用于导电式加热金属板坯的加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于导电式加热（konduktiven ErwMrmen,传导式加热）金属 板坯的加热装置。
【背景技术】
[0002] 由现有技术已知由金属板坯成形机动车构件、特别是机动车外部构件或者然而还 有机动车结构构件。
[0003] 对此，正是在汽车工业领域实施热成形和加压淬火，用于由可淬硬的钢合金制造 高强度的或者甚至极高强度的构件。
[0004] 为了实施热成形和加压淬火，首先将金属板坯至少局部加热到奥氏体化温度以上 并且然后在该状态下对其变形加工并且通过在压制工具或下游的冷却装置中快速冷却来 淬火。这个过程也作为加压淬火已知。
[0005] 加热到奥氏体化温度以上如同意味着加热到时常超过900°C，从而必需增大的能 量输入。这意味着高的生产费用并且基于损耗的能量就如同意味着相应的环境负担。
[0006] 作为加热方法，导电式加热由现有技术建立，其中，借助通过要加热的板坯传导的 电流，基于电阻而在板坯的内部产生热。这样的方法例如由DE 102 12 819 B4已知。在这 里，在金属板坯的对置的端部上安放有电极，从而金属板坯是一电路的组成部分。由此，通 过以电流加载便在金属板坯中产生热输入。为了不加热或仅在小的程度内加热金属板坯的 有针对性的区域，此外规定：相应地将导电固体安装到板坯上，从而产生电流的漏流。电流 在导电固体的区域中部分分配到所述固体上并且由此不是以全部电流密度流动通过金属 板坯本身，而是也部分流动通过固体。
【发明内容】
[0007] 本发明的任务在于，由现有技术出发阐明一种用于金属板坯的加热方案，利用该 加热方案借助导电式加热能实现经济合理地有针对性地、特别是均匀地加热金属板坯。
[0008] 按照本发明的用于导电式加热具有变化横截面的金属板坯的加热装置，其中，所 述金属板坯是电路的直接组成部分，按照本发明所述加热装置的特征在于，设置有能导电 的补偿体或者说补偿元件，该补偿体或者说补偿元件安放到金属板坯的表面上，其中，所述 金属板坯的横截面积与所述补偿体的横截面积相加得出导电横截面积。
[0009] 由此按照本发明，至少在表面上、优选完全在表面上放置由能导电的材料制成的 补偿元件，从而金属板坯的彼此不同的横截面在与其相关联的不同的加热方面由于电流密 度的集中有针对性地受影响。由此，在本发明的范围内可能的是，个别局部地、优选均匀地 加热具有彼此不同的壁厚度的金属板坯或者然而备选地还有具有恒定的壁厚度但彼此不 同的宽度的金属板坯。在此，彼此不同的宽度可以受金属板坯的相应横截面中的彼此不同 的绝对宽度影响，也可以受金属板坯内部的空隙部、开口或穿透部影响。如果有一部分记入 到与相应相邻的横截面相比更小的壁厚度和/或更小的宽度中，则在这里在金属板坯没有 补偿元件的情况下，更大的电流密度导致更强的加热。在这里，补偿元件本身由补偿元件本 身的较大的横截面积规定对金属板坯的较小的横截面积的补偿，从而通过有针对性地选择 整个得出的电流流过横截面积，有针对性地调节金属板坯的加热在所述区域中实现。在此， 电流通流横截面积相应地由金属板坯的横截面积以及补偿元件的横截面积相加得出。因 此，由此得出起作用的或者说有效的导电横截面积。由此，补偿元件导电地处于金属板坯 上，该补偿元件特别是由钢材料构成。关于导电式加热，在本发明的范围内应理解为在金属 板坯中基于电流流动的一种电阻加热。
[0010] 优选导电横截面积是恒定的，从而得到在整个金属板坯上的均匀加热。在此，漏 磁损耗亦或基于补偿元件与较小横截面积的金属板坯相比横截面积较大之故而造成的少 许偏差在本发明的范围内是可忽略的。
[0011] 另一个本发明主要的优点在于，在补偿元件与相应的电极接触时，特别是在补偿 元件上用于电极的接触区域或接收区域构造有大质量或者构造得相对厚。因此，在该区域 中得出小的电流密度，从而在补偿元件上仅导致少的加热。因此，特别是恰好即使在以相应 的按照本发明的补偿元件加热的负荷率很高时，在电极的接头的区域中也不需要单独的冷 却。
[0012] 按照本发明的加热装置特别是可集成到用于制造热成形的和加压淬火的亦或调 质处理的金属板材构件、优选钢板构件的生产线中，其中，加热可在最短的时间内、特别是 在生产周期内实施。为此，优选所述加热装置固定在工业机器人上，从而该加热装置可用作 操纵器或运输装置。为此，特别是使用加热装置，以便接收一堆亦或一条带的金属板坯并且 将其运输到另一个处理装置、特别是热成形压力机，在运输期间同时进行加热。
[0013] 在本发明的范围内，作为其他积极的效果得出：补偿元件时常具有与金属板坯相 比普遍更大的质量，该质量块同样变热。于是，补偿元件将包括的热能至少部分通过热传导 释放到金属板坯上，由此降低用于纯导电式电阻加热的生产成本。由此，通过在生产期间有 针对性地选择热的补偿元件的横截面积、即选择补偿元件，便可调节在热传导和基于流过 金属板坯本身的电流而实施的导电加热之间的最佳状态。
[0014] 此外，特别优选地补偿元件整面地安放在金属板坯的表面上。为了改善整面的安 放，特别是补偿元件的接触面朝金属板坯凹形地构造。金属板坯则具有向内朝补偿元件的 拱形部。由此，金属板坯朝接触面贴近。
[0015] 此外备选地或者补充地，特别优选在补偿元件上施加相应的挤压力，从而在补偿 元件和板坯之间得出的贴靠面中，间隙减少到零并且由此给出几乎完全的贴靠接触。此 外，特别优选补偿元件是压制工具或调温台的部分，将板坯置入到调温台中并且然后对其 施加相应的挤压力。
[0016] 为了此外强化整面的贴靠，在本发明的范围内规定：在补偿元件中存在负压通道， 从而在以负压加载负压通道时利用抽吸效应将金属板坯吸到补偿元件上。
[0017] 补充地或者备选地可能的是，所述补偿元件具有机械的抓具，例如作为钳部，所述 抓具握持金属板坯的边缘侧。
[0018] 此外，为了将金属板坯在完成运输和/或加热之后取下或推开，优选设置有推压 器或压力推杆，所述推压器或压力推杆将金属板坯逆着保持力在存放位置处推开。
[0019] 此外，优选在本发明的范围内，为了导入电流规定：金属板坯在各对置的端部上可 与电极接触，其中，要么仅接触金属板坯，要么备选地也分别至少部分地通过对置的电极接 触金属板坯以及补偿元件。通过恰好按百分比的分配的相应选择，可能的是，电流密度在与 金属板坯和补偿元件的导入点上这样有针对性地分配，使得在金属板坯的端部区域中也能 实现有针对性地影响导电式加热。优选所述补偿元件设置有电极，从而电流由补偿元件继 续传输到板坯上。
[0020] 此外，特别优选所述补偿元件由抗氧化的钢材料构成或者具有抗氧化的涂层，从 而在运行调温装置期间不生成氧化皮。于是，优选调温装置的接触面与金属板坯导电地接 触。所述补偿元件例如也可以至少部分地由碳或半导体材料构成。
[0021] 补偿元件的横截面积可以通过补偿元件的高度或宽度的有针对性的变化来调节。 此外，特别优选地设置有两个补偿元件，从而金属板坯的上侧或者然而还有下侧、即金属板 坯的两个主表面由各一个补偿元件接触。于是，（在该情况下的两个补偿元件的）横截面 积与金属板坯的横截面积相加地又构成导电横截面积，该导电横截面积在本发明的范围内 完全特别优选是恒定的，以便实现对金属板坯的均匀加热。
[0022] 此外，特别优选在补偿元件的与金属板坯对置的那侧上设置有载荷分配板，该载 荷分配板一方面稳定补偿元件，另一方面在夹装期间有针对性地影响、特别是均匀化施加 到金属板坯上的力。在这里载荷分配板也可以又与相应的补偿元件以及必要时可选地设置 在其中间的绝缘层一起设置到调温台或压机中，从而均匀的贴靠压力或挤压力占优势并且 由此建立导电性能。
[0023] 此外，特别优选在使用两个补偿元件的情况中，所述两个补偿元件的相应的对置 的横截面积可以是彼此不同的。也因此又可能有针对性地调节要实现的加热。
【附图说明】
[0024] 本发明的其他优点、特征、特性和观点是以下说明书的主题。优选的实施变型方案 在附图中描述。这些附图有助于简单地理解本发明。图中：
[0025] 图Ia和b以俯视图和纵剖视图示出要加热的板坯，
[0026] 图2a和b以俯视图和纵剖视图示出与图Ia和b中已知的板坯相匹配的补偿元件，
[0027] 图3示出作为导电式加热装置的图1中的板坯以及图2中的补偿元件，
[0028] 图4a至c以俯视图、纵剖视图和横剖视图示出用于B柱的补偿元件，
[0029] 图5a和b示出彼此不同地加热的B柱以及配属于此的补偿元件，
[0030] 图6a和b以纵剖视图和横剖视图示出按照本发明的补偿元件以及机械夹具，
[0031] 图7示出两个设置在对置侧上的补偿元件，
[0032] 图8示出按照本发明的具有对置的绝缘板的补偿元件，
[0033] 图9示出两个彼此不同大小的补偿元件，
[0034] 图10示出用于加热具有彼此不同的壁厚度的金属板坯的按照本发明的补偿元 件，以及
[0035] 图11示出机器人臂上的用于集成到热成形线中的按照本发明的调温装置。
【具体实施方式】
[0036] 在附图中，相同的附图标记用于相同的或类似的构件，即使出于简化原因取消反 复说明。
[0037] 图1示出要加热的金属板坯1的俯视图以及纵剖视图。为此，金属板坯1具有两 个表面2、3,上侧的表面2以及下侧的表面3。
[0038] 此外，金属板坯1在其整个长度5上具有均匀的壁厚度4。然而，金属板坯1具有 彼此不同的宽度6,从而在一侧上的宽度6. 1明显小于在对置侧上的宽度6. 2,其中，又在空 隙部7的区域中，得出与其不同的由宽度6. 31和6. 32组成的宽度6. 3。于是，相应壁厚度 4与相应的宽度6相乘得出板坯在相应的纵向区段上的横截面积。横截面积在这里基于彼 此不同的宽度6和/或空隙部7而变化。
[0039] 为了补偿金属板坯1的由不同的宽度6以及空隙部7得出的彼此不同的横截面 积，现在按照图2a和b配备补偿元件8,该补偿元件按照图2a的俯视图基本上相应于金属 板坯1的外部尺寸。所述补偿元件同样具有长度9,该长度基本上相应于金属板坯1的长度 5。在这里附加地设置有电流导入面10，从而为了导电式加热可将电流导入到补偿元件8中 并且在与金属板坯1贴靠电接触时也导入到金属板坯1中。此外，补偿元件8也具有空隙 部11，与金属板坯1的该区域中的空隙部7相对应。此外，在补偿元件8中设置有负压通 道12,以便在以加载负压时将金属板坯1向补偿元件8的接触面13上吸引。现在，本发明 的主要部分通过图2b良好地可见。据此，补偿元件8的壁厚度4或深度14在彼此不同的 部位14. 1、14.2、14. 3上这样选择，使得图1中示出的板坯的彼此不