung kann vorteilhafterweise als eine computergesteuerte elektronische Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, die mindestens alle zum Betrieb der Wärmebehandlungsvorrichtung 1 benötigten Mess-, Steuer- und Regelkomponenten umfasst, wobei in einem Computer ein Steuerungsprogramm abgelegt ist, das das Zusammenwirken der genannten Komponenten koordiniert und überwacht.The heat stations, the transfer device and the hot-forming device are advantageously connected to a control device, not shown in FIG. The control device may advantageously be designed as a computer-controlled electronic control device which comprises at least all measuring and control components required for operating the heat treatment device 1, wherein a control program is stored in a computer which coordinates and monitors the interaction of said components.
Das Werkstück 11 wird auf einem leeren Transportwagen 16 abgelegt, gesichert und der Transportwagen 16 sodann in den Werkstückaufnahmeplatz 12a der ersten Wärmestation 12 eingefahren. Bei bevorzugten Ausführungen ist ein Festspannen der Werkstücke auf dem Transportwagen vorgesehen. Zum Beladen eines leeren Transportwagens 16 in der ersten Wärmestation 12 kann ein Industrieroboter oder eine andere geeignete Zuführ- und Bestückungseinrichtung vorgesehen sein. Bei auf dem Werkstückaufnahmeplatz 12a festgestelltem still stehendem Transportwagen 16 wird nun das Werkstück 11 mittels der Wärmeeinrichtung 12e innerhalb einer vorbestimmten, relativ kurzen Verweilzeit in dieser Wärmestation auf eine erste Temperatur erwärmt, die vorzugsweise oberhalb von 600 0C ist. Diese Verweilzeit kann beispielsweise etwa 4 Sekunden betragen.The workpiece 11 is placed on an empty trolley 16, secured and the trolley 16 then retracted into the workpiece receiving station 12a of the first heat station 12. In preferred embodiments, a clamping of the workpieces is provided on the trolley. For loading an empty trolley 16 in the first heat station 12, an industrial robot or other suitable feeding and equipping device may be provided. When stationary on the workpiece receiving station 12a stagnant trolley 16, the workpiece 11 is now heated by the heater 12e within a predetermined, relatively short residence time in this heat station to a first temperature, which is preferably above 600 0 C. This residence time may be, for example, about 4 seconds.
Während dieser Verweilzeit des Werkstücks auf dem Aufnahmeplatz 12a in der ersten Wärmestation wird durch die Steuerungseinheit ein leerer Werkstückaufnahmeplatz 13a in der zweiten Wärmestation 13 ermittelt und der mit dem Werkstück 11 belegte erste Werkstückaufnahmeplatz 12a der ersten Wärmestation 12 wird mittels des Liftes 17 dem besagten leeren zweiten Werkstückaufnahmeplatz 13a zugeordnet. Dabei fluchtet der Führungsbahnabschnitt 12f der ersten Wärmestation mit dem Führungsbahnabschnitt 13f der zweiten Wärmestation, sodass die beiden Führungsbahnabschnitte 12f, 13f eine gemeinsam zusammengesetzte Führungsbahn bilden, auf der der Transportwagen 16 verfahrbar ist.During this residence time of the workpiece on the receiving space 12a in the first heating station, an empty workpiece receiving station 13a in the second heat station 13 is determined by the control unit and the first workpiece receiving station 12a of the first occupied by the workpiece 11 Heat station 12 is assigned by means of the lift 17 to said empty second workpiece receiving station 13a. In this case, the guide track section 12f of the first heat station is aligned with the guide track section 13f of the second heat station, so that the two guide track sections 12f, 13f form a jointly assembled guide track on which the transport carriage 16 can be moved.
Nach Ablauf der vorbestimmten Verweilzeit in der ersten Wärmestation wird nun der Antrieb der Überführungsvorrichtung aktiviert, der mit dem Transportwagen 16 verbunden ist, sodass der Transportwagen 16 an den leeren Werkstückaufnahmeplatz 13a der zweiten Wärmestation übergeben wird. Sobald der Transportwagen 16 in dem Werkstückaufnahmeplatz 13a zum Stillstand gekommen und gegebenenfalls festgestellt ist, wird die Messung der Verweilzeit in der zweiten Wärmestation 13 gestartet, die mindestens so groß wie eine Mindestverweilzeit ist, in der der Diffusionsprozess abgeschlossen ist. Diese Mindestverweilzeit in der zweiten Wärmestation 13 ist wesentlich größer als die Verweilzeit in der ersten Wärmestation 12. Sie kann beispielsweise etwa 4 Minuten betragen.After the predetermined residence time in the first heat station, the drive of the transfer device is now activated, which is connected to the trolley 16 so that the trolley 16 is transferred to the empty workpiece receiving station 13a of the second heat station. Once the trolley 16 has come to a standstill in the workpiece receiving station 13a and possibly detected, the measurement of the residence time in the second heat station 13 is started, which is at least as large as a minimum residence time in which the diffusion process is completed. This minimum residence time in the second heat station 13 is substantially greater than the residence time in the first heat station 12. It may be, for example, about 4 minutes.
Parallel zu dem beschriebenen Prozessablauf kann die Steuerungseinheit einen besetzten Werkstückaufnahmeplatz 13a der zweiten Wärmestation 13 bestimmt haben, bei dem die zweite Verweilzeit größer als die Mindestverweilzeit ist und die dritte Wärmebehandlungsstation 14 mittels des Liftes 18 diesem besetzten Werkstückaufnahmeplatz 13a durch Verfahren in die betreffende Position zugeordnet worden sein. Dabei fluchtet der Führungsbahnabschnitt 13f mit dem Führungsbahnabschnitt 14f, sodass die beiden Führungsbahnabschnitte 13f, 14f eine gemeinsame Führungsbahn bilden, auf der der Transportwagen 16 von der zweiten Wärmestation 13 in die dritte Wärmestation 14 verfahrbar ist.In parallel with the described process sequence, the control unit may have determined a occupied workpiece receiving station 13a of the second heat station 13, in which the second residence time is greater than the minimum residence time and the third heat treatment station 14 by means of the lift 18 this occupied workpiece receiving station 13a has been assigned by processes in the relevant position be. In this case, the guide track section 13f is aligned with the guide track section 14f, so that the two guide track sections 13f, 14f form a common guide track on which the transport carriage 16 can be moved from the second heat station 13 into the third heat station 14.
Sodann wird der Antrieb der Überführungsvorrichtung aktiviert, der mit dem Transportwagen 16 verbunden ist, sodass der Transportwagen 16 an den leeren Werkstückaufnahmeplatz 14a der dritten Wärmestation 14 übergeben wird. Sobald der Transportwagen 16 in dem Werkstückaufnahmeplatz 14a zum Stillstand gekommen und festgestellt ist, wird die Messung der Verweilzeit in der dritten Wärmestation 14 gestartet, die als wesentlich kleiner als die Mindestverweilzeit in der zweiten Wärmestation 13 vorbestimmt ist. Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, bei der dritten Wärmestation auf die Zeitmessung zu verzichten und die Verweilzeit in dieser Wärmestation dann zu beenden, wenn alle drei in dieser Wärmestation angestrebten Temperaturen erreicht sind. Die Verweilzeit in der dritten Wärmestation kann vorzugsweise in der Größenordnung der Verweilzeit in der ersten Wärmestation gewählt werden, beispielsweise bei etwa 4 Sekunden.Then, the drive of the transfer device is activated, which is connected to the trolley 16 so that the trolley 16 to the empty Workpiece receiving station 14 a of the third heat station 14 is passed. Once the trolley 16 has come to a standstill in the workpiece receiving station 14a and detected, the measurement of the residence time in the third heat station 14 is started, which is predetermined to be substantially smaller than the minimum residence time in the second heat station 13. Advantageously, it may also be provided to dispense with the time measurement in the third heat station and to end the residence time in this heat station when all three temperatures desired in this heat station have been reached. The residence time in the third heat station may preferably be chosen to be on the order of the residence time in the first heat station, for example about 4 seconds.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Werkstückaufnahmeplatz 12a der ersten Wärmestation 12 einem belegten Werkstückaufnahmeplatz 13a der zweiten Wärmestation 13 zugeordnet wird, dessen Mindestverweilzeit überschritten ist und dass der leere Werkstückaufnahmeplatz 14a der dritten Wärmestation 14 dem belegten Werkstückaufnahmeplatz 13a der zweiten Wärmestation 13 zugeordnet wird. Dabei bilden die Führungsbahnabschnitte 12f bis 14f eine Führungsbahn, wobei der in dem Werkstückaufnahmeplatz 12a angeordnete Transportwagen 16 den in dem belegten Werkstückaufnahmeplatz 13a angeordneten Transportwagen 16 verdrängt und in den leeren Werkstückaufnahmeplatz 14a hineinschiebt (siehe Fig. 2). In analoger Weise kann mit leeren Transportwagen 16 verfahren werden, wobei zwei leere Transportwagen 16 in umgekehrter Verschieberichtung bewegt werden. In diesem Fall kann der Antrieb der Transportwagen sehr einfach als eine Zahnstangenantrieb, Gewindestangenantrieb oder eine mit einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Linearantrieb ausgebildete Schubstange ausgebildet sein.Alternatively it can be provided that the workpiece receiving station 12a of the first heat station 12 is assigned to a occupied workpiece receiving station 13a of the second heat station 13 whose minimum dwell time is exceeded and that the empty workpiece receiving station 14a of the third heat station 14 is assigned to the occupied workpiece receiving station 13a of the second heat station 13. In this case, the guide track sections 12f to 14f form a guide track, wherein the transport carriage 16 arranged in the workpiece receiving station 12a displaces the transport carriage 16 arranged in the occupied workpiece receiving station 13a and pushes it into the empty workpiece receiving station 14a (see FIG. 2). In an analogous manner can be moved with empty trolley 16, wherein two empty trolley 16 are moved in the reverse direction of displacement. In this case, the drive of the trolley can be very easily designed as a rack drive, threaded rod drive or trained with a pneumatic, hydraulic or electric linear drive push rod.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung 2, die wie die Wärmebehandlungsvorrichtung 1 in Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass sie statt einer Wärmebehandlungslinie zur Wärmebehandlung zwei Wärmebehandlungslinien aufweist, die parallel nebeneinander angeordnet sind. Zum besseren Verständnis ist die Wärmebehandlungsvorrichtung 2 in schematischer Draufsicht gezeigt.FIG. 3 shows a second embodiment with a heat treatment device 2, which, like the heat treatment device 1 in FIG Fig. 1 and 2 is formed, with the difference that, instead of a heat treatment line for heat treatment, it has two heat treatment lines, which are arranged side by side in parallel. For a better understanding, the heat treatment apparatus 2 is shown in a schematic plan view.
Die erste Wärmebehandlungslinie ist aus der ersten Wärmestation 12, der zweiten Wärmestation 13 und der dritten Wärmestation 14 gebildet, wobei die zweite Wärmestation 13 in jeder Bearbeitungsebene zwei nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze aufweist. Die zweite Wärmebehandlungslinie ist aus einer weiteren ersten Wärmestation 12', der zweiten Wärmestation 13 und einer weiteren dritten Wärmestation 14' gebildet, sodass im Vergleich zu dem in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel doppelt soviel Werkstücke 11 in der gleichen Zeit wärmebehandelt werden. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass beiden Wärmebehandlungslinien eine gemeinsame Warmumformvorrichtung, wie weiter oben beschrieben, mit hoher Kapazität nachgeschaltet ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass jeder der beiden Wärmebehandlungslinien eine Warmumformvorrichtung nachgeschaltet ist. Wie weiter oben ausgeführt, sind die Verweilzeiten in der ersten Wärmestation und in der dritten Wärmestation wesentlich kleiner als die Verweilzeit in der zweiten Wärmestation. Wenn, wie weiter oben angegeben, die Verweilzeit in der zweiten Wärmestation 4 Minuten beträgt, d. h. 240 Sekunden, und die Verweilzeit in der ersten Wärmestation 4 Sekunden beträgt, so ist die zweite Verweilzeit 240/4 mal, d. h. 80mal größer als die Verweilzeit in der ersten Wärmestation. Folglich muss die zweite Wärmestation 13 mindestens 80 Werkstückaufnahmeplätze 13a aufweisen, um im gleichen Takt wie die erste Wärmestation 12 zu arbeiten. Die zweite Wärmestation 13 erfüllt also die Funktion eines Pufferspeichers, so dass die längste Taktzeit durch Parallelbetrieb der zweiten Wärmestation 13 auf die Taktzeit der ersten Wärmestation 12 reduziert wird. Wenn die Übergabezeit zwischen benachbarten Wärmestationen beispielsweise 6 Sekunden beträgt, werden nur noch mindestens 240/(4 + 6) = 24 Werkstückaufnahmeplätze 13a benötigt, um den gleichen Effekt zu erzielen. In einer bevorzugten Ausführung bestimmen die Taktzeit der Warmumformvorrichtung 15, die Übergabezeit zwischen der dritten Wärmestation 14 und der Warmumformvorrichtung 15 sowie die Entnahmezeit des fertiggestellten Bauteils aus der Warmumformvorrichtung in Summe in Relation zu der Verweilzeit in der zweiten Wärmestation die Anzahl der benötigten Werkstückaufnahmeplätze 13a. Unter der Annahme, dass die besagte Summe aus der Taktzeit der Warmumformvorrichtung 15 und der Übergabezeit 20 Sekunden beträgt, werden mindestens 240/20 = 12 Werkstückaufnahmeplätze 13a benötigt.The first heat treatment line is formed from the first heat station 12, the second heat station 13 and the third heat station 14, wherein the second heat station 13 has two workpiece receiving sites arranged side by side in each processing plane. The second heat treatment line is formed from a further first heat station 12 ', the second heat station 13 and a further third heat station 14', so that twice as many workpieces 11 are heat-treated in the same time compared to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. It can preferably be provided that a common hot-forming device, as described above, is connected downstream of both heat treatment lines with high capacity. But it can also be provided that each of the two heat treatment lines is followed by a hot forming device. As stated above, the residence times in the first heat station and in the third heat station are substantially smaller than the residence time in the second heat station. If, as stated above, the residence time in the second heating station is 4 minutes, ie 240 seconds, and the residence time in the first heating station is 4 seconds, the second residence time is 240/4 times, ie 80 times greater than the residence time in the first heat station. Consequently, the second heat station 13 must have at least 80 workpiece receiving stations 13a in order to operate in the same cycle as the first heat station 12. The second heat station 13 thus fulfills the function of a buffer memory, so that the longest cycle time is reduced to the cycle time of the first heat station 12 by parallel operation of the second heat station 13. For example, when the transfer time between adjacent heat stations is 6 seconds, only at least 240 / (4 + 6) = 24 work receiving places 13a are required to achieve the same effect. In a preferred embodiment, the cycle time of the hot forming apparatus 15, the transfer time between the third heat station 14 and the hot forming apparatus 15, and the removal time of the finished component from the hot forming apparatus in total in relation to the residence time in the second heat station determine the number of workpiece receiving sites 13a required. Assuming that said sum of the cycle time of the hot working device 15 and the transfer time is 20 seconds, at least 240/20 = 12 work receiving places 13a are required.
In den beiden in Verbindung mit den Figuren vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wies die zweite Wärmestation 13 übereinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze 13a auf. Es ist aber auch möglich, dass die zweite Wärmestation 13 nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze 13a aufweist, wobei anstelle der Lifte 17 und 18 waagerecht arbeitende Transporteinrichtungen vorgesehen sein können, welche die Werkstückaufnahmeplätze einander zuordnen. In the two embodiments described above in connection with the figures, the second heat station 13 had workpiece receiving stations 13a arranged one above the other. But it is also possible that the second heat station 13 has juxtaposed workpiece receiving stations 13a, wherein instead of the lifts 17 and 18 horizontally operating transport means may be provided which assign the workpiece receiving positions each other.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wärmebehandlungsvorrichtung1 heat treatment device
11 Werkstück11 workpiece
12, 12' erste Wärmestation12, 12 'first heat station
12a erster Werkstückaufnahmeplatz12a first workpiece receiving station
12f erster Führungsbahnabschnitt12f first guideway section
12e erste Wärmeeinrichtung12e first heating device
13, 13' zweite Wärmestation13, 13 'second heat station
13a zweiter Werkstückaufnahmeplatz13a second workpiece receiving station
13f zweiter Führungsbahnabschnitt13f second guideway section
14, 14' dritte Wärmestation14, 14 'third heat station
14e - 14e" dritte Wärmeeinrichtungen14e - 14e "third heating devices
14f dritter Führungsbahnabschnitt14f third guideway section
15 Warmumformvorrichtung15 hot forming device
15p Presswerkzeug15p pressing tool
16 Transportwagen 7, 17' Lift 7t, 17t' Trag- und Führungskörper 8, 18' Lift 8t, 18t' Trag- und Führungskörper 16 trolley 7, 17 'lift 7t, 17t' support and guide body 8, 18 'lift 8t, 18t' support and guide body

Claims

Ansprüche claims
1. Wärmebehandlungsvorrichtung (1), gegebenenfalls mit nachgeschalteter Warmumformvorrichtung (15), zum Beispiel Presse, für metallische Werkstücke (11 ), vorzugsweise Blechteile einer Fahrzeugkarosserie, umfassend1. heat treatment device (1), optionally with downstream hot forming device (15), for example press, for metallic workpieces (11), preferably sheet metal parts of a vehicle body comprising
- eine erste Wärmestation (12),a first heat station (12),
- eine nachgeschaltete zweite Wärmestation (13),a downstream second heat station (13),
- gegebenenfalls eine oder mehrere weitere nachgeschaltete Wärmestation(en) (14),- optionally one or more further downstream heating stations (14),
- eine Überführungsvorrichtung, um die Werkstücke (11 ) den Wärmestationen (12 - 14) zu- und/oder abzuführen, und- A transfer device to the workpieces (11) to the heat stations (12 - 14) supply and / or remove, and
- eine Steuerungseinrichtung für den Betrieb der Überführungsvorrichtung und/oder den Betrieb der Wärmestationen (12 - 14), wobei vorgesehen ist,a control device for the operation of the transfer device and / or the operation of the heat stations (12-14), wherein it is provided
- dass die erste Wärmestation (12) derart ausgebildet ist, dass das darin aufgenommene Werkstück (11 ) oder die darin aufgenommenen Werkstücke (11) jeweils innerhalb einer für die erste Wärmestation (12) vorbestimmten Verweilzeit auf eine für die erste Wärmestation (12) vorbestimmte Temperatur erwärmbar ist bzw. sind,- That the first heat station (12) is formed such that the workpiece received therein (11) or housed therein workpieces (11) each within a predetermined for the first heat station (12) dwell time to one for the first heat station (12) predetermined Temperature is or can be heated
- dass die zweite Wärmestation (13) mehr Werkstückaufnahmeplätze (13a) als die erste Wärmestation (12) aufweist, und derart ausgebildet ist, dass die darin aufgenommenen Werkstücke (11 ) jeweils innerhalb einer für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmten Verweilzeit, die größer ist als die für die erste Wärmestation (12) vorbestimmte Verweilzeit, auf eine für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmte Temperatur erwärmbar und/oder auf dieser vorbestimmten Temperatur konstant haltbar sind, wobei die für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmte Temperatur ungefähr gleich oder höher ist als die für die erste Wärmestation (12) vorbestimmte Temperatur.- That the second heat station (13) more workpiece receiving stations (13a) than the first heat station (12), and is formed such that the workpieces received therein (11) each within a for the second heat station (13) predetermined residence time, the larger is predetermined as that for the first heat station (12) Residence time, to a temperature which is predetermined for the second heat station (13), and / or which can be kept constant at this predetermined temperature, the temperature predetermined for the second heat station (13) being approximately equal to or higher than that for the first heat station (12). predetermined temperature.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zweiten Wärmestation (13) nachgeschaltete dritte Wärmestation (14) vorgesehen ist, die weniger Werkstückaufnahmeplätze (14a) als die zweite Wärmestation (13) aufweist und derart ausgebildet ist, dass das darin aufgenommene Werkstück (11) oder die darin aufgenommenen Werkstücke (11) jeweils innerhalb einer für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmten Verweilzeit, die kleiner ist als die für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmte Verweilzeit auf eine für die dritte Wärmestation vorbestimmte Temperatur erwärmbar und/oder auf diese vorbestimmte Temperatur konstant haltbar ist bzw. sind, wobei diese vorbestimmte Temperatur ungefähr gleich oder höher ist als die für die zweite Wärmestation vorbestimmte Temperatur.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one of the second heat station (13) downstream third heat station (14) is provided which has less workpiece receiving places (14a) than the second heat station (13) and is designed such that the recorded therein Workpiece (11) or the workpieces (11) received therein in each case within a predetermined for the third heat station (14) dwell time, which is smaller than that for the second heat station (13) predetermined dwell time heated to a predetermined temperature for the third heat station and / / or is stable to this predetermined temperature, said predetermined temperature is approximately equal to or higher than the predetermined temperature for the second heat station.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Wärmestationen (12 - 14) und/oder der Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) und/oder die Werkstückaufnahmeplätze (12a - 14a) mindestens einer der Wärmestationen (12-14) positionsverstellbar ist bzw. sind.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the heat stations (12-14) and / or the workpiece receiving station (12a - 14a) and / or the workpiece receiving stations (12a - 14a) at least one of the heat stations (12-14 ) is positionally adjustable or are.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmestation (12-14) und/oder der Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) und/oder die Werkstückaufnahmeplätze derart positionsverstellbar ist bzw. sind, dass mindestens ein Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) der verstellbaren Wärmestation (12 - 14) oder der verstellbare Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) und/oder die verstellbaren Werkstückaufnahmeplätze einem Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) einer nachgeschalteten oder vorgeschalteten Wärmestation (12 - 14) jeweils wahlweise temporär zuordenbar ist bzw. sind zwecks Zufuhr eines Werkstückes (11) von der vorgeschalteten Wärmestation (12-14) oder zwecks Abfuhr eines Werkstückes (11) zu der nachgeschalteten Wärmestation (12 - 14).4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the heat station (12-14) and / or the workpiece receiving station (12a - 14a) and / or the workpiece receiving stations is or are positionally adjustable such that at least one workpiece receiving station (12a - 14a) of the adjustable heat station (12-14) or the adjustable workpiece receiving station (12a - 14a) and / or the adjustable workpiece receiving stations Workpiece receiving station (12a - 14a) of a downstream or upstream heat station (12-14) is either temporarily assignable or are for the purpose of supplying a workpiece (11) from the upstream heat station (12-14) or for the purpose of removing a workpiece (11) to the downstream heat station (12 - 14).
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (11) auf einem verfahrbaren Träger (16) abgestützt angeordnet ist, welcher während der Verweilzeit des Werkstücks (11) in einer Wärmestation (12 - 14) auf dem Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) stillstehend und/oder festgestellt angeordnet ist und während der Zufuhr des Werkstücks (11) von einer vorgeschalteten Wärmestation (12 - 14) oder während der Abfuhr des Werkstücks (11) zu einer nachgeschalteten Wärmestation (12 - 14) bewegbar geführt ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece (11) is supported supported on a movable carrier (16), which during the residence time of the workpiece (11) in a heat station (12 - 14) on the workpiece receiving position ( 12a-14a) is arranged stationary and / or fixed and during the supply of the workpiece (11) from an upstream heat station (12-14) or during the removal of the workpiece (11) to a downstream heat station (12-14) is movably guided ,
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die positionsverstellbare Wärmestation (12 - 14) und/oder der positionsverstellbare Werkstückaufnahmeplatz (12 - 14) in vertikaler Richtung verstellbar ist oder in horizontaler Richtung verstellbar ist.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the positionally adjustable heat station (12 - 14) and / or the positionally adjustable workpiece receiving position (12 - 14) is adjustable in the vertical direction or in the horizontal direction is adjustable.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Wärmestationen (12-14) vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze aufweist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the heat stations (12-14) vertically one above the other or horizontally juxtaposed workpiece receiving places having.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wärmestation (13) vertikal übereinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze (13a) aufweist und die vorgeschaltete erste Wärmestation (12) und/oder die nachgeschaltete dritte Wärmestation (14) in vertikaler Richtung positionsverstellbar ist oder mindestens einen in vertikaler Richtung positionsverstellbaren Werkstückaufnahmeplatz (14a) aufweist, oder dass die zweite Wärmestation (13) horizontal nebeneinander angeordnete Werkstückaufnahmeplätze (13a) aufweist und die vorgeschaltete erste Wärmestation (12) und/oder die nachgeschaltete dritte Wärmestation (14) in horizontaler Richtung positionsverstellbar ist oder mindestens einen in horizontaler Richtung positonsverstellbaren Werkstückaufnahmeplatz (14a) aufweist.8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the second heat station (13) vertically stacked workpiece receiving stations (13a) and the upstream first heat station (12) and / or the downstream third heat station (14) positionally adjustable in the vertical direction is or at least one vertically adjustable position workpiece receiving station (14a), or that the second heat station (13) horizontally juxtaposed workpiece receiving stations (13a) and the upstream first heat station (12) and / or the downstream third heat station (14) in horizontal Direction is adjustable in position or at least one in the horizontal direction positonsverstellbaren workpiece receiving station (14a).
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückaufnahmeplatz (12a - 14a) einen Führungsbahnabschnitt (12f - 14f) bildet oder mit einem Führungsbahnabschnitt (12f - 14f) verbunden ist, der für die Zufuhr eines Werkstücks (11) von einer vorgeschalteten Wärmestation (12 - 14) oder für die Abfuhr eines Werkstücks (11) zu einer nachgeschalteten Wärmestation (12 - 14) einem Führungsbahnabschnitt (12f - 14f) eines Werkstückaufnahmeplatzes (12a - 14a) dieser vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Wärmestation (12 - 14) zuordenbar ist unter temporärer Ausbildung einer aus den Führungsbahnabschnitten (12f - 14f) zusammengesetzten Führungsbahn. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece receiving station (12a - 14a) forms a guideway section (12f - 14f) or is connected to a guideway section (12f - 14f) suitable for feeding a workpiece (11) an upstream heat station (12-14) or for the removal of a workpiece (11) to a downstream heat station (12-14) a guide track section (12f-14f) of a workpiece receiving station (12a-14a) of this upstream or downstream heat station (12-14 ) can be assigned with temporary formation of a guideway composed of the guideway sections (12f - 14f).
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführungsvorrichtung eine Antriebseinrichtung aufweist, die mit ihrer Abtriebsseite an dem Werkstück (11) und/oder einem das Werkstück (11) aufnehmenden bewegbaren Träger (16) und/oder an einem bewegbaren Bauteil eines Werkstückaufnahmeplatzes (12a - 14a) unmittelbar oder mittelbar impulsartig oder permanent angreift.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer device has a drive device with its output side on the workpiece (11) and / or a workpiece (11) receiving the movable support (16) and / or on a movable Component of a workpiece receiving station (12a - 14a) directly or indirectly pulse-like or permanently attacks.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmestation (12) eine Wärmeeinrichtung (12e) zur induktiven Erwärmung der Werkstücke (11) aufweist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first heat station (12) has a heating device (12e) for inductive heating of the workpieces (11).
12. ' Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wärmestation (13) eine Wärmeeinrichtung zur Beheizung der Werkstücke (11) mittels Brennstoffverbrennung oder/und durch elektrische Widerstandsbeheizung aufweist.12. 'Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second heat station (13) has a heating device for heating the workpieces (11) by means of fuel combustion and / or by electrical resistance heating.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wärmestation (13) wärme isolierte Werkstückaufnahmeplätze (13a) aufweist.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second heat station (13) has heat-insulated workpiece receiving stations (13 a).
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplätze (13a) verschließbare Ein- und Ausgänge aufweisen. 14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece receiving stations (13a) have closable inputs and outputs.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekapazität der zweiten Wärmestation (13) n mal größer ist als die Aufnahmekapazität der ersten oder der dritten Wärmestation (12, 14), wobei n > 2.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the absorption capacity of the second heat station (13) n times greater than the absorption capacity of the first or the third heat station (12, 14), where n> 2.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Wärmestation (14) eine Wärmeeinrichtung (14e) zur induktiven Erwärmung der Werkstücke (11) aufweist.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the third heat station (14) has a heating device (14e) for inductive heating of the workpieces (11).
17. 17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Wärmestation (14) zwei oder mehr gleichartige oder verschiedenartige Wärmeeinrichtungen (14e) aufweist, die zonenweise zwei oder mehr unterschiedliche für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmte Temperaturen ausbilden.17. The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the third heat station (14) comprises two or more similar or different types of heating means (14e) which form two or more different temperatures for the third heat station (14) zone by zone predetermined temperatures.
18. Wärmebehandlungsverfahren für warm umzuformende Werkstücke (11 ) mit einer Wärmebehandlungsvorrichtung (1, 2) mit einer ersten Wärmestation (12), einer zweiten Wärmestation (13) und einer dritten Wärmestation (14), vorzugsweise einer Wärmebehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Verfahrensschritte zyklisch durchlaufen werden: a) Übergabe eines Werkstücks (11) an die erste Wärmestation (12), b) Erhitzen des Werkstücks (11) während einer für die erste Wärmestation (12) vorbestimmten Verweilzeit auf eine für die erste Wärmestation (12) vorbestimmte Temperatur, c) Zuordnung der positionsverstellbaren ersten Wärmestation (12) zu einem freien zweiten Werkstückaufnahmeplatz (13a) der zweiten Wärmestation (13), d) Übergabe des Werkstücks (11) nach Ablauf der für die erste Wärmestation (12) vorbestimmten Verweilzeit an die zweite Wärmestation (13), e) Erhitzen des Werkstücks (11 ) auf eine für die zweite Wärmestation vorbestimmten Temperatur und Halten dieser Temperatur; f) Zuordnung der positionsverstellbaren dritten Wärmestation (14) zu einem belegten zweiten Werkstückaufnahmeplatz (13a) der zweiten Wärmestation (13), an dem die Verweilzeit größer oder gleich der für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmten Verweilzeit ist, g) Übergabe des Werkstücks (11) an die dritte Wärmestation (14), h) Erhitzen des Werkstücks (11) auf eine oder mehrere für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmte Temperatur bzw. Temperaturen, i) Positionieren der dritten Wärmestation (14), sodass das Werkstück (11 ) an eine stromabwärts hinter der dritten Wärmestation (14) angeordnete Warmumformvorrichtung (15) übergebbar ist, j) Übergabe des Werkstücks (11 ) an die Warmumformvorrichtung (15).18. A heat treatment method for hot workpieces (11) comprising a heat treatment device (1, 2) having a first heat station (12), a second heat station (13) and a third heat station (14), preferably a heat treatment device according to one of claims 1 to 17 , b) heating the workpiece (11) during a predetermined for the first heat station (12) dwell time on one for the first heat station (12) predetermined temperature, c) assignment of the positionally adjustable first heat station (12) to a free second workpiece receiving location (13a) of the second heat station (13), d) transfer of the workpiece (11) after the residence time for the first heat station (12) has been predetermined to the second heat station ( 13), e) heating the workpiece (11) to a predetermined temperature for the second heat station and maintaining this temperature; f) assignment of the positionally adjustable third heat station (14) to an occupied second workpiece receiving station (13a) of the second heat station (13), at which the residence time is greater than or equal to the predetermined residence time for the second heat station (13), g) transfer of the workpiece ( 11) to the third heat station (14), h) heating the workpiece (11) to one or more temperatures or temperatures predetermined for the third heat station (14), i) positioning the third heat station (14) so that the workpiece (11 ) can be transferred to a hot-forming device (15) arranged downstream of the third heat station (14), j) transfer of the workpiece (11) to the hot-forming device (15).
19. Wärmebehandlungsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte b) bis d) und e) bis g) und h) bis j) simultan ausgeführt werden.19. A heat treatment method according to claim 18, characterized in that the method steps b) to d) and e) to g) and h) to j) are carried out simultaneously.
20. Wärmebehandlungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b die vorbestimmte Temperatur der ersten Wärmestation (12) eine Temperatur ist, die für die Diffusion eines auf das Werkstück (11) aufgebrachten Schutzmaterials erforderlich ist.20. Heat treatment process according to claim 18 or 19, characterized in step b, the predetermined temperature of the first heat station (12) is a temperature required for the diffusion of a protective material applied to the workpiece (11).
21. Wärmebehandlungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt h) mindestens zwei für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmte Temperaturen vorgesehen sind, wobei diese zwei Temperaturen unterschiedlichen Werkstückabschnitten zugeordnet sind.21. Heat treatment method according to one of claims 18 to 20, characterized in that in step h) at least two for the third heat station (14) predetermined temperatures are provided, these two temperatures are assigned to different workpiece sections.
22. Wärmebehandlungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die für die dritte Wärmestation (14) vorbstimmte Temperatur oder mindestens eine der für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmten Temperaturen größer oder gleich der Austenitisierungstemperatur ist.22. A heat treatment process according to any one of claims 18 to 21, characterized in that the predetermined for the third heat station (14) temperature or at least one of the third heat station (14) predetermined temperatures is greater than or equal to the Austenitisierungstemperatur.
23. Wärmebehandlungsverfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmte Temperaturen kleiner als die Austenitisierungstemperatur ist.23. A heat treatment method according to claim 21 or 22, characterized in that at least one of the third heat station (14) predetermined temperatures is less than the Austenitisierungstemperatur.
24. Wärmebehandlungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmte Verweilzeit mindestens gleich ist der Zeit, in welcher der Diffusionsprozess abgeschlossen ist.24. A heat treatment method according to any one of claims 18 to 23, characterized in that for the second heat station (13) predetermined residence time is at least equal to the time in which the diffusion process is completed.
25. Wärmebehandlungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktzeit der Warmumformvorrichtung (15) größer ist als die für die erste Wärmestation (12) vorbestimmte Verweilzeit und/oder die für die dritte Wärmestation (14) vorbestimmte Verweilzeit.25. Heat treatment method according to one of claims 18 to 24, characterized in that the cycle time of the hot forming device (15) is greater than that for the first heat station (12) predetermined residence time and / or for the third heat station (14) predetermined residence time.
26. Wärmebehandlungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , dass die Taktzeit der Warmumformvorrichtung (15) sehr viel kleiner ist als die für die zweite Wärmestation (13) vorbestimmte Verweilzeit.26. The heat treatment method according to claim 18, wherein the cycle time of the hot-forming device is much smaller than the residence time predetermined for the second heat station.
27. Wärmebehandlungsverfahren von warm umzuformenden metallischen Werkstücken (11), zum Beispiel Blechteilen einer Fahrzeugkarosserie, mit folgenden Schritten:27. Heat treatment process of hot-to-form metallic workpieces (11), for example, sheet metal parts of a vehicle body, comprising the following steps:
Schritt a: Erwärmen des Werkstücks (11) über einen ersten Zeitabschnitt,Step a: heating the workpiece (11) over a first period,
Schritt b: Warmhalten des Werkstückes (11) durch Wärmeisolieren und/oder Beheizen auf einer Temperatur für das Eindiffundieren des Materials der Oberflächenbeschichtung in das Werkstück über einen zweiten Zeitabschnitt,Step b: keeping the workpiece (11) hot by heat-insulating and / or heating at a temperature for in-diffusion of the material of the surface coating into the workpiece over a second period of time,
Schritt c: weiteres Erwärmen des Werkstückes (11) auf eine Temperatur, die gleich oder höher ist als die Austenitisierungstemperatur des Werkstücks (11) und Halten der Temperatur auf mindestens der Austenitisierungstemperatur über einen dritten Zeitabschnitt, wobei die Zeitdauer des Schrittes a und die Zeitdauer des Schrittes c jeweils kürzer ist als die Zeitdauer des Schrittes b und wobei Werkstücke (11), die sukzessive nacheinander oder mit zeitlicher Überlappung dem Schritt a unterzogen werden, sodann gleichzeitig, d. h. zumindest überlappend, dem Schritt b unterzogen werden und sodannsukzessive ohne zeitliche Überlappung dem Schritt c unterzogen werden. Step c: further heating the workpiece (11) to a temperature equal to or higher than the austenitizing temperature of the workpiece (11) and maintaining the temperature at least at the austenitizing temperature over a third period of time, the duration of the step a and the period of the Step c is in each case shorter than the time duration of step b and wherein workpieces (11), which are successively subjected to step a successively or with temporal overlap, then simultaneously, d. H. at least overlapping, subjected to step b and then successively subjected to step c without time overlap.
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