DE102004027109A1 - Verfahren zur Herstellung eines eine Gravur aufweisenden, temperierbaren Werkzeugs im Wege des Gießens - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zur Herstellung eines eine Gravur aufweisenden, temperierbaren Werkzeugs im Wege des Gießens, wonach ein oder mehrere Rohrleitungen in eine Gießform eingelegt und ggf. in der Gießform fixiert werden und wonach die Rohrleitungen im Zuge des Gießens mit dem Gusswerkstoff zumindest bereichsweise umgossen und in das das Werkzeug bildende Gussstück integriert werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine Gravur aufweisenden, temperierbaren (Umform-)Werkzeugs im Wege des Gießens. – Werkzeug meint hier insbesondere ein Pressenwerkzeug, Schmiedewerkzeug oder auch Werkzeug für die Innenhochdruck-Umformung. Bei dem Werkzeug bzw. Gesenk kann es sich auch um eine Werkzeughälfte bzw. ein Werkzeugteil, z. B. ein Oberwerkzeug oder ein Unterwerkzeug handeln. Jedenfalls handelt es sich um ein Umformwerkzeug bzw. Gesenk mit Gravur (z. B. Gravureinformung und/oder Gravurausformung), d. h. mit einer die Form des zu erzeugenden Bauteils bildenden (Form-)Kontur. Temperierbares Werkzeug meint, dass das Werkzeug im Rahmen seiner Verwendung geheizt oder gekühlt werden kann. Erfindungsgemäß werden insbesondere Werkzeuge für die Metallumformung, z. B. Warmumformung oder Kaltumformung, aber auch Werkzeuge für die Kunststoffformgebung, z. B. für Kunststoffspritzgießmaschinen, umfasst.
• Temperierbare Werkzeuge sind in der Praxis beispielsweise bei der Verarbeitung von Platinenzuschnitten im Wege des Presshärtens bekannt. Die Platinenzuschnitte werden in einem Rollenherdofen erwärmt und anschließend in einer hydraulischen Presse bei etwa 850 °C umgeformt und dabei gezielt abgekühlt. Um eine optimale Kühlwirkung im Werkzeug zu erzielen, sind in das Werkzeug Kühlkanäle integriert. Durch die Kühlkanäle soll es ermöglicht werden, die Oberflächentemperatur in den unterschiedlichen Bereichen des Werkzeugs definiert einzustellen, z. B. niedrigere Temperatur in senkrechten Wandungen wegen der geringeren Normalpressung zu erzeugen. Grundsätzlich sollen gleichmäßige Oberflächentemperaturen mit einer maximalen Abweichung +/– 5 °K eingestellt werden. Der Abstand von der Oberfläche zum tiefsten Punkt des Kühlkanals sollte 20 mm betragen, um einen Durchbruch bei der Umformung zu verhindern. Darüber hinaus sind turbulente Strömungen in den Kanälen zum optimalen Abtransport der Wärme und konturnahe bzw. bauteilnahe Gestaltung der Kühlkanäle vorteilhaft. Die Fertigung derartiger Werkzeuge ist verhältnismäßig aufwendig. Denn um eine entsprechende Gestaltung der Kühlkanäle im Zuge des Bohrens zu erreichen, ist eine Segmentierung des Werkzeugs erforderlich. Die Einzelsegmente werden mit Bohrungen und entsprechenden Stopfen versehen und in den Trennflächen zwischen den Einzelsegmenten werden Dichtungen platziert, um ein Austreten des Kühlmediums zu verhindern.
• Außerdem ist ein beheiztes, vorgespanntes Schmiedegesenk für isothermes Umformen von Metallen bekannt, welches aus einem Gesenkkörper, einem diesen umgebenden, ringförmig angeordneten Keramikkörper und einem die radiale Vorspannung erzeugenden Presskörper besteht. In den Keramikkörper sind induktive Heizspulen eingebettet (vgl. CH 657 548 A5 ).
• Ferner ist die Herstellung von Dampfpressplatten mit integriertem Rohrsystem im Wege des Gießens bekannt. Ausgangspunkt sind zwei schmiedeeiserne Deckplatten von 5 bis 12 mm Dicke mit dazwischen liegendem Röhrensystem, wobei die Platten am äußeren Rand mit zwischengelegten Flacheisen von der Dicke des Röhrensystems vernietet sind. Nach dem Vernieten werden die Zwischenräume mit widerstandsfähigem Metall (Gusseisen, Messing, Rotguss oder Gussstahl) ausgegossen. Das Röhrensystem wird verzinnt, um eine gute Verbindung zwischen dem Metall mit den Röhren zu erhalten, wodurch ein gutes Wärmeleitvermögen hergestellt werden soll (vgl. DE 17425 ).
• Außerdem ist ein heizbares 3-Wege-Ventil aus Gusseisen mit Kugelgraphit bekannt, wobei in das Ventilgehäuse Stahlrohrbögen eingegossen sind, durch welche ein Heizmedium fließt und wie eine Zwangsumlaufheizung wirkt (vgl. H. Gereke-Bornemann: "Enge Kanäle – Verbundgießen", konstruieren + giessen 4/80, Seite 26).
• Aus der DE 39 26 069 C1 ist es bekannt, ein mit Kohlefasern umhülltes Stahlrohr in ein Gusswerkstück aus Sphäroguss einzugießen. Durch die Ummantelung mit Kohlefasern wird erreicht, dass die Ummantelung von dem Gusswerkstoff nicht angegriffen wird, da der Sphähroguss praktisch kohlenstoffgesättigt ist. Auf diese Weise werden in das Gussteil z. B. Hydraulikleitungen integriert.
• Ferner ist es aus der DE 39 17 487 A1 bekannt, als Steigbohrung in einem gegossenen Gießbehälter aus Warmarbeitsstahl ein eingegossenes, gebogenes Rohr vorzusehen, welches aus drei Teilen, nämlich einem geraden Mittelstück und zwei jeweils endseitig an dem Mittelstück angeschweißten 90°-Krümmern, gebildet ist.
• Darüber hinaus kennt man eine Kühlvorrichtung für einen Kondensator, die beispielsweise in Stromrichtergeräten für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge eingesetzt wird. Während des Betriebes der Kondensatoren wird die dabei produzierte Verlustwärme an die Kühlflüssigkeit der eingesetzten Kühlvorrichtung abgeführt. Die Kühlvorrichtung kann entweder gegossen oder mittels spanabhebender Methoden wie Bohren und Fräsen gefertigt werden. Dabei kann ein vorgebogenes Rohr oder vorgefertigtes Rohrsystem für die Kühlkanäle herangezogen und dieses Rohr oder Rohrsystem mit einem gut wärmeleitenden Material, z. B. Aluminium umgossen werden, wodurch die Kühlplatte geschaffen wird (vgl. DE 41 16 960 A1 ).
• Schließlich ist ein gekühlter Ständer für eine elektrische Maschine mit rotierendem Innenläufer bekannt, welcher Ständer wenigstens ein Elektro-Blechpaket und ein oder mehrere, mittels Vergießen angeordnete Kühlrohre aufweist. Dabei sind die Kühlrohre in einen oder mehrere, durch Vergießen wärmeleitenden Materials gebildeten Gusskörper eingebettet. Der Gusskörper kann aus Aluminium oder Zink oder einer Legierung mit Aluminium und/oder Zink gegossen werden (vgl. DE 100 22 146 A1 ).
• Auf die Herstellung temperierbarer Umformwerkzeuge hatten all diese Entwicklungen keinen Einfluss.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eine einfache, kostengünstige und flexible Herstellung temperierbarer Werkzeuge, insbesondere Umformwerkzeuge ermöglicht, wobei die Werkzeuge eine optimale Beheizung und/oder Kühlung ermöglichen und hohen Belastungen Stand halten.
• Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines eine Gravur bzw. Formkontur aufweisenden, temperierbaren Werkzeuges im Wege des Gießens, wonach ein oder mehrere Rohrleitungen in eine Gießform eingelegt und ggf. in der Gießform fixiert werden und wonach die Rohrleitungen im Zuge des Gießens mit dem Gusswerkstoff zumindest bereichsweise umgossen und als Heiz- und/oder Kühlkanäle in das das Werkzeug bildende (einteilige) Gussstück integriert werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gusswerkstoff einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als der Werkstoff der Rohrleitungen. Als (metallischer) Gusswerkstoff kann beispielsweise Gusseisen verwendet werden. Es kann sich um (z. B. austenitisches) Gusseisen mit Lamellengraphit (Grauguss) oder um (z. B. austenitisches) Gusseisen mit Kugelgraphit (Sphäroguss) handeln. Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitzahl vom Gefüge kann durch Auswahl des Gusswerkstoffes mit einem bestimmten Gefüge das Wärmeleitverhalten des Gusstücks beeinflusst werden. Die Rohrleitungen bestehen aus Metall, vorzugsweise aus Stahl. Das Gießen kann mit verlorener Form oder aber mit Dauerform erfolgen. Dadurch, dass der Gusswerkstoff des Werkzeugs einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als der (Stahl-)Werkstoff der Rohre, wird ein Aufschmelzen der äußeren Oberfläche der Rohre sicher verhindert.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die Fertigung eines temperierbaren Formwerkzeugs mit Gravur bzw. Formkontur erheblich vereinfacht werden kann, wenn Heiz- und/oder Kühlkanäle nicht länger im Wege des Bohrens oder Fräsens in das gegossene Werkzeug eingebracht werden, sondern wenn die Heiz- und/oder Kühlkanäle als Rohrleitungen im Zuge des Gießens des Werkzeuges eingegossen und folglich integriert werden. Dabei gelingen selbst aufwendige Kühl- und/oder Heizkanalsysteme, denn im Zuge des Gießens können auch aufwendig geformte und einfach oder mehrfach gebogene Rohrleitungen eingegossen werden, so dass eine hohe Gestaltungsfreiheit besteht. Denn vorzugsweise werden mehrere ein Rohrleitungsbündel bzw. ein Rohrleitungssystem bildende Rohrleitungen eingegossen. Dabei besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die Form der Rohrleitungen und/oder den Verlauf bzw. die Anordnung der Rohrleitungen in der Gießform an die Form der Gravur des zu erzeugenden Werkzeuges anzupassen. Insofern werden optimierte Kühlkreisläufe und/oder Heizkreisläufe geschaffen, ohne dass in fertigungstechnischer Hinsicht Beschränkungen bestehen. Anpassung der Rohrleitungen an die Gravur meint insbesondere, dass zumindest ein Teil der Rohrleitungen zumindest bereichsweise parallel oder nahezu parallel zu einzelnen Gravurbereichen, z. B. zum Gravurboden oder einer Gravurwand, verlaufen. Die Anpassung des axialen Verlaufs der Rohrleitungen an den Konturverlauf der Formkontur des Formwerkzeugs kann bereits vor dem Eingießen in den Gusswerkstoff erfolgen. Auf diese Weise lässt sich eine hohe Effektivität der Wärmeabführung und eine hohe Gleichmäßigkeit der Kühlung über die Fläche der Formkontur erreichen.
• Die Rohrleitungen können zumindest teilweise aus mehreren Rohrleitungsabschnitten bzw. Rohrleitungssegmenten im Wege des Fügens gefertigt werden. Dabei können zwischen den einzelnen Rohrleitungsabschnitten Schweißverbindungen und/oder Kraftschlussverbindungen und/oder Formschlussverbindungen erzeugt werden. Das Kühlkanalsystem bzw. Heizkanalsystem kann folglich aus einer Vielzahl verhältnismäßig einfach geformter Rohrsegmente zu einer komplexen Bauform zusammengefügt werden, welche beispielsweise an die Gravur des Werkzeuges angepasst ist. All dies gelingt in fertigungstechnisch einfacher und insbesondere kostengünstiger Weise. Bei den Rohrsegmenten kann es sich um gerade Rohrsegmente, gebogene Rohrsegmente, T-Stücke, Krümmer etc. handeln. Grundsätzlich kann die Anpassung der Rohrleitungen an den (axialen) Verlauf der Formkontur aber auch durch Biegen (einteiliger Rohre) erfolgen.
• Im Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, die Rohrleitungen einzeln oder in Gruppen in die Gießform einzulegen und innerhalb der Gießform mit Verbindungselementen zu einem Rohrleitungsbündel bzw. -system zusammenzufassen. Vorzugsweise werden die Rohrleitungen aber vor dem Einsetzen in die Gießform mit Verbindungselementen zu einem oder mehreren Rohrleitungsbündel bzw. -system zusammengefasst und dieses Rohrleitungsbündel wird dann insgesamt bzw. als Ganzes in die Gießform eingesetzt und zumindest teilweise eingegossen bzw. umgossen. Folglich wird im Rahmen der Erfindung auf besonders einfache Weise ein vorgefertigtes Kühlkanalsystem bzw. Heizkanalsystem geschaffen, welches dann anschließend als Ganzes umgossen bzw. eingegossen wird.
• Die Verbindungselemente funktionieren im Wesentlichen als Abstandshalter bzw. Distanzelemente und sorgen für eine im Wesentlichen feste Verbindung zwischen den einzelnen Rohrleitungen innerhalb eines Rohrleitungsbündels. Insofern kann es sich beispielsweise um verhältnismäßig einfache Drahtverbindungen oder dergleichen handeln. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Verbindungselemente im Zuge des Gießens in das Werkzeug integriert werden und folglich eingegossen werden und im Werkzeug verbleiben oder auch zerstört werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Verbindungselemente nach dem Gießen außerhalb des Werkzeugs angeordnet sind und ggf. abgetrennt werden. Im Zuge der Vorfertigung des Kühlkanalsystems außerhalb der Gießform werden die Verbindungselemente, welche die relative Lage der einzelnen Rohrleitungen zueinander vorgeben folglich so positioniert und befestigt, dass sie nach dem Gießen außerhalb des eigentlichen Gussstückes bzw. des Werkzeuges angeordnet sind. Dazu können innerhalb der Gießform aber außerhalb des eigentlichen Formbereichs Aufnahmebereiche für solche Verbindungselemente vorgesehen sein.
• Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass häufig ohnehin ein Teil der einzelnen Rohrleitungen so eingegossen werden, dass sie aus dem herzustellenden Werkzeug um ein vorgegebenes Maß vorkragen. Im Bereich dieser vorkragenden Rohrleitungsteile können dann die Verbindungselemente angeordnet und ggf. zusammen mit den vorkragenden bzw. überstehenden Rohrleitungsabschnitten entfernt werden. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn als Verbindungselemente Tragbleche oder dergleichen, mit Tragaufnahmen, z. B. Durchbrechungen verwendet werden, in welche zumindest ein Teil der Rohrleitungen eingelegt bzw. eingespannt werden. Bei diesen Tragblechen kann es sich gleichsam um Haltebleche bzw. Fixierungsbleche mit einer Vielzahl von Durchbrechungen handeln, wobei dann die einzelnen Rohrleitungen jeweils endseitig in ein solches Tragblech eingesetzt werden, so dass die gesamte Rohrleitungskonstruktion zwischen zwei (oder mehr) solcher Tragbleche angeordnet ist. Die Anordnung wird dabei so getroffen, dass die Tragbleche nach dem Gießen außerhalb des Werkzeuges angeordnet sind, so dass sie anschließend ggf. zusammen mit überstehenden Rohrleitungsabschnitten entfernt werden können.
• Von besonderer Bedeutung ist im Übrigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf Heizkanäle bzw. Kühlkanäle mit kreisrundem Querschnitt beschränkt ist, sondern dass Kühlkanäle bzw. Heizkanäle mit beliebigem Querschnitt erzeugt werden können, in dem entsprechende Rohrleitungen mit dem gewünschten, ggf. von der Kreisform abweichenden Querschnitt eingegossen werden. So können im Rahmen der Erfindung Rohrleitungen mit rundem, ovalem oder eckigem Querschnitt, z. B. rechteckigem Querschnitt verwendet werden. Rechteckprofile zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, dass sie gegenüber Rundprofilen bei gleichem Querschnitt eine größere Oberfläche und folglich eine größere Kontaktfläche aufweisen, so dass ein verbesserter Temperaturausgleich, z. B. eine bessere Wärmeabfuhr erfolgen kann. Außerdem können durch Auswahl eines bestimmten Querschnitts turbulente Strömungen erzeugt werden, um den Wärmeübergang weiter zu optimieren.
• Insgesamt besteht auf einfache und kostengünstige Weise die Möglichkeit, temperierbare Werkzeuge zu schaffen, die eine optimale und besonders gezielte Temperierung (z. B. Kühlung) im Einsatz, z. B. im Zuge des Pressens, ermöglichen. Trotz einfacher und kostengünstiger Herstellung ist eine große konstruktive Freiheit hinsichtlich der Gestaltung und Anordnung der Kühlkanäle bzw. Heizkanäle gegeben. Es können selbst bei komplizierten Formen der Kontur gleichmäßige Oberflächentemperaturen erzielt oder aber auch unterschiedliche Oberflächentemperaturen (bzw. Kühlraten) in definierten Bereichen erzielt werden. So kann durch eine Veränderung des Abstandes eines oder mehrerer Rohre zur Oberfläche der Formkontur des Formwerkzeuges gezielt eine über die Formkonturfläche ungleichförmige Kühlung erreicht werden. Dies kann erwünscht sein, wenn ein Pressformteil in bestimmten Bereichen stärker bzw. schneller abgekühlt werden soll, z. B. um lokal unterschiedliche Eigenschaften (z. B. Härte, Zugfestigkeit etc.) des Pressformteils zu erreichen.
• Dabei gelingt durch die Erzeugung turbulenter Strömung in den Kanälen ein optimaler Wärmeaustausch bei gleichzeitig konturnaher Gestaltung der Kühl- bzw. Heizkanäle. Es wird eine hohe Flexibilität auch bei komplexesten Kühlkanalsystemen erreicht, wobei die Fertigung der Rohrleitungen bzw. der Rohrleitungssegmente z. B. im Wege einer Innenhochdruck-Umformung erfolgen kann, so dass auch komplizierte Geometrien verwirklichbar sind. Aufwendige Bohrarbeiten und das Einbringen von Abdichtungen, Stopfen oder dergleichen sind nicht mehr erforderlich. All dies gelingt bei gleichzeitig hoher Stabilität der erzeugten Umformwerkzeuge. Die eingegossenen Rohrleitungen stören die Stabilität selbst komplizierter Umformwerkzeuge mit Gravur nicht, obwohl derartige Werkzeuge häufig Bereiche erheblich unterschiedlicher Dicke usw. aufweisen und häufig hohen Zug-, Druck- und/oder Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind. Insgesamt genügen die Werkzeuge auch in stabilitätsmäßiger Hinsicht allen Anforderungen.
• Im Übrigen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch hervorragend Werkzeuge für das Kunststoff-Spritzgießen herstellen. Denn im Rahmen der Erfindung gelingt die Herstellung von Werkzeugen mit besonders hoher Oberflächenqualität, da keine Segmentierung der Gießform vorgenommen werden muss, so dass das erzeugte Werkzeug frei von Kanten oder dergleichen auf der Oberfläche ist. Dennoch ist – obwohl auf eine Segmentierung verzichtet wird – eine optimale Gestaltung des Kühlkanalsystems möglich.
• Weiter schlägt die Erfindung vor, dass zur Ermittlung des Wärmeübergangs zwischen den Heiz- und/oder Kühlkanälen und dem Gussstück die Heiz- und/oder Kühlkanäle nach dem Gießen erwärmt und die Temperatur der Werkzeugoberfläche (z. B. mit einer Thermokamera bzw. Infrarotkamera) positionsaufgelöst ermittelt wird. Auf diese Weise kann nach dem Gießen des Werkzeugs aber vor der Endbearbeitung eine Überprüfung der Wärmeübertragung und folglich der Funktionsfähigkeit des erzeugten Werkzeuges im Sinne einer Qualitätskontrolle erfolgen. Dazu können nach dem Ausformen Anschnitte, Speiser, Eingüsse etc. entfernt, der Rohling gesandstrahlt und mit Anschlüssen versehen werden. Diese Anschlüsse können dann mit einem Heizaggregat verbunden und der Rohling aufgeheizt werden. Mit einer Infrarotkamera kann dann überprüft werden, ob sich die Oberfläche gleichmäßig bzw. in der gewünschten Form erwärmt, so dass bereits vor der verhältnismäßig aufwendigen Endbearbeitung eine Qualitätsüberprüfung stattfinden kann. Die Messung der Temperaturverteilung kann mit einer üblichen Infrarotkamera erfolgen, wobei zur ortsaufgelösten Messung beispielsweise die Kamera oder aber auch das Werkzeug verfahren werden können. Die Kamera kann dabei für eine gleichzeitige Messung mehrerer Messpunkte (z. B. einer ganzen Zeile) im Sinne einer Linienkamera mit Zeilensensor ausgebildet sein. Durch Wahl eines optimalen Abstandes der Kamera von dem Werkzeug lässt sich mit der Zeilenlänge der Kamera die gesamte Breite des zu untersuchenden Werkzeuges abdecken. Insgesamt kann gleichsam ein Temperaturfeld aus einer Vielzahl von Zeilen und Spalten aufgenommen werden, wobei die Messpunkte anschließend graphisch (z. B. farblich) darstellbar sind. Die Messung erfolgt folglich vorzugsweise berührungslos. Die Temperierung des Werkzeuges kann über ein Heizaggregat erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kanäle mit einem Heizmedium zu beaufschlagen.
• Außerdem ist Gegenstand der Erfindung auch ein (Form-)Werkzeug mit integrierten Rohrleitungen, welches nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Es handelt sich folglich um ein innengekühltes oder innengeheiztes Formwerkzeug mit Kühlkanälen oder Heizkanälen, welches als aus einem Gusswerkstoff bestehendes (einteiliges) Gussteil ausgebildet ist. Die Kühlkanäle sind z. B. durch mehrere voneinander beabstandete Rohre gebildet, die von dem Gusswerkstoff umgossen sind. Der (axiale) Verlauf der Rohre ist an den Konturverlauf der Formkontur angepasst. Bei dem Werkzeug handelt es sich z. B. um ein Pressengesenk oder Schmiedegesenk oder auch um ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug. Das Formwerkzeug kann für das Presshärten von metallischen Pressformteilen ausgebildet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, dass das Formwerkzeug für das Spritzgießen von Kunststoffteilen ausgebildet ist.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
• 1 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Umformwerkzeug und
• 2 eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges.
• In den Figuren ist jeweils ein eine Gravur 1 aufweisendes temperierbares Werkzeug 2 dargestellt, welches im Wege des Gießens gefertigt wurde. Es handelt sich um ein Umformwerkzeug, z. B. ein Pressen- oder Schmiedegesenk mit einer die Gravur 1 bildenden Einformung bzw. Ausnehmung. Es ist erkennbar, dass in das innengekühlte Werkzeug 2 ein aus einer Mehrzahl von Rohrleitungen 3 bestehendes Rohrleitungssystem bzw. Rohrleitungsbündel integriert ist. Im Zuge der Herstellung wurden die Rohrleitungen 3 in eine Gießform eingelegt und anschließend wurden die Rohrleitungen im Zuge des Gießens mit dem Gusswerkstoff umgossen und so in das das Werkzeug bildende einteilige Gussstück 2 integriert. Insofern handelt es sich gleichsam um ein Umformgesenk mit eingegossenem Wärmetauscher. Denn die eingegossenen Rohrleitungen bilden hier Kühlkanäle zur Durchströmung mit einem Kühlmittel.
• Insbesondere in 1 ist erkennbar, dass die einzelnen Rohrleitungen 3 des Rohrleitungsbündels jeweils aus mehreren Rohrleitungsabschnitten bzw. Rohrsegmenten 4a, 4b bestehen, wobei aus geraden Rohrsegmenten 4a und gebogenen Rohrsegmenten 4b jeweils verhältnismäßig aufwendig geformte Rohrleitungen 3 gebildet werden. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Rohrleitungen mit rundem Querschnitt.
• In 2 ist erkennbar, dass das Werkzeug 2 in den Bereichen neben der Gravur 1 jeweils zwei sich im Wesentlichen in Werkzeuglängsrichtung erstreckende, gebogene Rohrleitungen 4c aufweist, wobei diese Rohrleitungen 4c durch eine Vielzahl von Verbindungsrohrleitungen 4d jeweils paarweise miteinander verbunden sind. In diesem Zusammenhang ist erkennbar, dass diese jeweils fünf Verbindungsrohre 4d, von denen nur einige angedeutet sind, als gekrümmte Rohre ausgebildet sind, welche die Kontur 1 gleichsam untergreifen. Bei dieser Ausführungsform bilden die Verbindungsrohre 4d gleichsam Verbindungselemente für die sich in Längsrichtung erstreckenden Rohrleitungen 4c. Die Rohrleitungen 4d verbinden folglich die Strömungsquerschnitte der Rohrleitungen 4c, so dass das gesamte Kühlkanalsystem des Formwerkzeugs über nur eine Zuleitung und eine Ableitung mit Kühlmittel beaufschlagt werden kann.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines eine Gravur aufweisenden, temperierbaren Werkzeugs im Wege des Gießens, wonach eine oder mehrere Rohrleitungen in eine Gießform eingelegt und ggf. in der Gießform fixiert werden und wonach die Rohrleitungen im Zuge des Gießens mit dem Gusswerkstoff zumindest bereichsweise umgossen und als Heiz- und/oder Kühlkanäle in das das Werkzeug bildende Gussstück integriert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wonach der Gusswerkstoff einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als der Werkstoff der Rohrleitungen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wonach als Gusswerkstoff Gusseisen verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wonach Rohrleitungen aus Stahl verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wonach mehrere ein Rohrleitungsbündel bzw. ein Rohrleitungssystem bildende Rohrleitungen eingegossen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wonach die Rohrleitungen zumindest teilweise aus mehreren Rohrleitungsabschnitten im Wege des Fügens gefertigt werden, z. B. durch Schweißverbindungen und/oder Kraftschlussverbindungen und/oder Formschlussverbindungen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wonach die Form der Rohrleitungen und/oder der Verlauf bzw. die Anordnung der Rohrleitungen in der Gießform zumindest bereichsweise an die Form der Gravur des zu erzeugenden Werkzeugs angepasst ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wonach die Rohrleitungen einzeln oder in Gruppen in die Gießform eingelegt und innerhalb der Gießform mit Verbindungselementen zu einem Rohrleitungsbündel bzw. Rohrleitungssystem zusammengefasst werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wonach die Rohrleitungen vor dem Einlegen in die Gießform mit Verbindungselementen zu einem oder mehreren Rohrleitungsbündeln bzw. Rohrleitungssystemen zusammengefasst werden und das Rohrleitungsbündel in die Gießform eingelegt und umgossen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wonach die Verbindungselemente im Zuge des Gießens in das Werkzeug integriert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wonach die Verbindungselemente selbst als Rohrleitungen ausgebildet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wonach die Verbindungselemente nach dem Gießen außerhalb des erzeugten Werkzeugs angeordnet sind und ggf. abgetrennt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wonach als Verbindungselemente Tragbleche oder dergleichen, mit Tragaufnahmen, z. B. Durchbrechungen für die Rohrleitungen verwendet werden, in welche zumindest ein Teil der Rohrleitungen eingelegt bzw. eingespannt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wonach zur Ermittlung des Wärmeübergangs zwischen den Heiz- und/oder Kühlkanälen und dem Gussstück die Heiz- und/oder Kühlkanäle nach dem Gießen erwärmt und die Temperatur der Werkzeugoberfläche, z. B. mit einer Infrarotkamera, positionsaufgelöst ermittelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wonach Rohrleitungen mit rundem, ovalem oder eckigem Querschnitt, z. B. rechteckigem Querschnitt, verwendet werden.
16. Temperierbares Werkzeug mit integrierten Rohrleitungen, hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 15.
17. Werkzeug nach Anspruch 16, welches als Formwerkzeug für die Metallumformung, z. B. für das Presshärten von metallischen Pressformteilen, ausgebildet ist.
18. Werkzeug nach Anspruch 16, welches als Formwerkzeug für das Spritzgießen von Kunststoffteilen ausgebildet ist.