DE102013021584B4 - Process, furnace equipment and plant for form hardening of workpieces - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Formhärten von Werkstücken, bei dem die Werkstücke (4) in einer Ofeneinrichtung (8) auf eine Umformtemperatur erwärmt werden, bevor sie in einem Umformprozess umgeformt werden,wobeieinzelne Werkstücke (4) oder Werkstückgruppen aus zwei oder mehr Werkstücken (4) separat in einem gesonderten Ofenmodul (20) mit einem eigenen Modulgehäuse (22) mittels einer Induktionseinrichtung (34) erwärmt werden,dadurch gekennzeichnet, dassmehrere bewegbare Ofenmodule (20) als Modulgruppe (46) bewegt werden.Process for form hardening of workpieces, in which the workpieces (4) are heated to a forming temperature in a furnace device (8) before they are formed in a forming process, wherein individual workpieces (4) or groups of workpieces consisting of two or more workpieces (4) are separately a separate furnace module (20) with its own module housing (22) by means of an induction device (34), characterized in that several movable furnace modules (20) are moved as a module group (46).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formhärten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for form-hardening workpieces according to the preamble of
Außerdem betrifft die Erfindung eine Ofeneinrichtung für eine Anlage zum Formhärten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The invention also relates to a furnace device for a plant for form hardening of workpieces according to the preamble of
Formhärten hat sich besonders als Verfahren zur Warmumformung von Werkstücken aus Metall zu Bauteilen insbesondere in der Automobilindustrie etabliert und ist auch unter den Begriffen Presshärten oder Hot Stamping geläufig. Die umzuformenden Werkstücke werden in einer Ofeneinrichtung erwärmt, mit einer Übergabeeinrichtung wie beispielsweise einem mehrachsigen Roboter von der Ofeneinrichtung an eine Umformeinrichtung übergeben und dort durch ein Presswerkzeug in das gewünschte Bauteil umgeformt.Form hardening has established itself as a process for the hot forming of metal workpieces into components, particularly in the automotive industry, and is also known as press hardening or hot stamping. The workpieces to be formed are heated in a furnace device, transferred from the furnace device to a forming device using a transfer device such as a multi-axis robot, and formed there into the desired component by a pressing tool.
Zum Beispiel werden Werkstücke aus Stahlblech bei einer so genannten Austenitisierung auf eine Umformtemperatur zwischen etwa 800°C und 1100°C erwärmt. In der Praxis liegt die Umformtemperatur bei Stahlblechen aus gängigen Bor-Mangan-Stahl-Legierungen bei 930°C. Häufig sind derartige Stahlbleche mit einer Aluminium-Silicium-Beschichtung (AlSi) versehen. Ein solches Stahlblech-Werkstück kann beispielsweise eine flache Stahlblechtafel oder -platine oder auch ein bereits in einem vorhergehenden Schritt, zum Beispiel durch kaltes Tiefziehen, vorgeformtes Stahlblechteil sein. Anschließend wird das erwärmte Werkstück in der Umformeinrichtung mit einem gekühlten Presswerkzeug umgeformt und zugleich abgeschreckt. Hierdurch ändert sich beim Formprozess das Materialgefüge und die erhaltenden Bauteile haben eine beträchtlich höhere Festigkeit und Steifigkeit als Bauteile, die aus dem Werkstück kalt geformt wurden.For example, workpieces made of sheet steel are heated to a forming temperature of between around 800°C and 1100°C during so-called austenitization. In practice, the forming temperature for sheet steel made from common boron-manganese steel alloys is 930°C. Steel sheets of this type are often provided with an aluminum silicon coating (AlSi). Such a sheet steel workpiece can be, for example, a flat sheet steel panel or plate or else a sheet steel part that has already been preformed in a previous step, for example by cold deep-drawing. The heated workpiece is then formed in the forming device with a cooled pressing tool and quenched at the same time. As a result, the material structure changes during the forming process and the components obtained have a significantly higher strength and rigidity than components that were cold-formed from the workpiece.
Bei der Übergabe des Werkstücks von der Ofeneinrichtung zur Umformeinrichtung kühlt das zuvor erwärmte Werkstück ab. Das Ausmaß dieser Abkühlung hängt dabei von der Zeitspanne ab, die von der Entnahme des Werkstücks aus der Ofeneinrichtung bis zum Umformen vergeht. Die Qualität der beim Formhärten erhaltenen Bauteile kann jedoch beträchtlich variieren, wenn verschiedene Werkstücke mit unterschiedlichen Temperaturen umgeformt werden. Es ist daher wichtig, dass die benötigte Zeit von der Entnahme aus der Ofeneinrichtung bis zum Umformen in der Umformeinrichtung und die dabei herrschenden Umgebungsbedingungen möglichst für alle Werkstücke reproduzierbar sind.When the workpiece is transferred from the furnace device to the forming device, the previously heated workpiece cools down. The extent of this cooling depends on the period of time that elapses between the removal of the workpiece from the furnace and the forming. However, the quality of the components obtained from hot stamping can vary considerably when different workpieces are formed at different temperatures. It is therefore important that the time required from removal from the furnace to the forming in the forming device and the prevailing ambient conditions can be reproduced as far as possible for all workpieces.
Um die Werkstücke auf die erforderliche Umformtemperatur zu erwärmen, sind verschiedene Ofenkonzepte bekannt. Am Markt vertreten sind derzeit besonders Durchlauföfen, bei denen die Werkstücke mit einem Fördersystem im Durchlauf durch einen Ofentunnel gefördert werden. Üblich sind dabei Rollenöfen, bei denen die Werkstücke auf einer Rollenbahn im Durchlauf durch den Ofen gefördert werden.Various furnace concepts are known for heating the workpieces to the required forming temperature. Continuous furnaces in which the workpieces are conveyed through a furnace tunnel with a conveyor system are particularly well represented on the market. Roller furnaces, in which the workpieces are conveyed through the furnace on a roller conveyor, are common.
Die Entnahmestelle ist dort immer die gleiche, so dass eine reproduzierbare Handhabung der Werkstücke von der Entnahmestelle bis zur Umformung gewährleistet ist.The removal point is always the same there, so that reproducible handling of the workpieces from the removal point to the forming stage is guaranteed.
Einerseits ist aber der Flächenbedarf für einen derartigen Durchlaufofen verhältnismäßig hoch. Andererseits kann sich beim Transport durch den Ofen die Lage und Ausrichtung der Werkstücke auf den Rollen ändern. Dies ist insbesondere bei AlSi-beschichteten Stahlblechen der Fall, da sich die AlSi-Beschichtung während des Transports auf den Rollen lösen kann und sich im Laufe der Zeit auf den Rollen aufbaut. On the one hand, however, the space required for such a continuous furnace is relatively high. On the other hand, the position and orientation of the workpieces on the rollers can change during transport through the furnace. This is particularly the case with AlSi-coated steel sheets, as the AlSi coating on the rollers can become detached during transport and will build up on the rollers over time.
Dadurch werden die Rollen zum Teil verformt, was zur Verdrehung der Bleche bei der Bewegung führen kann.This partially deforms the rollers, which can lead to twisting of the sheets during movement.
Ein anderer Grund für einen Lagewechsel der Werkstücke auf den Rollen können Spannungsänderungen in den Werkstücken und dadurch verursachte Verformungen sein, wodurch sich die Auflagebereiche der Werkstücke auf den Rollen verlagern können. Dies kann wiederum zu einer Bewegung der Werkstücke auf den Rollen führen, durch welche diese ihre Position ändern.Another reason for a change in the position of the workpieces on the rollers can be changes in tension in the workpieces and the deformations caused by this, as a result of which the contact areas of the workpieces on the rollers can shift. This in turn can cause the workpieces to move on the rollers, causing them to change position.
Dadurch muss bei einer automatisierten Entnahme erst die Lage und Ausrichtung des Werkstücks präzise ermittelt werden, damit ein Roboter das Werkstück korrekt aufnehmen kann und ein einwandfreier Transfer des Werkstücks zur Umformeinrichtung einschließlich der Positionierung des Werkstücks im Presswerkzeug sichergestellt ist.As a result, the position and orientation of the workpiece must first be precisely determined for automated removal so that a robot can pick up the workpiece correctly and ensure that the workpiece is transferred to the forming device correctly, including the positioning of the workpiece in the pressing tool.
Auch Werkstückträger für die Werkstücke helfen hier häufig nicht weiter, da sich auch deren Lage auf der Rollenbahn beim Durchlauf entsprechend verändern kann.Workpiece carriers for the workpieces are also often of no help here, since their position on the roller conveyor can change accordingly as they pass through.
Während der erforderlichen Lageerfassung kommt das erwärmte Werkstück jedoch bereits mit der Umgebung in Kontakt und kann zumindest in Randbereichen auskühlen. Dies führt wiederum zu Qualitätsverlusten bei den erhaltenen Bauteilen.During the necessary position detection, however, the heated workpiece is already in contact with the environment and can cool down at least in the edge areas. This in turn leads to a loss of quality in the components obtained.
Neben den Durchlauföfen haben sich so genannte Batchöfen etabliert, bei denen es mehrere stationäre Öfen gibt, in denen die Werkstücke nicht bewegt werden und deren Beschickung und Entleerung durch Roboter erfolgt. Bei dieser Technik ist zwar die Lage und Ausrichtung der Werkstücke sichergestellt, da diese auf Werkstückträgern positioniert werden können. Jedoch ist dort der Weg der Werkstücke von der Entnahmestelle zur Umformungseinrichtung von jedem Ofen aus anders, so dass keine sichere Reproduzierbarkeit der Verfahrzeit der Werkstücke zur Umformeinrichtung und damit die Reproduzierbarkeit der erhaltenen Bauteile gewährleistet werden kann.In addition to the continuous furnaces, so-called batch furnaces have become established, in which there are several stationary furnaces in which the workpieces are not are moved and their loading and unloading is carried out by robots. With this technology, the position and alignment of the workpieces is ensured, since they can be positioned on workpiece carriers. However, the path of the workpieces from the removal point to the forming device is different from each furnace, so that the travel time of the workpieces to the forming device and thus the reproducibility of the components obtained cannot be reliably reproduced.
Aus der
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Ofeneinrichtung und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diesen Gedanken Rechnung tragen und insbesondere zu einem guten Durchsatz beim Formhärten von Werkstücken führen.It is now the object of the invention to create a method, a furnace device and a plant of the type mentioned at the outset which take this idea into account and in particular lead to a good throughput in the form hardening of workpieces.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte durchgeführt werden.In a method of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that the method steps specified in
In der Fachsprache werden sowohl ein einzelnes Werkstück als auch einer Werkstückgruppe mit zwei oder mehr Werkstücken als „Batch“ bezeichnet. Bei Ofenmodulen, wie sie im Stand der Technik an sich bekannt sind, können ein oder mehrere Werkstücke reproduzierbar in dem Ofenmodul platziert werden, gegebenenfalls auch mit Hilfe eines Werkstückträgers, der stationär in dem Ofengehäuse verankert ist.In technical jargon, both a single workpiece and a workpiece group with two or more workpieces are referred to as a "batch". In the case of furnace modules, as are known per se in the prior art, one or more workpieces can be placed in the furnace module in a reproducible manner, optionally also with the aid of a workpiece carrier which is anchored in a stationary manner in the furnace housing.
Durch die ebenfalls im Stand der Technik bekannte Induktionseinrichtung ist eine besonders effektive Erwärmung der Werkstücke möglich. Insbesondere kann eine induktive Erwärmung im Vergleich zu elektrischen Heizaggregaten mit Heizspirale, IR-Strahlern oder auch Gasbrennern beträchtlich schneller erfolgen, so dass der Gesamtdurchsatz der Anlage insgesamt erhöht werden kann.The induction device, which is also known in the state of the art, enables particularly effective heating of the workpieces. In particular, inductive heating can take place considerably faster compared to electrical heating units with heating coils, IR radiators or gas burners, so that the overall throughput of the system can be increased overall.
Erfindungsgemäß kann ein vollständiges Ofenmodul zu einem Roboter bewegt werden, wo es ebenfalls reproduzierbar zum Roboter positioniert werden kann, so dass auch die Ausrichtung des Werkstücks im Ofen bezogen auf den Roboter bekannt ist. Es gibt somit keine Verzögerung bei der Erfassung und Aufnahme eines erwärmten Werkstücks durch einen Roboter. Zudem kann der Platzbedarf gegenüber einem Durchlaufofen verringert werden.According to the invention, a complete furnace module can be moved to a robot, where it can also be reproducibly positioned relative to the robot, so that the orientation of the workpiece in the furnace relative to the robot is also known. There is thus no delay in the detection and pick-up of a heated workpiece by a robot. In addition, the space requirement can be reduced compared to a continuous furnace.
Außerdem werden erfindungsgemäß mehrere bewegbare Ofenmodule als Modulgruppe bewegt. Dies ist fördertechnisch günstig.In addition, according to the invention, several movable oven modules are moved as a module group. This is favorable in terms of conveying technology.
Besonders bevorzugt werden die Ofenmodule im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule mit einem Werkstück beladen werden, und einer Übergabeposition bewegt, in welcher ein Werkstück aus den Ofenmodulen entnommen wird. Die Ofenmodule können dabei zwischen den Positionen hin und her bewegt werden, beispielsweise auf einer linearen Strecke.The furnace modules are particularly preferably moved alternately between a loading position, in which the furnace modules are loaded with a workpiece, and a transfer position, in which a workpiece is removed from the furnace modules. The oven modules can be moved back and forth between the positions, for example on a linear path.
Es ist jedoch besonders günstig, wenn die Ofenmodule auf einer umlaufenden Bahn bewegt werden. Der Begriff „umlaufende Bahn“ ist vorliegend grundsätzlich lediglich so zu verstehen, dass die Bahn geschlossen ist, bedeutet jedoch nicht, dass die Ofenmodule auch zwingend im Umlauf und/oder nur in einer Richtung auf dieser umlaufenden Bahn bewegt werden müssen.However, it is particularly favorable if the oven modules are moved on a circulating path. In the present case, the term “circulating track” is basically to be understood to mean that the track is closed, but does not mean that the furnace modules also necessarily have to be moved in circulation and/or only in one direction on this circulating track.
Vorzugsweise werden die Ofenmodule jedoch im Umlauf bewegt. In diesem Fall liegt ein effektiver Förderkreis vor, der einen hohen Durchsatz gewährleistet, der an den Durchsatz der Umformungseinrichtung angepasst werden kann.However, the furnace modules are preferably moved in circulation. In this case, there is an effective conveyor circuit that ensures a high throughput that can be adapted to the throughput of the forming device.
Fördertechnisch ist es günstig, wenn die Ofenmodule in einer horizontalen Ebene auf einer horizontal umlaufenden Bahn bewegt werden.In terms of conveyor technology, it is favorable if the oven modules are moved in a horizontal plane on a horizontally circulating track.
Alternativ können die Ofenmodule in einer vertikalen Ebene auf einer vertikal umlaufenden Bahn bewegt werden.Alternatively, the oven modules can be moved in a vertical plane on a vertically revolving track.
Bei einer weiteren Alternative können die Ofenmodule auch weitgehend auf der Stelle um eine Drehachse, insbesondere um eine vertikale Drehachse, gedreht werden. Die Beladeposition und die Übergabeposition sind dann durch die Ausrichtung der Ofenmodule bezogen auf die Drehachse definiert.In a further alternative, the furnace modules can also be rotated largely on the spot about an axis of rotation, in particular about a vertical axis of rotation. The loading position and the transfer position are then defined by the orientation of the oven modules in relation to the axis of rotation.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einer Ofeneinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Ofeneinrichtung die im Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale aufweist.The above-mentioned object is achieved with a furnace device of the type mentioned at the outset in that the furnace device has the features specified in
Die Vorteile entsprechen den oben zum Verfahren erläuterten Vorteilen.The advantages correspond to the advantages explained above for the method.
Folglich ist es günstig, wenn ein Fördersystem mit wenigstens einer Fördereinrichtung vorhanden ist, mit dem mehrere Ofenmodule als Modulgruppe bewegbar sind.Consequently, it is favorable if a conveyor system with at least one conveyor device is present, with which several oven modules can be moved as a module group.
Bevorzugt ist die wenigstens eine Fördereinrichtung derart eingerichtet, dass die Ofenmodule im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule mit einem Werkstück beladen werden können, und einer Übergabeposition bewegbar sind, in welcher ein Werkstück aus den Ofenmodulen entnommen werden kann.The at least one conveyor device is preferably set up in such a way that the furnace modules can be moved alternately between a loading position in which the furnace modules can be loaded with a workpiece and a transfer position in which a workpiece can be removed from the furnace modules.
Vorteilhaft ist die Fördereinrichtung derart eingerichtet, dass die Ofenmodule auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind.The conveyor device is advantageously set up in such a way that the furnace modules can be moved on a circulating path.
Auch hier ist es günstig, wenn die umlaufende Bahn eine horizontal umlaufende Bahn in einer horizontalen Ebene ist.Here, too, it is favorable if the circulating track is a horizontal circulating track in a horizontal plane.
Alternativ kann die umlaufende Bahn eine vertikal umlaufende Bahn in einer vertikalen Eben sein.Alternatively, the circulating track may be a vertically circulating track in a vertical plane.
Eine andere Bewegungsart wird eröffnet, wenn die Fördereinrichtung eine Dreheinrichtung umfasst, mit welcher die Ofenmodule weitgehend auf der Stelle um eine Drehachse, insbesondere um eine vertikale Drehachse, drehbar sind.Another type of movement is opened up when the conveying device comprises a rotary device with which the furnace modules can be rotated largely in place about a rotary axis, in particular about a vertical rotary axis.
Der Durchsatz kann effektiv erhöht werden, wenn die Fördereinrichtung wenigstens zwei Etagen umfasst, in denen Ofenmodule bewegt werden.The throughput can be effectively increased if the conveying device comprises at least two floors in which furnace modules are moved.
Um dann jede Etage individuell nutzen zu können ist es günstig, wenn für wenigstens zwei Etagen jeweils ein eigener Umlauf-Horizontalförderer vorhanden ist.In order to then be able to use each floor individually, it is favorable if there is a separate circulating horizontal conveyor for at least two floors.
Alternativ oder ergänzend kann der Durchsatz erhöht werden, indem wenigstens zwei Ofeneinheiten vorhanden sind, welche jeweils eine Fördereinrichtung und eine zugehörige Modulgruppe umfassen. In diesem Fall werden zwei solche Ofeneinheiten parallel betrieben.Alternatively or additionally, the throughput can be increased by having at least two furnace units, each of which includes a conveyor device and an associated module group. In this case, two such furnace units are operated in parallel.
Bei einer Anlage der eingangs genannten Art wird die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ofeneinrichtung eine Ofeneinrichtung mit einigen oder allen der oben zur Ofeneinrichtung genannten Merkmale ist.In a system of the type mentioned above, the object specified above is achieved in that the furnace device is a furnace device with some or all of the features mentioned above for the furnace device.
Die Vorteile entsprechen den oben genannten Vorteilen sinngemäß.The advantages correspond to the advantages mentioned above.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens zwei Umformeinrichtungen vorhanden sind, denen Werkstücke über eine gemeinsame Ofeneinheit oder mehrere Ofeneinheiten zuführbar sind, wobei eine Ofeneinheit jeweils eine Fördereinrichtung und eine zugehörige Modulgruppe umfasst.In addition, it can be advantageous if at least two forming devices are present, to which workpieces can be fed via a common furnace unit or a plurality of furnace units, with each furnace unit comprising a conveyor device and an associated module group.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer Anlage zum Formhärten von Werkstücken mit einer Ofeneinrichtung, die für ein jeweiliges Werkstück ein gesondertes, bewegbares Ofenmodul umfasst, wobei eine Ofeneinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus zwei Ofenmodulen und einen Drehtisch umfasst, auf dem die Ofenmodule in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind; -
2 eine Ansicht von oben auf dieAnlage von 1 ; -
3 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit mehreren Ofeneinheiten gemäßden 1 und 2 ; -
4 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung mit einer Ofeneinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, die eine Modulgruppe aus zwei Ofenmodulen und eine Drehsäule umfasst, bei der die Ofenmodule vertikal übereinander angeordnet sind; -
5 eine Ansicht von oben auf dieAnlage nach 4 , wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; -
6 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe mit mehreren Ofenmodulen umfasst, die in einer horizontalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind; -
7 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit einerOfeneinheit nach 6 und einer Ofeneinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, deren Ofenmodule auf einer längeren horizontalen Umlaufbahn umlaufen; -
8 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehreren vertikal übereinander angeordneten Ofenmodulen umfasst, die auf einer linearen vertikalen Bahn verfahrbar ist; -
9 eine Seitenansicht einer Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehrere Ofenmodulen umfasst, die in einer vertikalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind; -
10 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach9 wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; -
11 eine Seitenansicht einer abgewandelten Anlage, die der Anlage nach den9 und 10 entspricht und bei der die umlaufende Bahn als siebtes Ausführungsbeispiels eine Kreisbahn ist; -
12 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach11 , wobei zwei Ofeneinheiten vorhanden sind; -
13 eine Seitenansicht einer abgewandelten Anlage, die der Anlage nach den11 und 12 entspricht und bei der die Ofeneinheiten als achtes Ausführungsbeispiel eine Frontabdeckung aufweisen; -
14 eine Ansicht von oben auf die Anlage nach13 ; -
15 eine Ansicht von oben auf eine abgewandelte Anlage mit einer Ofeneinheit nach den11 und 12 , wobei zwei Umformungseinrichtungen vorhanden sind; -
16 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe aus mehrere Ofenmodulen umfasst, die auf einer linearen horizontalen Bahn bewegbar sind; -
17 eine Ansicht von oben auf eine Anlage mit einer Ofeneinrichtung, bei der eine Ofeneinheit gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel eine Modulgruppe mit mehreren Ofenmodulen umfasst, die in einer horizontalen Ebene auf einer umlaufenden Bahn bewegbar sind, wobei auf der Bahn eine Beladelücke verbleibt.
-
1 a side view of a plant for form hardening of workpieces with a furnace device that includes a separate, movable furnace module for each workpiece, wherein a furnace unit according to a first embodiment comprises a module group of two furnace modules and a rotary table on which the furnace modules are mounted in a common horizontal plane are arranged; -
2 a top view of thefacility 1 ; -
3 a view from above of a modified system with several furnace units according to the1 and2 ; -
4 a side view of a system with a furnace device with a furnace unit according to a second embodiment, which includes a module group of two furnace modules and a rotating column, in which the furnace modules are arranged vertically one above the other; -
5 a top view of thefacility 4 , wherein there are two oven units; -
6 a view from above of a system with a furnace device, in which a furnace unit according to a third exemplary embodiment comprises a module group with a plurality of furnace modules which can be moved in a horizontal plane on a revolving path; -
7 a view from above of a modified system with afurnace unit 6 and a furnace unit according to a fourth exemplary embodiment, the furnace modules of which revolve on a longer horizontal orbit; -
8th a side view of a system with a furnace device, in which a furnace unit according to a fifth embodiment includes a module group of several furnace modules arranged vertically one above the other, which can be moved on a linear vertical path; -
9 a side view of a plant with a furnace device, in which a furnace unit according to a sixth embodiment includes a module group of several furnace modules, which are movable in a vertical plane on a revolving path; -
10 a top view of the facility9 there being two furnace units; -
11 a side view of a modified system, the plant after the9 and10 corresponds to and in which the circulating path as a seventh embodiment is a circular path; -
12 a top view of the facility11 , wherein there are two oven units; -
13 a side view of a modified system, the plant after the11 and12 and wherein the oven units as the eighth embodiment have a front cover; -
14 a top view of the facility13 ; -
15 a view from above of a modified plant with a furnace unit according to the11 and12 , wherein there are two conversion devices; -
16 a view from above of a system with a furnace device, in which a furnace unit according to a ninth embodiment includes a module group of several furnace modules, which are movable on a linear horizontal path; -
17 a view from above of a system with a furnace device, in which a furnace unit according to a tenth embodiment includes a module group with a plurality of furnace modules that can be moved in a horizontal plane on a circulating track, with a loading gap remaining on the track.
In den Figuren ist mit 2 insgesamt eine Anlage zum Formhärten bezeichnet, in welcher Werkstücke 4 in Bauteile 6 umgeformt werden. Bei den Werkstücken 4 handelt es sich beispielsweise um Werkstücke aus Stahlblech, wie es eingangs erläutert wurde.In the figures, 2 denotes a system for form hardening, in which
Die Anlage 2 umfasst eine Ofeneinrichtung 8, in welcher die Werkstücke auf eine Umformtemperatur erwärmt werden. Wenn ein Werkstück 4 seine Umformtemperatur erreicht hat, wird es mit Hilfe einer Übergabeeinrichtung 10 aus der Ofeneinrichtung 8 entnommen und an eine Umformeinrichtung 12 übergeben. Diese umfasst in an und für sich bekannter Weise ein gekühltes Presswerkzeug 14, mit dem das Werkstück 4 in einem Umformprozess in das Bauteil 6 umgeformt und abgeschreckt wird. Nach einer vorgegebenen Verweilzeit in dem Presswerkzeug 14, in welcher das nun erzeugte Bauteil 6 auf eine Endtemperatur abkühlt, wird das Bauteil 6 freigegeben und mit Hilfe einer Entnahmeeinrichtung 16 aus der Umformeinrichtung 12 entnommen und sodann seiner weiteren Bestimmung, wie beispielsweise einer mechanischen Nachbearbeitung, zugeführt.The
Sowohl als Übergabeeinrichtung 10 als auch als Entnahmeeinrichtung 16 können mehrachsige Gelenkroboter 18 eingesetzt werden, wie sie an und für sich zum Handhaben von Werkstücken bekannt sind; vorliegend sind daher ein Übergaberoboter 18a und ein Entnahmeroboter 18b vorhanden.Multi-axis articulated robots 18, as are known per se for handling workpieces, can be used both as the
Wie in den Figuren zu erkennen ist, umfasst die Ofeneinrichtung 8 mehrere gesonderte Ofenmodule 20 mit jeweils einem eigenen Modulgehäuse 22, welches einen Ofenraum 24 begrenzt. Gegebenenfalls werden nachfolgend verschiedene Ofenmodule auch mit 20a, 20b usw. bezeichnet. In den Figuren sind nicht immer alle Ofenmodule 20 mit Bezugszeichen versehen.As can be seen in the figures, the
Der Ofenraum 24 ist über eine Öffnung 26 im Modulgehäuse 22 von außen zugänglich, die über einer Modultür 28 freigegeben oder verschlossen werden kann. Im Ofenraum 24 befindet sich ein Werkstückträger 30, welcher ein einzelnes Werkstück 4 oder eine Werkstückgruppe aus zwei oder mehreren Werkstücken 4 beim Erwärmen lagert. Der Werkstückträger 30 stellt die einwandfreie Positionierung des oder der Werkstücke 4 bezogen auf das Ofenmodul 20 sicher. Der Werkstückträger 30 kann insbesondere aus reaktionsgebundenem siliciuminfiltriertem Siliciumcarbid SiSiC gefertigt sein.The
In allen Figuren sind Ofenmodule 20 veranschaulicht, in denen jeweils nur ein einzelnes Werkstück 4 erwärmbar ist. Dies spiegelt grundsätzlich den Idealfall wieder, lässt sich jedoch unter Berücksichtigung des dafür erforderlichen Raumbedarfs und der Durchsatzrate der Anlage 2 nicht immer verwirklichen.
Wenn daher eine Werkstückgruppe aus zwei oder mehreren Werkstücken 4 in einem Ofenmodul 20 erwärmt werden sollen, baut das Modulgehäuse 22 jeweils entsprechend höher und der Werkstückträger 30 gibt mehrere Trägeretagen vor. In diesem Fall kann das Modulgehäuse 22 auf Höhe jeder dieser Trägeretagen eine jeweilige Öffnung 26 aufweisen und für jede dieser Öffnungen 26 eine Modultür 28 umfassen.Therefore, if a workpiece group consisting of two or
Die Ofenmodule 20 einer Anlage 2 müssen nicht baugleich sein. Es können auch verschiedene Ofenmodule 20 vorhanden sein, deren Abmessungen, insbesondere das Volumen des Ofenraums 24 und der Querschnitt der Öffnung oder Öffnungen 26, jeweils an verschiedene Arten von Werkstücken 4 oder an eine unterschiedliche Anzahl von unterzubringenden Werkstücken 4 angepasst sind.The
Jedes Ofenmodul 20 arbeitet autark und führt hierfür zumindest eine eigene Heizeinrichtung 32 mit sich. Vorliegend ist die Heizeinrichtung 32 eine Induktionseinrichtung 34 mit einem Induktor 36, mittels welcher das oder die Werkstücke 4 induktiv erwärmt werden. Für eine effektive induktive Erwärmung ist der Induktor 36 an die Geometrie und die Abmessung der Werkstücke 4 angepasst. Insbesondere wenn das Werkstück 4 als Platine vorliegt, kann das Werkstück auch zwischen zwei hier nicht eigens gezeigte Kontaktplatten der Induktionseinrichtung 34 aufgenommen sein, die ihrerseits durch den Induktor 36 aufgeheizt werden und die Wärme an das Werkstück 4 abgeben, wie es in dem Artikel von Vasily Ploshikhin, „Maßgeschneiderte Leichtbaukomponenten aus Stahl“, VDI-Z 155 (2013), Nr. 3, S. 18ff, erläutert ist.Each
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann in dem Ofenraum 24 eines Ofenmoduls 20 noch zusätzlich eine Muffel angeordnet sein, welche den Werkstückträger 30 dicht umschließt. Die Muffel kann für eine gleichmäßige Temperaturverteilung sorgen und den Ofenraum 24 und dort besonderes Komponenten der Heizeinrichtung 32 vor Verunreinigungen wie Zunder oder Beschichtungsbestandteilen schützen, die im Ofenmodul 20 von den Werkstücken 4 herabfallen können. Ein Schutz von Heizkomponenten kann ohne Muffel über eine Kapselung der fraglichen Bauteile erfolgen; mit einer Muffel ist dies nicht nötig, wodurch dieser bauliche Aufwand entfallen kann und Kosten gegebenenfalls gesenkt werden können.In a modification that is not specifically shown, a muffle, which tightly encloses the
Wenn eine Schutzgasatmosphäre benötigt wird, wird der Schutzgasverbrauch verringert, da die Muffel ein kleineres Volumen hat als der Ofenraum 24. Auch müssen die Ofenwände nicht in dem Maße wie sonst üblich von Sauerstoff und Wasser befreit werden.If a protective gas atmosphere is required, the protective gas consumption is reduced since the muffle has a smaller volume than the
Jedes Ofenmodul 20 wird über ein Leitungsbündel 38 mit zum Betrieb notwendigen elektrischen oder fluiden Betriebsmitteln versorgt. Hierzu zählt insbesondere die Energieversorgung der Heizeinrichtung 32, wozu das Leitungsbündel entsprechend zumindest eine elektrische Leitung umfasst. In besonderen Fällen kann in den Ofenmodulen 20 eine eigene Ofenatmosphäre erzeugt werden, in welcher die Werkstücke 4 erwärmt werden und welche anders als die Umgebungsatmosphäre ist. In diesem Fall umfasst das Leitungsbündel auch Fluidleitungen, über welche ein Atmosphärengas in den Ofenraum 24 eingeblasen oder die Ofenatmosphäre abgesaugt werden kann. Die einzelnen Leitungen des Leitungsbündels 38 führen zu den einzelnen Versorgungsquellen oder Förderkomponenten, die hier nicht eigens gezeigt sind.Each
Eine schematisch und nur in
Wenn bei einem bestimmten Ofenmodul 20 eine Störung auftritt, beispielsweise wenn die Heizeinrichtung 32 eines bestimmten Ofenmoduls 20 ausfällt, kann dieses Ofenmodul 20 selektiv erkannt werden. Das defekte Ofenmodul 20 kann dann aus dem Arbeitsprozess ausgegliedert und separat gewartet werden, ohne dass dies den sonstigen Ablauf des Umformungsprozesses merklich beeinflusst oder gar vorübergehend zu einem Stillstand des Ablaufs führt.If a fault occurs in a
Durch die einzelnen Ofenmodule 20 kann von jedem Werkstück 4 ein individueller Erwärmvorgang durchlaufen werden, der für jedes Werkstück 4 separat über die Prozesssteuerung 40 gesteuert werden kann.An individual heating process can be run through the
Von den Bezugszeichen 22 bis 38 sind lediglich in
Die Ofenmodule 20 werden mit Hilfe eines Fördersystems 42 an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt. Das Fördersystem 42 umfasst ein oder mehrere Fördereinrichtungen 44, von denen jede jeweils mehrere Ofenmodule 20 als Modulgruppe 46 bewegen kann. Eine Fördereinrichtung 44 und die zugehörige Modulgruppe 46 bilden wiederum eine Ofeneinheit 48 der Ofeneinrichtung 8. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Ofeneinheiten 48 sind in den Figuren mit 48.1, 48.2, 48.3 usw. bezeichnet.The
Allgemein ausgedrückt ist die Fördereinrichtung 44 wie eingangs erwähnt derart eingerichtet, dass die Ofenmodule 20 im Wechsel zwischen einer Beladeposition, in welcher die Ofenmodule 20 mit einem Werkstück 4 beladen werden können, und einer Übergabeposition bewegt werden können, in welcher ein Werkstück 4 aus den Ofenmodulen 20 entnommen werden kann. Das Beladen kann manuell durch einen Werker oder automatisiert erfolgen; eine Beladeeinrichtung, mit welcher ein Werkstück 4 in ein Ofenmodul 20 bewegt werden kann, ist in den Figuren nicht eigens gezeigt.Expressed in general terms, the
Das Fördersystem 42 und die jeweiligen Fördereinrichtungen 44 sind in den Figuren nur stark schematisch veranschaulicht; Antriebs- oder Führungskomponenten oder Einrichtungen zur Energieversorgung der Fördereinrichtungen 44 sind nicht gezeigt. Der Antrieb der Ofenmodule 20 kann beispielsweise durch Ketten- oder Seilzüge erfolgen. Gegebenenfall kommt auch eine Rollenbahn in Frage, auf deren Rollen die Ofenmodule 20 abgesetzt werden, wobei die Ofenmodule 20 gegebenenfalls seitlich geführt werden, um eine Lageveränderung während des Transports zu verhindern. Auch ein jeweils von einem Ofenmodul 20 mitgeführter Antrieb kommt in Betracht, so dass die Ofenmodule 20 selbst fahrend mit einem entsprechenden Fahrwerk ausgebildet sein können.The
Wenn bei den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen mehrere baugleiche Ofeneinheiten 48 vorhanden sind, sind diese mit 48a, 48b usw. gekennzeichnet. Jede Ofeneinheit 48 definiert dabei eine jeweils eigene Übergabeposition und Beladeposition für die Ofenmodule 20 dieser Ofeneinheit, wobei eine Ofeneinheit 48 auch für verschiedene Ofenmodule 20 ihrer Modulgruppe 46 verschiedene Übergabepositionen und Beladepositionen vorgeben kann. Dies ist beispielsweise beim weiter unten erläuterten Ausführungsbeispiel nach
Im Grundprinzip arbeitet die Anlage 2 derart, dass ein Ofenmodul 20 in der Beladeposition mit einem Werkstück 4 beschickt wird, während der Übergaberoboter 18a ein auf seine Umformtemperatur erwärmtes Werkstück 4 aus einem Ofenmodul 20 in der Übergabeposition entnimmt.In the basic principle, the
Während sich das frisch beschickte Ofenmodul 20 in Richtung auf die Übergabeposition bewegt, wird das darin befindliche Werkstück 4 auf seine Umformtemperatur erwärmt.While the freshly loaded
Bei einer Abwandlung kann der Übergaberoboter 18a zugleich als Beladeeinrichtung arbeiten und aus einem Werkstückdepot Werkstücke 4 in Ofenmodule 20 einbringen. In diesem Fall können die Beladeposition und die Übergabeposition auch identisch sein; der Roboter entnimmt dann zunächst ein erwärmtes Werkstück 4 aus einem Ofenmodul 20, übergibt dieses Werkstück 4 an die Umformeinrichtung 12, entnimmt ein frisches Werkstück 4 aus einem Werkstückdepot und führt dieses in das nun leere Ofenmodul 20 ein.In a modification, the
Die Modultür 28 eines Ofenmoduls 20 kann motorisch betrieben und über einen Steuerbefehl geöffnet werden, wenn das Ofenmodul 20 seine Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a erreicht. Wenn das Werkstück 4 entnommen worden ist, wird die Modultür 28 wieder geschlossen. Auf mechanischem Wege kann die Modultür 28 beispielsweise über eine Kulisse betätigt werden, bei der ein stationäres Stellglied an der Übergabeposition ein Öffnen der Modultür 28 bewirkt, wenn das Ofenmodul 20 in seine Übergabeposition gelangt. Wenn das Ofenmodul 20 wieder von der Übergabeposition weg bewegt wird, wird die Modultür 28 wieder von dem Stellglied getrennt und verschließt die Öffnung 26.The
In den
Das Leitungsbündel 38 jedes Ofenmoduls 20 wird in an und für sich bekannter Weise durch Drehdurchführungen durch die Drehplatte 52 geleitet. Die Energieversorgung und Datenübertragung kann auch über Schleifkontakte erfolgen.The
Das Ofenmodul 20a nimmt seine Übergabestellung ein, während das gegenüberliegende Ofenmodul 20b sich in der Beladeposition befindet. Während ein Werkstück 4 in dieses Ofenmodul 20b eingebracht wird, kann ein bereits erwärmtes Werkstück 4 aus dem Ofenmodul 20a entnommen und an die Umformeinrichtung 12 übergeben werden. Dann wird der Drehtisch 50 gedreht und das Ofenmodul 20b in die Übergabeposition und das Ofenmodul 20a in die Beladeposition bewegt. Die Drehzeit berücksichtigt dabei die für die Erwärmung des Werkstücks 4 benötigte Zeit.The
So verweilen alle erwärmten Werkstücke 4 über die gleiche Dauer in der Umgebungsatmosphäre und es ist gewährleistet, dass alle nach der Umformung erhaltenen Bauteile 6 die gleiche Qualität haben, unabhängig davon, von welcher Ofeneinheit 48.1 sie stammen.In this way, all the
Wenn sich die Bewegungswege für verschiedene Werkstücke 4, die von unterschiedlichen Übergabepositionen stammen, zu der Umformeinrichtung 12 beträchtlich unterscheiden, kann dies durch die Prozesssteuerung 40 ausgeglichen werden, welche auch mit dem Übergaberoboter 18a kommuniziert. Dieser wird dann für jede Übergabeposition mit verschiedenen Bewegungsmustern programmiert, deren Dauer bis zur Ablage des Werkstücks 4 im Presswerkzeug 14 jedoch gleich lang ist. Dies gilt grundsätzlich für eine Anlage 2 zum Formhärten von Werkstücken und somit auch für alle hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen.If the movement paths for
In
Auf jeder Etage 56a, 56b ist jeweils ein Ofenmodul 20a bzw. 20b angeordnet, wobei deren Modultüren 28 in entgegengesetzte Richtungen weisen und das untere Ofenmodul 20a in der Etage 56a seine Übergabe- und das obere Ofenmodul 20b in der Etage 56b seine Beladeposition einnimmt. Allgemein weisen in der jeweiligen Beladeposition der Ofenmodule 20 deren Modultüren 28 von dem Übergaberoboter 1.8a weg, wogegen sie diesem in der jeweiligen Übergabeposition zugewandt sind.A
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können in jeder Etage 56a und 56b auch mehrere Ofenmodule 20 angeordnet sein, die jeweils eine Modulgruppe 46 bilden. Dann sind die Ofenmodule 20 wieder so ausgerichtet, dass deren Modultüren 28 nach radial außen weisen. Dann ist die Bewegung der Ofenmodule 20 einer Modulgruppe 46 wieder eine Bewegung auf einer horizontal umlaufenden Bahn.In a modification that is not specifically shown, a plurality of
Die Höhenniveaus der Etagen 56a und 56b sind so abgestimmt, dass der Bewegungsweg, den ein Werkstück 4 aus dem unteren Ofenmodul 20a und dem oberen Ofenmodul 20b hin zu der Umformeinrichtung 12 zurücklegt, im Idealfall spiegelsymmetrisch zu eine horizontalen Ebene ist, die auf Höhe der Position liegt, in der sich das Werkstück 4 beim Umformen in dem Presswerkzeug 14 befindet. So ist auf einfache Weise gewährleistet, dass die Werkstücke 4 die gleiche Verweildauer in der Umgebungsatmosphäre haben, unabhängig von der Etage 56a oder 56b der Ofeneinheit 48.2, aus der sie entnommen werden.The height levels of
Wie in
Die Beladung der Ofenmodule 20 kann dort an verschiedenen Positionen in Umlaufrichtung abwärts von der Übergabeposition erfolgen, die zum Beispiel abhängig von der Dauer für die Erwärmung der Werkstücke 4 und der Dauer für einen vollen Umlauf eines Ofenmoduls 20 ausgewählt werden kann.The
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können auch mehrere, insbesondere zwei solcher Ofeneinheiten 48.3 mit Umlauf-Horizontalförderer 60 nebeneinander angeordnet und dem Übergaberoboter 18a zugeordnet sein, vergleichbar der Anordnung nach
Die Übergabepositionen der Ofeneinheiten 48.3 mit Umlauf-Horizontalförderer 60 sind dann wieder so abgestimmt, dass die Verweildauer der Werkstücke 4 in der Umgebungsatmosphäre unabhängig von deren Entnahmestelle gleich groß sein kann.The transfer positions of the furnace units 48.3 with the circulating
Bei einer weiteren nicht eigens gezeigten Abwandlung kann die Fördereinrichtung 44 einer Ofeneinheit 48.3 auch zwei oder mehr Umlauf-Horizontalförderer 60 umfassen, die vertikal übereinander angeordnet sind und Ofenmodule 20 jeweils auf Höhenniveaus fördern, die denjenigen der zwei Etagen 56a, 56b bei der Drehsäule 54 (vgl.
Bei eine nochmals weiteren Abwandlung, die ebenfalls nicht gezeigt ist, können auch bei einem Umlauf-Horizontalförderer 60 jeweils zwei Ofenmodule 20 mit oder ohne dazwischen befindlicher Auflageplatte übereinander angeordnet sein, wie es oben zur Drehsäule 54 erläutert wurde, so dass ein Umlauf-Etagenhorizontalförderer für die Ofenmodule 20 gebildet ist. Bei einer solchen Fördereinrichtung 44 werden die Ofenmodule 20 aller Etagen in der gleichen Weise bewegt.In yet another modification, which is also not shown, two
Gegebenenfalls können mit einem solchen Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 auch zwei Umformeinrichtungen 12 parallel bedient werden, in denen unterschiedliche Bauteile 6 aus unterschiedlichen Werkstücken 4 gefertigt werden. Werkstücke 4 mit langer Erwärmzeit werden dann in der Ofeneinheit 48.4 mit dem Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 erwärmt. Werkstücke 4, die für eine zweite Umformeinrichtung 12 gedacht sind, werden dann in ihrem Ofenmodul 20 an dem Übergaberoboter 18a für die nun erste Umformeinrichtung 12 vorbeigeführt und gelangen hiernach zu einer zweiten Übergabeposition. Grundsätzlich können hier beliebige horizontal umlaufende Bahnen 62 realisiert werden, die an die örtlichen Gegebenheiten und die gewünschten Prozessabläufe angepasst sein können. Auch bei dem Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderer 64 weisen die Öffnungen 26 mit den Modultüren 28 der Ofenmodule 20 beim Umlauf bezogen auf die dortige Bahn 62 stets nach radial außen.If necessary, two forming
Wenn die gefordert Taktzahl der Anlage 2 es vorgibt, kann in der Zeit, in der das Ofenmodul 20 des Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderers 64 an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt wird, ein Werkstück 4 von dem Übergaberoboter 18a aus dem Umlauf-Horizontalförderer 60 entnommen und an die Umformeinrichtung 14 übergeben werden.If the required number of cycles of the
Auch können Werkstücke 4 nach dem Umformen in der Umformeinrichtung 12 entnommen und in ein leeres Ofenmodul 20 des Langstrecken-Umlauf-Horizontalförderers 64 gelegt werden, um mit diesem zu einer weiteren Behandlungsstation gefördert zu werden. So kann das Werkstück 4 auf dem Weg dorthin erneut auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Bei der weiteren Behandlungsstation kann es sich gegebenenfalls um eine zweite Umformeinrichtung 12 handeln, die das dann aus der ersten Umformeinrichtung 12 erhaltenen Bauteil nochmals umformt.
Allgemein gilt, dass gegebenenfalls zwei Umformeinrichtungen vorhanden sein können, denen Werkstücke über eine gemeinsame Ofeneinheit 48 oder mehrere Ofeneinheiten 48 zuführbar sind.In general, it can be said that two forming devices can be present, to which workpieces can be fed via a common furnace unit 48 or a plurality of furnace units 48 .
Der Linear-Vertikalförderer 66 definiert somit eine Anzahl von Etagen 68a, 68b, usw., die der Anzahl der vorhandenen Ofenmodule 20 entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Etagen 68a, 68b, 68c und 68d vorhanden. Die einzelnen Ofenmodule 20 ruhen auf Auflageplatten 70, auf welche gegebenenfalls verzichtet werden kann, wenn die Ofenmodule 20 unmittelbar aufeinander gestapelt werden können.The linear
Der Übergaberoboter 18a ist auf Bodenniveau angeordnet. Damit die Ofenmodule 20 in vertikaler Richtung an dem Übergaberoboter 18a vorbeigeführt werden können, ist eine Grube 72 vorhanden, in welche die Modulgruppe 46 nach unten eingefahren werden kann, so dass jedes Ofenmodul 20 in die Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a gelangen kann.The
Um die für ein Anheben der Modulgruppe 46 zu leistende Hubarbeit zu verringern, können beispielsweise auch zwei solche Modulgruppen 46 gegenläufig bewegt werden, so dass die beiden Modulgruppen 46 zueinander ein Gegengewicht bilden.In order to reduce the lifting work to be performed for raising the
Bei der in
Dabei definiert die vertikal umlaufende Bahn 76 eine untere Förderstrecke 78a und eine obere Förderstrecke 78b, in denen die Ofenmodule 20 in einer horizontalen Richtung bewegt werden, und zwei diese verbindende vertikale Förderstrecken 80a, 80b, in denen die Ofenmodule 20 in einer vertikalen Richtung bewegt werden.The vertically circulating
Die Umlaufrichtung ist durch einen Rundpfeil gekennzeichnet. Dementsprechend gelangt ein Ofenmodul 20 mit einer Horizontalbewegung auf der unteren Förderstrecke 78a in die Übergabeposition vor dem Übergaberoboter 18a; in
Die Ofenmodule 20 sind so ausgerichtet, dass ihre Öffnung 26 mit der Modultür 28 die vertikale Umlaufebene kreuzt, so dass die Öffnung 26 dem Übergaberoboter 18a stets zugewandt ist.The
Gegebenenfalls können die Ofenmodule 20 auch um eine vertikale Achse verdrehbar am Umlauf-Vertikalförderer 74 befestigt sein, so dass sie zur Beschickung mit einem Werkstück 14 derart gedreht werden können, dass die jeweilige Öffnung 26 parallel zur Umlaufebene angeordnet ist.Optionally, the
Bei einer Abwandlung können auch alle Ofenmodule 20 derart angeordnet sein, dass die Öffnungen 26 parallel zur Umlaufebene angeordnet sind, ohne dass in diesem Fall eine Verdrehbarkeit der Ofenmodule 20 notwendig ist.In a modification, all
In jedem Fall wird das zur Entnahme des Werkstücks 4 zum Übergaberoboter 18a bewegte Ofenmodul 20a in eine horizontale Richtung bewegt. Dies erleichtert die korrekte Positionierung des Ofenmoduls 20 bezogen auf den Übergaberoboter 18a.In any case, the
Die Beladeposition kann zum Beispiel die Position ganz oben auf der vertikalen Förderstrecke 80a über der Übergabeposition sein, die in
Bei der in
Die Ofenmodule 20 führen in diesem Fall Dichtmittel 98 mit, die in
Eine funktionsmäßig entsprechende Abdeckung oder Teileinhausung kann auch bei den übrigen oben erläuterten Fördereinrichtungen 4 vorgesehen sein. Bei dem Drehtisch 50 und der Drehsäule 54 wäre eine solche Abdeckung beispielsweise ein Hohlzylinder und würde die jeweilige Modulgruppe 46 radial umgeben.A functionally corresponding cover or partial housing can also be provided for the
Bei den bislang erläuterten Umlaufförderern 60, 64, 74, 82 und 90 sind die Ofenmodule 20 der zugehörigen Modulgruppe 46 im gleichen Abstand voneinander auf der Bewegungsbahn 62, 76 oder 84 angeordnet. Bei dem Umlauf-Kaskaden-Horizontalförderer 102 bleibt jedoch zwischen zwei Ofenmodulen 20a, 20b eine Lücke 104, so dass ein der Lücke benachbartes Ofenmodul 20a, das sich damit in der Beladeposition befindet, zum Beladen mit einem Werkstück 4 zugänglich ist.In the previously explained circulating
Die Ofenmodule 20 werden dann kaskadenartig und taktweise um jeweils einen Platz verschoben, wobei bei einem Kaskadenumlauf das zuerst bewegte Ofenmodul 20 zunächst in die Lücke 102 bewegt wird. Am Ende eines Kaskadenumlaufs wird dieses Ofenmodul 20 nochmals bewegt, so dass die Lücke 102 wieder freigegeben wird.The
Bei den anderen oben erläuterten Umlaufförderern 60, 64, 74, 82 können die Ofenmodule 20 kontinuierlich oder intermittierend im Umlauf bewegt werden, wobei ein Stillstand der Ofenmodule 20 in der Beladeposition und der Übergabeposition günstig ist, da so eine einwandfreie Positionierung der Werkstücke 4 in den Ofenmodulen 20 und eine präzise Entnahme der Werkstücke 4 erleichtert ist. Aber auch eine Entnahme „on the fly“ kann dort realisiert werden, d.h. die Ofenmodule 20 müssen nicht zum Stillstand kommen, sondern können während ihrer Bewegung simultan mit der Roboterbewegung entladen werden.In the case of the other circulating
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Owner name: ONEJOON GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: ONEJOON GMBH, 37120 BOVENDEN, DE; RUHSTRAT GMBH, 37120 BOVENDEN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: OSTERTAG & PARTNER, PATENTANWAELTE MBB, DE |
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R020 | Patent grant now final |