DE19856858C2

DE19856858C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmeermüdungsprüfung von Verbrennungsmotor-Brennräumen

Info

Publication number: DE19856858C2
Application number: DE19856858A
Authority: DE
Inventors: Edward Akpan; Blake Ross; Jeff Lee Branson; Long T Dinh; John Loncke; Richard Piekos
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: US5967660A; CA2254534A1; DE19856858A1; GB2332747A; GB2332747B; GB9828162D0

Description

Die Erfindung betrifft die Technologie für das Prüfen der Lebensdauer von Zylinderköpfen von Verbrennungsmotoren, ins besondere das Prüfen der Ermüdungsfestigkeit unter Wärmeer müdungsbedingungen.

Um die Dauerfestigkeit eines Prüfkörpers zu ermitteln, wird in diesem ein Wärmeermüdungsanriß erzeugt, wobei Zeit und Beanspruchung überwacht werden. Zur Prüfung von Zylinder köpfen von Verbrennungsmotoren mit Brennraumwänden war es in der Vergangenheit erforderlich, Kopf-Prüfkörper, die wie bei einem Verbrennungsmotor zusammengesetzt waren, auf Dynamome tern unter regulären Motorbetriebsbedingungen zu betreiben, bis Anrisse auftraten. Um die Dauer- bzw. Zeitfestigkeit letztlich zu bestimmen, war eine übermäßig lange Zeitdauer erforderlich, begleitet von sehr hohen Kosten. Üblicherweise waren hierzu drei bis vier Monate und entsprechend hohe Per sonalausgaben notwendig.

Gemäß dem Stand der Technik wurde vorgeschlagen, das Dynamo meter-Prüfverfahren durch den Ansatz abzukürzen, die Tempe ratur zu erhöhen, bei der der Kopf-Prüfkörper geprüft wird, um das Verfahren durch Beschränken des Kühlwassers im Kopf zu beschleunigen; dies ist jedoch gefährlich und kann die Ergebnisse der Dynamometer-Prüfung verzerren. Eine Variation dieses Ansatzes besteht darin, das Prüfen mittels eines Dy namometers durch sich abwechselnden Einsatz von heißem und kaltem Wasser im Kühlmantel und den Einsatz von heißer und kalter Luft in dem Verteiler des zusammengebauten Motors ab zukürzen. Jedoch kann auch dieses Verfahren keine ausrei chend genauen Ermüdungsdaten liefern. Ein weiterer Ansatz, das Prüfen mittels eines Dynamometers abzukürzen, besteht darin, die Prüftemperatur durch Verwenden eines Überla stungszustandes zu erhöhen, anfänglich jedoch auf eine kurze Zeitdauer - wie z. B. drei Minuten bei einem Temperaturniveau von ungefähr 334°C - begrenzt; danach folgen normale Motor belastungen, um eine Prüftemperatur von ungefähr 254°C für ein weiteres Drei-Minuten-Intervall einzustellen. Eine der artige anfänglich hohe Belastung, gefolgt von einer mäßigen Belastung, erfordert wenigstens 1500 Zyklen bei einem klei nen Motor, um ein Anreißen herbeizuführen. Dieser Lösungsweg erweist sich als unvorteilhaft, da eine signifikante Anzahl von Motoren mit hohen Kosten betrieben werden muß.

Im Bereich der Ermüdungsprüfung von Materialien ist ferner aus der DE 690 01 469 T2 ein Ermüdungsprüfstand für Motoren bekannt, bei dem die Zylinderköpfe durch die Anwendung wech selnder Drücke getestet werden. Die US 4,676,110 beschreibt einen mechanischen Ermüdungsprüfstand, bei dem Probekörper einer zyklischen Torsion unterworfen werden, und die US 5,630,667 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der durch Wärmebeanspruchung besonders gefährdeten Stellen eines Kör pers, wobei an einem Kunstharz-Modell des Körpers die in der Praxis entstehende Wärmeverteilung gemessen wird.

Es sind keine Einrichtungen bekannt, bei denen die Notwen digkeit für eine Dynamometer-Prüfung von Kraftfahrzeug-Mo torbauteilen vollständig vermieden wird. Es sind jedoch Ein richtungen bekannt, um Wärmebeanspruchungsbedingungen für Nichtkraftfahrzeugelemente zu simulieren bzw. um diese zu beschleunigen, wie z. B. für in der Luftfahrtindustrie einge setzte Teile. Diese Einrichtungen sind jedoch durch hohe Ausrüstungs- und Betriebskosten oder durch die Notwendigkeit einer extrem hohen Anzahl von Zyklen gekennzeichnet, um ein Ermüdungsanreißen hervorzurufen. Bei einer bekannten derar tigen Einrichtung werden alternierende Prüfkammern einge setzt, die gasförmigen Stickstoff und Tieftemperatur- bzw. Kryofluide enthalten. Bei einer weiteren Einrichtung wird heiße Flüssigkeit eingesetzt, um die Prüfkörper schlagartig zu belasten und so mechanische wie auch thermische Beanspru chungen auszuüben, wobei abwechselnd erhitzte und gekühlte Luft benutzt wird. Bei diesen verschiedenen Einrichtungen ist es von Nachteil, daß entweder hohe Kosten notwendig sind oder die Prüfung nicht ausreichend beschleunigt werden kann, um für einen Einsatz in der Kraftfahrzeugindustrie besonders geeignet zu sein.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementspre chend darin, ein preisgünstigeres Verfahren und eine preis günstigere Vorrichtung zu schaffen, durch das bzw. die die Wärmeermüdungsdauerfestigkeit eines Brennraum-Prüfkörpers effektiver sowie schneller bestimmt werden kann.

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist erfindungs gemäß folgendes Verfahren vorgesehen: (i) Auftreffenlassen einer oder mehrerer Brennerflammen direkt auf einen ausge wählten Bereich des Prüfkörpers (d. h. eines Metall- Motorzylinderkopfs), um einen derartigen Bereich auf eine kritische Prüftemperatur zu erwärmen, die die normale maxi male Belastungstemperatur des Prüfkörpers im normalen Ein satz um ungefähr 10-25% überschreitet, und Halten dieser Temperatur für eine Zeitdauer von 0,01-2,0 Minuten; (ii) am Ende der Haltezeitdauer Abschrecken des erwärmten Berei ches des Prüfkörpers auf eine Temperatur, die ungefähr 75% unterhalb der normalen maximalen Belastungstemperatur liegt und Halten dieser Abschrecktemperatur für ungefähr 1-3 Mi nuten; und (iii) Wiederholen der Schritte (i) und (ii), bis ein Anriß in dem Prüfkörper herbeigeführt ist, wobei während dieser wiederholten Schritte der entsprechende Temperatur- und Zeitverlauf aufgezeichnet wird.

Vorzugsweise wird zwecks einer optimalen Beschleunigung der Prüfung das Abschrecken durch direkte Druckwasserströme durchgeführt, jedoch können auch Kühlfluide, die in den Was sermantelkanälen des Kopfes wirken, ein direktes Strömungs abschrecken ersetzen. Alternativ kann auch heiße und kalte Luft durch die Ansaug- und Abgaskanäle des Zylinderkopfes gedrückt werden, um einen gewissen Grad an Abschreckung zu erzielen.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein System mit: (a) einem Heizgehäuse, das einen Metall-Zy linderkopf aufweist; (b) einer Mehrzahl von Brennern, die sich in das Gehäuse hinein erstrecken, um Flammen auf ausge wählte Bereiche des Kopfes auftreffen zu lassen, wobei die Brenner ein brennbares Gemisch von Luft und Kraftstoff in einem Verhältnis von ungefähr 10 : 1 zuführen, durch das ei ne Flamme erzeugt werden kann, durch die die Bereiche von Raumtemperatur auf eine Temperatur von wenigstens 250°C in nerhalb einer Zeitdauer von weniger als einer Minute erwärmt werden; (c) einer Mehrzahl von Abschreckdüsen, wobei jedem Bereich wenigstens eine Düse zugeordnet ist, um ein Ab schreckfluid für ein ausgewähltes Zeitintervall auf diesen zu richten; (d) Steuereinrichtungen zum zyklischen Durchlau fen des Betriebs der Brenner und der Düsen, wobei ein Zyklus wiederholt werden kann, der aus einem schnellen Erwärmen der ausgewählten Bereiche des Kopfes auf besagte Temperatur und aus dem Halten für eine Zeitdauer von 0,01-2,0 Minuten be steht, an deren Ende eine Düse ein Abschreckfluid zuführt, das die Kopftemperatur schnell um wenigstens 200°C für eine Zeitdauer von 1-3 Minuten reduziert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikale Querschnittsansicht des Heizgehäuses und der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungs gemäß beschleunigten Wärmeermüdungsprüfablaufs;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts längs der Linie 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Seite des im Test befindlichen Zylinderkopfes (wobei die betreffenden, zu erwärmenden Bereiche dargestellt sind), längs Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine stark vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Brenners, längs Linie 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 eine stark vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts aus Fig. 1, der die aus dem Brenner aus strömende Flammenform darstellt;

Fig. 6 und 7 graphische Darstellungen der unter Verwendung dieser Erfindung erzeugten Prüfdaten, wobei bei je der Darstellung ein anderes Heizprofil verwendet wurde; und

Fig. 8 eine stark vergrößerte Ansicht des eingekreisten Abschnitts aus Fig. 3, in der dargestellt ist, wie ein eventueller Wärmeermüdungsanriß beginnt und wie dieser sich fortsetzt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Prüfkörper 10 (ein Motor zylinderkopf) auf einer Platte oder Befestigung 11 ange bracht, die um eine Achse 12 herum verschwenkbar ist, die an einem Gehäuse oder einer Prüfkammer 13 befestigt ist, das bzw. die ihrerseits einen Heizmantel oder eine Heizkammer ausbildet. Die Platte 11 ist in das Gehäuse 13 hinein oder aus diesem heraus verschwenkbar, um die Montage und das Freilegen des Kopfes zur Kontrolle bzw. zur Überwachung zu erleichtern. Die Bereiche des Kopfes 10, die im Einsatz der größten Wärmebeanspruchung ausgesetzt werden, sind üblicher weise die metallischen Brückenbereiche 14, die zwischen den Ventilkanälen 15 angeordnet sind (siehe Fig. 3). Mehrere Brennerelemente oder Schweißbrenner 16 ragen durch Zu gangsöffnungen 17 in die Seite 18 des Gehäuses 13 hinein und sind allgemein mit Abstand 19 (Fig. 2) voneinander angeord net, um in Bezug auf die anvisierten Brückenbereiche 14 auf einer Brennraumwand 20 eines üblichen Kraftfahrzeugmotorkop fes ausgerichtet zu sein. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist jeder Brenner 16 ein Gasmischrohr 21 auf, welches jeweils ein Ende 22 in Form einer kreisförmigen Düse mit einem Durchmesser von ungefähr 3,8-6,4 cm (1,5-2,5 Inch) auf weist. Das Rohr ist aus Stahl geformt und weist eine Wand dicke von ungefähr 1,3 cm (0,5 Inch) auf. Das Rohr weist an seinem entgegengesetzten Ende 21a eine gabelförmige Verzwei gung 23 auf, um getrennte, unter Druck stehende Zuführungen von Erd- bzw. Naturgas 24 und Luft 25 zu gewährleisten, die durch jeweilige Leitungen 30, 31 geleitet werden. Die jewei ligen Drücke in derartigen Zuführungen sind 48,3 . 10³ Pa (7 psi) und 68,9 . 10³ Pa (10 psi). Das Naturgas und die Luft werden in einem Verhältnis von ungefähr 1 : 10 gemischt. Falls das Verhältnis mehr als 5% von diesem vorgegebenen Verhält nis abweicht, treten bestimmte Nachteile auf, wie z. B. eine verringerte Wärmebeanspruchung, was zu einem ungleichen Tem peraturdifferential zwischen Heizen und Abschrecken führt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, läuft die Gestalt oder Form der Flamme 27, die aus der Düse 22 austritt (wenn das Kraft stoff/Luft-Gemisch an der Düse gezündet wird), zu einer scharfen Nadelspitze 28 zu, die den Brückenbereich 14 je nach Anforderung berühren oder diesem nur nahekommen kann. Auf diese Weise wird der gewünschte Grad an Wärmebeanspru chung von der heißesten, bläulichen Flammenspitze aufge bracht.

Durch die Gehäusewand 18 hindurch verlaufen Düsen 29 zum Ab schrecken mit Wasser in einem Winkel 32 relativ zur Ausrich tung zwischen dem Brenner und dem Brückenbereich 14. Die Ab schreckdüsen 29 sind ebenfalls auf die Bereiche 14 gerich tet. Das Abschreckwasser fällt nach dem Berühren der Berei che 14 in einen Sammeltank 33 zur Rückführung und zur Tempe raturkontrolle. Das Abschreckwasser wird mit einem Druck von ungefähr 207 . 10³ - 414 . 10³ Pa (30-60 psi) und bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 20°C zugeführt.

Der Strom von Gasen und Wasser wird von einer zeitlich ge steuerten Rückkopplungsregelung 34 geregelt, die Steuerven tile 60 und 61 zur Freigabe und zur Modulation der Gas- und Luftzufuhr sowie Mikrosensoren für die Erfassung von Strö mung und Temperatur (vgl. Temperatursensor 40 in Fig. 8) aufweist. In der Wand des Zylinderkopfes können 12 bis 15 Temperatursensoren angeordnet werden.

Um einen Testbetrieb bzw. -durchlauf durchzuführen, weist der Prüfkörper (Zylinderkopf 10) Thermoelemente 40 auf, die in zu überwachenden Bereichen eingelassen sind, wie z. B. im Brückenbereich 14. Der Prüfkörper wird auf der Platte 11 montiert, wobei Schrauben mit der Kraft bzw. dem Drehmoment angezogen werden, die bzw. das auch bei einem vollständig montierten Motor aufgebracht wird. Der Kopf wird in Position geschwenkt, wobei dessen Brennraumwände 20 mit den Achsen der Brenner ausgerichtet und mit einem Abstand von ungefähr 10,2-15,2 cm (4-6 Inch) vom Ende der Brennerdüsen ent fernt angeordnet sind. Obwohl bevorzugt unbearbeitete Zylin derköpfe im Grundzustand geprüft werden, kann der Kopf Ventilsitzeinsätze 41 und Dichtungen 42 oder sogar einen Ventilzug enthalten, der normalerweise in einem vollständig montierten Motor verwendet wird. Vor dem Starten des Heizzy klus weist jeder Brenner eine Zündflamme 43 auf. Bei Initi ierung des Zyklus wird der Brenngasdruck erhöht und die Flamme verändert sich zu ihrer vollständigen Form 27, deren Länge mehrere Zentimeter (Inches) beträgt (wie in Fig. 5 dargestellt), und die ausreicht, den Brückenbereich zu er reichen und auf diesen aufzutreffen. Der Beginn des Auftref fens wird die Startzeit für die Prüfung. Der Prüfkörper heizt sich von der Umgebungstemperatur aus auf die Prüftem peratur (ausgelegt für das in der Prüfung befindliche Me tallmaterial und dessen Dicke) auf, die üblicherweise unge fähr 250°C für einen Aluminium-Zylinderkopf mit einer Wand dicke von ungefähr 8-10 mm beträgt. Wenn entweder die ma ximale Solltemperatur 45 in dem Zielbereich (d. h. in dem Brückenbereich 14) detektiert ist, wie durch das Temperatur profil in Fig. 6 dargestellt, oder die maximale Solltempera tur 46 für eine Zeitdauer von ungefähr 1 bis 2 Minuten ge halten wird, wie im Profil in Fig. 7 dargestellt (um eine homogenisierte Temperatur in dem gesamten Kopf-Brennraum zu fördern), wird die Brennerflamme auf eine Pilotflamme 43 re duziert und der Zielbereich durch einen auf diesen gespritz ten Wasserstrom abgeschreckt, wobei das Wasser in den unter halb angeordneten Sammeltank fällt und zur Verwendung rück geführt wird. Das Abschreckintervall 48 wird für ungefähr 1 bis 3 Minuten fortgeführt. Nach Beendigung des Abschreckin tervalls wiederholt sich der Heizzyklus. Die Zyklen werden kontinuierlich wiederholt, bis ein Riß bzw. Anriss 49 in dem Prüfkörper auftritt. Dieser tritt üblicherweise zuerst in Form eines in Fig. 8 dargestellten Sprungs zutage.

Die maximale Prüftemperatur wird abhängig von der in einem in Betrieb befindlichen Motor gemessenen Spitzentemperatur, von dem Wärmeverlauf innerhalb des Zylinderkopfes und von dem Material gewählt. Die Größe der Flamme oder der Flammen säule kann verbreitert werden, um die gesamte Brennraumwand 18 oder andere interessierende Bereiche zu erwärmen, wobei dies allerdings zu einer niedrigeren Temperatur in dem kri tischen Zwischenventil-Brückenabschnitt führen kann. Ein Rißbeginn wird üblicherweise bei 600-1200 Zyklen auftre ten, abhängig von der Kopfgeometrie, den chemischen Eigen schaften des Materials und der Prüftemperatur. Eine derarti ge Anzahl Zyklen kann realistischerweise innerhalb einer Zeitdauer von ungefähr 24 Stunden akkumuliert werden.

Falls es gewünscht ist, die Motor-Kühlung und deren Wirkung auf die Wärmeermüdung zu simulieren, kann der Testdurchlauf mit einem Kühlfluid (Wasser), das den Wassermantel des Zy linderkopfes durchläuft, durchgeführt werden - anstelle von Wasserstrahlen, die normalerweise auf die ausgewählten, ab zuschreckenden Bereiche auftreffen. Dieser Ablauf führt je doch üblicherweise zu einem Anstieg der Zyklusanzahl zum Er reichen der Ermüdungszeitdauer, da ein indirekter Wärmeaus tausch eingesetzt wird und dadurch eine gleichmäßige Wärme verteilung (d. h. ein niedriges Temperaturdifferential) in dem Zwischenventil-Brückenabschnitt vorliegt - ein Zustand, durch den zwar Verhältnisse verzögert werden, die eine Wär meermüdung begünstigen, der aber aufgrund der Ähnlichkeit zu den Betriebsbedingungen eines Motors informativ ist.

Alternativ und wiederum anstelle eines Wasserstrahlaufpralls kann heiße und kalte Luft durch die Abgas- bzw. die Ansaug kanäle 51, 52 geführt werden, um Risse in den Brückenberei chen hervorzurufen. Ein derartiger Erwärmungs- und Abkühl ablauf wird die Zyklusanzahl zum Erreichen der Dauer- bzw. der Zeitfestigkeit im wesentlichen um das 100fache erhöhen aufgrund der Notwendigkeit, die Wassertemperatur unterhalb des Siedepunktes zu halten.

Durch die Ausführung der Prüfung an unbearbeiteten Köpfen im Grundzustand - d. h. bevor diese auf die endgültigen Abmes sungen bearbeitet sind - können beträchtliche Kosten gespart werden, da auf die Bearbeitung verzichtet werden kann. Das Fehlen der Bearbeitung bewirkt in der Prüfung keinen Unter schied, da die Zylinderköpfe nicht isotrop sind. Die Tempe ratur- und Zeitdaten geben, wenn sie für zwei oder mehr un terschiedliche Komponenten-Konfigurationen gesammelt sind, an, wie die Form, das Material oder die metallurgische Wär mebehandlung optimiert werden können, um die Dauer- bzw. Zeitfestigkeit zu erhöhen oder zu steuern.

Claims

1. Verfahren zum Durchführen einer beschleunigten Wärmeer müdungsprüfung einer Brennraumwand eines Verbrennungsmo tors, mit:

a) Auftreffenlassen einer oder mehrerer Brennerflammen (27) jeweils direkt auf einen ausgewählten Bereich (14) der Wand (20), um diesen Bereich auf eine kriti sche Prüftemperatur zu erwärmen, die die normale ma ximale Belastungstemperatur der Brennraumwand (20) bei normalem Einsatz um ungefähr 10-25% überschrei tet, und Halten dieser Temperatur für eine Zeitdauer von 0,01-2,0 Minuten;
b) Am Ende der Haltezeitdauer Abschrecken des erwärmten Bereiches (14) der Wand (20) auf eine Temperatur, die ungefähr 75% unterhalb der normalen maximalen Bela stungstemperatur liegt, und Halten dieser Abschreck temperatur für eine Zeitdauer von ungefähr 1-3 Mi nuten; und
c) Wiederholen der Schritte (a) und (b), bis ein Anriß (49) in der Wand (20) des Brennraums herbeigeführt ist, und dabei Aufzeichnen des diese wiederholten Schritte betreffenden Temperatur- und Zeitverlaufs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennraumwand (20) aus Aluminium oder einer Alumini umlegierung gebildet ist und die kritische Prüftempera tur ungefähr 250°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, auf die die Brennraumwand (20) abge schreckt wird, ungefähr 45°C beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Abschrecken durch die Verwendung eines direkten Auftreffens von unter Druck stehenden Wasserströmen durchgeführt wird, die auf die ausgewähl ten Bereiche (14) auftreffen und diese überfluten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß Wassermantelkanäle mit der Motorkammer verbunden sind und das Abschrecken durch Einsatz von Kühlfluiden als die einzigen Abschreckmittel durchge führt wird, die in den Wassermantelkanälen wirken.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ansaug- und die Abgaskanäle (50, 51) mit der Motor-Brennraumwand (20) verbunden sind und daß das Abschrecken durch den Einsatz von heißer und kalter Luft durchgeführt wird, die jeweils durch die An saug- und die Abgaskanäle (50, 51) gedrückt wird, um ei nen gewissen Abschreckgrad zu erzielen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis von Brenngas und Luft zum Erzeugen der Brennerflamme (20) ungefähr 1 : 10 be trägt.

8. Vorrichtung zur Durchführung einer beschleunigten Wär meermüdungsprüfung eines Brennraums eines Verbrennungs motors, mit:

a) einem Heizgehäuse (13), in dem ein metallischer Kraftfahrzeug-Zylinderkopf (10) gehalten ist;
b) einer Mehrzahl von Brennern (16), die in dieses Ge häuse (13) hineinragen, um Flammen (27) auf ausge wählte Bereiche (14) des Kopfes (10) auftreffen zu lassen, wobei jeder Brenner (16) ein brennbares Ge misch von Luft und Kraftstoff in einem Verhältnis von ungefähr 10 zu 1 zuführt und eine Flamme (27) er zeugt, die die Bereiche (14) von Raumtemperatur auf eine Temperatur von wenigstens 250°C in einer Zeit dauer von weniger als einer Minute erwärmt;
c) einer Mehrzahl von Abschreckdüsen (29), die in die ses Gehäuse (13) hineinragen, wobei wenigstens eine Düse (29) jedem ausgewählten Bereich (14) zugeordnet ist, um auf diese ein Abschreckfluid für ausgewählte Zeitdauern zu richten; und
d) Steuerungseinrichtungen (34), die den Betrieb der Brenner (16) und der Wasserdüsen (29) zyklisch durch laufen lassen, wobei ein Zyklus wiederholt wird, der aus einem schnellen Erwärmen des ausgewählten Berei ches (14) des Kopfes (10) und dem Halten für eine Zeitdauer von 0,01-2,0 Minuten besteht, wobei zu und/oder ab dieser Zeit das Abschreckfluid die Kopf temperatur schnell um wenigstens 200°C für eine Zeit dauer für 1-3 Minuten verringert.