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DE102020111615A1 - Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage - Google Patents

Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage Download PDF

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DE102020111615A1
DE102020111615A1 DE102020111615.2A DE102020111615A DE102020111615A1 DE 102020111615 A1 DE102020111615 A1 DE 102020111615A1 DE 102020111615 A DE102020111615 A DE 102020111615A DE 102020111615 A1 DE102020111615 A1 DE 102020111615A1
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Germany
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furnace
component
heat treatment
control station
temperature control
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DE102020111615.2A
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English (en)
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Andreas Reinartz
Frank Wilden
Jörg Winkel
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Schwartz GmbH
Original Assignee
Schwartz GmbH
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Publication date
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Priority to CN202180031994.1A priority patent/CN115461588A/zh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage), umfassend zumindest die folgenden Schritte:a) Teilen eines Durchlaufofens (2) in einen ersten Ofen (3) und einen zweiten Ofen (4),b) Anordnen einer Temperierstation (5) in der Wärmebehandlungsanlage (1), wobei die Temperierstation (5) dem ersten Ofen (3) nachgeordnet und dem zweiten Ofen (4) vorgeordnet wird und wobei die Temperierstation (5) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens einem ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich eines zu behandelnden metallischen Bauteils (6) einzustellen,c) Anpassen einer Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage (1).Die Erfindung kann insbesondere zur Nachrüstung bestehender Presshärtelinien zur Anwendung kommen, in denen einem Durchlaufofen, insbesondere Rollenherdofen, ein Presshärtewerkzeug nachgeordnet ist. Die nachgerüstete Wärmebehandlungslinie erlaubt in vorteilhafter Weise eine bedarfsweise partielle Wärmebehandlung metallischer Bauteile.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage. Die Erfindung kann insbesondere zur Nachrüstung bestehender Presshärtelinien zur Anwendung kommen, in denen einem Durchlaufofen, insbesondere Rollenherdofen, ein Presshärtewerkzeug nachgeordnet ist. Die nachgerüstete Wärmebehandlungslinie erlaubt in vorteilhafter Weise eine bedarfsweise partielle Wärmebehandlung metallischer Bauteile.
  • Zur Herstellung sicherheitsrelevanter Fahrzeug-Karosseriebauteile aus Stahlblech ist es regelmäßig erforderlich das Stahlblech während oder nach der Umformung zu dem Karosseriebauteil zu härten. Hierzu hat sich ein Wärmebehandlungsverfahren etabliert, das als „Presshärten“ bezeichnet wird. Dabei wird das Stahlblech, das regelmäßig in der Form einer Platine bereitgestellt wird zunächst in einem Ofen aufgeheizt und anschließend während der Umformung in einer Presse abgekühlt und dadurch gehärtet.
  • Seit einigen Jahren besteht nun das Bestreben mittels des Presshärtens Karosseriebauteile von Kraftfahrzeugen, wie z. B. A- und B-Säulen, Seitenaufprallschutzträger in Türen, Schweller, Rahmenteile, Stoßstangenfänger, Querträger für Boden und Dach, vordere und hintere Längsträger, bereitzustellen, die in Teilbereichen unterschiedliche Festigkeiten aufweisen, sodass das Karosseriebauteil partiell unterschiedliche Funktionen erfüllen kann. So soll zum Beispiel der mittlere Bereich einer B-Säule eines Fahrzeugs eine hohe Festigkeit aufweisen, um die Insassen im Falle eines Seitenaufpralls zu schützen. Gleichzeitig sollen der obere und untere Endbereich der B-Säule eine vergleichsweise geringe Festigkeit aufweisen, um zum einen Verformungsenergie während eines Seitenaufpralls aufnehmen zu können und zum anderen während der Montage der B-Säule eine einfache Verbindbarkeit mit anderen Karosseriebauteilen zu ermöglichen.
  • Zur Ausbildung eines solchen partiell gehärteten Karosseriebauteils ist es erforderlich, dass das gehärtete Bauteil in den Teilbereichen unterschiedliche Festigkeitseigenschaften aufweist. Hierzu besteht bei Neuanlangen z. B. die Möglichkeit, eine oder mehrere Temperierstation(en) zwischen dem Ofen und dem Presshärtewerkzeug anzuordnen. Die Temperierstation ist hierbei dazu vorgesehen und eingerichtet, in den Teilbereichen des zunächst uniform aufgeheizten Bauteils unterschiedliche Temperaturen einzustellen, so dass während des anschließenden Presshärtens sich unterschiedliche Festigkeitseigenschaften in den Teilbereichen einstellen. Optimale Taktzeiten, die insbesondere in der Fahrzeugindustrie eine wesentliche Rolle spielen, können hierbei insbesondere dann erreicht werden, wenn die Komponenten Ofen, Temperierstation und Presshärtewerkzeug „in Linie“, d.h. unmittelbar hintereinander angeordnet sind.
  • Sollen nun Bestandsanlagen mit einer Temperierstation nachgerüstet werden, so ist regelmäßig zu beobachten, dass der benötigte Raum für eine Anordnung „in Linie“ nicht gegeben ist, sodass die Temperierstation andernorts, beispielsweise (in Durchlaufrichtung betrachtet) seitlich versetzt zu dem Ofen und/oder dem Presshärtewerkzeug platziert werden muss. Mit solchen Anordnungen können optimale Taktzeiten nur schwer bis gar nicht erreicht werden.
  • Selbst wenn im Falle einer Nachrüstung der erforderliche Raum für eine Anordnung „in Linie“ besteht, so ergeben sich Probleme, da auf nachgerüsteten Anlagen in der Regel noch das herkömmliche Presshärteverfahren (alternativ) durchführbar sein soll. Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, dass es durch die Anordnung der (im herkömmlichen Betrieb ausgeschalteten) Temperierstation zwischen dem Ofenausgang und dem Presshärtewerkzeug zu Verzögerungen beim Transfer vom Ofen in das Presshärtewerkzeug kommt, die eine ungewünscht starke Abkühlung vor Eintritt in das Presshärtewerkzeug bewirken können.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage angegeben werden, die sowohl eine im industriellen Maßstab, insbesondere möglichst effizient durchführbare partiell unterschiedliche Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils als auch ein insbesondere möglichst effizientes Durchführen eines herkömmlichen Presshärteverfahrens erlaubt.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage weist zumindest folgende Schritte auf:
    1. a) Teilen eines Durchlaufofens in einen ersten Ofen und einen zweiten Ofen,
    2. b) Anordnen einer Temperierstation in der Wärmebehandlungsanlage, wobei die Temperierstation dem ersten Ofen nachgeordnet und dem zweiten Ofen vorgeordnet wird und wobei die Temperierstation dazu vorgesehen und eingerichtet ist, eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens einem ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich eines zu behandelnden metallischen Bauteils einzustellen,
    3. c) Anpassen einer Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage.
  • Die angedeutete Reihenfolge der Verfahrensschritte a), b) und c) ergibt sich bei einem regulären Ablauf des Verfahrens. Einzelne oder mehrere der Verfahrensschritte können zeitgleich, nacheinander und/oder zumindest teilweise parallel durchgeführt werden.
  • Das vorgeschlagene Verfahren dient vorzugsweise zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage oder Wärmebehandlungslinie mit einem Durchlaufofen und einem Presshärtewerkzeug. Das Presshärtewerkzeug ist dem (nachzurüstenden) Durchlaufofen nachgeordnet. Das Presshärtewerkzeug ist insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet, das Bauteil gleichzeitig oder zumindest teilweise parallel umzuformen und (zumindest teilweise) abzuschrecken. Der Durchlaufofen kann ein Rollenherdofen sein. Bevorzugt weisen die nachzurüstende Wärmebehandlungsanlage und/oder die nachgerüstete Wärmebehandlungsanlage eine Anordnung „in Linie“ auf. Hierbei sind vorzugsweise der Durchlaufofen und das Presshärtewerkzeug der nachzurüstenden Wärmebehandlungsanlage beziehungsweise der erste Ofen, die Temperierstation, der zweite Ofen und das Presshärtewerkzeug (in der genannten Reihenfolge) insbesondere unmittelbar hintereinander angeordnet.
  • Bei dem (mittels der Wärmebehandlungsanlage zu behandelnden) metallischen Bauteil handelt es sich vorzugsweise um eine metallische Platine, ein Stahlblech oder ein zumindest teilweise vorgeformtes Halbzeug. Das metallische Bauteil ist bevorzugt mit beziehungsweise aus einem (härtbaren) Stahl, beispielweise einem Bor-(Mangan-)Stahl, z. B. mit der Bezeichnung 22MnB5, gebildet. Weiter bevorzugt ist das metallische Bauteil zumindest zu einem Großteil mit einer (metallischen) Beschichtung versehen beziehungsweise vorbeschichtet. Bei der metallischen Beschichtung kann es sich beispielsweise um eine (vorrangig) Zink enthaltende Beschichtung oder eine (vorrangig) Aluminium und/oder Silizium enthaltende Beschichtung, insbesondere eine sogenannte Aluminium/Silizium(Al/Si)-Beschichtung handeln.
  • In Schritt a) erfolgt ein Teilen eines (bestehenden) Durchlaufofens, insbesondere Rollenherdofens, in einen ersten Ofen und einen zweiten Ofen. Vorzugsweise erfolgt das Teilen so, dass der erste Ofen und der zweite Ofen jeweils einen Durchlaufofen, insbesondere Rollenherdofen, bilden. Alternativ kann das Teilen so erfolgen, dass der erste Ofen einen Durchlaufofen und der zweite Ofen einen Kammerofen bilden. Das Teilen kann durch ein mechanisches und/oder thermisches Trennen erfolgen.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) ein Bereich des Durchlaufofens entfernt wird. Dies erfolgt insbesondere so, dass ein Freiraum für die Temperierstation (in dem Durchlaufofen) gebildet wird.
  • In Schritt b) erfolgt ein Anordnen einer Temperierstation in der Wärmebehandlungsanlage, wobei die Temperierstation dem ersten Ofen (unmittelbar) nachgeordnet und dem zweiten Ofen (unmittelbar) vorgeordnet wird. Die Temperierstation ist dazu vorgesehen und eingerichtet, eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens einem ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich eines (mittels der Wärmebehandlungsanlage) zu behandelnden metallischen Bauteils einzustellen. Hierzu kann die Temperierstation eine oder mehrere Düse(n) aufweisen, die zum Austragen eines (kühlenden) Fluids hin zu dem mindestens einen ersten Teilbereich des Bauteils vorgesehen und eingerichtet ist beziehungsweise sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) die Temperierstation zwischen dem ersten Ofen und dem zweiten Ofen angeordnet wird. Bevorzugt wird die Temperierstation so angeordnet, dass der erste Ofen, die Temperierstation und der zweite Ofen (in der genannten Reihenfolge) insbesondere unmittelbar hintereinander platziert sind. „Unmittelbar hintereinander“ bedeutet hier insbesondere, dass keine weiteren zur Wärmebehandlung dienenden Komponenten zwischen der Temperierstation und dem entsprechenden Ofen vorgesehen sind. Jedoch kann ein (Mindest-)Abstand von mindestens 0,5 m [Meter] zwischen der Temperierstation und dem ersten Ofen und/oder dem zweiten Ofen vorgesehen werden. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es bevorzugt, dass in Schritt b) die Temperierstation in Linie mit dem ersten Ofen und dem zweiten Ofen angeordnet wird.
  • In Schritt c) erfolgt ein Anpassen einer Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage. Wenn mehrere Betriebsweisen bei der nachzurüstenden Wärmebehandlungsanlage vorgesehen sind, können in Schritt c) eine oder mehrere der Betriebsweisen oder sogar alle Betriebsweisen der Wärmebehandlungsanlage angepasst beziehungsweise geändert werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) die Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage derart angepasst wird, dass eine Durchlaufgeschwindigkeit durch den ersten Ofen gegenüber einer Durchlaufgeschwindigkeit durch den Durchlaufofen reduziert wird, insbesondere, wenn mittels der (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage ein partielles Wärmebehandeln, insbesondere Härten, ausgeübt wird beziehungsweise die (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage in einer ersten Betriebsart, in der in mindestens einem metallischen Bauteil mittels der Temperierstation eine Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils eingestellt wird, betrieben wird. Bevorzugt wird die Durchlaufgeschwindigkeit durch den ersten Ofen auf eine Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 bis 1 m/s [Meter pro Sekunde], insbesondere im Bereich von 0,08 bis 0,3 m/s reduziert.
  • Die reduzierte Durchlaufgeschwindigkeit, die vorzugsweise eingestellt wird, wenn mittels der (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage ein partielles Wärmebehandeln ausgeübt wird, bewirkt zwar eine Verlängerung der erreichbaren Taktzeit, dies ist für den Fall, dass nur verhältnismäßig wenige Bauteile partiell wärmebehandelt werden sollen aber ein durchaus sinnvolles Zugeständnis, wenn dafür der Prozess „in Linie“ realisiert werden kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) die Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage derart angepasst wird, dass eine Ofeninnentemperatur im zweiten Ofen höher ist, als eine (maximale beziehungsweise höchste) Ofeninnentemperatur des (nachzurüstenden) Durchlaufofens, insbesondere, wenn mittels der (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage kein partielles Wärmebehandeln ausgeübt wird beziehungsweise die (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage in einer zweiten Betriebsart, in der keine Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils eingestellt wird, betrieben wird. Bevorzugt wird die Ofeninnentemperatur im zweiten Ofen um mindestens 10 K oder sogar um mindestens 20 K gegenüber der (maximalen) Ofeninnentemperatur des (nachzurüstenden) Durchlaufofens erhöht.
  • Die Erhöhung der Ofeninnentemperatur im zweiten Ofen erlaubt den besonderen Vorteil, dass der herkömmliche Prozess des Presshärtens möglichst ohne Taktzeiteinbußen weiterhin mittels der (nachgerüsteten) Wärmebehandlungsanlage realisiert werden kann. Durch die Temperierstation geht regelmäßig eine beachtliche Strecke an nutzbarer Ofenlänge verloren. Um dies zu kompensieren, ist die Erhöhung der Temperatur im zweiten Ofen ein bevorzugter Ansatz. So kann die geforderte Endtemperatur trotz reduzierter Ofenlänge erreicht werden. Zudem bietet die Erhöhung (nur) der Temperatur im zweiten Ofen den Vorteil, dass im Falle eines Stillstands, bei dem es dazu kommen kann, dass die in einem Ofen mit erhöhter Temperatur befindlichen Bauteile eine zu hohe Temperatur annehmen, nur diese wenigen, im zweiten Ofen befindlichen Bauteile verworfen werden müssen, sodass der Schaden begrenzt werden kann. Würde man die Temperaturen im ersten Ofen und im zweiten Ofen aufgrund der insgesamt reduzierten Ofenlänge erhöhen, wäre gegebenenfalls die gesamte Ofenladung zu verwerfen. Neben dem Materialverlust wäre gegebenenfalls zusätzlich der Ausfall während des „Leerfahrens“ der Öfen in Kauf zu nehmen.
  • Alternativ wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass in Schritt c) die Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage derart angepasst wird, dass eine Ofeninnentemperatur im zweiten Ofen niedriger ist, als oder genauso hoch ist, wie eine (maximale) Ofeninnentemperatur des (nachzurüstenden) Durchlaufofens.
  • Bevorzugt ist es, wenn in der (angepassten) Betriebsweise vorgesehen wird, dass ein Taktende bei (gezielten) Unterbrechungen so gewählt wird, dass der zweite Ofen leer ist. Dann muss gegebenenfalls kein Bauteil verworfen werden. Besonders bevorzugt werden Temperaturmessdaten von beispielsweise dem ersten Ofen und/oder dem zweiten Ofen nachgeordneten Pyrometern zur Bestimmung des Taktendes genutzt.
  • Es kann sinnvoll sein, im ersten Ofen und/oder im zweiten Ofen, die jeweils als Durchlaufofen ausgeführt sein können, über die jeweilige Ofenlänge ein inhomogenes Temperaturprofil beziehungsweise unterschiedliche Temperaturzonen einzustellen. Vorzugsweise werden im ersten Ofen (in Durchlaufrichtung) unterschiedliche Temperaturzonen eingestellt, wohingegen im zweiten Ofen eine im Wesentlichen homogene Ofeninnentemperatur eingestellt wird.
  • Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zum Betreiben einer nach einem hier vorgeschlagenen Verfahren nachgerüsteten Wärmebehandlungsanlage, wobei in einer ersten Betriebsart der Wärmebehandlungsanlage in mindestens einem metallischen Bauteil mittels der Temperierstation eine Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils eingestellt wird und wobei in einer zweiten Betriebsart der Wärmebehandlungsanlage in mindestens einem weiteren metallischen Bauteil mittels der Temperierstation keine (gezielt beziehungsweise bewusst eingestellte) Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils eingestellt wird.
  • Üblicherweise wird die Temperierstation mit einem bauteilspezifischen Einsatz bestückt, der die unterschiedliche Temperaturführung der ersten und zweiten Bereiche eines partiell unterschiedlich festen Bauteils ermöglicht. Für den Fall, dass Bauteile produziert werden sollen, die keine unterschiedlichen ersten und zweiten Bereiche haben, sondern über das gesamte Bauteil eine annähernd homogenen Festigkeit besitzen, kann die Einheit durch ein Tunnelelement ersetzt werden, welches das Bauteil von der Umgebung thermisch abschirmt. Dies reduziert die Abstrahlung von Wärme aus dem Bauteil und verringert somit den Temperaturverlust des Bauteils auf dem Weg von ersten Ofen zum zweiten Ofen. Bevorzugt können zusätzlich Beheizungseinrichtungen vorgesehen werden, die das Innere des Tunnelelements auf erhöhter Temperatur halten um durch die geringere Temperaturdifferenz zur Umgebung eine deutliche Reduzierung de Wärmeverluste zu erreichen. Besonders bevorzugt kann das Tunnelelement derart beheizt werden, dass die Innentemperatur annähernd der Innentemperatur des ersten Ofens oder des zweiten Ofens entspricht. Dadurch kann ein Temperaturabfall des Bauteils weitgehend vermieden werden.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, die Innentemperatur des Tunnelelements sogar noch etwas höher einzustellen als die Temperatur im ersten Ofen, um eine weitere Taktzeitverkürzung zu erreichen. Ähnlich wie bei einer eventuellen Temperaturerhöhung im zweiten Ofen sollte hierbei durch eine geeignete Bauteilverfolgung in der Steuerung überwacht werden, dass in diesem Fall eine maximal zulässige Verweilzeit des Bauteils im Tunnelelement nicht überschritten wird, die zu einer unzulässigen Temperaturerhöhung im Bauteil selbst führen könnte. Nach diesem Verfahren wäre es möglich, die Durchlaufzeit für Bauteile, die keine unterschiedliche Temperaturführung der ersten und zweiten Bereiche benötigen, im Vergleich zur ursprünglichen Anlage nicht erhöhen zu müssen. Gegebenenfalls ist bei Erhöhung der Innentemperatur des Tunnelelements und/oder des zweiten Ofens sogar eine Reduzierung der gesamten Durchlaufzeit im Vergleich zur ursprünglichen Anlage erreichbar.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass während der ersten Betriebsart zumindest folgende Schritte ausgeführt werden:
    • a1) Erwärmen des (gesamten) Bauteils in dem ersten Ofen, insbesondere mittels Strahlungswärme und/oder Konvektion, bevorzugt um mindestens 500 K [Kelvin], insbesondere um mindestens 650 K oder sogar um mindestens 750 K,
    • b1) Bewegen des Bauteils in die Temperierstation,
    • c1) insbesondere konvektives Kühlen mindestens eines ersten Teilbereichs des Bauteils in der Temperierstation, wobei eine Temperaturdifferenz von vorzugsweise mindestens 50 K oder sogar mindestens 100 K zwischen dem mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich des Bauteils eingestellt wird,
    • d1) Bewegen des Bauteils von der Temperierstation in den zweiten Ofen,
    • e1) Erwärmen zumindest des mindestens einen ersten Teilbereichs des Bauteils in dem zweiten Ofen, insbesondere mittels Strahlungswärme und/oder Konvektion, bevorzugt um mindestens 100 K, insbesondere um mindestens 150 K oder sogar um mindestens 200 K.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Bauteil (in Schritt a1) mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 bis 1 m/s [Meter pro Sekunde] durch den ersten Ofen bewegt wird. Bevorzugt wird das Bauteil mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,08 bis 0,3 m/s durch den ersten Ofen bewegt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass während der zweiten Betriebsart zumindest folgende Schritte ausgeführt werden:
    • a2) Erwärmen des Bauteils in dem ersten Ofen, insbesondere mittels Strahlungswärme und/oder Konvektion,
    • e2) Erwärmen des Bauteils in dem zweiten Ofen, insbesondere mittels Strahlungswärme und/oder Konvektion.
  • Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zwischen den Schritten a2 und e2 zumindest folgende Schritte ausgeführt werden:
    • b2) Bewegen des Bauteils in die Temperierstation,
    • c2) Reduzieren einer Abkühlgeschwindigkeit des Bauteils oder Erwärmen des Bauteils in der Temperierstation, insbesondere mittels Strahlungswärme,
    • d2) Bewegen des Bauteils von der Temperierstation in den zweiten Ofen.
  • Die im Zusammenhang mit dem zuerst vorgestellten Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Verfahren auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigen schematisch:
    • 1: eine bekannte Wärmebehandlungsanlage, die mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren nachgerüstet werden kann, und
    • 2: die Wärmebehandlungsanlage gemäß 1, die mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren nachgerüstet wurde.
  • 1 zeigt schematisch eine bekannte Wärmebehandlungsanlage 1, die mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren nachgerüstet werden kann. Die Wärmebehandlungsanlage 1 weist einen Durchlaufofen 2 auf, dem (unmittelbar) ein Presshärtewerkzeug 7 nachgeordnet ist. Somit stellt die Wärmebehandlungsanlage 1 hier eine Presshärtelinie dar.
  • 2 zeigt die Wärmebehandlungsanlage 1 gemäß 1, die mit einem hier vorgeschlagenen Verfahren nachgerüstet wurde. Der Durchlaufofen wurde hierzu in einen ersten Ofen 3 und einen zweiten Ofen 4 geteilt. Anschließend wurde eine Temperierstation 5 in der Wärmebehandlungsanlage 1 angeordnet, wobei die Temperierstation 5 dem ersten Ofen 3 (unmittelbar) nachgeordnet und dem zweiten Ofen 4 (unmittelbar) vorgeordnet wurde. Die Temperierstation 5 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens einem ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich eines zu behandelnden metallischen Bauteils 6 einzustellen.
  • Es wird somit ein Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage angegeben, das die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise löst. Insbesondere erlaubt das Verfahren das Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage, die sowohl eine im industriellen Maßstab, insbesondere möglichst effizient durchführbare partiell unterschiedliche Wärmebehandlung eines metallischen Bauteils als auch ein insbesondere möglichst effizientes Durchführen eines herkömmlichen Presshärteverfahrens erlaubt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wärmebehandlungsanlage
    2
    Durchlaufofen
    3
    erster Ofen
    4
    zweiter Ofen
    5
    Temperierstation
    6
    Bauteil
    7
    Presshärtewerkzeug

Claims (10)

  1. Verfahren zum Nachrüsten einer Wärmebehandlungsanlage (1), umfassend zumindest die folgenden Schritte: a) Teilen eines Durchlaufofens (2) in einen ersten Ofen (3) und einen zweiten Ofen (4), b) Anordnen einer Temperierstation (5) in der Wärmebehandlungsanlage (1), wobei die Temperierstation (5) dem ersten Ofen (3) nachgeordnet und dem zweiten Ofen (4) vorgeordnet wird und wobei die Temperierstation (5) dazu vorgesehen und eingerichtet ist, eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens einem ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich eines zu behandelnden metallischen Bauteils (6) einzustellen, c) Anpassen einer Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt a) ein Bereich des Durchlaufofens (2) entfernt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Schritt b) die Temperierstation (5) zwischen dem ersten Ofen (3) und dem zweiten Ofen (4) angeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) die Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage (1) derart angepasst wird, dass eine Durchlaufgeschwindigkeit durch den ersten Ofen (3) gegenüber einer Durchlaufgeschwindigkeit durch den Durchlaufofen (2) reduziert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) die Betriebsweise der Wärmebehandlungsanlage (1) derart angepasst wird, dass eine Ofeninnentemperatur im zweiten Ofen (4) höher ist, als eine Ofeninnentemperatur des Durchlaufofens (2).
  6. Verfahren zum Betreiben einer nach einem der vorhergehenden Verfahren nachgerüsteten Wärmebehandlungsanlage (1), wobei in einer ersten Betriebsart der Wärmebehandlungsanlage (1) in mindestens einem metallischen Bauteil (6) mittels der Temperierstation (5) eine Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils (6) eingestellt wird und wobei in einer zweiten Betriebsart der Wärmebehandlungsanlage (1) in mindestens einem weiteren metallischen Bauteil (6) mittels der Temperierstation (5) keine Temperaturdifferenz zwischen einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich des Bauteils (6) eingestellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei während der ersten Betriebsart zumindest folgende Schritte ausgeführt werden: a1) Erwärmen des Bauteils (6) in dem ersten Ofen (3), b1) Bewegen des Bauteils (6) in die Temperierstation (5), c1) Kühlen mindestens eines ersten Teilbereichs des Bauteils (6) in der Temperierstation (5), wobei eine Temperaturdifferenz zwischen dem mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens einem zweiten Teilbereich des Bauteils (6) eingestellt wird, d1) Bewegen des Bauteils (6) von der Temperierstation (5) in den zweiten Ofen (4), e1) Erwärmen zumindest des mindestens einen ersten Teilbereichs des Bauteils (6) in dem zweiten Ofen (4).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bauteil (6) mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,01 bis 1 m/s durch den ersten Ofen (3) bewegt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei während der zweiten Betriebsart zumindest folgende Schritte ausgeführt werden: a2) Erwärmen des Bauteils (6) in dem ersten Ofen (3), e2) Erwärmen des Bauteils (6) in dem zweiten Ofen (4).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen den Schritten a2 und e2 zumindest folgende Schritte ausgeführt werden: b2) Bewegen des Bauteils (6) in die Temperierstation (5), c2) Reduzieren einer Abkühlgeschwindigkeit des Bauteils (6) oder Erwärmen des Bauteils (6) in der Temperierstation (5), d2) Bewegen des Bauteils (6) von der Temperierstation (5) in den zweiten Ofen (4).
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