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Die
Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Umformen und/oder Kühlen eines
Bauteils insbesondere aus Stahlblech.
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Es
ist bekannt, Formwerkzeuge, d. h. eine Ober- und eine Unterformwerkzeughälfte die
miteinander korrespondierend einem eingelegten Vorformling oder
einer eingelegten Platine durch das Zusammenfahren der Werkzeughälften eine
Form geben, beispielsweise durch Tiefziehen, mit Wasser zu kühlen, so
dass ein eingelegter heißer
Vorformling oder eine eingelegte heiße Platine insbesondere aus Stahlblech,
umgeformt und gekühlt
wird. Durch die Kühlung
wird bei härtbaren
Stahlblechen eine erwünschte
Härtung
herbeigeführt.
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Üblicherweise
bestehen derartige Formwerkzeughälften
aus gegossenen oder geschmiedeten Materialien, wobei die Formwerkzeughälften je eine
formgebende Fläche
besitzen.
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Um
eine Kühlung
herbeizuführen
ist es bekannt, in derartige Formwerkzeughälften Löcher einzubringen um hierdurch
Kühlkanäle zu erzeugen.
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Hierzu
wird beispielsweise eine Mehrzahl von Bohrungen erzeugt, die im
Wesentlichen parallel zur an sich konturierten formgebenden Fläche die
jeweilige Formwerkzeughälfte
von einer Seite zur gegenüberliegenden
Seite durchgreifen. Um diese Kühlkanäle mit einem
entsprechenden Kühlmedium beaufschlagen
zu können,
wird in einem zweiten Schritt von der der konturierten Fläche gegenüberliegenden
Rückseite
der Formwerkzeughälfte
jeweils im Bereich eines Endes des zuvor eingebohrten Kühlkanals
ein Anschlusskanal bis zum Kühlkanal gebohrt,
so dass der Kühlkanal
von der Rückseite
der Formwerkzeughälfte
durch eine Bohrung mit Kühlmedium
beaufschlagt werden kann, welches durch die andere Bohrung zur Rückseite
der Formwerkzeughälfte
abgeführt
wird. Die offenen Enden oder das offene Ende des Kühlkanals
wird üblicherweise mit
entsprechenden Stopfen bzw. Schließen verschlossen, um ein Austreten
von Kühlmedium
an der Seite des Formwerkzeugs zu verhindern.
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Bei
derartigen bekannten Formwerkzeugen ist von Nachteil, dass die Herstellung
dieser gekühlten
Werkzeughälften
teuer und aufwändig
ist, wobei jedoch die erzielbare Kühlfläche nicht sehr groß ist und
insofern die Kühlung
nicht immer ausreichend effektiv ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Formwerkzeug zu schaffen, welches einfach
und schnell herstellbar ist, und über eine hohe effektive Kühlleistung verfügt.
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Die
Aufgabe wird mit einem Formwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß werden
die Formwerkzeughälften
mehrteilig schalenartig ausgebildet. Hierzu besitzt eine jede Formwerkzeughälfte je
eine Formflächenschale.
Die Formflächenschale
ist das dem Werkstück
am nächsten
liegende Bauteil und besitzt eine Formfläche zum Formen des Werkzeugs, welche
eine der gewünschten
Kontur des Werkstücks
entsprechende oder der Umformung entsprechende konturierte Formfläche besitzt.
Hierbei ist die Formflächenschale
entsprechend dieser Kontur dreidimensional ausgebildet. Dies bedeutet,
dass eine bezüglich
der Formflächenschalenfläche bzw.
-ebene bezogene konkave Ausformung der Formfläche auf der Rückseite
eine entsprechend konvexe Ausformung ist. Die Formflächenschale
besitzt eine, vorzugsweise homogene Dicke von beispielsweise 10 bis
40 mm. Der Formfläche
gegenüberliegend
besitzt die Formflächenschale
eine Rückseite,
wobei die Rückseite über eingefräste Kühlnuten
verfügt.
Die Kühlnuten
besitzen beispielsweise eine Breite von 8 bis 20 mm, wobei die Kühlkanäle beispielsweise
einen u- bzw. rechteckförmigen
Querschnitt haben und zwischen den Kühlkanälen parallel zueinander verlaufende
Stege ausgebildet sind. Die Stege besitzen beispielsweise eine Breite
von 3 bis 15 mm. Je nach Dicke des Materials der Formflächenschale
besitzen die Kühlkanäle eine
Tiefe von 3 bis 10 mm, insbesondere 5 bis 6 mm.
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Die
Formflächenschalen
erstrecken sich beidseitig der eigentlichen Formkontur plattenartig über diese
hinaus und besitzen in diesen Flanschbereichen in regelmäßigen oder
unregelmäßigen Abständen Löcher bzw.
entsprechende Vertiefungen um diese Formflächenschalen mit den jeweiligen Tragformen
verschrauben zu können.
Vorzugsweise sind diese Schraublöcher
auf der Rückseite
von kuppelartigen oder zylinderstumpfartigen Fortsetzen umgeben,
die in entsprechende Ausnehmungen einer Trägerform eingreifen und die
Formfläche
an der Trägerform
zentrieren.
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Die
Tragform ist ein jeweils blockartiges Gebilde, welches eine zur
Formflächenschalenrückseite korrespondierende
Aufnahmefläche
besitzt, welche die Formflächenschale
formschlüssig
aufnimmt. Die Aufnahmefläche
der Tragform und die Kühlnuten
bilden geschlossene Kanäle,
wobei die Stege an der Aufnahmefläche fest anliegen und die Kanäle voneinander
trennen. Im Bereich des Beginns und des Endes der jeweiligen Nuten
die die Kanäle
bilden, besitzt die Tragform je eine Bohrung oder Freisparung die
von einer Rückseitenfläche durchgehend
bis zur Aufnahmefläche
verläuft
und somit die Kühlkanäle flüssigkeitsleitend
mit einer Rückseite
der Tragform verbindet. Im Bereich der Rückseite der Tragform ist jeweils
alle Kühlkanalzulaufkanäle oder
Kühlkanalablaufe
miteinander verbindend je eine sich dementsprechend erstreckende
Wasserkammer vorhanden, welche von Außen mit Wasser beaufschlagt
wird und dieses Wasser in die Zuführkanäle und damit in die Kühlkanäle verteilt.
Die Tragform ist mit ihrer Rückseite
auf eine Formplatte aufgeschraubt, welche die Form trägt. Durch
diese Konstruktion wird also jeweils eine Formwerkzeughälfte geschaffen,
welches eine Formflächenschale
besitzt, wobei die Formflächenschale
eine Formfläche
und rückseitig
Kühlkanalnuten
umfasst, welche dem Verlauf der Kontur des zu kühlenden Werkstücks folgen.
Diese Nuten werden in einfacher Weise durch Fräsen erzeugt und in ebenso einfacher
Weise durch die Tragform hindurch mit Kühlmedium, insbesondere Wasser
beaufschlagt.
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Bei
der Erfindung ist von Vorteil, dass die Kühlkanäle der Kontur der Formfläche und
damit auch der Kontur des Werkstücks
folgen. Im Gegensatz hierzu ist bei dem Stand der Technik eine solche Kühlung nicht
möglich,
da es nicht an allen Stellen einer Form möglich ist entsprechende Kühlkanäle durch
Bohren zu erzeugen. Insbesondere bei komplizierten dreidimensionalen
Formen müssen
die Kühlkanäle entfernt
von der Kontur gebohrt werden. Dies führt dazu, dass derartige Kühlkanäle nach
dem Stand der Technik von der Kontur des Werkstücks unterschiedlich weit entfernt
sind. Hierdurch kommt es zu Wärmeverspannungen
in der Form selber aber auch im Werkstück, was nicht an allen Stellen
gleichmäßig schnell
abkühlt.
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Darüber hinaus
ist von Vorteil, dass die Formflächen
in Schalen in einfacher Weise erzeugt werden können, wobei auf der Rückseite
der Formflächenschale
die Nuten in einfacher Weise durch Einfräsen erzeugt werden können. Darüber hinaus
ist von Vorteil, dass durch die rechteckige Formgebung der Nuten
der durchströmte
Querschnitt im Gegensatz zu runden Bohrungen steigt und hierdurch
die Kühlleistung
effektiv erhöht
werden kann.
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Darüber hinaus
ist von Vorteil, dass bei rechteckigen Nuten es im Bereich der Grenzschicht zwischen
dem fließenden
Kühlmedium
und der Wandung zu Verwirbelungen kommt, so dass eine sich aufbauende
laminare Grenzschicht relativ schnell abreißt und deshalb der Massenstrom
aber auch die Strömungsgeschwindigkeit
steigen können.
Darüber hinaus
behindert der Aufbau einer laminaren Grenzschicht den Wärmeübergang
zwischen Wand und Kühlmedium.
In einfacher Weise können
die eingefrästen
Nuten rau belassen werden oder durch kugel- oder sandstrahlen mit
einer definierten Oberfläche
so ausgestattet werden, dass das Abreißen der laminaren Grenzschicht
provoziert wird.
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Erfindungsgemäß kann als
Material für
die Formflächenschalen
ein Werkzeugstahl oder Grauguss bzw. Stahlfeinguss verwendet werden.
In bevorzugter Weise wird für
die Formflächenschalen
jedoch ein Material gewählt,
welches eine höhere
Wärmeleitfähigkeit
besitzt. Dies sind beispielsweise Bronzelegierungen wie sie insbesondere
von Firma Ampco mit dem Namen Ampcoloy 940 oder Ampcoloy 972 verkauft
werden. Es handelt sich hierbei um Werkstoffe, die im Wesentlichen
aus Kupfer bestehen, wobei zusätzlich
zum Kupfer Chrom, Nickel und Silizium und ggf. andere Begleitmetalle
enthalten sind. Beispielsweise bewegen sich die Chromgehalte derartiger
Spezialwerkstoffe zwischen 0,4 und 1,0 %, der Nickelgehalt zwischen
0 und 2,5 % und der Si-Gehalt zwischen 0 und 0,7 %, wobei beispielsweise
noch Zirkonium in einem Gehalt von 0,12 % enthalten sein kann. Denkbar sind
aber auch andere Kupferlegierungen insbesondere Bronze oder reines
Kupfer.
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Die
Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen hierbei:
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1:
die Formflächenschale
eines erfindungsgemäßen Formwerkzeugs
bzw. einer erfindungsgemäßen Formwerkzeughälfte in
einer Draufsicht auf die Formfläche;
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2:
die Formflächenschale
eines erfindungsgemäßen Formwerkzeugs
bzw. einer erfindungsgemäßen Formwerkzeughälfte in
einer Ansicht auf die Rückseite;
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3:
ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug
mit einem gepressten Werkstück
in einem schematisierten Querschnitt;
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4:
einen weiteren schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug;
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5:
einen schematisierten Längsschnitt durch
das erfindungsgemäße Formwerkzeug.
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Das
erfindungsgemäße Formwerkzeug 1 (5)
besitzt eine obere Formwerkzeughälfte 2 und eine
untere Formwerkzeughälfte 3.
Jede Formwerkzeughälfte
besitzt eine dem Werkstück
zugewandte Formflächenschale 4 und
eine die Formflächenschale 4 tragende
Tragformhälfte 5.
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Eine
Formflächenschale 4 ist
ein plattenartiges Bauteil mit einer Dicke von beispielweise 10
bis 50 mm, wobei jede Formflächenschale 4 einen
Konturbereich 6 besitzt, in dem die Formflächenschale 4 der
Kontur eines Werkstücks,
welches umgeformt werden soll im Wesentlichen entspricht und einen Flanschbereich 7 benachbart
zum Konturbereich 6 mit dem die Formflächenschale 4 an einer
Tragformhälfte 5 befestigt
wird.
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Dementsprechend
besitzt jede Formflächenschale 4 eine
Formfläche 8,
welche einem umzuformenden Werkstück zugewandt ist und eine entsprechend
konturierte Rückseite 9 (2).
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Im
Bereich der Rückseite 9 und
dort im konturierten Bereich 6 besitzt die Formflächenschale 4, Kühlkanäle 10 die
in das Material der Formflächenschale 4 eingefräst oder
in anderer geeigneter Weise eingebracht sind. Die Kühlkanäle 10 besitzen
ein im Wesentlichen rechteckigen oder u-förmigen Querschnitt und können sich
quer oder längs
im konturierten Bereich erstrecken.
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Zwischen
dem konturierten Bereich 6 und dem Flanschbereich 7 kann
die Formflächenschale 4 einen
Klemmbereich 11 besitzen. Der Klemmbereich 11 hat
die Aufgabe, das Werkstück
allseitig möglichst fest
zu halten um sicherzustellen, dass das Werkstück in bestimmten Bereichen
sich bei einer Schrumpfung an die jeweiligen Formflächen 8 anlegt ohne
jedoch Material aus dem Flanschbereich 11 nachzuziehen.
Dementsprechend ist der Klemmbereich 11 vorzugsweise frei
von Kühlkanälen, es
könne jedoch
Kühlkanäle 10a benachbart
zum Klemmbereich 11 derart angeordnet sein, dass der Klemmbereich
von den eigentlichen Kühlkanälen 10 im
konturierten Bereich und Kühlkanälen 10a vom
Flanschbereich 7 her begrenzt wird.
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Um
die Formflächenschale 4 an
den Tragformhälften 5 zu
befestigen sind im Flanschbereich 7 Bohrungen 12 zur
Aufnahme von Schraubbolzen 13 vorhanden. Dementsprechend
verfügen
diese Schraublöcher
im Bereich der Formfläche 8 über Ansenkungen
die so ausgeführt
sind, dass ein Schraubenkopf in der Ansenkung oder in einer entsprechenden
Ausformung so untergebracht werden kann, dass er nicht über die
Formfläche
vorsteht.
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Auf
der Rückseite 9 können die
Schraublöcher 12 umgebend
dom- bzw. kuppel-
oder zylinderstumpfartige Vorsprünge 14 vorgesehen
sein. Die Vorsprünge 14 können in
entsprechende Ausnehmungen 15 in den Tragformhälften 5 (4)
eingreifen und so eine Zentrierung und Stützung der Formflächenschale
an der Tragformhälfte
bewirken. Es können
jedoch auch Zentrier-Vorsprünge bzw.
korrespondierende Zentrier-Ausnehmungen auch außerhalb von Schraublöchern vorgesehen
sein.
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Die
Tragformhälften 5 (3)
sind beispielsweise blockartig ausgebildet und besitzen im geschlossenen
Zustand der Form (3) zueinanderweisende Aufnahmeflächen 16 zur
Aufnahme der Formflächenschalen
und diesen gegenüberliegend Rückseiten 17.
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Die
Aufnahmeflächen 16 besitzen
eine Kontur die der Rückseitenkontur
der Formflächenschalen 4 entspricht.
Das bedeutet, dass die Formflächenschalen 4 im
montierten Zustand auf den Aufnahmeflächen 16 formschlüssig anliegen.
Hierdurch bilden die Kühlkanäle 10 bzw.
die Nuten in der Rückseite der
Formflächenschalen 4 und
die Aufnahmeflächen 16 Kühlkanäle. Um die
Kühlkanäle 10 mit
einem Kühlmedium
durchströmen
lassen zu können,
ist bezüglich
der Längserstreckung
der Kühlkanäle 10 in einem
Anfangsbereich 18 eines jeden Kühlkanals von der Rückseite 17 der
Tragformhälfte 5 bis
zur Aufnahmefläche 16 durchgehend
ein Zulaufkanal 19 eingebracht, der in den Kühlkanal 10 einmündet. Bezogen
auf die Längserstreckung
des Kanals 10 ist in einem Endbereich 20 von der
Rückseite 17 der
Tragformhälfte 5 je
ein Ablaufkanal 21 eingebracht.
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Um
alle Zulaufkanäle 19 bzw.
alle Ablaufkanäle 21 gleichmäßig mit
Wasser versorgen zu können
bzw. abfließendes
Kühlwasser
bzw. Kühlmedium abführen zu
können,
ist von der Rückseite 17 der Tragformhälfte 5 je
eine durchgehende Zulaufkammer 22 oder Ablaufkammer 23 die
benachbart zueinander und parallel zueinander verlaufen angeordnet sind,
eingebracht, insbesondere eingefräst oder freigespart. Die Zulaufkanäle 19 bzw.
Ablaufkanäle 21 verlaufen
vom Boden dieser Kammern 22, 23 zur Aufnahmefläche 16.
Hierbei kann je ein Zulauf- bzw. Ablaufkanal 19 bzw. 21 für jeden
Kanal 10 vorgesehen sein. Die Zulauf- bzw. Ablaufkanäle 19, 21 können jedoch
auch breit schlitzartig ausgebildet sein und jeweils eine Mehrzahl
von Kanälen
mit Kühlmedium
beaufschlagen.
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Im
Bereich der Schraublöcher 12 bzw.
der Schraubbolzen 13 besitzt jede Tragformhälfte 5 entsprechende
Gewindebohrungen 24 zur Aufnahme der Schrauben 13.
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Im
Bereich der Rückseite 17 besitzt
jede Tragformhälfte 5 zudem
entsprechende Schraublöcher 25 um
jede Tragformhälfte 5 mit
einer Formgrundplatte 26 fest zu verschrauben, die Formgrundplatten 26 tragen
die Formen und sind an entsprechende Bewegungseinrichtungen derart
angeschlossen, dass die Tragformhälften 5 mit den darauf
montierten Formflächenschalen 4 aufeinander
zu und voneinander weg bewegt werden können.
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Die
Kammern 22, 23 von dem die Zulaufkanäle 19 bzw.
Ablaufkanäle 21 ausgehen,
sind im Bereich von Seitenwandungen der Tragformhälften 5 aus
den jeweiligen Tragformhälften 5 mit
entsprechenden Anschlusselementen 27 herausgeführt um die
Tragformhälften
entsprechend an die Wasserversorgung bzw. Kühlmittelversorgung und die
Kühlmittelabfuhr
anzuschließen
(5).
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Um
die Temperaturen des Werkstücks
bzw. der Formflächenschalen 4 erfassen,
können
Temperaturfühler
(5) vorhanden sein. Zudem können im Bereich aller Verschraubungen
umlaufende Dichtungen vorhanden sein, um die Dichtigkeit des Systems
herzustellen.
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Die
Formflächenschalen 4 werden
aus einem Werkzeugstahl oder aus einem Gussmaterial ausgebildet.
Vorzugsweise sind diese Formflächenschalen
aus einer Kupferlegierung, aus einer Bronze oder einem reinen Kupfer
ausgebildet. Die Tragformhälften 5 sind
aus einem Gussmaterial wie Grauguss oder Stahlguss ausgebildet.
Da die Tragformhälften jedoch
selbst keine besonders hohe thermische Belastung erleiden, ist es
bei entsprechender Dimensionierung auch möglich, die Tragformhälften 5 aus Kunststoffmaterial
beispielsweise Polyamid, Polyethen oder Polypropen auszubilden.
Zudem können faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe
verwendet werden. Dies ermöglicht
eine besonders leichte aber auch stabile Ausbildung.
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Bei
der Erfindung ist von Vorteil, dass in einfacher kostengünstiger
Weise eine Form mit einer erheblich verbesserten Wärmeabfuhr
herstellbar ist. Dies führt
zu Formteilen mit gleichmäßigen Eigenschaften
und zu erheblich höheren
Taktzeiten, da die Abkühlung
schneller vonstatten geht. Ferner werden sowohl die Form als auch
das Bauteil selber weniger durch Wärmespannungen beaufschlagt
die durch unterschiedliche Kühlleistungen
im Querschnitt der Form hervorgerufen werden.
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Wie
man aus den Zeichnungen ersehen kann, ist die Länge der Kühlkanäle relativ kurz und insbesondere
auf den konturierten Bereich 6 beschränkt. Herkömmliche Kühlkanäle die durch die gesamte Form
laufen, sind erheblich länger.
Hierdurch wird bei der Erfindung eine kurze Kühllänge bzw. Kanallänge erreicht,
wodurch darüber
hinaus ein geringer Druckverlust erreicht wird. Die Dimension bzw.
Abmessungen der Kühlkanäle sind
exakt ausgerechnet auf den Energieaufwand der für eine effektive Abführung der
Wärme notwendig
ist, abgestimmt. Dadurch das eine kurze Kühllänge der Kanäle erreicht wird, ist auch
die Temperaturverteilung im gekühlten
Bereich sehr homogen, so dass Bauteilverzug aber auch Formenverzug
vermieden wird.
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Das
erfindungsgemäße Kühlsystem
hat sich in Versuchen als so effizient herausgestellt, dass das Kühlwasser
nicht wie bei herkömmlichen
Formen sehr weit heruntergekühlt
werden muss, sondern beispielsweise mit Temperaturen von 20 bis
50°C ohne weiteres
verwendbar ist. Selbst mit derart warmen Wasser wird nach dem ersten
Einlegen eines warmen Formstücks
eine stabile Prozesstemperatur, d. h. eine Temperatur die beim Umformen
der Werkstücke
sich in der Form auf Dauer einstellt, schon nach den ersten fünf Umformgängen erreicht.
Dies bedeutet, dass sehr rasch ein stabiler gewünschter Prozess herbeigeführt wird,
so dass auch hier eine sehr gute Homogenität von Bauteil zu Bauteil erzielt
wird. Zudem wird durch die Verwendung eines relativ warmen Kühlwassers
der Kühlaufwand
und damit der Energieaufwand in einem sehr großen Umfang reduziert. Zur Herabkühlung des
Kühlwassers
bzw. des Kühlmediums
können
relativ einfache Kühlanlagen
verwendet werden, beispielsweise angeströmte Wasserkühler (Radiatoren) oder kleine
Kühlturmeinheiten.
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Dadurch,
dass die Formflächenschale
relativ dünn
ist, im Gegensatz zu herkömmlichen
Formwerkzeuge und zudem auf der Rückseite eine Vielzahl von Kühlnuten
eingefräst
ist; wobei zwischen den Kühlnuten
die verbleibenden Stege Kühlrippen
ausbilden, ist die Wärmekapazität relativ
gering. Damit wird sehr schnell eine Betriebstemperatur erreicht, die
nur durch die Menge und die Temperatur des durchströmenden Wassers
bestimmt wird. Hierdurch ist es möglich, die angestrebte stabile
Be triebs- bzw. Prozesstemperatur schnell zu erreichen und somit schon
von Anfang an für
eine gleichmäßige Produktion
zu sorgen. Dies wird noch verstärkt,
wenn ein Werkstoff (Bronze, Kupfer, Apcoloy) mit geringerer Wärmekapazität und höherer Wärmeleitfähigkeit
als die herkömmlichen
Werkstoffe (Stahl, Stahlguss) verwendet wird.
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Die
Stege bzw. Kühlrippen
zwischen den Nuten liegen zwar an der Aufnahmewandung der Tragformhälfte 5 an,
da hier jedoch das Material nicht homogen verläuft sondern die Stege auf der
Aufnahmewandung aufstehen, erfolgt hier ein Bruch in der Wärmeleitung,
so dass die Wärme
aus der Formflächenschale
nur sehr schlecht an die Tragformhälfte weitergegeben wird. Dies
bedeutet, dass die Tragformhälfe
thermisch wenig belastet wird und deswegen auch aus weniger temperaturbeständigen Materialien
ausgebildet werden kann. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden,
wenn zwischen der Formflächenschale
und der Tragformhälfte
eine Dichtung vorgesehen wird.
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Werkzeugbeschreibung:
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Auf
einen Trägerguss
aus Grau- oder Stahlguss, in dem die Wasserkammern schon mit eingegossen
sind, werden Formschalen auf Ober und Unterteil aus einer Ampcolegierung
oder, je nach Anforderung, auch aus Werkzeugstahl aufgeschraubt.
Material Dicke der Schalen zwischen 10 mm und 40 mm, je nach Anforderung
und Blechdicke des zu härtenden
Stahlteiles.
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In
die Formschalen werden von hinten Kühlkanäle in gleichmäßigem Abstand
zueinander eingefräst,
die Kühlkanäle in den
Schalen werden durch Bohrungen in dem Grundträger mit den Wasserkammern verbunden.
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Wasserkreislauf:
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An
die Kühlkammern
im Trägerwerkzeug werden
Wasserschläuche
an Zu- und Abflusskammern angeschlossen, dann wird das Wasser mittels Druck
in die Zuflusskammern, über
die Zuflussbohrungen weiter in die gefrästen Kühlnuten, durch die Abflussbohrungen
in die Abflusskammer und wieder zurück in den Kühltank geleitet, wobei die
Wärmeabfuhr
des zu Härtenden
Stahlteiles in sehr schnellen Intervallen und sehr gleichmäßig erfolgen
kann, und dadurch auch die optimale Presshärtung des Stahlteiles gewährleistet
ist.
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Vorteile gegenüber den
bekannten Form/Presshärte/und
Werkzeugvarianten:
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- • In
die Form/Kühlschalen
werden von hinten Kühlkanäle eingefräst, die
Kühlkanäle können, im Gegensatz
zu Kühlbohrungen
bei den bekannten Form und Härtewerkzeugen,
in einem paralellem Abstand zur Oberflächengeometrie (AUCH BEI NEGATIVRADIEN)
eingebracht werden, wobei eine gleichmäßige Temperaturableitung und
somit auch eine gleichmäßige Härtung des
Stahlteiles erfolgen kann.
- • Durch
die eingefrästen
Kühlkanäle in den
Kühlschalen
ist es möglich,
dass das Kühlmittel
so nah wie nötig
(je nach Blechdicke des zu härtenden Stahlteiles)
an der zu kühlenden
Teiloberflächengeometrie
durchfließen
kann. Aufgrund der Nähe der
Kühlkanäle an der
Teilgeometrieoberfläche kann
die Wärme
hier sehr schnell an das Kühlwasser
abgegeben werden, wodurch, im Gegensatz zu herkömmlichen Form- und Presshärtewerkzeuge
beim Presshärtevorgang
eine geringere Haltezeit erreicht werden kann, was eine kürzere Taktzeit
und somit auch eine kostengünstigere
Anfertigung der zu härtenden
Stahlteile ermöglicht!
- • Je
nach Anforderung und Materialdicke können die Kühl/Formschalen aus einer
Ampcolegierung:
→ sehr gute
Wärmeleitfähigkeit,
optimale Taktzeit ← oder
aus
Werkzeugstählen
→ hohe Standzeit,
durch Kühlkanäle gute
Wärmeabfuhr ← angefertigt
werden!
- • Die
Schalendicke kann, je nach Blechdicke und Anforderungen an das zu
kühlende
Stahlteil, individuell festgelegt werden
- • Da
die Schalen aus mehreren Schalensegmenten hergestellt werden können, ist
es möglich,
bei Werkzeugverschleiß oder
Reparaturen sehr schnell Ersatzschalen anzufertigen
- • Bei
der Wasserführung
durch die gefrästen
Kühlkanäle kann
aufgrund optimaler Strömungsgeschwindigkeiten
und Wasserturbulenzen mit sehr geringem Wasserdruck gearbeitet werden,
wodurch ebenso Kosten eingespart werden können