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(11) | EP 4 801 193 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | FERTIGUNGSLINIE EINGERICHTET ZUR INDUKTIVEN ERWÄRMUNG EINES WERKSTÜCKS SOWIE VERFAHREN ZUM AUSTAUSCH ZUMINDEST EINES INDUKTORS EINER FERTIGUNGSLINIE |
| (57) Die Erfindung betrifft eine Fertigungslinie eingerichtet zur induktiven Erwärmung
zumindest eines Werkstücks (4), insbesondere eines im Wesentlichen länglichen Werkstücks
(4), umfassend: zumindest einen Induktor (14) umfassend zumindest einen Erwärmungsbereich
(12) zur Erwärmung des zumindest einen Werkstücks (4), wobei der zumindest eine Induktor
(14) zumindest ein Verbindungsmittel (16) zur Verbindung mit zumindest einer Versorgungseinrichtung
(18) aufweist; zumindest eine Transportvorrichtung (6) zum Transport des zumindest
einen induktiv zu erwärmenden Werkstücks (4), insbesondere in Erstreckungsrichtung
des Erwärmungsbereichs (12); und zumindest eine Versorgungseinrichtung (18) zur Versorgung
des zumindest einen Induktors (14), wobei die zumindest eine Versorgungseinrichtung
(18) mittels zumindest eines Anbindungsmittels (26) mit dem zumindest einen Verbindungsmittel
(16) des zumindest einen Induktors (14) verbindbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls
ein Verfahren zum Austausch zumindest eines Induktors einer Fertigungslinie.
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[0001] Die Erfindung betrifft eine Fertigungslinie eingerichtet zur induktiven Erwärmung zumindest eines Werkstücks, insbesondere eines im Wesentlichen länglichen Werkstücks, umfassend: zumindest einen Induktor umfassend zumindest einen Erwärmungsbereich zur Erwärmung des zumindest einen Werkstücks, wobei der zumindest eine Induktor zumindest ein Verbindungsmittel zur Verbindung mit zumindest einer Versorgungseinrichtung aufweist; vorzugsweise zumindest eine Transportvorrichtung zum Transport des zumindest einen induktiv zu erwärmenden Werkstücks, insbesondere in Erstreckungsrichtung des Erwärmungsbereichs; und zumindest eine Versorgungseinrichtung zur Versorgung des zumindest einen Induktors, wobei die zumindest eine Versorgungseinrichtung mittels zumindest eines Anbindungsmittels mit dem zumindest einen Verbindungsmittel der zumindest einen Induktors verbindbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Austausch zumindest eines Induktors einer Fertigungslinie, insbesondere zumindest eines vorgenannten Induktors.
[0002] Fertigungslinien eingerichtet zur induktiven Erwärmung umfassend zumindest einen Induktor mit einem Erwärmungsbereich sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Ein solcher Induktor kann beispielsweise auch als Durchlauftunnelofen oder Elektroinduktionstunnelofen bezeichnet werden. Derartige Vorrichtungen können dazu genutzt werden, ein Werkstück induktiv zu erwärmen. Als induktive Erwärmungsverfahren werden üblicherweise Verfahren bezeichnet, bei denen die zu erwärmende Fläche eines Materials, insbesondere eines Stahlmaterials, mittels eines in das Werkstück induzierten elektromagnetischen Feldes erwärmt wird.
[0003] Um den mindestens einen Induktor mit einem entsprechenden Strom zu versorgen, verfügt dieser über zumindest ein Verbindungsmittel, welches den Anschluss an eine entsprechende Versorgungseinrichtung, insbesondere an zumindest ein Anbindungsmittel einer Versorgungseinrichtung, ermöglicht.
[0004] Ergänzt wird ein solcher Aufbau in der Regel durch eine Transportvorrichtung, über welche das zumindest eine zu erwärmende Werkstück entlang der Fertigungslinie, insbesondere in Erstreckungsrichtung des zumindest einen Erwärmungsbereichs, befördert werden kann.
[0005] Aus dem Stand der Technik bekannte Fertigungslinien umfassend zumindest einen mit einer Versorgungseinrichtung verbundenen Induktor haben sich allerdings insbesondere hinsichtlich der Produktivität und der Wartungsfreundlichkeit der Fertigungslinie als nachteilig erwiesen.
[0006] So ist der zumindest eine Induktor bei einer herkömmlichen Fertigungslinie regelmäßig starr mit zumindest einer Versorgungseinrichtung verbunden. Im Falle von Wartungsarbeiten, Reparaturen oder einem Austausch des Induktors muss zunächst das Gehäuse bzw. die schützenden Bauteile des Induktors bzw. der Versorgungseinrichtung entfernt werden, um an die Verbindungsmittel bzw. die Anbindungsmittel zu gelangen. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn der Bereich zur Demontage nur schwer oder nicht in ausreichendem Maße zugänglich ist.
[0007] Zudem führt ein aufwändiger Demontagevorgang dazu, dass der zumindest eine Induktor nicht schnell von der zumindest einen Versorgungseinrichtung getrennt werden kann. Dies führt zu Stillstandzeiten der Fertigungslinie, da der Austausch oder die Wartung des Induktors erst nach aufwändiger Demontage erfolgen kann.
[0008] Des Weiteren kann die herkömmliche Verbindung eines Induktors mit einer Versorgungseinrichtung zu einem erhöhten Sicherheitsrisiko führen. Insbesondere wegen der hohen Spannungen und Ströme, die zur Versorgung des Induktors fließen, besteht ein erhebliches Risiko von sicherheitsrelevanten Zwischenfällen, insbesondere während Wartungsarbeiten, Reparaturen oder bei einem Austausch des Induktors.
[0009] Ausgehend davon hat sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Fertigungslinie sowie ein Verfahren zum Austausch zumindest eines Induktors einer Fertigungslinie anzugeben, welche ein effektives Betreiben der Fertigungslinie ermöglichen und die Wartungsfreundlichkeit der Fertigungslinie erhöhen.
[0010] Das zuvor aufgeführte technische Problem wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass das zumindest eine Verbindungsmittel des zumindest einen Induktors und das zumindest eine Anbindungsmittel der zumindest einen Versorgungseinrichtung lösbar miteinander verbindbar sind.
[0011] Hierdurch können in simpler Weise Wartungsarbeiten, Reparaturen oder ein Austausch des zumindest einen Induktors ermöglicht werden.
[0012] Beispielsweise können auch eine Mehrzahl von Induktoren Bestandteil der Fertigungslinie sein und insofern mit der zumindest einen Versorgungseinrichtung oder weiteren Versorgungseinrichtungen verbunden sein.
[0013] Vorzugsweise ist unter einer lösbaren Verbindung zu verstehen, dass das zumindest eine Verbindungsmittel des zumindest einen Induktors und das zumindest eine Anbindungsmittel der zumindest einen Versorgungseinrichtung ohne Abnahme von Gehäuseteilen und/oder im Wesentlichen werkzeuglos voneinander trennbar sind.
[0014] Die zumindest eine Transportvorrichtung ist zum Transport des zumindest einen induktiv zu erwärmenden Werkstücks, insbesondere in Erstreckungsrichtung des Erwärmungsbereichs, ausgebildet. Durch das Vorsehen einer derartigen Transportvorrichtung kann eine über die gesamte Länge des Werkstücks im Wesentlichen einheitliche Erwärmung zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise ist die Geschwindigkeit des zu verfahrenden Werkstücks mittels der Transportvorrichtung variabel einstellbar, wodurch unter anderem auch die thermische Behandlung des Werkstücks verändert werden kann.
[0015] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungslinie ferner Transportmittel zur verschiebbaren Lagerung des zumindest einen Induktors, insbesondere zur Verschiebung des zumindest einen Induktors im Wesentlichen lateral oder orthogonal zu dem zumindest einen Erwärmungsbereich, aufweist. Vorgenannte Transportmittel erlauben eine bewegliche Positionierung des Induktors, wobei die Verschiebung insbesondere lateral oder orthogonal zu dem Erwärmungsbereich erfolgen kann. So kann der Induktor einfach und schnell verschoben werden, um den Induktor aus der Fertigungslinie zu fahren und zu warten, zu reparieren oder auszutauschen.
[0016] Beispielsweise kann es sich bei den Transportmitteln um mechanische und/oder automatisierte Vorrichtungen, wie bspw. etwa Schienen, Rollenbahnen oder ähnliche bewegliche Systeme, handeln, die den Induktor aus der Fertigungslinie fahren können.
[0017] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verbindungsmittel zumindest ein Verbindungsschienenpaar umfasst und/oder dass das zumindest eine Anbindungsmittel zumindest ein Anbindungsschienenpaar umfasst. Hierdurch kann der Induktor mit der Versorgungseinrichtung zuverlässig, insbesondere elektrisch, gekoppelt werden. Beispielsweise umfasst das Verbindungsschienenpaar und/oder das Anbindungsschienenpaar ein elektrisch gut leitendes Material, insbesondere Kupfer. Insbesondere ist das Verbindungsschienenpaar als Kupferverbindungsschienenpaar und das Anbindungsschienenpaar als Kupferanbindungsschienenpaar gebildet. Vorzugsweise sind die jeweiligen Schienenpaare durch eine Isolierung elektrisch voneinander isoliert.
[0018] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungslinie ferner zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung umfasst, und dass die zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anbindungsmittel der Versorgungseinrichtung und das zumindest eine Verbindungsmittel des zumindest einen Induktors miteinander zu verbinden und/oder voneinander zu trennen, insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel und dem Verbindungsmittel herzustellen und/oder zu trennen. Mittels der zumindest einen Verbindungs- und Trenneinrichtung kann sichere und kontrollierte Kopplung zwischen der zumindest einen Versorgungseinrichtung und dem zumindest einen Induktor ermöglicht werden. Bei Bedarf, beispielsweise während Wartungs- oder Reparaturarbeiten, kann die elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Induktor und der zumindest einen Versorgungseinrichtung schnell und zuverlässig unterbrochen werden, ohne dass umfangreiche manuelle Eingriffe oder der Einsatz von Spezialwerkzeugen erforderlich sind.
[0019] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Induktor und zumindest einen der Versorgungseinrichtung mittels der Verbindungs- und Trenneinrichtung, insbesondere mittels eines Steuermittels, im Wesentlichen vollständig herstellbar und/oder im Wesentlichen vollständig lösbar ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Trennung bzw. Verbindung des Induktors von der Versorgungseinrichtung, insbesondere eine automatisierte Trennung bzw. Verbindung. Vorliegend ist insbesondere eine elektrische Trennung bzw. elektrische Verbindung des Induktors mit der Versorgungseinrichtung gemeint. Beispielsweise kann eine Verbindung, insbesondere eine Druckluftverbindung und/oder eine Kühlwasserverbindung, des Induktors mit der Versorgungseinrichtung bestehen bleiben. Diese können beispielsweise jeweils mittels eines flexiblen Schlauchs erfolgen, so dass die Druckluftverbindung und/oder die Kühlwasserverbindung auch bei einem Verschieben des Induktors bestehen bleiben kann.
[0020] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs- und Trenneinrichtung zumindest zwei Backen aufweist, wobei die zumindest zwei Backen, insbesondere pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch, zueinander verschiebbar sind; wobei mittels eines Zusammenfahrens der zumindest zwei Backen eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel und dem Verbindungsmittel herstellbar ist; und/oder wobei mittels eines Auseinanderfahrens der zumindest zwei Backen eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel und dem Verbindungsmittel trennbar ist. Eine solche Ausgestaltung kann in konstruktionstechnisch günstiger Weise eine lösbare und wiederherstellbare elektrische Verbindung zwischen Versorgungseinrichtung und Induktor ermöglichen. Die zumindest zwei Backen sind dabei vorzugsweise zu der Verbindungs- und Trenneinrichtung elektrisch isoliert, so dass die mittels der zumindest zwei Backen transportierten Ströme nicht auf den restlichen Teil der Verbindungs- und Trenneinrichtung übergreifen. Die mindestes zwei Backen ermöglichen über eine Relativbewegung der beiden Backen zueinander eine damit einhergehende Fixierung sowie elektrische Kontaktierung des Verbindungsmittels und des Anbindungsmittels. Beispielsweise sind die zumindest zwei Backen zueinander über pneumatische, hydraulische und/oder elektrische Antriebe verschiebbar. Dies kann beispielsweise über zumindest einen pneumatischen (Hub-)Kolben, über zumindest eine hydraulische Pumpe und/oder über elektrische Aktuatoren ermöglicht werden. Die zumindest zwei Backen erstrecken sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu dem Verbindungsmittel, dem Anbindungsmittel sowie im Wesentlichen parallel zueinander.
[0021] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der zumindest zwei Backen der Verbindungs- und Trenneinrichtung mittels eines Hubkolbens verschiebbar ist, wobei vorzugsweise zumindest eine der zumindest zwei Backen der Verbindungs- und Trenneinrichtung derart flexibel gelagert ist, dass eine mögliche Fehlstellung des zumindest einen Verbindungsmittels und/oder des zumindest einen Anbindungsmittels ausgleichbar ist. Hierdurch wird eine weiter verbesserte Kontaktierung bzw. Verbindung des Verbindungsmittels und des Anbindungsmittels ermöglicht. Insbesondere kann hierdurch auch eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen dem Verbindungsmittel und dem Anbindungsmittel erfolgen, wenn der Induktor hinsichtlich seiner Lage relativ zu der Versorgungseinrichtung eine gewisse Toleranz zu einer idealen Endlage des Induktors aufweist. Eine flexible Lagerung von zumindest einer der zumindest zwei Backen der Verbindungs- und Trenneinrichtung ist vorliegend insbesondere derart ausgestaltet, dass auch eine leichte Schrägstellung des Verbindungsmittel zu dem Anbindungsmittels von zumindest einer der zwei Backen ausgeglichen werden kann.
[0022] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine der zumindest zwei Backen mittels zumindest eines elastischen Elements, insbesondere mittels zumindest eines Gummielements, mit zumindest einer bewegbaren Platte der Verbindungs- und Trenneinrichtung verbunden ist. Mittels zumindest eines Gummielements kann eine flexible Lagerung von zumindest einer der zumindest zwei Backen in konstruktionstechnisch günstiger Weise ermöglicht werden. Beispielsweise kann die zumindest eine der zumindest zwei Backen mit einer Mehrzahl an elastischen Elementen mit einer bewegbaren Platte der Verbindungs- und Trenneinrichtung verbunden sein.
[0023] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs- und Trenneinrichtung zumindest ein Sensormittel aufweist, wobei das zumindest eine Sensormittel Daten erfasst, wobei die Daten indikativ für die Position zumindest einer der zumindest zwei Backen sind. Hierdurch kann der Verbindungszustand, insbesondere der elektrische Verbindungszustand, des zumindest einen Induktors mit der Versorgungseinrichtung überwacht werden.
[0024] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel als dem zumindest einen Induktor zugeordnete Schienenpaare ausgebildet sind, wobei der zumindest eine Induktor verschiebbar auf den Schienenpaaren, beispielsweise mittels Rollen, gelagert ist. Alternativ ist es bevorzugt, dass die Transportmittel als Induktorrollen zur Verschiebung des zumindest einen Induktors ausgebildet ist und beispielsweise eine zu den Rollen korrespondierende Schiene an einem Untergrund angeordnet ist. Ebenfalls können sowohl der Induktor als auch die Versorgungseinrichtung zueinander korrespondierende Führungseinheiten haben. Hierdurch kann eine weiter vereinfachte Verschiebung des Induktors aus der Fertigungslinie heraus ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein Antrieb, insbesondere ein elektrischer Antrieb, vorgesehen werden, welcher den Induktor im Wesentlichen automatisiert verschiebt.
[0025] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das zumindest eine Verbindungsmittel, insbesondere die Verbindungsschienenpaare zumindest teilweise aus einem Gehäuse und/oder einer Abdeckung des zumindest einen Induktors heraus erstrecken, und/oder dass sich das zumindest eine Anbindungsmittel, insbesondere die Anbindungsschienenpaare, zumindest teilweise aus einem Gehäuse und/oder einer Abeckung der Versorgungseinrichtung heraus erstrecken. Dies ermöglicht in konstruktionstechnisch günstiger Weise, dass die zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung, insbesondere die Backen der zumindest einen Verbindungs- und Trenneinrichtung, den Induktor und die Versorgungseinrichtung miteinander elektrisch verbindet, wobei das zumindest eine Verbindungsmittel und/oder das zumindest eine Anbindungsmittel zudem leicht zugänglich ist.
[0026] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse der Verbindungs- und Trenneinrichtung das sich aus einem Gehäuse und/oder einer Abdeckung des zumindest einen Induktors heraus erstreckende Verbindungsmittel, insbesondere die Verbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor und Versorgungseinrichtung im Wesentlichen vollständig umgibt, und/oder dass ein Gehäuse der Verbindungs- und Trenneinrichtung das sich aus einem Gehäuse und/oder einer Abdeckung der zumindest einen Versorgungseinrichtung heraus erstreckende Anbindungsmittel, insbesondere die Anbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor und Versorgungseinrichtung im Wesentlichen vollständig umgibt. Dies ermöglich insbesondere ein sicheres Betreiben der Fertigungslinie, da die unter elektrischen Strom befindlichen Teile der Versorgungseinrichtung und/oder des Induktors während des verbundenen Zustands nicht von außen zugänglich sind. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass das Gehäuse der Verbindungs- und Trenneinrichtung im Wesentlichen ortsfest an der Versorgungseinrichtung angeordnet ist und das aus einem Gehäuse der Versorgungseinrichtung heraus erstreckende Anbindungsmittel im Wesentlichen vollständig umgibt. So kann auch bei einer Trennung des Induktors von der Versorgungseinrichtung ein weiterhin sicheres Betreiben der Fertigungslinie ermöglicht werden.
[0027] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs- und Trenneinrichtung im Wesentlichen ortsfest zu der zumindest einen Versorgungseinrichtung montiert ist. Insbesondere ist die Verbindungs- und Trenneinrichtung an einem Gehäuse der Versorgungseinrichtung angebracht. Hierdurch kann das Anbindungsmittel der Versorgungseinrichtung auch bei einem getrennten Induktor weiterhin gegenüber der Umgebung abgeschirmt werden.
[0028] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Erfassungsmittel eine Funktionsüberprüfung und/oder eine Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors durchführt, wobei zumindest ein Steuermittel den zumindest einen Induktor basierend auf der Funktionsprüfung und/oder der Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors mittels der Transportmittel verschiebt und eine Verbindung des Verbindungsmittels des Induktors zu einem Anbindungsmittel der Versorgungseinrichtung herstellt und/oder trennt. Bei einer Funktionsprüfung kann beispielsweise ein Isolationswert des Induktors gemessen oder die Erwärmungsfunktion des Induktors überprüft werden. Sollte bei einer solchen Funktionsprüfung festgestellt werden, dass die Funktion des Induktors fehlerhaft ist, kann das zumindest eine Steuermittel den jeweiligen Induktor im Wesentlichen automatisiert aus der Fertigungslinie fahren. Beispielsweise weist der zumindest eine Induktor zumindest ein Sensormittel zur Funktionsüberprüfung auf. Bei einer Endlagenerkennung wird insbesondere festgestellt, in welcher Position sich der Induktor befindet, damit die Verbindungs- und Trenneinrichtung erkennt, wann der Induktor die Endlage erreicht hat und die Verbindungs- und Trenneinrichtung dann eine elektrische Verbindung zwischen Induktor und Versorgungseinrichtung herstellen kann. Beispielsweise ist hierzu zumindest ein Sensor zur Endlagenerkennung vorgesehen.
[0029] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungslinie Bestandteil einer Walzlinie, insbesondere einer Warmwalzlinie, ist, und/oder dass die Fertigungslinie Bestandteil einer Wärmebehandlungslinie ist. Insbesondere wird eine vorgenannte Fertigungslinie dann eingesetzt, wenn das Werkstück bei Erreichen der Fertigungslinie bereits seine im Wesentlichen endgültige Form aufweist, jedoch noch bestimmte Eigenschaften des Werkstücks, wie beispielsweise seine Härte, eingestellt werden sollen.
[0030] Das zuvor genannte technische Problem wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Austausch zumindest eines Induktors einer Fertigungslinie, insbesondere zumindest eines Induktors einer vorgenannten Fertigungslinie, umfassend die folgenden Schritte: Trennen des zumindest einen Induktors von einer Versorgungseinrichtung mittels zumindest einer Verbindungs- und Trenneinrichtung; Ausfahren des zumindest eines Induktors mittels Transportmitteln; Einfahren von zumindest des zumindest einen Induktor oder zumindest eines weiteren Induktors mittels Transportmitteln; sowie Verbindung des zumindest einen Induktors oder des zumindest einen weiteren Induktors mit der zumindest einen Versorgungseinrichtung.
[0031] Sich im Zusammenhang mit dem Verfahren ergebende technische Vorteile sowie Ausgestaltungen des Verfahrens lassen sich der vorgenannten Beschreibung im Hinblick auf die Fertigungslinie entnehmen.
[0032] Weitere vorteilhafte, beispielhafte Ausführungsformen der Aspekte der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren zu entnehmen. Die der Anmeldung beiliegenden Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die beiliegenden Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
[0033] In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1a
- eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fertigungslinie mit einem eingefahrenen Induktor;
- Fig. 1b
- eine schematische Seitenansicht des in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiels einer Fertigungslinie mit einem ausgefahrenen Induktor;
- Fig. 2a
- eine schematische Draufsicht eines Ausschnitts des in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiels der Fertigungslinie;
- Fig. 2b
- eine schematische Draufsicht eines Ausschnitts des in Fig. 1b gezeigten Ausführungsbeispiels der Fertigungslinie; und
- Fig. 3
- eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eine Verbindungs- und Trenneinrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
[0034] In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden Bauteile und Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile und Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
[0035] In den Fig. 1a, 1b, 2a und 2b ist ein Ausführungsbeispiel einer Fertigungslinie 2 dargestellt. Die Fertigungslinie 2 ist unter anderem zur induktiven Erwärmung eines vorliegend im Querschnitt im Wesentlichen quadratisch ausgebildeten Werkstücks 4 eingerichtet.
[0036] Das Werkstück 4 wird mittels einer Transportvorrichtung 6 verfahren. Hierzu weist die Transportvorrichtung 6 beispielweise ein Förderband 8 auf, auf welchem das Werkstück 4 angeordnet ist, wobei das Förderband mittel des Motors 10 antreibbar ist.
[0037] Mittels der Transportvorrichtung 6 kann das Werkstück 4 durch einen Erwärmungsbereich 12 eines Induktors 14 verfahren werden. Der Induktor 14 weist ferner ein Verbindungsmittel 16, vorliegend ein Induktorschwert 16, auf, mittels welchem der Induktor 14 mit einer Versorgungseinrichtung 18 elektrisch verbindbar ist. Das Verbindungsmittel 16 ist von einer Abdeckung, bspw. in Form eines Berührschutzes 19, oder von einem Gehäuseteil umgeben und steht gegenüber einem Gehäuse 20 des Induktors 14 hervor.
[0038] Der Induktor 14 kann beispielsweise auf einer Palette 22 angeordnet werden, wobei die Palette 22 verschiebbar auf Transportmitteln 24 angeordnet ist. Die Transportmittel 24 sind vorliegend beispielsweise als mit dem Untergrund verbundene Schienen ausgebildet. Mittels dieser Transportmittel 24 kann der Induktor 14 in Richtung des Pfeils 15 in die Fertigungslinie 2 eingefahren oder aus dieser herausgefahren werden.
[0039] Der Induktor 14 ist mit der Versorgungseinrichtung 18 mittels des Verbindungsmittels 16 verbindbar. Hierzu weist die Versorgungseinrichtung 18 ein Anbindungsmittel 26 auf, welches in einem Gehäuse 28 einer Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 angeordnet ist. Zur Aufnahme des Verbindungsmittels 16 weist das Gehäuse 28 der Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 eine Öffnung 32 auf. Die Versorgungseinrichtung 18 kann mittels Kabeln 34 mit einer externen Stromquelle verbunden werden. Fig.3 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer solchen Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 in einer perspektivischen Darstellung.
[0040] In den Fig. 1a und 2a ist der Induktor 14 mit der Versorgungseinrichtung 18 verbunden. Hierzu ist das Verbindungsmittel 16 des Induktors 14 mittels zwei Backen 36 elektrisch mit dem Anbindungsmittel 26 der Versorgungseinrichtung 18 verbunden. Das Verbindungsmittel 16 und das Anbindungsmittel 26 sind vorliegend jeweils als Schienenpaar mit einer zwischen dem Schienenpaar angeordneten Isolierung ausgebildet.
[0041] Die beiden Backen 36 der Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 sind verschiebbar zueinander gelagert, um das Verbindungsmittel 16 des Induktors 14 und das Anbindungsmittel 26 der Versorgungseinrichtung 18 elektrisch miteinander zu verbinden. Hierzu ist die untere Backe 36 mittels mehrerer Gummielemente 38 mit einer bewegbaren Platte 40 verbunden, wobei die bewegbare Platte 40 mittels Kolbenstangen 42 mit Hubkolben 44 (siehe insbesondere Fig. 3) verbunden ist. Die obere Backe 36 ist mittels einer Mehrzahl von Gummielementen 38 mit einer Platte 46 verbunden, wobei die Platte 46 mittels zweier Streben 48 mit einer Grundplatte 50 der Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 verbunden ist.
[0042] Die Verbindungs- und Trenneinrichtung 30 weist zudem eine Erfassungseinrichtung 52 umfassend zwei Sensormittel 54, wobei die Sensormittel 54 die Position der Kolbenstangen 42 der Hubkolben 44 erfassen. Mittels der Position der Kolbenstangen 42 kann der Zustand der beiden Backen 36, insbesondere ob diese geschlossen oder geöffnet sind, erfasst werden.
[0043] Die in dieser Spezifikation beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen / Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einer Ausführungsform umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Alle Offenbarungen in dieser Spezifikation sind im Hinblick auf alle Kategorien Vorrichtung, Verfahren, Computerprogramm zu verstehen, sodass beispielsweise mit der Beschreibung eines Verfahrensschritt auch eine entsprechende Vorrichtung offenbart ist, die Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrensschritts umfasst, und eine entsprechende Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Verfahrensschritt zu steuern und/oder auszuführen.
[0044] In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung "zumindest teilweise" fallen sowohl der Fall "teilweise" als auch der Fall "vollständig". Die Formulierung "und/oder" soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also "A und/oder B" bedeutet "(A) oder (B) oder (A und B)". Eine Mehrzahl von Einheiten, Personen oder dergleichen bedeutet im Zusammenhang dieser Spezifikation mehrere Einheiten, Personen oder dergleichen. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Einrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.
Bezugszeichenliste
[0045]
- 2
- Fertigungslinie
- 4
- Werkstück
- 6
- Transportvorrichtung
- 8
- Förderband
- 10
- Motor
- 12
- Erwärmungsbereich
- 14
- Induktor
- 15
- Verschieberichtung des Induktors
- 16
- Verbindungsmittel
- 18
- Versorgungseinrichtung
- 19
- Berührschutz
- 20
- Gehäuse des Induktors
- 22
- Palette
- 24
- Transportmittel
- 26
- Anbindungsmittel
- 28
- Gehäuse der Verbindungs- und Trenneinrichtung
- 30
- Verbindungs- und Trenneinrichtung
- 32
- Öffnung der Verbindungs- und Trenneinrichtung
- 34
- Kabel
- 36
- Backen
- 38
- Gummielemente
- 40
- bewegbare Platte
- 42
- Kolbenstange
- 44
- Hubkolben
- 46
- Platte
- 48
- Strebe
- 50
- Grundplatte
- 52
- Erfassungseinrichtung
- 54
- Sensormittel
- zumindest einen Induktor (14) umfassend zumindest einen Erwärmungsbereich (12) zur Erwärmung des zumindest einen Werkstücks (4), wobei der zumindest eine Induktor (14) zumindest ein Verbindungsmittel (16) zur Verbindung mit zumindest einer Versorgungseinrichtung (18) aufweist;
- zumindest eine Transportvorrichtung (6) zum Transport des zumindest einen induktiv zu erwärmenden Werkstücks (4), insbesondere in Erstreckungsrichtung des Erwärmungsbereichs (12); und
- zumindest eine Versorgungseinrichtung (18) zur Versorgung des zumindest einen Induktors (14), wobei die zumindest eine Versorgungseinrichtung (18) mittels zumindest eines Anbindungsmittels (26) mit dem zumindest einen Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) verbindbar ist; dadurch gekennzeichnet,
- dass das zumindest eine Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) und das zumindest eine Anbindungsmittel (26) der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) lösbar miteinander verbindbar sind.
- wobei die Fertigungslinie (2) ferner Transportmittel (24) zur verschiebbaren Lagerung des zumindest einen Induktors (14), insbesondere zur Verschiebung des zumindest einen Induktors (14) im Wesentlichen lateral oder orthogonal zu dem zumindest einen Erwärmungsbereich (12), aufweist.
- wobei das zumindest eine Verbindungsmittel (16) zumindest ein Verbindungsschienenpaar umfasst;
- wobei das zumindest eine Anbindungsmittel (26) zumindest ein Anbindungsschienenpaar umfasst.
- wobei die Fertigungslinie (2) ferner zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) umfasst, und
- wobei die zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anbindungsmittel (26) der Versorgungseinrichtung (18) und das zumindest eine Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) miteinander zu verbinden und/oder voneinander zu trennen, insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) herzustellen und/oder zu trennen.
- wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Induktor (14) und der Versorgungseinrichtung (18) mittels der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) mittels eines Steuermittels im Wesentlichen vollständig herstellbar und/oder im Wesentlichen lösbar ist.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) zumindest zwei Backen (36) aufweist,
- wobei die zumindest zwei Backen (36), insbesondere pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch, zueinander verschiebbar sind; und
- wobei mittels eines Zusammenfahrens der zumindest zwei Backen (36) eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) herstellbar ist; und
- wobei mittels eines Auseinanderfahrens der zumindest zwei Backen (36) eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) trennbar ist.
- wobei zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) mittels zumindest eines Hubkolbens (44) verschiebbar ist,
- wobei zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) derart flexibel gelagert ist, dass eine mögliche Fehlstellung des zumindest einen Verbindungsmittels (16) und/oder des zumindest einen Anbindungsmittels (26) ausgleichbar ist,
- wobei die zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) vorzugsweise mittels zumindest eines elastischen Elements, insbesondere mittels zumindest eines Gummielements (38), mit zumindest einer bewegbaren Platte (40) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) verbunden ist.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) zumindest ein Sensormittel (54) aufweist,
- wobei das zumindest eine Sensormittel (54) Daten erfasst, wobei die Daten indikativ für die Position zumindest einer der zumindest zwei Backen (36) sind.
- wobei die Transportmittel (24) als dem zumindest einen Induktor (14) zugeordnete Schienenpaare ausgebildet sind, wobei der zumindest eine Induktor (14) verschiebbar auf den Schienenpaaren, beispielsweise mittels Rollen, gelagert ist, oder
- wobei die Transportmittel (24) als Induktorrollen zur Verschiebung des zumindest einen Induktors (14) ausgebildet sind.
- wobei sich das zumindest eine Verbindungsmittel (16), insbesondere die Verbindungsschienenpaare zumindest teilweise aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) des zumindest einen Induktors (14) heraus erstrecken, und/oder
- wobei sich das zumindest eine Anbindungsmittel (26), insbesondere die Anbindungsschienenpaare, zumindest teilweise aus einem Gehäuse und/oder einer Abdeckung der Versorgungseinrichtung (18) heraus erstrecken.
- wobei ein Gehäuse (28) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) das sich aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) des zumindest einen Induktors (14) heraus erstreckende Verbindungsmittel (16), insbesondere die Verbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor (14) und Versorgungseinrichtung (18) im Wesentlichen vollständig umgibt, und/oder
- wobei ein Gehäuse (28) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) das sich aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) heraus erstreckende Anbindungsmittel (26), insbesondere die Anbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor (14) und Versorgungseinrichtung (18) im Wesentlichen vollständig umgibt.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) im Wesentlichen ortsfest zu der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) montiert ist.
- wobei zumindest ein Erfassungsmittel eine Funktionsüberprüfung und/oder eine Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors (14) durchführt, und
- wobei zumindest ein Steuermittel den zumindest einen Induktor (14) basierend auf der Funktionsprüfung und/oder der Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors (14) mittels der Transportmittel (24) verschiebt und eine Verbindung des Verbindungsmittels (16) des Induktors (14) zu einem Anbindungsmittel (26) der Versorgungseinrichtung (18) herstellt und/oder trennt.
- wobei die Fertigungslinie (2) Bestandteil einer Walzlinie, insbesondere einer Warmwalzlinie, ist, und/oder
- wobei die Fertigungslinie (2) Bestandteil einer Wärmebehandlungslinie ist.
- Trennen des zumindest einen Induktors (14) von einer Versorgungseinrichtung (18) mittels zumindest einer Verbindungs- und Trenneinrichtung (30);
- Ausfahren des zumindest eines Induktors (14) mittels Transportmitteln (24);
- Einfahren von zumindest des zumindest einen Induktors (14) oder zumindest eines weiteren Induktors (14) mittels der Transportmittel (24); sowie
- Verbindung des zumindest einen Induktors (14) oder des zumindest einen weiteren Induktors (14) mit der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18).
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
- zumindest einen Induktor (14) umfassend zumindest einen Erwärmungsbereich (12) zur Erwärmung des zumindest einen Werkstücks (4), wobei der zumindest eine Induktor (14) zumindest ein Verbindungsmittel (16) zur Verbindung mit zumindest einer Versorgungseinrichtung (18) aufweist;
- zumindest eine Transportvorrichtung (6) zum Transport des zumindest einen induktiv zu erwärmenden Werkstücks (4), insbesondere in Erstreckungsrichtung des Erwärmungsbereichs (12); und
- die zumindest eine Versorgungseinrichtung (18) zur Versorgung des zumindest einen Induktors (14), wobei die zumindest eine Versorgungseinrichtung (18) mittels zumindest eines Anbindungsmittels (26) mit dem zumindest einen Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) verbindbar ist;
- wobei das zumindest eine Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) und das zumindest eine Anbindungsmittel (26) der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) lösbar miteinander verbindbar sind; dadurch gekennzeichnet,
- dass die Fertigungslinie (2) ferner zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) umfasst, und
- dass die zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Anbindungsmittel (26) der Versorgungseinrichtung (18) und das zumindest eine Verbindungsmittel (16) des zumindest einen Induktors (14) miteinander zu verbinden und/oder voneinander zu trennen.
- wobei die Fertigungslinie (2) ferner Transportmittel (24) zur verschiebbaren Lagerung des zumindest einen Induktors (14), insbesondere zur Verschiebung des zumindest einen Induktors (14) im Wesentlichen lateral oder orthogonal zu dem zumindest einen Erwärmungsbereich (12), aufweist.
- wobei das zumindest eine Verbindungsmittel (16) zumindest ein Verbindungsschienenpaar umfasst;
- wobei das zumindest eine Anbindungsmittel (26) zumindest ein Anbindungsschienenpaar umfasst.
- wobei die zumindest eine Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) herzustellen und/oder zu trennen.
- wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Induktor (14) und der Versorgungseinrichtung (18) mittels der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) mittels eines Steuermittels im Wesentlichen vollständig herstellbar und/oder im Wesentlichen lösbar ist.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) zumindest zwei Backen (36) aufweist,
- wobei die zumindest zwei Backen (36), insbesondere pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch, zueinander verschiebbar sind; und
- wobei mittels eines Zusammenfahrens der zumindest zwei Backen (36) eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) herstellbar ist; und
- wobei mittels eines Auseinanderfahrens der zumindest zwei Backen (36) eine elektrische Verbindung zwischen dem Anbindungsmittel (26) und dem Verbindungsmittel (16) trennbar ist.
- wobei zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) mittels zumindest eines Hubkolbens (44) verschiebbar ist,
- wobei zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) derart flexibel gelagert ist, dass eine mögliche Fehlstellung des zumindest einen Verbindungsmittels (16) und/oder des zumindest einen Anbindungsmittels (26) ausgleichbar ist,
- wobei die zumindest eine der zumindest zwei Backen (36) vorzugsweise mittels zumindest eines elastischen Elements, insbesondere mittels zumindest eines Gummielements (38), mit zumindest einer bewegbaren Platte (40) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) verbunden ist.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) zumindest ein Sensormittel (54) aufweist,
- wobei das zumindest eine Sensormittel (54) Daten erfasst, wobei die Daten indikativ für die Position zumindest einer der zumindest zwei Backen (36) sind.
- wobei die Transportmittel (24) als dem zumindest einen Induktor (14) zugeordnete Schienenpaare ausgebildet sind, wobei der zumindest eine Induktor (14) verschiebbar auf den Schienenpaaren, beispielsweise mittels Rollen, gelagert ist, oder
- wobei die Transportmittel (24) als Induktorrollen zur Verschiebung des zumindest einen Induktors (14) ausgebildet sind.
- wobei sich das zumindest eine Verbindungsmittel (16), insbesondere die Verbindungsschienenpaare zumindest teilweise aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) des zumindest einen Induktors (14) heraus erstrecken, und/oder
- wobei sich das zumindest eine Anbindungsmittel (26), insbesondere die Anbindungsschienenpaare, zumindest teilweise aus einem Gehäuse und/oder einer Abdeckung der Versorgungseinrichtung (18) heraus erstrecken.
- wobei ein Gehäuse (28) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) das sich aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) des zumindest einen Induktors (14) heraus erstreckende Verbindungsmittel (16), insbesondere die Verbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor (14) und Versorgungseinrichtung (18) im Wesentlichen vollständig umgibt, und/oder
- wobei ein Gehäuse (28) der Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) das sich aus einem Gehäuse (20) und/oder einer Abdeckung (19) der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) heraus erstreckende Anbindungsmittel (26), insbesondere die Anbindungsschienenpaare bei verbundenem Induktor (14) und Versorgungseinrichtung (18) im Wesentlichen vollständig umgibt.
- wobei die Verbindungs- und Trenneinrichtung (30) im Wesentlichen ortsfest zu der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18) montiert ist.
- wobei zumindest ein Erfassungsmittel eine Funktionsüberprüfung und/oder eine Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors (14) durchführt, und
- wobei zumindest ein Steuermittel den zumindest einen Induktor (14) basierend auf der Funktionsprüfung und/oder der Endlagenerkennung des zumindest einen Induktors (14) mittels der Transportmittel (24) verschiebt und eine Verbindung des Verbindungsmittels (16) des Induktors (14) zu einem Anbindungsmittel (26) der Versorgungseinrichtung (18) herstellt und/oder trennt.
- wobei die Fertigungslinie (2) Bestandteil einer Walzlinie, insbesondere einer Warmwalzlinie, ist, und/oder
- wobei die Fertigungslinie (2) Bestandteil einer Wärmebehandlungslinie ist.
- Trennen des zumindest einen Induktors (14) von einer Versorgungseinrichtung (18) mittels zumindest einer Verbindungs- und Trenneinrichtung (30);
- Ausfahren des zumindest eines Induktors (14) mittels Transportmitteln (24);
- Einfahren von zumindest des zumindest einen Induktors (14) oder zumindest eines weiteren Induktors (14) mittels der Transportmittel (24); sowie
- Verbindung des zumindest einen Induktors (14) oder des zumindest einen weiteren Induktors (14) mit der zumindest einen Versorgungseinrichtung (18).