WO2018086818A1 - Vorrichtung zum wärmebehandeln von werkstücken - Google Patents

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WO2018086818A1
WO2018086818A1 PCT/EP2017/076138 EP2017076138W WO2018086818A1 WO 2018086818 A1 WO2018086818 A1 WO 2018086818A1 EP 2017076138 W EP2017076138 W EP 2017076138W WO 2018086818 A1 WO2018086818 A1 WO 2018086818A1
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heat treatment
treatment device
mounting element
mounting
coupling
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PCT/EP2017/076138
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Stefan Dappen
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Sms Elotherm Gmbh
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a device for heat treating workpieces comprising at least one heat treatment device.
  • Heat treatment device has an inductor for inductively heating the workpiece and / or at least one shower for applying a coolant to the workpiece.
  • the heat treatment device is connected via at least one supply line to a supply device.
  • Heat treatment equipment typically combines the function of "heating” and "quenching". However, the device in question can also be operated only as a heating or quenching, ie only comprise an inductor-based, inductively operating heating device or only a shower for dispensing quenching medium.
  • Heat treatment device heats the heat-treated surface by induction of an electromagnetic field.
  • a so-called “shower” is used, which after heating the respective cooling medium targeted to the
  • Heat treatment equipment used as a tool typically include means for providing the operation of the
  • Induktors required electrical energy, facilities for supplying the heat treatment device with the required cooling media and
  • Heat treatment facilities such include
  • Devices usually also complex mechanical gear and drives that carry the heat treatment device and bring them to the required position for the heat treatment on the workpiece to be treated.
  • Heat treatment device and the various required for their operation control, monitoring, media and
  • Cooling water feed which provides a cooling water flow of up to 60 l / min at a pressure of up to 1, 8 MPa
  • connection to a quenchant supply providing, for example, a polymer-containing quench medium stream for 5 - 1200 l / min and 0.6 MPa pressure, typically having up to six such compounds, - for pneumatically adjustable heat treatment equipment,
  • Heat treatment device and the operation of the device monitoring and controlling monitoring and control device.
  • Heat treatment are the connections through which the respective
  • Connecting lines are connected to the heat treatment device, distributed at different locations of the device. Their positioning depends on the respective structural conditions or technical necessities. So is the
  • Heat treatment device with the necessary electrical energy is carried out, typically in the mounting plane and either by itself or together with a mounting plate, the mechanical interface to the machine frame of the heat treatment device. Through this mechanical interface, the inductor is held and aligned.
  • the power and possibly additionally cooling water leading lines are usually unprotected against contamination and mechanical wear passed through the machine and take a place that is no longer available for other components.
  • Hoses and cables form interference contours in the working area, they become dirty and wear out due to movement of the tool.
  • the object has been found to provide a device for heat treatment of workpieces, in which the cost of changing the heat treatment device used in each case is minimized.
  • the invention has achieved this object by a device having at least the features specified in claim 1.
  • a device according to the invention for heat treating workpieces comprises at least one heat treatment device, wherein the
  • Heat treatment device comprises an inductor for inductive heating of the workpiece and / or at least one shower for applying a coolant to the workpiece and wherein the heat treatment device is connected via at least one supply line to a supply device.
  • the heat treatment device present in such a device now comprises a mounting element to which each line leading to the heat treatment device is assigned an interface with which the input of the respective line assigned to the respective line
  • Heat treatment device is connected, wherein the device a
  • Coupling element comprises, to which the mounting member is releasably coupled and at which each of the provided on the mounting element interfaces is associated with the relevant interface cooperating port on which in each case that line is applied, which is associated with the cooperating with the port interface of the mounting element.
  • a device according to the invention is accordingly a central
  • Control devices of the device are transferred to the heat treatment device.
  • Each line connection is at the
  • Mounting element i. Tool side, associated with an interface, which in turn is assigned a suitable connection on the machine side of the coupling element.
  • the coupling of the here used in the sense of a tool heat treatment device to the utilities of the device according to the invention is carried out so alone on the
  • the inventive design of the coupling process is thus simplified so that it on the one hand in a particularly simple manner manually and on the other hand can be performed in an automated process using a suitably trained actuator.
  • provided coupling element can be adapted to the spatial or other constructive conditions. As particularly easy to produce and at the same time has proved useful when the
  • Mounting element is designed as a mounting plate. That's the same way
  • Coupling element in the manner of a connection plate, column or the like may be formed. It is advantageously on the mounting element a
  • the heat treatment device comprises an inductor for inductively heating the workpiece or at least one showerhead for applying a coolant to the workpiece.
  • Inductor and shower can be present alone or in combination with each other, wherein inductor and shower are their functions typically controlled separately in a conventional manner.
  • the heat treatment device of a device according to the invention may additionally comprise further components, such as sensors and actuators for monitoring and controlling their operation. These are also carried in a device according to the invention from the mounting element and via the interfaces provided thereon corresponding to the coupling element available connections to the associated signal-carrying
  • the heat treatment device according to the invention is suitable
  • mold elements can be formed on the mounting element and on the coupling element, the form-locking cooperatively securing the correct position positioning of the mounting element on the coupling element.
  • the shaped elements may be at least one projection provided on the one element, which may be formed into a correspondingly shaped projection
  • Assembly include an integrated receptacle which, when coupled to the coupling element mounting element present on the coupling element
  • the positive connection effected via the form elements can take the form of a
  • Mounting element of the heat treatment device to the coupling element can also be supported by the fact that on the coupling element, a coupling member is provided, to which - in use - the mounting element is releasably coupled in a positive connection.
  • this releasable positive connection may be formed, for example, as a plug connection.
  • the positive connection between the coupling member and the mounting member can also be used to connect a connecting line to a correspondingly provided on the mounting element interface.
  • Coupling link can be the correct position attachment of the mounting element made with very simple handles.
  • the coupling member from a coupling position, in which the mounting element rests tightly against the coupling element, with the mounting member is pivotable in a release position in which the Interfaces are separated from the mounting member of the terminals of the coupling element.
  • Mounting element can be transmitted all the energy, media and signals that are needed for the operation of the heat treatment device.
  • the mounting element interfaces and the coupling element connections for
  • an at least two-pole electrical contact flange with integrated water cooling can be formed on the mounting element as an interface for supplying an inductor of the heat treatment device, via which the energy supply of the inductor takes place.
  • the mounting element will consist of a sufficiently thermally and mechanically resilient material.
  • at least one connecting line is integrated in the mounting element, which of one of the interfaces of the mounting element to the associated input of
  • Heat treatment device leads, results in a particularly tidy arrangement of the connections between the on the mounting element
  • Heat treatment facility This can be an effective cooling of the Achieve mounting element in that the molded-in line in the mounting element leads a coolant.
  • Fig. 1 is a heat treatment device in a for coupling
  • FIG. 2 the heat treatment device of FIG. 1 in a
  • a device according to the invention intended for heat-treating a metallic workpiece, whose basic mechanical structure and its supply devices for supplying energy and cooling means and control and monitoring devices correspond to the conditions in a conventional heat treatment machine, here only a heat treatment device 1 and a coupling element 2 are for clarity with supply lines 3 - 7 connected thereto.
  • the heat treatment device 1 comprises two showers 8,9 to
  • interfaces 12 - 16 for the coupling of energy, media and signal supply of
  • Heat treatment device 1 is arranged. Of the interfaces 12-16 lead each formed in the mounting member 11, not visible here connecting lines to the respective associated input of the shower 8,9, the inductor 10 and the mounting member 11 also supported sensors or actuators.
  • the second interface 13 for the coupling of the connecting line 4, which carries signals supplied by sensors mounted on the mounting element 11 and sent to actuators provided there,
  • the third interface 14 designed as a two-pole electrical contact flange with integrated water cooling, for the coupling of the electrical energy and coolant combines supply line 5, -
  • the fourth interface 15 for coupling the refrigerant dissipating supply line 6 and
  • the fifth interface 16 for the coupling of a quenching medium to the shower 9 leading supply line 7 is provided.
  • the coupling element 2 provided on the machine side is of columnar design and has a side assigned to the mounting element 11
  • the first terminal 19 forms the machine-side termination of the supply line 3, the first
  • the second connection 20 forms the machine-side termination of the supply line 4, which is assigned to the second interface 13 of the mounting plate 11.
  • the third connection 21 forms the machine-side termination of the supply line 5, which is assigned to the third interface 14 of the mounting plate 11.
  • the fourth connection 22 forms the machine-side termination of the supply line 6, which is assigned to the fourth interface 15 of the mounting plate 11.
  • the fifth connection 23 finally forms the machine-side termination of the supply line 7, which is assigned to the fifth interface 16 of the mounting plate 11.
  • connections 19-23 and the interfaces 12-16 are arranged and adapted to one another in such a way that when the mounting element 11 is in contact with the coupling element 2 via the mutually associated and interlocking interfaces 12-16 and connections 19-23, there is in each case one continuous connection between the respective supply line 3 - 7 and that of the respective
  • the coupling element 2 For easy coupling of the mounting member 11 to the coupling element 2, the coupling element 2 comprises a coupling member 24 which is mounted about a parallel to the contact surfaces 17,18 aligned pivot axis S pivotally mounted in the figures one end of the coupling element 2.
  • Coupling element 2 is at an angle of at least 90 ° from a first position of use, in which a trained him support surface 25 is aligned at right angles to the contact surface 17 of the coupling element 2, in a maximum
  • Pivoting pivot position in which the support surface 25, for example, is aligned parallel to the contact surface 17.
  • the shower 9 associated here lower narrow side 26 provided bolts 27,28 are positively plugged.
  • a latch 29 is aligned about a parallel to the contact surface 18 of the mounting element 11
  • the bolt 29 serves to lock the mounting member 11 in the Ankoppelwolf in which it is close to the
  • Coupling element 2 is present.
  • the coupling member 24 is pivoted so that its support surface 25 with the contact surface 17 of the coupling element 2 forms an angle> 90 °. Subsequently, the mounting member 11 is inserted with its bolts 27,28 in the existing in the support surface 25 shots. The mounting member 11 is aligned in this way already in the correct position with respect to the coupling element 2 and supported on the coupling member 2 via the coupling member 24.
  • the mounting member 11 is pivoted with the coupling member 24 about its pivot axis S against the coupling element 2 until the contact surfaces 7,18 of coupling element 2 and
  • Mounting member 11 are close to each other and the continuous connections between the interfaces 12-16 and the associated terminals 19-23 is made. In this Ankoppel ein the mounting member 11 is locked by means of the bolt 29.
  • the mounting member 11 is decoupled from the coupling element 2 in the reverse sequence.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken, welche mindestens eine Wärmebehandlungseinrichtung (1) umfasst, die einen Induktor (10) zum induktiven Erwärmen des Werkstücks und/oder mindestens eine Brause (8,9) zum Ausbringen eines Kühlmittels auf das Werkstück aufweist, wobei die Wärmebehandlungseinrichtung (1) über mindestens eine Versorgungsleitung (3-7) mit einer Versorgungseinrichtung verbunden ist. Bei einer solchen Vorrichtung ist der Aufwand für den Wechsel der Wärmebehandlungseinrichtung erfindungsgemäß dadurch minimiert, dass die Wärmebehandlungseinrichtung (1) ein Montageelement (11), an dem jeder zu der Wärmebehandlungseinrichtung (1) führenden Leitung (3-7) eine Schnittstelle (12-16) zugeordnet ist, mit der der jeweiligen Leitung (3-7) zugeordnete Eingang der Wärmebehandlungseinrichtung (1) verbunden ist, und die Vorrichtung ein Koppelelement (2) umfasst, an das das Montageelement (11) lösbar angekoppelt ist und an dem jeder der an dem Montageelement (11) vorgesehenen Schnittstellen (12-16) ein mit der betreffenden Schnittstelle (12-16) zusammenwirkender Anschluss (19-23) zugeordnet ist, an dem jeweils diejenige Leitung (3-7) anliegt, die der mit dem Anschluss (19-23) zusammenwirkenden Schnittstelle (12-16) des Montageelements (11) zugeordnet ist.

Description

Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken umfassend mindestens eine Wärmebehandlungseinrichtung. Die
Wärmebehandlungseinrichtung weist einen Induktor zum induktiven Erwärmen des Werkstücks und/oder mindestens eine Brause zum Ausbringen eines Kühlmittels auf das Werkstück auf. Dabei ist die Wärmebehandlungseinrichtung über mindestens eine Versorgungsleitung mit einer Versorgungseinrichtung verbunden.
Die in derartigen Vorrichtungen eingesetzte und als solche ein Werkzeug für die Bearbeitung des wärmezubehandelnden Werkstücks bildende
Wärmebehandlungseinrichtung vereint typischerweise die Funktion "Erwärmen" und "Abschrecken". Jedoch kann die in Rede stehende Einrichtung auch jeweils nur als Erwärmungs- oder Abschreckeinrichtung betrieben werden, also nur eine auf einem Induktor basierende, induktiv arbeitende Erwärmungseinrichtung oder nur eine Brause zum Ausbringen von Abschreckmedium umfassen.
Der zum Erwärmen vorgesehene mindestens eine Induktor der
Wärmebehandlungseinrichtung erwärmt die wärmezubehandelnde Fläche durch Induktion eines elektromagnetischen Feldes. Für das Abschrecken der Fläche kommt dagegen üblicherweise eine so genannte "Brause" zum Einsatz, die nach dem Erwärmen das jeweilige Kühlmedium gezielt auf die auf
Härtetemperatur erwärmte Fläche ausbringt.
Ein Beispiel für Wärmebehandlungseinrichtungen bzw. -Werkzeuge dieser Art ist in der DE 199 35 884 C1 beschrieben. Die zum Wärmebehandeln von Werkstücken bestimmten Vorrichtungen, in denen solche
Wärmebehandlungseinrichtungen als Werkzeug eingesetzt werden, umfassen typischerweise Einrichtungen zum Bereitstellen der für den Betrieb des
Induktors benötigten elektrischen Energie, Einrichtungen zum Versorgen der Wärmebehandlungseinrichtung mit den benötigten Kühlmedien sowie
Einrichtungen zum Überwachen und Steuern des Betriebs der
Wärmebehandlungseinrichtungen. Darüber hinaus umfassen derartige
Vorrichtungen üblicherweise auch aufwändige mechanische Getriebe und Antriebe, welche die Wärmebehandlungseinrichtung tragen und sie in die für die Wärmebehandlung benötigte Position am zu behandelnden Werkstück bringen.
Um ihre Funktionen ausführen zu können, weisen zur Wärmebehandlung bestimmte Einrichtungen der voranstehend skizzierten Art umfassende
Vorrichtungen eine Vielzahl von Verbindungen zwischen der
Wärmebehandlungseinrichtung und den verschiedenen für ihren Betrieb benötigten Steuer-, Überwachungs-, Medien- und
Energieversorgungseinrichtungen auf. Hierzu zählen typischerweise
- Verbindungen zu einer Hochstromversorgung, die den Induktor mit Strömen von bis zu 8000 A im Frequenzbereich von 7 - 50 kHz versorgt,
- Verbindungen zu einer Hochdruck-Kühlwasserversorgung mit
Kühlwasservorlauf, die einen Kühlwasserstrom von bis zu 60 l/min bei einem Druck bis 1 ,8 MPa zur Verfügung stellt,
- eine Kühlwasserrücklaufverbindung, durch die entsprechend ebenfalls zu 60 l/min Kühlwasser zur Versorgungseinrichtung zurückströmen,
- eine Verbindung zu einer Abschreckmittelversorgung, die beispielsweise einen polymerhaltigen Abschreckmedium-Strom für 5 - 1200 l/min und 0,6 MPa Druck bereitstellt, wobei typischerweise bis zu sechs solcher Verbindungen vorhanden sind, - bei pneumatisch verstellbaren Wärmebehandlungseinrichtungen,
Verbindungen zu einer mit bis zu 0,7 MPa beaufschlagte Druckluft
bereitstellenden Druckluft-Versorgung und
- Verbindungen zu einer Schutzgasversorgung, die mit bis zu 0,6 MPa beaufschlagte Schutzgasströme bereitstellt.
Hinzu kommen Verbindungen zur Signalübertragung zwischen der
Wärmebehandlungseinrichtung und einer den Betrieb der Vorrichtung überwachenden und regelnde Überwachungs- und Steuereinrichtung.
Bei konventionellen, in der Praxis eingesetzten Einrichtungen zur
Wärmebehandlung sind die Anschlüsse, über die die jeweiligen
Verbindungsleitungen an die Wärmebehandlungseinrichtung angeschlossen sind, an unterschiedlichen Stellen der Vorrichtung verteilt angeordnet. Dabei richtet sich ihre Positionierung nach den jeweiligen baulichen Gegebenheiten oder technisch bedingten Notwendigkeiten. So befindet sich der
Stromkontaktflansch, über den die Versorgung des Induktors der
Wärmebehandlungseinrichtung mit der notwendigen elektrischen Energie erfolgt, typischerweise in der Montageebene und stellt entweder selbst oder gemeinsam mit einer Montageplatte die mechanische Schnittstelle zum Maschinengerüst der Wärmebehandlungsvorrichtung dar. Durch diese mechanische Schnittstelle wird der Induktor gehalten und ausgerichtet. Die Strom- und gegebenenfalls zusätzlich Kühlwasser führenden Leitungen sind dabei in der Regel ungeschützt gegen Verschmutzungen und mechanischen Verschleiß durch die Maschine geführt und nehmen Platz ein, der für andere Bauteile nicht mehr zur Verfügung steht.
Soll die jeweilige Wärmebehandlungseinrichtung gewechselt werden, sind bei den konventionell ausgebildeten Vorrichtungen typischerweise mehrere Arbeitsvorgänge zum Rüsten notwendig, da die einzelnen
Versorgungsleitungen üblicherweise jeweils separat angeschlossen werden. Dies führt zu einem erhöhten Zeitaufwand und birgt die Gefahr der
Verwechselung von Medienanschlüssen. Die zur Verbindung notwendigen
Schläuche und Kabel bilden Störkonturen im Arbeitsraum, sie verschmutzen und verschleißen durch Bewegungen des Werkzeugs.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken zu schaffen, bei der der Aufwand für den Wechsel der jeweils genutzten Wärmebehandlungseinrichtung minimiert ist.
Die Erfindung hat diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die mindestens die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
In Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken mindestens eine Wärmebehandlungseinrichtung, wobei die
Wärmebehandlungseinrichtung einen Induktor zum induktiven Erwärmen des Werkstücks und/oder mindestens eine Brause zum Ausbringen eines Kühlmittels auf das Werkstück aufweist und wobei die Wärmebehandlungseinrichtung über mindestens eine Versorgungsleitung mit einer Versorgungseinrichtung verbunden ist.
Erfindungsgemäß umfasst nun die in einer solchen Vorrichtung vorhandene Wärmebehandlungseinrichtung ein Montageelement, an dem jeder zu der Wärmebehandlungseinrichtung führenden Leitung eine Schnittstelle zugeordnet ist, mit der der der jeweiligen Leitung zugeordnete Eingang der
Wärmebehandlungseinrichtung verbunden ist, wobei die Vorrichtung ein
Koppelelement umfasst, an das das Montageelement lösbar angekoppelt ist und an dem jeder der an dem Montageelement vorgesehenen Schnittstellen ein mit der betreffenden Schnittstelle zusammenwirkender Anschluss zugeordnet ist, an dem jeweils diejenige Leitung anliegt, die der mit dem Anschluss zusammenwirkenden Schnittstelle des Montageelements zugeordnet ist.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist demgemäß eine zentrale
Schnittstelle in Form eines Montageelements vorgesehen, an der alle für den Betrieb ihrer Wärmebehandlungseinrichtung benötigten Medien, Energien und Informationen von den einzelnen Versorgungs-, Überwachungs- und
Steuereinrichtungen der Vorrichtung an die Wärmebehandlungseinrichtung übergeben werden. Jeder Leitungsverbindung ist dabei an dem
Montageelement, d.h. werkzeugseitig, eine Schnittstelle zugeordnet, der wiederum maschinenseitig an dem Koppelelement ein passender Anschluss zugeteilt ist. Die Ankopplung der hier im Sinne eines Werkzeugs eingesetzten Wärmebehandlungseinrichtung an die Versorgungseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt damit alleine über das
Zusammenführen und lösbare Verbinden von Montageelement und
Koppelelement.
Für einen Austausch der Wärmebehandlungseinrichtung muss
dementsprechend lediglich die Verbindung zwischen dem Montageelement und dem Koppelelement gelöst, dann die alte Wärmebehandlungseinrichtung entfernt und schließlich eine neue Wärmebehandlungseinrichtung mit ihrem Montageelement an das Koppelelement angekoppelt werden. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Werkstücken sind somit die Rüstvorgänge erheblich vereinfacht und verkürzt. Gleichzeitig sind Verwechselungen von Verbindungsleitungen ausgeschlossen. Darüber hinaus ergibt sich eine geordnete Verlegung der Verbindungsleitungen, so dass keine Störkonturen im Arbeitsraum durch Schläuche und Armaturen auftreten, welche verschmutzen und verschleißen könnten.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist demgemäß der Koppelvorgang so vereinfacht, dass er einerseits auf besonders einfache Weise manuell und andererseits in einem automatisierten Vorgang mit Hilfe eines geeignet ausgebildeten Aktors durchgeführt werden kann.
Die Formgebung des die Wärmebehandlungseinrichtung tragenden
Montageelements und des zum Ankoppeln des Montageelements
bereitgestellten Koppelelements können an die räumlichen oder sonstigen konstruktiven Bedingungen angepasst sein. Als besonders einfach herstellbar und gleichzeitig zweckmäßig hat sich herausgestellt, wenn das
Montageelement als Montageplatte ausgebildet ist. Genauso kann das
Koppelelement nach Art einer Anschlussplatte, -säule oder desgleichen ausgebildet sein. Dabei ist vorteilhafterweise am Montageelement eine
Anlagefläche ausgebildet, mit der das Montageelement im an dem
Koppelelement befestigten Zustand dicht an einer ebenso am Koppelelement ausgebildeten Anlagefläche anliegt.
Typischerweise umfasst die Wärmebehandlungseinrichtung einen Induktor zum induktiven Erwärmen des Werkstücks oder mindestens eine Brause zum Ausbringen eines Kühlmittels auf das Werkstück. Induktor und Brause können dabei alleine oder in Kombination miteinander vorhanden sein, wobei Induktor und Brause ihren Funktionen entsprechend in an sich bekannter Weise typischerweise getrennt gesteuert sind.
Die Wärmebehandlungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zusätzlich weitere Bauteile, wie Sensoren und Stellglieder zur Überwachung und Steuerung ihres Betriebs, umfassen. Auch diese werden bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vom Montageelement getragen und über die dort vorgesehenen Schnittstellen an entsprechend am Koppelelement bereitstehende Anschlüsse an die zugeordneten signalführenden
Versorgungsleitungen angekoppelt.
Die erfindungsgemäße Wärmebehandlungseinrichtung eignet sich
insbesondere zum Härten oder zum Anlassen von metallischen Werkstücken. Um die Ausrichtung und Befestigung des Montageelements an dem
Koppelelement zu erleichtern, können Formelemente an dem Montageelement und an dem Koppelelement ausgebildet sein, die formschlüssig zusammenwirkend die lagerichtige Positionierung des Montageelements am Koppelelement sichern. Bei den Formelementen kann es sich um mindestens einen an dem einen Element vorgesehenen Vorsprung handeln, der in eine korrespondierend geformte
Ausnehmungen des anderen Elements greift. So kann das die
Wärmebehandlungseinrichtung tragende Montageelement zur einfacheren
Montage eine integrierte Aufnahme beinhalten, die bei an das Koppelelement angekoppeltem Montageelement einen am Koppelelement vorhandenen
Vorsprung mindestens teilweise umschließt. Beispielsweise kann die über die Formelemente bewirkte formschlüssige Ankopplung nach Art einer
Steckverbindung ausgebildet sein.
Der einfache Anschluss des erfindungsgemäß die Bauelemente tragenden
Montageelements der Wärmebehandlungseinrichtung an das Koppelelement kann auch dadurch unterstützt werden, dass an dem Koppelelement ein Koppelglied vorgesehen ist, an das - im Gebrauchszustand - das Montageelement in einer formschlüssigen Verbindung lösbar angekoppelt ist.
Wie erwähnt, kann diese lösbare formschlüssige Verbindung beispielsweise als Steckverbindung ausgebildet sein. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Koppelglied und dem Montageelement kann ebenfalls zur Anbindung einer Verbindungsleitung an eine entsprechend am Montageelement vorgesehene Schnittstelle genutzt werden. Mit dem am Koppelelement vorgesehenen
Koppelglied lässt sich die lagerichtige Befestigung des Montageelements mit besonders einfachen Handgriffen herstellen.
In dieser Hinsicht erweist es sich als besonders günstig, wenn das Koppelglied aus einer Koppelstellung, in der das Montageelement dicht am Koppelelement anliegt, mit dem Montageelement in eine Lösestellung schwenkbar ist, in der die Schnittstellen vom Montageelement von den Anschlüssen des Koppelelements getrennt sind.
Über das erfindungsgemäß die Wärmebehandlungseinrichtung tragende
Montageelement können sämtliche Energien, Medien und Signale übertragen werden, die für den Betrieb der Wärmebehandlungseinrichtung benötigt werden. So kann das Montageelement Schnittstellen und das Koppelelement Anschlüsse für
- mindestens eine Stromversorgungsleitung,
- mindestens eine Kühlmittelversorgungsleitung,
- mindestens eine Abschreckmedienversorgungsleitung,
- mindestens eine Schutzgasversorgungsleitung,
- mindestens eine Druckluftversorgungsleitung
und/oder
- mindestens eine Signalleitung
aufweisen.
Insbesondere kann am Montageelement als Schnittstelle zur Versorgung eines Induktors der Wärmebehandlungseinrichtung ein mindestens zweipoliger elektrischer Kontaktflansch mit integrierter Wasserkühlung ausgebildet sein, über den die Energieversorgung des Induktors erfolgt.
Typischerweise wird das Montageelement aus einem ausreichend thermisch und mechanisch belastbaren Werkstoff bestehen. Indem in das Montageelement mindestens eine Verbindungsleitung integriert ist, die von einer der Schnittstellen des Montageelements zum zugeordneten Eingang der
Wärmebehandlungseinrichtung führt, ergibt sich eine besonders aufgeräumte Anordnung der Verbindungen zwischen den am Montageelement
erfindungsgemäß vorgesehenen Schnittstellen und dem ihnen jeweils
zugeordneten Eingang der vom Montageelement getragenen
Wärmebehandlungseinrichtung. Dabei lässt sich eine effektive Kühlung des Montageelements dadurch erreichen, dass die in das Montageelement eingeformte Leitung ein Kühlmittel führt.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wärmebehandlung sind somit vorteilhaft alle Einzelschnittstellen der Wärmebehandlungseinrichtung in einem Montageelement vereinigt und so ein Wechselvorgang effektiv vereinfacht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Wärmebehandlungseinrichtung in einer zum Ankoppeln
vorbereiteten Stellung in seitlicher Ansicht;
Fig. 2 die Wärmebehandlungseinrichtung gemäß Fig. 1 in einer
perspektivischen Ansicht;
Fig. 3 die Wärmebehandlungseinrichtung in fertig angekoppelter
Gebrauchsstellung in einer Fig. 2 entsprechenden Ansicht.
Von einer erfindungsgemäßen zum Wärmebehandeln eines metallischen Werkstücks bestimmten Vorrichtung, deren mechanischer Grundaufbau und deren Versorgungseinrichtungen zur Versorgung mit Energie und Kühlmitteln sowie Steuer- und Überwachungseinrichtungen, den Gegebenheiten bei einer konventionellen Wärmebehandlungsmaschine entsprechen, sind hier der Übersichtlichkeit halber nur eine Wärmebehandlungseinrichtung 1 und ein Koppelelement 2 mit daran angeschlossenen Versorgungsleitungen 3 - 7 dargestellt.
Die Wärmebehandlungseinrichtung 1 umfasst zwei Brausen 8,9 zum
Ausbringen eines zum Abschrecken dienenden Kühlmediums auf das jeweils wärmezubehandelnde, hier nicht gezeigte Werkstück und einen zwischen den Brausen 8,9 angeordneten Induktor 10. Die Brausen 8,9 und der Induktor 10 sind ebenfalls in an sich bekannter Weise ausgebildet, werden aber im
Gegensatz zum Stand der Technik von einem als längliche Montageplatte ausgebildeten Montageelement 11 getragen. Die Brausen 8,9 und der Induktor 10 sind in einer Linie mit gleichmäßigen Abständen auf der einen ebenen Seite des Montageelements 11 befestigt. An dem Montageelement 11 sind zusätzlich hier nicht sichtbare Sensoren und Stellglieder befestigt, die für den Betrieb der Wärmebehandlungseinrichtung 1 benötigt werden.
An der zu den Brausen 8,9 und dem Induktor 10 gegenüberliegenden Seite des Montageelements 11 sind dagegen Schnittstellen 12 - 16 für die Ankopplung der Energie-, Medien- und Signalversorgung der
Wärmebehandlungseinrichtung 1 angeordnet. Von den Schnittstellen 12 - 16 führen jeweils in das Montageelement 11 eingeformte, hier nicht sichtbare Verbindungsleitungen zum jeweils zugeordneten Eingang der Brausen 8,9, des Induktors 10 und der vom Montageelement 11 ebenfalls getragenen Sensoren oder Stellglieder.
So sind am Montageelement 11
- die erste Schnittstelle 12 für die Ankopplung der ein Abschreckmedium zur ersten Brause 8 führenden Versorgungsleitung 3,
- die zweite Schnittstelle 13 für die Ankopplung der Verbindungsleitung 4, die von an dem Montageelement 11 befestigten Sensoren gelieferte und an dort ebenfalls vorgesehenen Stellglieder gesendete Signale führt,
- die als zweipoliger elektrischer Kontaktflansch mit integrierter Wasserkühlung ausgebildete dritte Schnittstelle 14 für die Ankopplung der elektrische Energie und Kühlmittel kombiniert zuführenden Versorgungsleitung 5, - die vierte Schnittstelle 15 für Ankopplung der das Kühlmittel abführenden Versorgungsleitung 6 und
- die fünfte Schnittstelle 16 für die Ankopplung der ein Abschreckmedium zur Brause 9 führenden Versorgungsleitung 7 vorgesehen.
Das maschinenseitig bereitgestellte Koppelelement 2 ist säulenartig ausgebildet und weist an seiner dem Montageelement 11 zugeordneten Seite eine
Anlagefläche 17 auf, die ebenso eben ausgebildet ist wie die Anlagefläche 18, auf der die Schnittstellen 12 - 16 des Montageelements 11 positioniert sind.
Auf der Anlagefläche 17 des Koppelelements 2 sind Anschlüsse 19 - 23 angeordnet. Von diesen Anschlüssen 19 - 23 bildet der erste Anschluss 19 den maschinenseitigen Abschluss der Versorgungsleitung 3, der der ersten
Schnittstelle 12 der Montageplatte 11 zugeordnet ist. Der zweite Anschluss 20 bildet den maschinenseitigen Abschluss der Versorgungsleitung 4, der der zweiten Schnittstelle 13 der Montageplatte 11 zugeordnet ist. Der dritte Anschluss 21 bildet den maschinenseitigen Abschluss der Versorgungsleitung 5, der der dritten Schnittstelle 14 der Montageplatte 11 zugeordnet ist. Der vierte Anschluss 22 bildet den maschinenseitigen Abschluss der Versorgungsleitung 6, der der vierten Schnittstelle 15 der Montageplatte 11 zugeordnet ist. Der fünfte Anschluss 23 bildet schließlich den maschinenseitigen Abschluss der Versorgungsleitung 7, der der fünften Schnittstelle 16 der Montageplatte 11 zugeordnet ist. Die Anschlüsse 19 - 23 und die Schnittstellen 12 - 16 sind dabei so angeordnet und aneinander angepasst, dass bei an dem Koppelelement 2 anliegendem Montageelement 11 über die einander zugeordneten und ineinander greifenden Schnittstellen 12 - 16 und Anschlüsse 19 - 23 jeweils eine durchgängige Verbindung zwischen der jeweiligen Versorgungsleitung 3 - 7 und dem von der jeweiligen
Versorgungsleitung 3 - 7 versorgten, vom Montageelement 11 getragenen Bauteil (Induktor 10, Brausen 8,9, Sensoren und Stellglieder) hergestellt ist. Zur einfachen Ankopplung des Montageelements 11 an das Koppelelement 2 umfasst das Koppelelement 2 ein Koppelglied 24, das um eine parallel zu den Anlageflächen 17,18 ausgerichtete Schwenkachse S verschwenkbar am in den Figuren unteren einen Ende des Koppelelements 2 gelagert ist. Das
Koppelelement 2 ist dabei um einen Winkel von mindestens 90° aus einer ersten Gebrauchsstellung, in der eine an ihm ausgebildete Stützfläche 25 rechtwinklig zur Anlagefläche 17 des Koppelelements 2 ausgerichtet ist, in eine maximale
Schwenkstellung verschwenkbar, in der die Stützfläche 25 beispielsweise parallel zur Anlagefläche 17 ausgerichtet ist.
In die Stützfläche 25 sind zwei zylindrische, hier nicht sichtbare Aufnahmen eingeformt, in die zwei an der einen, der Brause 9 zugeordneten hier unteren Schmalseite 26 vorgesehene Bolzen 27,28 formschlüssig steckbar sind.
An dem hier oberen anderen Ende des Montageelements 11 ist ein Riegel 29 um eine parallel zur Anlagefläche 18 des Montageelements 11 ausgerichtete
Schwenkachse schwenkbar gelagert. Der Riegel 29 dient zum Verriegeln des Montageelements 11 in der Ankoppelstellung, in der es dicht an dem
Koppelelement 2 anliegt.
Zum Ankoppeln des Montageelements 11 an das Koppelelement 2 wird das Koppelglied 24 so verschwenkt, dass seine Stützfläche 25 mit der Anlagefläche 17 des Koppelelements 2 einen Winkel >90° einschließt. Anschließend wird das Montageelement 11 mit seinen Bolzen 27,28 in die in der Stützfläche 25 vorhandenen Aufnahmen gesteckt. Das Montageelement 11 ist auf diese Weise bereits lagerichtig in Bezug auf das Koppelelement 2 ausgerichtet und über das Koppelglied 24 an dem Koppelelement 2 abgestützt.
Nach dem Einstecken der Bolzen 27,28 wird das Montageelement 11 mit dem Koppelglied 24 um dessen Schwenkachse S gegen das Koppelelement 2 geschwenkt, bis die Anlageflächen 7,18 von Koppelelement 2 und
Montageelement 11 dicht aneinander liegen und die durchgängigen Verbindungen zwischen den Schnittstellen 12 - 16 und den zugeordneten Anschlüssen 19 - 23 hergestellt ist. In dieser Ankoppelstellung wird das Montageelement 11 mittels des Riegels 29 verriegelt.
Zum Auswechseln der Wärmebehandlungseinrichtung 1 wird das Montageelement 11 in umgekehrter Schrittfolge vom Koppelelement 2 abgekoppelt.
BEZUGSZEICHEN
1 Wärmebehandlungseinrichtung
2 Koppelelement
3 - 7 Versorgungsleitungen
8,9 Brausen zum Ausbringen eines Abschreckmediums
10 Induktor
11 Montageelement
12 - 16 Schnittstellen für die Ankopplung der Energie-, Medien- und
Signalversorgung der Wärmebehandlungseinrichtung 1
17 Anlagefläche des Koppelelements 2
18 Anlagefläche des Montageelements 11
19 - 23 Anschlüsse des Koppelelements 2
24 Koppelglied
25 Stützfläche des Koppelglieds 24
26 untere Schmalseite des Montageelements 11
27,28 Bolzen
29 Riegel
S Schwenkachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Wärmebehandeln von Werkstücken umfassend
mindestens eine Wärmebehandlungseinrichtung (1), wobei die
Wärmebehandlungseinrichtung (1) einen Induktor (10) zum induktiven Erwärmen des Werkstücks und/oder mindestens eine Brause (8,9) zum Ausbringen eines Kühlmittels auf das Werkstück aufweist und wobei die Wärmebehandlungseinrichtung (1) über mindestens eine
Versorgungsleitung (3-7) mit einer Versorgungseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmebehandlungseinrichtung (1) ein Montageelement (11) umfasst, an dem jeder zu der Wärmebehandlungseinrichtung (1) führenden Leitung (3- 7) eine Schnittstelle (12-16) zugeordnet ist, mit der der der jeweiligen Leitung (3-7) zugeordnete Eingang der Wärmebehandlungseinrichtung (1) verbunden ist, und dass die Vorrichtung ein Koppelelement (2) umfasst, an das das Montageelement (11) lösbar angekoppelt ist und an dem jeder der an dem Montageelement ( 1) vorgesehenen Schnittstellen (12-16) ein mit der betreffenden Schnittstelle (12-16) zusammenwirkender Anschluss (19-23) zugeordnet ist, an dem jeweils diejenige Leitung (3-7) anliegt, die der mit dem Anschluss (19-23) zusammenwirkenden
Schnittstelle (12-16) des Montageelements (11) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Montageelement (11 ) eine Montageplatte ist.
3. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlungseinrichtung (1 ) mindestens einen Sensor zum Überwachen oder ein Stellglied zum Steuern der Wärmebehandlungseinrichtung (1) umfasst.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass am Montageelement (11 ) und am
Koppelelement (2) Formelemente (27,28) ausgebildet sind, die
formschlüssig zusammenwirkend die lagerichtige Positionierung des Montageelements (11) am Koppelelement (2) sichern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Koppelelement (2) ein Koppelglied (24) vorgesehen ist, an das das Montageelement (11) in einer formschlüssigen Verbindung lösbar angekoppelt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die formschlüssige Verbindung als Steckverbindung ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h
gekennzeichnet, dass das Koppelglied (24) aus einer
Koppelstellung, in der das Montageelement (11 ) dicht am Koppelelement (2) anliegt, mit dem Montageelement (11 ) in eine Lösesteliung schwenkbar ist, in der die Schnittstellen (12-16) vom Montageelement (11) von den Anschlüssen (19-23) des Koppelelements (2) getrennt sind.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montageelement (11 ) Schnittstellen (12-16) und das Koppelelement (2) Anschlüsse (19-23) für
- mindestens eine Stromversorgungsleitung,
- mindestens eine Kühlmittelversorgungsleitungsleitung,
- mindestens eine Abschreckmedienversorgungsleitung,
- mindestens eine Schutzgasversorgungsleitung,
- mindestens eine Druckluftversorgungsleitung
und/oder
- mindestens eine Signalleitung aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in das Montageelement (11 ) mindestens eine Verbindungsleitung integriert ist, die von einer der Schnittstellen (12-16) des Montageelements (11) zum zugeordneten Eingang der Wärmebehandlungseinrichtung (1) führt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsleitung eine Kühlmittel führende Leitung ist.
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