VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM PARTIELLEN HÄRTEN VON BLECHBAUTEILEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum partiellen Härten von Blechbauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und eine Vorrichtung hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruch 10.

[0002] In den vergangenen Jahren hat die sogenannte Presshärtetechnologie im Karosseriebau mehr und mehr an Bedeutung gewonnen.

[0003] Erstentwicklungen dieses Presshärteverfahrens aus den 1970er Jahren betrafen das Erhitzen von ebenen Blechplatinen und das Umformen und gleichzeitige Abkühlung der erhitzten Blechplatinen in einem einzigen, gekühlten Werkzeug. Hierbei wird die Blechplatine auf eine Temperatur oberhalb des AC3-Punkts erhitzt und hierbei eine teilweise oder vollständige Umwandlung in Austenit herbeigeführt. Durch die Abschreckhärtung des austenitischen Gefüges erfolgt eine martensitische Härtung des Blechbauteils.

[0004] Dieses Presshärteverfahren gewann erst deutlich später wirtschaftliche Bedeutung als es notwendig wurde Fahrzeugkarosserien und insbesondere die Fahrgastzelle deutlich stabiler und steifer auszubilden. Die hohen, mit dem Presshärteverfahren erzielbaren Härten sind hierbei von Vorteil.

[0005] Im Laufe der weiteren Entwicklung hat sich jedoch gezeigt, dass einheitlich sehr harte Bauteile, z. B. Längsträger, B-Säulen, Querträger, ect., die kaum noch ein Verformungsverhalten besitzen, nicht ideal sind. Vielmehr wird mittlerweile verlangt, dass bestimmte Bereiche eines Bauteils sehr hart während andere Bereiche duktiler sind um eine gewisse Verformung zuzulassen um z. B. dem Bruch des Bauteils vorzubeugen.

[0006] Zudem ergab sich die Notwendigkeit, derartige Bauteile nicht nur unbeschichtet herzustellen, sondern entsprechend der Korrosionsschutzbeschichtung der gesamten Karosserie angepasst beschichtet einzusetzen. Insbesondere hat sich die Notwendigkeit ergeben entsprechend verzinkte hochfeste Bauteile vorzusehen. Grundsätzlich unterscheidet man bei Presshärteverfahren das sogenannte direkte und das indirekte Verfahren.

[0007] Beim direkten Presshärteverfahren wird eine ebene Platine entsprechend über die Ac₃-Temperatur der jeweiligen Stahlzusammensetzung aufgeheizt, dort für eine gewünschte Zeit gehalten und anschließend mittels eines einzigen Umformhubes in einem Werkzeug umgeformt und dadurch dass das Werkzeug gekühlt ist gleichzeitig mit einer Abkühlgeschwindigkeit, die über der kritischen Härtegeschwindigkeit liegt abgekühlt und gehärtet.

[0008] Beim indirekten Verfahren wird die Platine bereits zum fertigen Bauteil umgeformt, dann das fertige Bauteil auf eine Temperatur über der Ac₃-Temperatur der jeweiligen Stahlzusammensetzung aufgeheizt und ggf. auf dieser Temperatur für eine vorbestimmte Zeit gehalten, anschließend in ein entsprechendes Formwerkzeug welches ebenfalls die Kontur des fertigen Bauteils besitzt überführt und dort von diesem Werkzeug gekühlt und gehärtet.

[0009] Der Vorteil des direkten Verfahrens sind relativ hohe Taktraten jedoch lassen sich durch den einzigen Umformhub sowie das Materialverhalten im heißen Zustand nur relativ einfache Bauteilgeometrien verwirklichen.

[0010] Der Vorteil beim indirekten Verfahren ist, dass sehr komplexe Bauteile erzeugt werden können, da das Bauteil selber mit einer beliebigen Anzahl von Umformhüben in der Konturformung entsprechend der Herstellung eines normalen Karosseriebauteil geformt werden kann. Der Nachteil ist eine etwas geringere Taktrate. Jedoch ist beim indirekten Verfahren von Vorteil, dass im aufgeheizten Zustand kein Umformschritt mehr stattfindet, was insbesondere bei der Verwendung von metallischen Beschichtungen von Vorteil ist, denn die metallischen Beschichtungen liegen bei den hohen Temperaturen für die Austenitisierung häufig in teilweise flüssiger Form vor. Diese flüssigen Metallbeschichtungen können in Verbindung mit dem vorhandenen Austenit zu einer Rissbildung durch sogenanntes "Liquid metal embrittlement" führen.

[0011] Aus der EP 1 651 789 B1 der Anmelderin ist ein Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech bekannt, bei dem Formteile aus einem mit einem kathodischen Korrosionsschutz versehenen Stahlblech kalt umgeformt werden und anschließend eine Wärmbehandlung zum Zwecke der Austenitisierung vorgenommen wird, wobei vor, beim oder nach dem Kaltumformen des Formteils ein Endbeschnitt des Formteils und erforderliche Ausstanzungen und die Erzeugung eines Lochbilds vorgenommen werden, wobei die Kaltumformung und der Beschnitt sowie die Ausstanzung und die Anordnung des Lochbildes auf dem Bauteil derart vorgenommen werden, dass das Formteil 0,5% bis 2% kleiner ist als das endgehärtete Bauteil, so dass kein Beschnitt im harten Zustand mehr erforderlich ist.

[0012] Aus der DE 10 2004 038 626 B3 ist ein Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech bekannt, wobei Formteile aus einem Stahlblech geformt werden und vor, beim oder nach dem Formen des Formteils ein notwendiger Endbeschnitt des Formteils und ggf. erforderliche Ausstanzungen bzw. für die Erzeugung des Lochbilds vorgenommen werden, wobei das Formteil anschließend zumindest teilbereichsweise auf eine Temperatur erhitzt wird, welche eine Austenitisierung des Stahlwerkstoffes ermöglicht und das Bauteil anschließend in ein Formhärtewerkzeug überführt wird und im Formhärtewerkzeug eine Formhärtung durchgeführt wird, bei der durch das zumindest teilbereichsweise Anlegen und Pressen des Bauteils durch das Formhärtewerkzeug das Bauteil gekühlt und dadurch gehärtet wird, wobei das Bauteil vom Formhärtewerkzeug im Bereich der positiven Radien gestützt wird und teilbereichsweise zumindest und im Bereich der Beschnittkanten verzugsfrei klemmend festgehalten wird, wobei in den Bereichen in denen das Bauteil nicht geklemmt wird das Bauteil zumindest zu einer Formwerkzeughälfte mit Spalt beabstandet ist.

[0013] Aus der DE 10 2005 057 742 B3 ist ein Verfahren zum Aufheizen von Stahlbauteilen bekannt, wobei die aufzuheizenden Stahlbauteile durch einen Ofen geführt werden und in dem Ofen auf eine vorgegebenen Temperatur erhitzt werden, wobei eine Transportvorrichtung zum Transport der Bauteile durch den Ofen vorhanden ist, wobei eine erste Transporteinrichtung die Bauteile positionsgenau aufnimmt und zu deren Erhitzung durch den Ofen transportiert und eine zweite Transporteinrichtung die Teile nach dem Aufheizen von der ersten Transporteinrichtung an einem vorbestimmten Übergabepunkt oder Übergabebereich übernimmt und mit erhöhter Geschwindigkeit aus dem Ofen ausfördert und positionsgenau an einem weiteren Übernahmepunkt für die Weiterverarbeitung bereitstellt sowie ein Vorrichtung zum Aufheizen von Stahlbauteilen.

[0014] Aus der DE 10 2008 063 985 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechbauteils aus einem Stahlblech bekannt, wobei eine Stahlblechplatine oder ein vorgeformtes oder fertig geformtes Stahlblechbauteil auf eine zum Härten notwendige Temperatur aufgeheizt wird und anschließend in ein Werkzeug eingelegt wird in dem die Platine oder das Stahlblechbauteil gehärtet wird. Zum Erzielen von Bereichen einer geringeren oder ohne Härtung in diesem Bereich verfügt das Werkzeug über mit Gas gespülte Ausnehmungen, wobei diese Gasspülung so vorgenommen wird, dass sich in diesen Bereichen Gaspolster ergeben welche eine Abkühlung mit einer Geschwindigkeit, die über der der kritischen Härtegeschwindigkeit liegt vermindert oder ausschließt sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

[0015] Aus der WO 2006/038868 A1 ist eine Presshärteverfahren bekannt, bei dem eine Platine in einem gekühlten Werkzeug geformt und gekühlt wird, wobei das Werkzeug als Fixierung während des Härtens verwendet wird. Das Werkzeug hat hierzu alternierende Kontaktflächen und Freisparungen die in einem bestimmten Bereich gegen das geformte Produkt drücken, wobei die Kontaktbereiche weniger als 20% der Gesamtfläche ausmachen. Als Ergebnis soll dieser Bereich eine weiche Zone des Endproduktes sein und trotzdem eine gute Dimensionsgenauigkeit besitzen.

[0016] Aus der DE 10 2007 057 855 B3 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine, aus einem beschichteten hochfesten Borstahl hergestellte Platine in einem mehrere Temperaturzonen aufweisenden Ofen zunächst in einer ersten Zone auf eine Temperatur von etwa 803°C bis 950°C homogen erwärmt wird und über eine bestimmte Zeit auf diesem Temperaturniveau gehalten wird. Anschließend wird ein Bereich erster Art der Platine in einer zweiten Zone des Ofens auf eine Temperatur von etwa 550°C bis 700°C heruntergekühlt und über eine bestimmte Zeit auf diesem abgesenkten Temperaturniveau gehalten. Gleichzeitig wird ein Bereich zweiter Art der Platine in einer dritten Zone des Ofens während einer Zeit auf einem Temperaturniveau von etwa 830°C bis 950°C gehalten. Nach dieser Wärmebehandlung wird die Platine in einem Warmformprozess zu einem Formbauteil umgeformt. Hierbei soll das Bauteil mit einer Aluminium-Silizium-Beschichtung ausgebildet sein, wobei auf die beschriebene Weise die Bereiche erster und zweiter Art des Formbauteils unterschiedliche Duktilitätseigenschaften besitzen sollen.

[0017] Aus der DE 10 2006 006 910 B3 ist eine Karosserierahmenstruktur oder Fahrwerksstruktur bekannt welche aus Stahlstrukturbauteilen besteht, wobei zumindest die tragenden Stahlstrukturbauteile als Korrosionsschutzbeschichtung eine Zink-Lamellen-Beschichtungen tragen sollen.

[0018] Aus der DE 10 2004 007 071 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Umformen einer beschichteten Platine bekannt welche aus einem Vergütungsstahl bestehen soll und wobei sie vor dem Umformen über eine erste Wärmebehandlung austenitisiert wird und sich ein Schichtdickenwachstum vollziehen soll. Der Prozess soll dadurch optimiert werden, dass nach einem raschen Abkühlen die wärmebehandelten Platinen zwischengelagert werden, wobei unmittelbar vor dem Umformen zum Bauteil die Platine einer erneuten kurzzeitigen Erwärmung auf Austenitisierungstemperatur unterzogen wird und dass nach erfolgter Gefügeumwandlung das Umformen und Härten der Platine vonstatten gehen soll. Die Erwärmung soll vorzugsweise durch Induktion erfolgen.

[0019] Aus der DE 10 2005 014 298 A1 ist eine Panzerung für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Panzerung durch Warmformung und Presshärtung ausgebildet wird, wobei sich hierdurch mit wenigen Schweißnähten komplexe Panzerungen mit einer angepassten Kontur herstellen lassen sollen.

[0020] Aus der DE 10 2009 052 210 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus Stahlblech mit Bereichen unterschiedlicher Duktilität bekannt, wobei aus einer Blechplatine aus einer härtbaren Stahllegierung entweder ein Bauteil durch Tiefziehen erzeugt wird und das tiefgezogene Bauteil anschließend durch eine Wärmebehandlung zumindest teilaustenitisiert wird und anschließend in einem Werkzeug abschreckgehärtet wird, oder die Platine durch eine Wärmebehandlung zumindest teilaustenitisiert wird und in einem heißen Zustand umgeformt und dabei oder anschließend abschreckgehärtet wird, wobei die Blechplatine eine kathodische Korrosionsschutzbeschichtung auf der Basis von Zink besitzt, wobei in Bereichen einer gewünschten höheren Duktilität des Bauteils zumindest ein weiteres Blech auf der Platine aufgebracht angeordnet ist, so dass die Platine dort während der Wärmebehandlung in einem geringeren Maße aufgeheizt wird als im übrigen Bereich.

[0021] Aus der DE 10 2006 018 406 A1 ist ein Verfahren zum Erwärmen von Werkstücken insbesondere zum Presshärten vorgesehener Bauteile bekannt, wobei dem Werkstück über einen Zeitraum Wärme zugeführt wird um es auf eine vorgegebenen Temperatur zu erwärmen, anschließend wird während der Erwärmung von einem ausgewählten Abschnitt des Werkstücks Wärme abgeführt, so dass die während des Erwärmungszeitraums in dem ausgewählten Abschnitt erreichte Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt. Bei der vorgegebenen Temperatur handelt es sich z. B. um die zur Bildung eines Austenitgefüges beim Presshärten erforderliche Temperatur. Hierbei ist das Werkstück zur Erwärmung in einem Durchlaufofen angeordnet und liegt mit ausgewählten Abschnitten jeweils auf einem Körper auf. Die Körper sind Bestandteile einer im Übrigen nicht gezeigten, in den Durchlaufofen ein- und ausfahrbaren Werkstückhalterung. Bei dem Werkstück kann es sich auch um ein vorgeformtes Blechteil handeln. Die Wärmeaufnahmekapazität der gegen die Abschnitte des Werkstücks anliegenden Körper ist so bemessen, dass die Temperatur dieser Körper bis zum Ende der Aufwärmzeit nur ein unter der genannten Temperaturschwelle liegenden Wert erreicht, so dass während der Erwärmung des Werkstücks Wärme zum Teil in die Körper abfließt. Vor der Wiederverwendung der Haltung kühlen die Körper auf eine vorbestimmte Ausgangstemperatur ab oder werden durch ein Kühlmedium abgekühlt.

[0022] Aus der DE 200 14 361 U1 ist eine B-Säule für eine Karosseriekomponente bekannt, welche aus einem Längsprofil aus Stahl besteht wobei das Längsprofil einen ersten Längenabschnitt mit einem überwiegend martensitischen Werkstoffgefüge und einen zweiten Längenabschnitt höherer Duktilität mit einem überwiegend ferritischen Werkstoffgefüge aufweist, wobei die unterschiedlichen Gefüge dadurch erzielt werden, dass während des Erwärmens des Bauteils bzw. der Platine ein Schutz bzw. Isolationskörper den Bereich, der nicht so stark erhitzt werden soll abdeckt.

[0023] Aus der DE 10 2009 015 013 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen partiell gehärteter Stahlbauteile bekannt, wobei eine Platine aus einem härtbaren Stahlblech einer Temperaturerhöhung unterworfen wird, welche für eine Abschreckhärtung ausreicht und die Platine nach erreichen einer gewünschten Temperatur und ggf. einer gewünschten Haltezeit in ein Umformwerkzeug überführt wird in dem die Platine zu einem Bauteil umgeformt und gleichzeitig abgeschreckt wird oder die Platine kalt umgeformt wird und das durch die Kaltumformung erhaltene Bauteil anschließend einer Temperaturerhöhung unterzogen wird, wobei die Temperaturerhöhung so durchgeführt wird, dass eine Temperatur des Bauteils erreicht wird, die für eine Abschreckhärtung notwendig ist und das Bauteil anschließend in ein Werkzeug überführt wird, in dem das erhitzte Bauteil abgekühlt und dadurch abschreckgehärtet wird, wobei während des Erhitzens der Platine und des Bauteils zum Zwecke der Temperaturerhöhung auf eine zum Härten notwendige Temperatur in Bereichen, die eine geringere Härte und/oder Höhe Duktilität besitzen sollen eine oder mehrere Absorptionsmassen anliegen, wobei jede Absorptionsmasse bezüglich ihrer Ausdehnung und Dicke, ihrer Wärmeleitfähigkeit und ihrer Wärmekapazität so dimensioniert ist, dass der in dem Duktil verbleibende Bereich auf das Bauteil einwirkende Wärmeenergie durch das Bauteil hindurch in die Absorptionsmasse fließt.

[0024] Aus der DE 10 2008 062 270 A1 sind eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum partiellen Härten eines metallischen Werkstücks bekannt, wobei das Werkstück mittels einer Fördereinrichtung in einem Durchlaufofen entlang einer Förderrichtung transportiert und mittels einer Heizeinrichtung partiell erwärmt wird wobei die Heizeinrichtung zumindest eine Heizzone erzeugt die mit dem Werkstück in Förderrichtung bewegt wird. Auf diese Art und Weise kann die von der Heizeinrichtung zur Verfügung gestellte Heizzone mit dem kontinuierlichen in Förderrichtung bewegten Werkstück mitwandern, so dass ausschließlich der in der Heizzone liegende Abschnitt, nicht aber diejenigen außerhalb einer Heizzone liegenden Abschnitte des Werkstücks auf eine vorgegebenen Temperatur, etwa auf die sogenannte Austenitisierungstemperatur von Stahl aufgeheizt werden können.

[0025] Aus der DE 10 2008 030 279 A1 ist eine Warmformlinie bekannt, in der durch die Bearbeitung in mehreren, aufeinander folgenden Stationen die Herstellung eines partiell gehärteten Stahlbauteils möglich sein soll. Bei der Herstellung des partiell gehärteten Bauteils wird dieses unter anderem in einer Erwärmungsstation homogen auf eine Temperatur < AC₃ erwärmt, um anschließend unter eine Infrarot-Lampen-Station verbracht und dort lediglich teilbereichsweise auf eine Temperatur über AC₃ erwärmt zu werden. Auf diese Weise wird beim anschließenden Abkühlvorgang das Stahlbauteil lediglich partiell gehärtet.

[0026] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines partiell gehärteten Stahlbauteils zu schaffen, mit dem derartige Bauteile schnell, kostengünstig und mit hoher Präzision aufgeheizt und erzeugt werden können.

[0027] Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0028] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0029] Es ist darüber hinaus Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, welche einen vereinfachten Aufbau besitzt, eine hohe Durchlaufleistung zulässt, eine präzise partielle Erhitzung ermöglicht und zudem energetisch effektiv ist.

[0030] Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0031] Die Erfinder haben erkannt, dass die bestehenden Verfahren Nachteile besitzen, wobei beim partiellen Pressehärten mittels Absorptionsmassen ein größerer Energiebedarf besteht, da die Absorptionsmassen nach erfolgtem Ofendurchlauf abgekühlt werden müssen, um wiederverwendbar zu sein. Beim partiellen Erwärmen von Platinen, z.B. im Rollenherdofen, ergibt sich keine genaue und wiederholbare Abgrenzung der Übergangsbereiche von hart zu weich, so dass dieses Verfahren eher für durchgängige, duktile Bereiche geeignet ist.

[0032] Beim partiellen Abkühlen im Presshärtewerkzeug ergeben sich erhöhte Taktzeiten durch längere Verweilzeiten im Werkzeug und Maßhaltigkeitsprobleme aufgrund Teileverdrehung beim Abkühlen und Schrumpfen der unterschiedlich temperierten Bereiche. Beim partiellen Anlassen zum Erzeugen eines duktilen Bereichs wird der Zeitbedarf durch den zusätzlichen Prozessschritt erhöht.

[0033] Erfindungsgemäß gelingt es, einen taktzeitneutralen Ablauf mit geringem Energiebedarf zu schaffen, mit dem in genau definierten Teilbereichen beim Presshärten von Karosseriebauteilen bei schneller Deformation im Crashlastfall die beim Crash auftretenden Spannungen gezielt auf das Bauteil verteilt bzw. absorbiert werden.

[0034] Erfindungsgemäß wird hierzu ein im Wesentlichen bzw. vorzugsweise komplett fertig geformtes Bauteil in einem Durchlaufofen auf ca. 700°C zur Ausbildung einer Zink-Eisen-Schicht erwärmt. Nach dem Erreichen der Bauteiltemperatur von ca. 700°C wird das Bauteil getaktet unter dreidimensional konturierte Strahler bewegt und je nach Komplexität der Kontur im Bereich dieses dreidimensional konturierten Strahlers angehoben, so dass der Strahler in dem Bereich, der weiter erhitzt werden soll, von allen Bereichen der Oberfläche angenähert vorzugsweise gleich beabstandet ist. Das Bauteil wird mit dem Strahler in dessen Bereich austenitisiert und insbesondere auf eine Temperatur, die über dem Ac₃-Punkt liegt, erhitzt und insbesondere auf 910°C und darüber erhitzt, während die restlichen Bereiche jedoch der Strahlung nicht ausgesetzt werden und somit unterhalb der Austenitisierungstemperatur verbleiben.

[0035] Im Anschluss an das Erhitzen werden die Bauteile in einem entsprechenden Werkzeug formgehärtet, d.h. ohne wesentliche Formänderungen, lediglich rasch abgekühlt. Die Bauteilbereiche, die mittels des dreidimensional konturierten Strahles auf Austenitisierungstemperatur erwärmt wurden und insbesondere über 900°C erwärmt wurden, werden hierbei in martensitisches Gefüge umgewandelt und erreichen Zugfestigkeiten von etwa 1300 MPa.

[0036] Die Bereiche, die unter der Austenitisierungstemperatur auf ca. 700°C gehalten wurden, können sich nicht in martensitisches Gefüge umwandeln und erreichen die gewünschte Zugfestigkeit zwischen 450 MPa bis 700 MPa.

[0037] Der Einsatz von dreidimensional konturierten Strahlern, welche lediglich teilbereichsweise auf eine Platine einwirken, erfordert ein getaktetes und positionsgenaues Durchfahren der Bauteile durch den Ofen. Beispielsweise wird ein Bauteil alle 15 s getaktet im Ofen von Station zu Station positionsgenau weiter befördert. Für eine positionsgenaue Beförderung werden die Bauteile bevorzugt auf entsprechende Bauteilträger aufgelegt, wobei die Bauteilträger dem Bauteil so angepasst sind, dass eine positionsgenaue Auflegung des Bauteils auf den Träger durch einen Roboter möglich ist und das Bauteil in genau dieser Position auch auf den Bauteilträger verweilt.

[0038] Die Ofentemperatur beträgt zwischen 650°C bis 800°C, bevorzugt 700°C bis 750°C.

[0039] Das Bauteil wird in dem Ofen bis zu einem Bereich bewegt, der eine Aufenthaltszeit des Bauteils im Ofen derart entspricht, dass das Bauteil die gewünschte Temperatur und insbesondere die gewünschten 700°C erreicht hat. Anschließend gelangt das Bauteil in einem Ofenbereich, in dem die dreidimensional konturierten Strahler in gewissen Abständen montiert sind. Das Bauteil verweilt dann jeweils für eine Taktzeit von z.B. 15 s unter dem dreidimensional konturierten Strahler zum weiteren Erwärmen von Teilbereichen des Bauteils auf 900°C, wobei die übrige Ofentemperatur nach wie vor 650°C bis 800°C, vorzugsweise 700°C bis 750°C, vorzugsweise 730°C beträgt.

[0040] Diese vergleichsweise niedrige Ofentemperatur ermöglicht auch bei Störungen ein sehr großes Prozessfenster, da ein Überhitzen der Bauteile durch ein mögliches, schnelles Abschalten der dreidimensional konturierten Strahler und die geringe Ofentemperatur ausgeschlossen werden.

[0041] Um die Randbereiche, in denen der dreidimensional konturierte Strahler auf das Bauteil einwirkt, also die Bereiche zwischen der hohen Temperatur des Bauteils von über 900°C und der niedrigen Temperatur des Bauteils, nämlich 700°C mit hoher Trennschärfe zu bewerkstelligen, können die Bauteilträger, mit denen das Bauteil durch den Ofen gefahren wird, in an sich bekannte Weise mit Absorptionsmassen, also beispielsweise einem Rahmen um den gewünschten härteren Bereich herum versehen sein, wobei die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmekapazität sowie der Emissionsgrad des Materials entsprechend abgestimmt sind. In diesen Bereichen wird dann die Wärmeenergie, die nicht von dem heißeren Bereich in den kälteren Bereich abfließen soll, durch das Bauteil hindurch in die Absorptionsmasse geführt, wodurch eine sehr randscharfe, unterschiedliche Struktur des Bauteils erzielt wird.

[0042] Bei der Erfindung ist hierbei von Vorteil, dass die Absorptionsmassen auf der Rückfahrstrecke der Träger nicht abgekühlt werden müssen und die auf ca. 700°C erhitzten Absorptionsmassen beim Auflegen der Bauteile schon zum Vorwärmen der Bauteile für die in diesem Bereich gewünschten 700°C genutzt werden können. Dies geht sogar so weit, dass die Rückfahrstrecke der Träger im Ofen bzw. in einem unter dem Ofen befindlichen, ebenfalls heißen Bereich stattfindet, so dass der Energieaustrag aufgrund der aus dem Ofen ausgeführten Masse gering gehalten wird.

[0043] Die Bauteile können mittels ihres Trägers, wenn sie die Taktposition eines dreidimensional konturierten Strahlers erreicht haben, angehoben werden, so dass sie nah am Strahler befindlich sind. Der entsprechende dreidimensional konturierte Strahler kann aber auch zum Bauteil hin bewegt werden. Die Erhitzung des Bauteils kann dabei durch einen einzigen Strahler oder getaktet durch mehrere hintereinander befindliche Strahler erfolgen.

[0044] Nach dem Erhitzen des Bauteils in dem genannten Bereich kann das Bauteil, welches nun das gewünschte Temperaturprofil aufweist, aus dem Ofen ausgefördert werden, von einem Manipulationswerkzeug gegriffen und in ein Formhärtewerkzeug überführt werden.

[0045] Selbstverständlich kann anstelle eines Bauteils auch eine ebene Platine oder ein ebener Bereich eines Bauteils mit einem derartigen Strahler mit Temperatur beaufschlagt werden, wobei der Strahler in diesem Fall eben ausgebildet ist, sich ansonsten am Verfahrensablauf jedoch nichts ändert, wobei bei einem ebenen Bereich, der dann das gewünschte Temperaturprofil aufweist, anschließend noch eine Formgebung und nicht nur eine reine Formhärtung erfolgen kann.

[0046] Die dreidimensional konturierten Strahler bzw. die eben ausgebildeten Strahler können hierbei elektrisch oder mittels Gas beheizt werden, wobei es bei einer Beheizung mittels Gas vorteilhaft ist, diese Gasbeheizung so zu kapseln, dass das Bauteil bzw. die Ofenatmosphäre nicht mit Abgasen beaufschlagt werden, um einen Wasserstoffeintrag bzw. eine Wasserstoffversprödung des Materials zu verhindern.

[0047] Dabei umfasst die Erfindung auch Beheizungselemente, die nicht als Strahler ausgebildet sind, sondern gegebenenfalls eine Induktionserwärmung in diesem Bereich durchführen, wobei trotzdem eine entsprechende dreidimensionale Ausgestaltung gewährleistet ist, um eine gleichmäßige Erhitzung in diesem Bereich sicherzustellen.

[0048] Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:

Figur 1:

stark schematisch ein Bauteil mit einem erhitzten Bereich;

Figur 2:

einen Querschnitt durch einen Ofen zum Durchführen des Verfahrens;

Figur 3:

einen stark schematisierten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ofen.

[0049] Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Figuren 1 bis 3) besitzt zumindest einen langgestreckten Durchlaufofen 1 (Figur 3) mit einem Ofenraum 2, der entlang einer Förderrichtung 3 durchfahrbar ist. Hierzu kann in einem Unterflurbereich 4 eine Fördereinrichtung, welche nicht näher gezeigt ist, vorhanden sein, auf welcher Träger 5 für Bauteile 6 förderbar sind. Die Träger 5 sind dabei an der Fördereinrichtung so befestigt, dass sie entlang eines längsorientierten Durchlasses bzw. Schlitzes, der den Unterflurbereich 4 mit dem Ofenraum 2 verbindet, förderbar sind. Im Ofenraum sind in an sich bekannter Weise, z. B. gasbeheizte Ofenstrahlrohre 7 angeordnet, welche Wärme in den Ofenraum 2 abgeben. Auf den Trägern 5 sind die Bauteile 6 angeordnet, welche über die Ofenstrahlrohre 7 erhitzt werden.

[0050] Der Ofenraum 2 ist dabei in zwei Bereiche unterteilt, wobei die Unterteilung nicht räumlich sein muss, beispielsweise mit einer Trennwand. Ein erster Bereich I dient der Erwärmung der Bauteile auf etwa 700°C und besitzt dementsprechend Ofenstrahlrohre 7. Im zweiten Bereich II sind ebenfalls Ofenstrahlrohre 7 vorhanden.

[0051] Zusätzlich zu den Ofenstrahlrohren 7 sind in diesem Bereich die dreidimensional konturierten Strahler 8 vorhanden. Die dreidimensional konturierten Strahler 8 sind dabei beispielsweise von einer Ofendecke 9 mittels entsprechender Mechaniken auf die Bauteile 6 absenkbar. Die Durchführung der Bauteile erfolgt dabei auf den Trägern 5 getaktet, so dass z. B. alle 15 s eine Weiterführung stattfindet und dann ebenfalls für beispielsweise 15 s gehalten wird.

[0052] Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Träger 5 heb- und senkbar zu machen, welches in Figur 3 der äußerst rechte Träger ist, wobei in diesem Fall der dreidimensional konturierte Strahler fest beispielsweise an einer Ofendecke angeordnet ist. Nach dem Ausfahren aus dem Ofen kann ein entsprechend aufgeheiztes Bauteil in ein entsprechendes Formwerkzeug bzw. Formhärtewerkzeug manipuliert werden.

[0053] In Figur 1 ist ein entsprechendes Bauteil zu sehen, wobei ein erhitzter Bereich gezeigt ist.

[0054] In Figur 2 erkennt man den auf das Bauteil abgesenkten Strahler, der vorzugsweise angenähert in allen Bereichen von der Oberfläche des Werkstücks 6 gleich beabstandet ist, so dass eine uniforme Erwärmung möglich ist. Um den Temperaturverlauf zwischen dem erhitzten Bereich 10 und dem darum liegenden erwärmten Bereich 11 möglichst scharf zu gestalten, können in dem Grenzbereich zwischen durch den dreidimensional konturierten Strahler 8 auf geheizter Fläche und der darum liegenden Flächen entsprechend Absorptionsmassen oder eine entsprechend rahmenförmige Absorptionsmasse 12 vorhanden sein. Die Absorptionsmasse sorgt hierbei dafür, dass vom durch den Strahler 8 erhitzten Bereich 10 keine oder möglichst wenig Wärme in den übrigen Bereich 11 sowie in dem Ofenraum gegeben wird. Hierbei kann die Absorptionsmasse 12 in Bereichen, die innerhalb des erhitzten Bereiches duktil bleiben sollen, beispielsweise im Bereich eines nachträglich einzustanzenden Loches 12 a ebenfalls eine Absorptionsmasse besitzen, so dass dieser Bereich duktil verbleibt.

[0055] Das erfindungsgemäße Verfahren läuft vollständig wie folgt ab:

Aus einem Stahlband eines austenitisierbaren Stahles, beispielsweise eines 22MnB5 oder eines vergleichbaren durch Abschreckhärtung härtbaren Stahles wird eine Platine ausgestanzt. Die ausgestanzte Platine wird anschließend in einem üblichen Formgebungsverfahren zu einem Bauteil tief gezogen, wobei dieses Bauteil bereits die dreidimensionale Endkontur des gewünschten Bauteils haben kann oder aber bestimmte Wärmedehnungen oder Dehnungen durch Änderung der Struktur soweit berücksichtigt sind, dass nach einem Abschreckhärteschritt, der jedoch ohne wesentliche weitere Umformung stattfindet, das Bauteil die gewünschte Endkontur und Endgröße hat.

[0056] Dieses Bauteil ist insbesondere ein mit einer Zinkbeschichtung oder auch mit einer Beschichtung auf Basis von Zink versehenes Bauteil.

[0057] Diese Bauteile werden an einer ersten Übergabestation mittels eines Manipulationswerkzeuges auf Ofenträger aufgesetzt. Zu diesem Zwecke können die Bauteile entsprechende Löcher besitzen, durch die Aufnahmestifte oder -bolzen des Trägers greifen. Es ist hierbei wichtig für das Verfahren, dass eine absolut positionsgenaue Auflage des Bauteils auf dem Träger stattfindet, mit einer absolut eindeutig festgelegten Position des Bauteils. Anschließend fährt der Träger in den Ofen ein, wobei im Ofen das Bauteil auf dem Träger zunächst einen ersten Bereich durchläuft, in dem die Ofentemperatur zwischen 650°C und 800°C, insbesondere 700°C bis 750°C und vorzugsweise 730°C beträgt, wobei diese Temperatur durch Ofenstrahlrohre erreicht wird. Die Länge des Ofens bzw. dieses ersten Ofenabschnitts ist dabei so bemessen, dass die Bauteile am Ende dieses Abschnitts eine Temperatur von 700 bis 750°C, vorzugsweise 730°C besitzen.

[0058] Die Durchführung der Bauteile durch den Ofen erfolgt hierbei getaktet. Dies bedeutet, dass ein Ofenträger von Station zu Station um jeweils eine festgelegte Strecke fortbewegt wird und dann an dieser Station, die exakt eingehalten wird, für eine bestimmte Zeit, beispielsweise 15 Sekunden gehalten wird, bevor der Ofenträger mit dem Bauteil zu der nächsten Station exakt fortbewegt wird und dort wiederum eine Haltezeit verbleibt. Nach dem Ofenabschnitt I gelangt der Träger mit dem Bauteil in den Ofenabschnitt II, bei dem über allen oder einem Teil der Taktstationen ein dreidimensional konturierter Strahler angeordnet ist. Nach dem Erreichen der Station wird entweder der dreidimensional konturierte Strahler auf das Bauteil abgesenkt oder das Teil wird angehoben und mit einem vorbestimmten, immer gleichen Abstand zum Bauteil positioniert, wobei das Bauteil in dem vom Strahler überdeckten Bereich mit Wärmestrahlung derart beaufschlagt wird, dass entweder durch einen einzigen Strahler allein oder eine in der Taktfolge hintereinander angeordnete Anzahl von Strahlern soviel Wärmeenergie in das Bauteil eingebracht wird, dass dieser Bereich auf zumindest die Austenitisierungstemperatur (> Ac₃) erhitzt wird. Um die Trennschärfe zwischen erhitztem und nicht erhitztem Bereich möglichst scharf zu gestalten, kann der Ofenträger über einer Absorptionsmasse verfügen, die z. B. als Rahmen um den erhitzten Bereich ausgebildet ist und von der dem Strahler gegenüberliegenden Seite an dem Bauteil anliegt. Wie bereits ausgeführt, kann Wärmeenergie, die vom erhitzten Bereich zum kühleren Bereich fließen will, hierdurch in die Absorptionsmasse abgeleitet werden.

[0059] Nachdem das Bauteil ausreichend auch im erhitzten Bereich erwärmt ist, wird das Bauteil getaktet aus dem Ofen gefördert und umgehend von einem Manipulationswerkzeug aufgenommen und in ein Formhärtewerkzeug überführt. Im Formhärtewerkzeug liegen die Formhärtewerkzeugflächen des Formhärtewerkzeugs an dem Bauteil an und kühlen es rasch ab. Die Abkühlung in zumindest den erhitzten Bereichen (durch die dreidimensional konturierten Strahler) findet mit einer Geschwindigkeit statt, die über der kritischen Härtegeschwindigkeit des jeweiligen Stahlmaterials derart liegt, dass die zunächst austenitische Phase sich im Wesentlichen in Martensit umwandelt und hierdurch eine große Härte erzielt.

[0060] Der Träger, gegebenenfalls mit den Absorptionsmassen versehen, läuft, beispielsweise mit einer Förderkette getrieben, durch den Ofen und nach dem Auslauf aus dem Ofen beispielsweise unterhalb des Ofens entweder in einem gekapselten Unterführbereich oder frei abkühlend wieder zur Übergabestation (zum Anfang des Ofens).

[0061] Da erfindungsgemäß sowohl Träger als auch Absorptionsmassen an sich keiner Kühlung bedürfen, bietet es sich an, Träger, gegebenenfalls mit Absorptionsmasse, in einem gekapselten Bereich rückzuführen, so dass der Träger und die Absorptionsmasse im Ofen nicht erneut mit aufgewärmt werden müssen, sondern vielmehr die bereits warmen Absorptionsmassen zusätzlich Wärmeenergie in das Bauteil eintragen können. Ein Kühlen ist jedoch ebenfalls möglich.

[0062] Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass sich eine solche Vorrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren lässt, wobei auch der steuerungstechnische Aufwand gering ist.

[0063] Zudem ist von Vorteil, dass bei dem Verfahren weniger Wärme aus dem Ofen ausgetragen wird, als bei üblichen Verfahren, was es energetisch effektiver und damit kostengünstiger macht.

[0064] Zudem kann durch die dreidimensional konturierten Strahler die Wärme sehr exakt dosiert in die Bauteile eingebracht werden, so dass die Ergebnisse mit hoher Gleichmäßigkeit reproduzierbar erzielbar sind.

[0065] Die dreidimensional konturiertern Strahler können bei ebenen Blechbauteilen, die einer Nachverformung im warmen Zustand unterworfen werden sollen, oder wenn nur auf ebene Bereiche eines ansonsten konturierten Bauteils eingewirkt werden soll, selbstverständlich auch nur zweidimensional ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

[0066] 

1

Durchlaufofen

2

Ofenraum

3

Förderrichtung

4

Unterflurbereich

5

Träger

6

Bauteil

7

Ofenstrahlrohre

8

dreidimensional konturierten Strahler

9

Ofendecke

10

erhitzter Bereich

11

erwärmter Bereich

12

Absorptionsmasse

12a

einzustanzendes Loch

I

erster Bereich

II

zweiter Bereich

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen partiell gehärteter Bauteile aus Stahlblech, wobei

- ein aus einem härtbaren Stahlblechmaterial kalt geformtes Bauteil in einem Ofen auf eine Temperatur unterhalb der Austenitisierungstemperatur (< Ac₃) aufgewärmt wird und

- in Bereichen, in denen das Bauteil austenitisiert werden soll (> Ac₃) ein Strahler auf das Bauteil einwirkt,

- wobei der Strahler bauteilseitig dreidimensional konturiert derart ausgebildet ist, dass er der Kontur des Bauteils im zu austenitisierenden Bereich angenähert entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler in Arbeitsposition von der Oberfläche des Bauteils über die gesamte zu erhitzende und austenitisierende Fläche gleich beabstandet eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler elektrisch oder mit Gas beheizt wird, wobei die Beheizung derart stattfindet, dass die bauteilseitige Strahlerfläche im Wesentlichen eine einheitliche Temperatur und Strahlungsintensität besitzt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil auf einem Träger angeordnet ist und positionsgenau und getaktet durch den Ofen geführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Beaufschlagen mit Wärmestrahlen die Träger angehoben werden oder die Strahler abgesenkt werden oder die Träger abgesenkt oder der Strahler angehoben wird, je nach dem, in welcher Weise der Träger durch den Ofen geführt wird und hierdurch das Bauteil auf einen gewünschten Abstand zum Strahler gebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Ofen mehrere Strahler in Förderrichtung hintereinander angeordnet sind und die Einwirkung nacheinander mit mehreren Strahlern schrittweise entsprechend des Arbeitstaktes erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Trennschärfe zwischen den austenitisierten und nicht austenitisierten Bereichen am Träger eine Absorptionsmasse angeordnet ist, wobei die Absorptionsmasse im Bereich der austenitisiert ist und dem nicht austenitisierten Bereich am Bauteil anliegt bzw. auf das Bauteil einwirkt, so dass Wärmeenergie die vom austenitisierten Bereich zum nicht austenitisierten Bereich fließen könnte, von der Absorptionsmasse aufgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Absorptionsmassen in Bereichen einwirken, die innerhalb des austenitisierten Bereiches duktil verbleiben sollen, insbesondere in Bereichen in denen nachträglich Löcher eingestanzt werden sollen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile in einer Übergabestation auf jeweils einen Träger positions- und lagegenau übergeben werden, mit dem Träger durch den Ofen durchgeführt werden und am Ende des Ofens lage- und positionsgenau in einer zweiten Übergabestation durch einen Manipulator vom Träger abgenommen und in ein Formhärtewerkzeug überführt und in diesem abgekühlt werden, wobei die Abkühlung des Bauteils mit einer über der kritischen Härtegeschwindigkeit des Stammmaterials des Bauteils derart erfolgt, dass die austenitisierten Bereiche eine martensitische Härtung erfahren.

10. Vorrichtung zum Erzeugen partiell gehärteter Bauteile aus Stahlblech, wobei die Vorrichtung einen langgestreckten Durchlaufofen (1) umfasst mit einem Ofenraum (2) der entlang einer Förderrichtung (3) durchfahrbar ist, wobei hierzu eine Fördereinrichtung vorhanden ist mit der Träger (5) für Bauteile (6) förderbar sind, wobei die Träger (5) an der Fördereinrichtung so angebunden sind, dass sie entlang der Förderrichtung förderbar sind, wobei der Ofenraum eine Temperatur besitzt, die unterhalb der Temperatur liegt, die für die Bildung von Austenit im Stahlblech notwendig ist und im Ofenraum Strahler angeordnet sind, welche teilbereichsweise auf die Stahlbleche einwirkend ausgebildet sind, so dass in dem von den Strahlern beaufschlagten Blechbereich eine Temperatur derart vorhanden ist, dass das Stahlblech in diesem Bereichen austenitisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenraum (2) in zwei Bereiche unterteilt ist, wobei in einem ersten Bereich (I) die Ofenraumtemperatur so bemessen ist, dass die Bauteile auf etwa 700°C erwärmbar sind und der Ofenraum (2) im zweiten Bereich (II) dreidimensional konturierte Strahler (8) besitzt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenraum (2) mit Heizeinrichtungen ausgebildet ist, wobei die Heizeinrichtungen so ausgebildet und geregelt sind, dass die Temperatur des Ofens im Ofenraum (2) zwischen 650°C und 800°C, bevorzugt 700°C bis 750°C, weiter bevorzugt 730°C beträgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensional konturierten Strahler (8) eine bauteilseitige Fläche besitzen, die der Bauteilkontur entspricht, wobei die dreidimensional konturierten Strahler (8) auf durch den Ofen (1) geführte Bauteile (6) absenkbar sind oder die Träger (5) zu den Strahlern (8) anhebbar ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (5) eine Absorptionsmasse (12) in den Bereichen angeordnet ist, in denen die Grenzlinie zwischen mit einem Strahler beaufschlagbaren Bereich und dem übrigen Bereich eines Bauteils besteht, so dass Wärme welche von einem heißeren Bereich des Bauteils zu einem kälteren Bereich des Bauteils fließt von der Absorptionsmasse aufnehmbar ist.

Claims

1. A method for producing partially hardened components of steel sheet, wherein

- a component cold-formed from a hardenable steel sheet material is heated in a furnace to a temperature below the austenitizing temperature (< Ac₃), and

- in areas in which the component is to be austenitized (> Ac₃) a radiator acts upon the component,

- wherein the radiator has a contour on the component side which corresponds approximately to the contour of the component in the area to be austenitized.

2. Method according to claim 1, characterized in that the radiator is adjusted in working position at the same distance from the surface of the component over the entire surface to be heated and austenitized.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the radiator is heated electrically or with gas, wherein the heating takes place in such a way that the component-side radiator surface has essentially a uniform temperature and radiation intensity.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component is arranged on a carrier and is guided through the furnace in a positionally precise and clocked manner.

5. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that, to apply heat rays, the supports are raised or the radiators are lowered or the supports are lowered or the radiator is raised, depending on the manner in which the support is guided through the furnace and thereby, the component is brought to a desired distance from the radiator.

6. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that in the furnace a plurality of radiators are arranged one behind the other in the direction of conveyance, and the action takes place successively with several radiators step by step according to the working cycle.

7. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
an absorption mass is arranged between the austenitized and non austenitized regions on the carrier in order to increase the severity of the separation, the absorption mass contacting the component or acting on the component in the austenitized region and in the non-austenitized region, so that heat energy which could flow from the austenitized region to the non-austenitized region is absorbed by the absorption mass.

8. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that additional absorption masses act in areas which are to remain ductile within the austenitized area, in particular in areas in which holes are subsequently to be punched.

9. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the components are transferred in a transfer station to a carrier in each case positioned and situated exact, are guided with the carrier through the furnace and at the end of the furnace positioned and situated exact in a second transfer station are removed from the carrier by a manipulator and transferred into a mold hardening tool and cooled in the latter, wherein the cooling of the component takes place at a speed above the critical hardening speed of the master material of the component in such a way that the austenitized regions undergo martensitic hardening.

10. A device for producing partially hardened components of steel sheet, the device comprising an elongate continuous furnace (1) with a furnace chamber (2) which can be passed along a conveying direction (3), for which purpose a conveying device is provided with which carriers (5) for components (6) can be conveyed, wherein the carriers (5) are connected to the conveyor device such that they can be conveyed along the conveying direction,
characterized in that the furnace chamber has a temperature which is below the temperature required for the formation of austenite in the steel plate and radiators are arranged in the furnace chamber which are designed to act in a partial manner on the steel plates so that a temperature is present in the sheet metal region which is exposed to the radiators so that the steel sheet is austenitized in these regions,
characterized in that the furnace chamber (2) is partitioned into two regions, the furnace chamber temperature being dimensioned in a first region (I) in such a way that the components can be heated to approximately 700°C, and that the furnace chamber (2) has three-dimensionally contoured radiators (8) in the second region (II).

11. A device according to claim 10, characterized in that the furnace chamber (2) is formed with heating devices, the heating devices being designed and regulated in such a way that the temperature of the furnace in the furnace chamber (2) is between 650°C and 800°C, preferably 700°C to 750°C, more preferably 730°C.

12. A device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the three-dimensionally contoured radiators (8) have a component-side surface which corresponds to the component contour, wherein the three-dimensionally contoured radiators (8) can be lowered on components (6) guided through the furnace (1) or the carriers (5) are formed so that they can be lifted towards the radiators (8).

13. Apparatus according to one of claims 10 to 12, characterized in that an absorption mass (12) is arranged on the carrier (5) in the regions in which the boundary line between a region which can be acted on by a radiator and the remaining region of a component exists, so that heat which flows from a hotter region of the component to a colder region of the component can be absorbed by the absorption mass.

Revendications

1. Procédé pour générer des composants partiellement durcis à partir de tôle d'acier, dans lequel

- un composant formé à froid à partir d'un matériau en tôle d'acier dans un four à une température inférieure à la température d'austénitisation (< Ac3) est chauffé et

- dans les zones où le composant doit être austénitisé (> Ac3) un radiateur agit sur le composant,

- dans lequel le radiateur, du côté du composant, est formé ayant un contour, de telle manière qu'il correspond approximativement au contour du composant dans la zone d'austénitisation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur dans la position de travail est ajusté espacer de manière égale de la surface du composant à travers toute la surface à chauffer et à austénitiser.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le radiateur est chauffé électriquement ou avec du gaz, dans lequel le chauffage a lieu de telle sorte que la surface d'émetteur du côté du composant a une température et une intensité de radiation sensiblement uniforme.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant est disposé sur un support et est guidé précisément positionné et cadencé à travers le four.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour y appliquer des rayons de chaleur, les supports sont élevés ou les radiateurs sont abaissés ou les supports ou le radiateur est élevé en fonction de la manière selon laquelle le support est guidé à travers le four et par cela le composant est amené à une distance souhaitée du radiateur.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le four plusieurs radiateurs sont disposés l'un derrière l'autre dans la direction de transport et l'action est effectuée successivement avec plusieurs radiateurs selon le cycle de travail.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour l'augmentation de la sélectivité entre les zones austénitisées et non austénitisées, une masse d'absorption et disposée sur le support, dans lequel la masse d'absorption se situe au ou agit sur le composant dans la zone qui est austénitisée et dans la zone non austénitisée, de telle manière que l'énergie thermique qui pourrait circuler à partir de la zone austénitisée vers la zone non austénitisée est absorbée par la masse d'absorption.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des masses d'absorption supplémentaires agissent dans des zones qui doivent rester ductiles dans la zone d'austénitisation, en particulier dans des zones où ensuite des trous doivent être poinçonnés.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants, dans un poste de transfert, sont transférés précisément positionnés sur respectivement un support, sont guidés à travers le four avec le support, et à la fin du four, sont enlevés du support par un manipulateur dans un deuxième poste de transfert et transférés, précisément positionnés, dans un outil de durcissement de forme et refroidis dans celui-ci, dans lequel le refroidissement du composant est effectué avec une vitesse supérieure à la vitesse de durcissement critique du matériau de base du composant, de telle manière que les zones austénitisées subissent un durcissement martensitique.

10. Dispositif pour générer des composants partiellement durcis à partir de tôle d'acier, le dispositif comprenant un four continu allongé (1) avec une chambre de four (2) qui peut être traversé le long d'une direction de transport (3), à laquelle fin un moyen de transport est présent, avec lequel le support (5) pour des composants (6) peut être transporté, dans lequel les supports (5) sont reliés au moyen de transport, de telle sorte qu'ils peuvent être transportés le long de la direction de transport,
caractérisé en ce que
la chambre de four présente une température qui est inférieure à la température nécessaire pour la formation d'austénite dans la tôle d'acier, et
des radiateurs sont disposés dans la chambre de four qui sont formés dans des zones partielles agissant sur les tôles d'acier, de telle sorte que dans la zone de tôle sur laquelle les radiateurs agissent une température est présente de telle manière que la tôle d'acier est austénitisée dans cette zone,
caractérisé en ce que
la chambre de four (2) est partitionnée en deux zones, dans lequel dans la première zone (I) la température de chambre de four est dimensionnée de telle manière, que les composants peuvent être chauffés à environ 700°C, et
la chambre de four (2) dans la deuxième zone (II) a des radiateurs profilés en trois dimensions (8).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la chambre de four (2) est formé avec des éléments de chauffage, dans lequel les éléments de chauffage sont conçus et commandés de façon à ce que la température du four dans la chambre de four (2) comporte entre 650°C et 800°C, de préférence 700°C à 750°C, plus préférablement 730°C.

12. Dispositif selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les radiateurs profilés en trois dimensions (8) ont une surface du côté du composant, qui correspond au contour du composant, dans lequel les radiateurs profilés en trois dimensions (8) peuvent être abaissés sur les composants (6) guidées à travers le four (1) ou les supports (5) sont formés pouvant être élevés vers les radiateurs (8).

13. Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'au support (5) une masse absorbante (12) est disposée dans les zones dans lesquelles la ligne frontière existe entre une zone à laquelle un radiateur peut être appliqué et la zone restante d'un composant, de sorte que la chaleur qui circule à partir d'une zone plus chaude du composant vers une zone plus froide du composant peut être absorbée par la masse d'absorption.

Zeichnung