用于導電式加熱金屬板坯的加熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于導電式加熱（konduktiven ErwMrmen,傳導式加熱）金屬 板坯的加熱裝置。
【背景技術】
[0002] 由現有技術已知由金屬板坯成形機動車構件、特別是機動車外部構件或者然而還 有機動車結構構件。
[0003] 對此，正是在汽車工業(yè)領域實施熱成形和加壓淬火，用于由可淬硬的鋼合金制造 高強度的或者甚至極高強度的構件。
[0004] 為了實施熱成形和加壓淬火，首先將金屬板坯至少局部加熱到奧氏體化溫度以上 并且然后在該狀態(tài)下對其變形加工并且通過在壓制工具或下游的冷卻裝置中快速冷卻來 淬火。這個過程也作為加壓淬火已知。
[0005] 加熱到奧氏體化溫度以上如同意味著加熱到時常超過900°C，從而必需增大的能 量輸入。這意味著高的生產費用并且基于損耗的能量就如同意味著相應的環(huán)境負擔。
[0006] 作為加熱方法，導電式加熱由現有技術建立，其中，借助通過要加熱的板坯傳導的 電流，基于電阻而在板坯的內部產生熱。這樣的方法例如由DE 102 12 819 B4已知。在這 里，在金屬板坯的對置的端部上安放有電極，從而金屬板坯是一電路的組成部分。由此，通 過以電流加載便在金屬板坯中產生熱輸入。為了不加熱或僅在小的程度內加熱金屬板坯的 有針對性的區(qū)域，此外規(guī)定：相應地將導電固體安裝到板坯上，從而產生電流的漏流。電流 在導電固體的區(qū)域中部分分配到所述固體上并且由此不是以全部電流密度流動通過金屬 板坯本身，而是也部分流動通過固體。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的任務在于，由現有技術出發(fā)闡明一種用于金屬板坯的加熱方案，利用該 加熱方案借助導電式加熱能實現經濟合理地有針對性地、特別是均勻地加熱金屬板坯。
[0008] 按照本發(fā)明的用于導電式加熱具有變化橫截面的金屬板坯的加熱裝置，其中，所 述金屬板坯是電路的直接組成部分，按照本發(fā)明所述加熱裝置的特征在于，設置有能導電 的補償體或者說補償元件，該補償體或者說補償元件安放到金屬板坯的表面上，其中，所述 金屬板坯的橫截面積與所述補償體的橫截面積相加得出導電橫截面積。
[0009] 由此按照本發(fā)明，至少在表面上、優(yōu)選完全在表面上放置由能導電的材料制成的 補償元件，從而金屬板坯的彼此不同的橫截面在與其相關聯的不同的加熱方面由于電流密 度的集中有針對性地受影響。由此，在本發(fā)明的范圍內可能的是，個別局部地、優(yōu)選均勻地 加熱具有彼此不同的壁厚度的金屬板坯或者然而備選地還有具有恒定的壁厚度但彼此不 同的寬度的金屬板坯。在此，彼此不同的寬度可以受金屬板坯的相應橫截面中的彼此不同 的絕對寬度影響，也可以受金屬板坯內部的空隙部、開口或穿透部影響。如果有一部分記入 到與相應相鄰的橫截面相比更小的壁厚度和/或更小的寬度中，則在這里在金屬板坯沒有 補償元件的情況下，更大的電流密度導致更強的加熱。在這里，補償元件本身由補償元件本 身的較大的橫截面積規(guī)定對金屬板坯的較小的橫截面積的補償，從而通過有針對性地選擇 整個得出的電流流過橫截面積，有針對性地調節(jié)金屬板坯的加熱在所述區(qū)域中實現。在此， 電流通流橫截面積相應地由金屬板坯的橫截面積以及補償元件的橫截面積相加得出。因 此，由此得出起作用的或者說有效的導電橫截面積。由此，補償元件導電地處于金屬板坯 上，該補償元件特別是由鋼材料構成。關于導電式加熱，在本發(fā)明的范圍內應理解為在金屬 板坯中基于電流流動的一種電阻加熱。
[0010] 優(yōu)選導電橫截面積是恒定的，從而得到在整個金屬板坯上的均勻加熱。在此，漏 磁損耗亦或基于補償元件與較小橫截面積的金屬板坯相比橫截面積較大之故而造成的少 許偏差在本發(fā)明的范圍內是可忽略的。
[0011] 另一個本發(fā)明主要的優(yōu)點在于，在補償元件與相應的電極接觸時，特別是在補償 元件上用于電極的接觸區(qū)域或接收區(qū)域構造有大質量或者構造得相對厚。因此，在該區(qū)域 中得出小的電流密度，從而在補償元件上僅導致少的加熱。因此，特別是恰好即使在以相應 的按照本發(fā)明的補償元件加熱的負荷率很高時，在電極的接頭的區(qū)域中也不需要單獨的冷 卻。
[0012] 按照本發(fā)明的加熱裝置特別是可集成到用于制造熱成形的和加壓淬火的亦或調 質處理的金屬板材構件、優(yōu)選鋼板構件的生產線中，其中，加熱可在最短的時間內、特別是 在生產周期內實施。為此，優(yōu)選所述加熱裝置固定在工業(yè)機器人上，從而該加熱裝置可用作 操縱器或運輸裝置。為此，特別是使用加熱裝置，以便接收一堆亦或一條帶的金屬板坯并且 將其運輸到另一個處理裝置、特別是熱成形壓力機，在運輸期間同時進行加熱。
[0013] 在本發(fā)明的范圍內，作為其他積極的效果得出：補償元件時常具有與金屬板坯相 比普遍更大的質量，該質量塊同樣變熱。于是，補償元件將包括的熱能至少部分通過熱傳導 釋放到金屬板坯上，由此降低用于純導電式電阻加熱的生產成本。由此，通過在生產期間有 針對性地選擇熱的補償元件的橫截面積、即選擇補償元件，便可調節(jié)在熱傳導和基于流過 金屬板坯本身的電流而實施的導電加熱之間的最佳狀態(tài)。
[0014] 此外，特別優(yōu)選地補償元件整面地安放在金屬板坯的表面上。為了改善整面的安 放，特別是補償元件的接觸面朝金屬板坯凹形地構造。金屬板坯則具有向內朝補償元件的 拱形部。由此，金屬板坯朝接觸面貼近。
[0015] 此外備選地或者補充地，特別優(yōu)選在補償元件上施加相應的擠壓力，從而在補償 元件和板坯之間得出的貼靠面中，間隙減少到零并且由此給出幾乎完全的貼靠接觸。此 外，特別優(yōu)選補償元件是壓制工具或調溫臺的部分，將板坯置入到調溫臺中并且然后對其 施加相應的擠壓力。
[0016] 為了此外強化整面的貼靠，在本發(fā)明的范圍內規(guī)定：在補償元件中存在負壓通道， 從而在以負壓加載負壓通道時利用抽吸效應將金屬板坯吸到補償元件上。
[0017] 補充地或者備選地可能的是，所述補償元件具有機械的抓具，例如作為鉗部，所述 抓具握持金屬板坯的邊緣側。
[0018] 此外，為了將金屬板坯在完成運輸和/或加熱之后取下或推開，優(yōu)選設置有推壓 器或壓力推桿，所述推壓器或壓力推桿將金屬板坯逆著保持力在存放位置處推開。
[0019] 此外，優(yōu)選在本發(fā)明的范圍內，為了導入電流規(guī)定：金屬板坯在各對置的端部上可 與電極接觸，其中，要么僅接觸金屬板坯，要么備選地也分別至少部分地通過對置的電極接 觸金屬板坯以及補償元件。通過恰好按百分比的分配的相應選擇，可能的是，電流密度在與 金屬板坯和補償元件的導入點上這樣有針對性地分配，使得在金屬板坯的端部區(qū)域中也能 實現有針對性地影響導電式加熱。優(yōu)選所述補償元件設置有電極，從而電流由補償元件繼 續(xù)傳輸到板坯上。
[0020] 此外，特別優(yōu)選所述補償元件由抗氧化的鋼材料構成或者具有抗氧化的涂層，從 而在運行調溫裝置期間不生成氧化皮。于是，優(yōu)選調溫裝置的接觸面與金屬板坯導電地接 觸。所述補償元件例如也可以至少部分地由碳或半導體材料構成。
[0021] 補償元件的橫截面積可以通過補償元件的高度或寬度的有針對性的變化來調節(jié)。 此外，特別優(yōu)選地設置有兩個補償元件，從而金屬板坯的上側或者然而還有下側、即金屬板 坯的兩個主表面由各一個補償元件接觸。于是，（在該情況下的兩個補償元件的）橫截面 積與金屬板坯的橫截面積相加地又構成導電橫截面積，該導電橫截面積在本發(fā)明的范圍內 完全特別優(yōu)選是恒定的，以便實現對金屬板坯的均勻加熱。
[0022] 此外，特別優(yōu)選在補償元件的與金屬板坯對置的那側上設置有載荷分配板，該載 荷分配板一方面穩(wěn)定補償元件，另一方面在夾裝期間有針對性地影響、特別是均勻化施加 到金屬板坯上的力。在這里載荷分配板也可以又與相應的補償元件以及必要時可選地設置 在其中間的絕緣層一起設置到調溫臺或壓機中，從而均勻的貼靠壓力或擠壓力占優(yōu)勢并且 由此建立導電性能。
[0023] 此外，特別優(yōu)選在使用兩個補償元件的情況中，所述兩個補償元件的相應的對置 的橫截面積可以是彼此不同的。也因此又可能有針對性地調節(jié)要實現的加熱。
【附圖說明】
[0024] 本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征、特性和觀點是以下說明書的主題。優(yōu)選的實施變型方案 在附圖中描述。這些附圖有助于簡單地理解本發(fā)明。圖中：
[0025] 圖Ia和b以俯視圖和縱剖視圖示出要加熱的板坯，
[0026] 圖2a和b以俯視圖和縱剖視圖示出與圖Ia和b中已知的板坯相匹配的補償元件，
[0027] 圖3示出作為導電式加熱裝置的圖1中的板坯以及圖2中的補償元件，
[0028] 圖4a至c以俯視圖、縱剖視圖和橫剖視圖示出用于B柱的補償元件，
[0029] 圖5a和b示出彼此不同地加熱的B柱以及配屬于此的補償元件，
[0030] 圖6a和b以縱剖視圖和橫剖視圖示出按照本發(fā)明的補償元件以及機械夾具，
[0031] 圖7示出兩個設置在對置側上的補償元件，
[0032] 圖8示出按照本發(fā)明的具有對置的絕緣板的補償元件，
[0033] 圖9示出兩個彼此不同大小的補償元件，
[0034] 圖10示出用于加熱具有彼此不同的壁厚度的金屬板坯的按照本發(fā)明的補償元 件，以及
[0035] 圖11示出機器人臂上的用于集成到熱成形線中的按照本發(fā)明的調溫裝置。
【具體實施方式】
[0036] 在附圖中，相同的附圖標記用于相同的或類似的構件，即使出于簡化原因取消反 復說明。
[0037] 圖1示出要加熱的金屬板坯1的俯視圖以及縱剖視圖。為此，金屬板坯1具有兩 個表面2、3,上側的表面2以及下側的表面3。
[0038] 此外，金屬板坯1在其整個長度5上具有均勻的壁厚度4。然而，金屬板坯1具有 彼此不同的寬度6,從而在一側上的寬度6. 1明顯小于在對置側上的寬度6. 2,其中，又在空 隙部7的區(qū)域中，得出與其不同的由寬度6. 31和6. 32組成的寬度6. 3。于是，相應壁厚度 4與相應的寬度6相乘得出板坯在相應的縱向區(qū)段上的橫截面積。橫截面積在這里基于彼 此不同的寬度6和/或空隙部7而變化。
[0039] 為了補償金屬板坯1的由不同的寬度6以及空隙部7得出的彼此不同的橫截面 積，現在按照圖2a和b配備補償元件8,該補償元件按照圖2a的俯視圖基本上相應于金屬 板坯1的外部尺寸。所述補償元件同樣具有長度9,該長度基本上相應于金屬板坯1的長度 5。在這里附加地設置有電流導入面10，從而為了導電式加熱可將電流導入到補償元件8中 并且在與金屬板坯1貼靠電接觸時也導入到金屬板坯1中。此外，補償元件8也具有空隙 部11，與金屬板坯1的該區(qū)域中的空隙部7相對應。此外，在補償元件8中設置有負壓通 道12,以便在以加載負壓時將金屬板坯1向補償元件8的接觸面13上吸引?，F在，本發(fā)明 的主要部分通過圖2b良好地可見。據此，補償元件8的壁厚度4或深度14在彼此不同的 部位14. 1、14.2、14. 3上這樣選擇，使得圖1中示出的板坯的彼此不