DE102015114880A1

DE102015114880A1 - Induction heated mold

Info

Publication number: DE102015114880A1
Application number: DE102015114880.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Emonts; Daniel Werner; Henning Janssen; Marc Steinmayer; Benedict MICHELIS
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Diehl Aircabin GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Diehl Aviation Laupheim GmbH
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Ein induktiv beheizbares Formwerkzeug, umfassend eine Induktor-Aufnahme (12) sowie einen als Empfänger des von einem Induktor (8, 11) erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes dienenden Suszeptor, kennzeichnet sich dadurch, dass die Induktor-Aufnahme (12) unterschiedliche Verlegemuster des Induktors (8, 11) erlaubt. Insbesondere kann die Induktor-Aufnahme (12) mindestens einen sich verzweigenden Kanal (15) aufweisen. Ein für ein solches Formwerkzeug Teilwerkzeug-System umfasst mindestens zwei Stützkörper 6, 9) und mindestens einen Formkörper (7, 10), wobei jeder Formkörper (7, 10) an jedem Stützkörper (6, 9) lösbar fixierbar oder verspannbar ist.An inductively heatable molding tool, comprising an inductor receptacle (12) and a susceptor serving as a receiver of the electromagnetic alternating field generated by an inductor (8, 11), is characterized in that the inductor receptacle (12) has different laying patterns of the inductor (8 , 11). In particular, the inductor receptacle (12) may have at least one branching channel (15). A partial tool system for such a mold comprises at least two support bodies 6, 9) and at least one molded body (7, 10), each molded body (7, 10) being releasably fixable or clampable on each support body (6, 9).

Description

Die Erfindung betrifft ein induktiv beheizbares Formwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein zum Einsatz im Formwerkzeug geeignetes Teilwerkzeug-System. The invention relates to an inductively heated mold according to the preamble of claim 1 and a suitable for use in the mold tool part system.

Ein Formwerkzeug der eingangs genannten Art ist aus der US 2015/0165665 A1 bekannt. Das beschriebene Formwerkzeug umfasst in zumindest einem Teilwerkzeug einen Stützkörper und einen darauf abgestützten Formkörper, zwischen denen eine Trennfläche gegeben ist. Eine Induktor-Aufnahme liegt in Form mehrerer, in den Formkörper eingebrachter Nuten vor. Dieser Stand der Technik sieht vor, an der mechanischen Trennfläche zwischen Stützkörper und Formkörper eine Folie oder ein Blech aus einem wärmeleitenden Material anzuordnen, welches die Unterschiede in der Form zwischen dem Stützkörper und dem Formkörper ausgleicht. Der Formkörper ist mittels mechanischer Befestigung am Stützkörper fixiert. Im Stützkörper sind Mittel zur Kühlung des Formkörpers vorgesehen. Es ist jedoch auch offenbart, zur Kühlung die Induktor-Aufnahme von einem fluiden Kühlmittel durchströmen zu lassen. Hierfür kann jeder Induktor mit einer geschlossenen, elektrisch und thermisch isolierenden Umhüllung umgeben werden. Der Stützkörper besteht aus einem Material, welches nicht oder nur schwach an die Wechselfelder zur Induktion ankoppelt während der Formkörper induktiv erhitzt wird. A mold of the type mentioned is from the US 2015/0165665 A1 known. The described molding tool comprises in at least one partial tool a supporting body and a molded body supported thereon, between which a separating surface is provided. An inductor receptacle is in the form of several, introduced into the moldings grooves. This prior art provides to arrange on the mechanical interface between the support body and the molded body, a film or a sheet of a thermally conductive material, which compensates for the differences in shape between the support body and the molded body. The molded body is fixed by mechanical attachment to the support body. In the support body means for cooling the shaped body are provided. However, it is also disclosed to allow the inductor receptacle to flow through by a fluid coolant for cooling. For this purpose, each inductor can be surrounded with a closed, electrically and thermally insulating sheath. The support body consists of a material which does not or only weakly coupled to the alternating fields for induction while the molded body is inductively heated.

In der US 2010/0201040 A1 wird als vorheriger Stand der Technik ein induktiv beheizbares Formwerkzeug beschrieben, bei dem als Suszeptor für die Induktionsenergie eine Platte aus magnetischem Material dient, welche sich auf einen aus einem Kunststoff oder einem Kompositmaterial gebildeten Stützkörper stützt, welcher die Induktionsleitungen aufweist. Es ist als nachteilig bezeichnet, dass Kunststoff ein thermischer Isolator ist und daher eine ausreichende Kühlung zwischen den Umformvorgängen problematisch ist. Die US 2010/0201040 A1 schlägt demgegenüber einen Block aus einem ersten Teil aus einem nichtmagnetischen Stahl und einem zweiten Teil aus magnetischem Stahl zur Ankopplung an die Induktorleistung vor. Die Induktoren sind an der Grenze zwischen diesen Teilblöcken angeordnet und können von einem Kühlfluid umspült werden. Zusätzliche Kühlkanäle können vorgesehen werden.In the US 2010/0201040 A1 is described as prior art, an inductively heated mold, in which serves as a susceptor for the induction energy, a plate of magnetic material, which is based on a support body formed of a plastic or a composite material having the induction lines. It is referred to as disadvantageous that plastic is a thermal insulator and therefore sufficient cooling between the forming operations is problematic. The US 2010/0201040 A1 In contrast, proposes a block of a first part of a non-magnetic steel and a second part of magnetic steel for coupling to the inductor performance. The inductors are arranged at the boundary between these sub-blocks and can be lapped by a cooling fluid. Additional cooling channels can be provided.

Die US 2014/0023828 A1 offenbart ein induktiv beheizbares Formwerkzeug mit einem Formkörper und einem dort als Rahmen bezeichneten Stützkörper. Das Formwerkzeug ist zum Formen eines textilen Vorformlings, welcher mit einem thermoplastischen Polymer imprägnierte Fasern aufweist, vorgesehen. Der Stützkörper ist dabei so ausgestaltet, dass er unterschiedliche Formkörper mit verschiedenen formenden Oberflächen aufnehmen kann, um unterschiedlich geformte Werkstücke mit demselben Stützkörper herstellen zu können. Der Kanäle für ein fluides Kühlungsmittel aufweisende Stützkörper ist aus einem nicht-ferromagnetischen Material. Der Formkörper ist zweiteilig und umfasst eine Basis sowie einen in die Basis einlegbaren Block. Es gibt mindestens zwei im Formkörper angeordnete, räumlich getrennte Induktor-Aufnahmen. Eine obere Induktor-Aufnahme ist durch eine Nut in der Basis des Formkörpers gebildet, welche durch den Rand des eingelegten Blockes abgedeckt wird. Eine untere Induktor-Aufnahme wird durch eine weitere Nut gebildet, welche sich über die Basis und auch über den Boden des Blockes des Formkörpers erstreckt und auf dem Rahmen aufliegt. Es ist offenbart, Kanäle, welche die Induktor-Aufnahmen bilden, möglichst nahe an der Kontur der formenden Oberfläche entlangzuführen. Hierfür wird vorgeschlagen, zwischen unterer und oberer Induktor-Aufnahme zusätzlich eine mittlere Induktor-Aufnahme vorzusehen, welche in den Block hineingebohrt wird. Um an den Ecken des Blockes die Induktor-Aufnahme auch einem relativ engen Radius folgen lassen zu können, wird vorgeschlagen, an den Ecken des Blocks Einsätze mit vorbereiteten Kanälen vorzusehen. Die dort vorgeschlagenen Maßnahmen zur Erzeugung der gewünschten Wärmeverteilung sind somit aufwändig. The US 2014/0023828 A1 discloses an inductively heated mold with a shaped body and a support body designated there as a frame. The forming tool is for forming a textile preform comprising fibers impregnated with a thermoplastic polymer. The support body is designed so that it can accommodate different moldings with different forming surfaces to produce different shaped workpieces with the same support body can. The channels for a fluid coolant having support body is made of a non-ferromagnetic material. The shaped body is in two parts and comprises a base and a block which can be inserted into the base. There are at least two arranged in the molded body, spatially separated inductor recordings. An upper inductor receptacle is formed by a groove in the base of the shaped body, which is covered by the edge of the inserted block. A lower inductor receptacle is formed by a further groove which extends over the base and also over the bottom of the block of the shaped body and rests on the frame. It is disclosed that channels forming the inductor receptacles are guided as close as possible to the contour of the forming surface. For this purpose, it is proposed to additionally provide a central inductor receptacle between lower and upper inductor receptacle, which is drilled into the block. In order to allow the inductor receptacle to follow a relatively narrow radius at the corners of the block, it is proposed to provide inserts with prepared channels at the corners of the block. The measures proposed there for generating the desired heat distribution are thus complex.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein induktiv beheizbares Formwerkzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches gegenüber dem Stand der Technik eine flexible Verteilung der einzuspeisenden Induktionsenergie erlaubt.It is an object of the invention to provide an inductively heatable mold of the type mentioned above, which allows over the prior art, a flexible distribution of the induction energy to be fed.

Diese Aufgabe wird bei einem Formwerkzeug der eingangs genannten Art mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved in a mold of the type mentioned above with the characterizing feature of claim 1.

Wenn die Induktor-Aufnahme derart gestaltet ist, dass der Induktor in verschiedenen Verlegemustern verlegt werden kann, erlaubt dies eine Variation der Energieeinspeisung, z.B. in der Flächenverteilung. Stellt sich z. B. bei der Einrichtung eines Formwerkzeuges zur Herstellung eines bestimmten Werkstückes heraus, dass die Energieeinspeisung in einem bestimmten lokalen Bereich des Formkörpers zu gering ist, kann dort der Induktor beispielsweise dichter gelegt werden, um lokal eine höhere Leistung einspeisen zu können. Die Veränderbarkeit der Verlegemuster gemäß der Erfindung bewirkt, dass hierfür aufwändige Neuherstellungen des betroffenen Teils des Formwerkzeuges nicht erforderlich sind, womit erhebliche Kosten und auch Zeit eingespart werden können.If the inductor receptacle is designed such that the inductor can be laid in different laying patterns, this allows a variation of the energy feed, e.g. in the area distribution. If z. B. in the establishment of a mold for the production of a particular workpiece out that the energy supply in a certain local area of the molding is too low, there the inductor can be placed, for example, denser to locally feed a higher power can. The variability of the laying pattern according to the invention causes this costly new production of the affected part of the mold are not required, so that considerable costs and time can be saved.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann so ausgebildet sein, dass die Induktor-Aufnahme mindestens einen sich verzweigenden Kanal aufweist. An einer Verzweigung kann jeweils entschieden werden, in welche Richtung der Induktor verlaufen soll. An einer Verzweigung ist es auch möglich, einen Induktor aufzuteilen und in mindestens zwei Richtungen gleichzeitig weiter verlaufen zu lassen. Ein so aufzuteilender Induktor kann aus voneinander separierten Einzelsträngen bestehen.The molding tool according to the invention can be designed so that the inductor receptacle has at least one branching channel. At a branch, it can be decided in each case in which direction the inductor should run. At a branch, it is also possible to divide an inductor and to let it continue in at least two directions at the same time. An inductor to be distributed in this way can consist of single strands separated from one another.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Formwerkzeug so auszubilden, dass die sich verzweigenden Kanäle zumindest teilweise durch eine Vielzahl sich von einer Begrenzungsfläche der Induktor-Aufnahme erstreckender Zapfen gebildet sind. Die Zapfen bilden ein Gitter von Kanälen, so dass an den zahlreichen Gitter-Kreuzungspunkten jeweils eine Verzweigungsmöglichkeit besteht. Eine so gegebene Vielzahl von Verzweigungsmöglichkeiten bringt eine hohe Zahl möglicher Verlegemuster mit sich. Die Zapfen können beliebige Querschnittsformen aufweisen, insbesondere im Querschnitt rund oder eckig sein. Der Querschnitt kann auch rechteckig sein, so dass der Zapfen ein gestrecktes Stück einer Begrenzungswand für einen oder zwei Kanäle bildet. Die Zapfen können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein.In particular, it may be advantageous to design the molding tool according to the invention such that the branching channels are formed at least partially by a plurality of pins extending from a boundary surface of the inductor receptacle. The pins form a grid of channels, so that there is a branching possibility at the numerous grid crossing points. Such a given variety of branching possibilities brings with it a high number of possible laying patterns. The pins may have any cross-sectional shapes, in particular be round or square in cross-section. The cross-section may also be rectangular, so that the pin forms a stretched piece of a boundary wall for one or two channels. The pins may be arranged in a regular pattern.

Es kann auch vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Formwerkzeug so auszubilden, dass die Induktor-Aufnahme in ihrer Form variabel ist. Hierfür kann das Formwerkzeug geeignete Mittel oder Vorbereitungen zur Veränderung der Form der Induktor-Aufnahme aufweisen.It may also be advantageous to design the molding tool according to the invention such that the inductor receptacle is variable in its shape. For this purpose, the mold may have suitable means or preparations for changing the shape of the inductor receptacle.

Insbesondere kann es auch vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße Formwerkzeug so auszubilden, dass der Abstand des Induktors zum Suszeptor zumindest an einem lokal begrenzten Abschnitt des Induktors veränderbar ist. Auf diese Weise ist eine Veränderbarkeit in allen drei Dimensionen gegeben.In particular, it may also be advantageous to design the molding tool according to the invention such that the distance of the inductor to the susceptor can be changed at least at a locally limited section of the inductor. In this way there is a changeability in all three dimensions.

Zur Variation der Form der Induktor-Aufnahme kann z. B. mindestens ein Zapfen oder ein sonstiges Elementen entfernt, hinzugefügt oder versetzt werden. Die Position eines Zapfens oder eines sonstigen, die Kanäle begrenzenden Elements kann z. B. manuell verändert werden. Hierfür kann der Zapfen oder das sonstige Element z. B. als Teil eines Stecksystems ausgeführt sein, z. B. mit Bolzen am Zapfen bzw. am sonstigen Element und entsprechenden Vertiefungen in der Begrenzungsfläche. Somit können auf einfache Weise, z.B. manuell, viele verschieden Muster der eingesteckten Zapfen und damit viele verschiedene Ausgestaltungen der Induktor-Aufnahme realisiert werden. Es können auch Einlagen vorgesehen werden, um den Induktor z.B. zu unterlegen, um dessen Abstand zum Suszeptor zu verringern.To vary the shape of the inductor recording z. B. at least one pin or other elements removed, added or offset. The position of a pin or other, the channels limiting element may, for. B. be changed manually. For this purpose, the pin or other element z. B. executed as part of a plug-in system, z. B. with bolts on the pin or on the other element and corresponding recesses in the boundary surface. Thus, in a simple manner, e.g. manually, many different patterns of the inserted pins and thus many different embodiments of the inductor recording can be realized. Inserts may also be provided to guide the inductor e.g. inferior to reduce its distance to the susceptor.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Formwerkzeug manuell oder maschinell betriebene Aktoren zur Veränderung der Form der Induktor-Aufnahme aufweist. Dabei können die Aktoren so vorgesehen sein, dass die Veränderung der Form der Induktor-Aufnahme oder die Veränderung der Position des Induktors bewirkt wird, ohne hierfür das Formwerkzeug und damit die Induktor-Aufnahme öffnen zu müssen. Es kann mindestens ein Tragelement vorgesehen sein, auf welches zumindest ein Teilstück des Induktors aufliegt und welches von mindestens einem der Aktoren in seiner Position verändert werden kann, z.B. um den Abstand des Induktors zum Suszeptor zumindest stellenweise zu verändern. Es ist allerdings auch denkbar, die Position des mindestens einen Tragelements mittels mindestens eines der Aktoren mit einer Bewegungskomponente parallel zum Suszeptor zu verändern.However, it may also be advantageous if the mold has manually or mechanically operated actuators for changing the shape of the inductor receptacle. In this case, the actuators can be provided so that the change in the shape of the inductor receptacle or the change in the position of the inductor is effected without having to open the mold and thus the inductor receptacle for this purpose. At least one support element can be provided, on which at least a portion of the inductor rests and which can be changed in position by at least one of the actuators, e.g. to change the distance of the inductor to the susceptor at least in places. However, it is also conceivable to change the position of the at least one support element by means of at least one of the actuators with a movement component parallel to the susceptor.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann auch gekennzeichnet sein durch mindestens zwei Teilwerkzeuge, wobei mindestens eines der Teilwerkzeuge als im Einsatz heizendes Teilwerkzeug die Induktor-Aufnahme sowie den Suszeptor aufweist und das mindestens eine heizende Teilwerkzeug einen nicht-ferromagnetischen Stützkörper sowie einen lösbar am Stützkörper fixierten und/oder verspannten Formkörper mit einer die Form eines zu formenden Werkstückes mitbestimmenden Teilwerkzeugoberfläche aufweist.The molding tool according to the invention can also be characterized by at least two sub-tools, wherein at least one of the sub-tools as in-use heating tool part has the inductor receptacle and the susceptor and the at least one heating sub-tool a non-ferromagnetic support body and a releasably fixed to the support body and / or having strained molded body with a part of the form of a workpiece to be formed mitbestimmenden part tool surface.

Die Lösbarkeit des Formkörpers vom Stützkörper bringt den Vorteil mit sich, dass der Formkörper zu seiner Bestückung oder zu Reinigungs- oder Wartungszwecken vom Stützkörper entfernt werden kann, wodurch sich die Handhabbarkeit vereinfacht. Zudem können unterschiedliche Formkörper für denselben Stützkörper vorgesehen werden, so dass derselbe Stützköper für die Formung unterschiedlicher Werkstücke eingesetzt werden kann. The solubility of the molding from the support body has the advantage that the molding can be removed from the support body for its assembly or for cleaning or maintenance purposes, which simplifies the handling. In addition, different moldings can be provided for the same support body, so that the same support body can be used for the molding of different workpieces.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann ferner so ausgebildet sein, dass der Suszeptor im oder am Formkörper angeordnet oder durch den Formkörper gebildet ist. Im letzteren Falle kann es vorteilhaft sein, das Formwerkzeug so auszubilden, dass der Formkörper aus einem dünnwandigen Material oder einer dünnwandigen Materialkombination, z.B. in Form eines Bleches, gebildet ist. Der Suszeptor kann z.B. aus einem ferromagnetischen Material bestehen, wobei die im Suszeptor erzeugte Wärme durch Wärmeleitung an das Formwerkzeug oder den Rest des Formwerkzeugen weitergegeben wird. Der Suszeptor kann auch durch eine Schicht, z.B. in Form einer geeigneten Folie oder eines massiven Körpers, z.B. eines dünnen Bleches, im Formkörper gebildet sein.The molding tool according to the invention can also be designed so that the susceptor is arranged in or on the molded body or formed by the molded body. In the latter case, it may be advantageous to form the molding tool such that the molding is made of a thin-walled material or a thin-walled material combination, e.g. in the form of a sheet is formed. The susceptor may e.g. consist of a ferromagnetic material, wherein the heat generated in the susceptor is passed through heat conduction to the mold or the rest of the molds. The susceptor may also be passed through a layer, e.g. in the form of a suitable foil or solid body, e.g. a thin sheet, be formed in the molding.

Es kann in jeder Ausführungsform mehr als ein Suszeptor vorgesehen sein, wobei dann die vorbeschriebenen Suszeptoreigenschaften für mindestens einen der Suszeptoren gelten.In each embodiment, more than one susceptor may be provided, in which case the above-described susceptor properties apply to at least one of the susceptors.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann ferner so ausgebildet sein, dass die Induktor-Aufnahme im Stützkörper angeordnet ist. Das ist insbesondere vorteilhaft für eine Trennung des Formkörpers vom Stützkörper z.B. zur Bestückung, Reinigung oder Wartung. In diesem Fall ist die Handhabung erleichtert, da der Induktor nicht mit dem Formkörper bewegt oder von den Strom zuführenden Kabeln abgekoppelt werden muss. Die Induktor-Aufnahme kann durch im Stützkörper vorgesehene Nuten oder Zapfen oder dergleichen gebildet sein. Die Induktor-Aufnahme kann durch den angrenzenden Formkörper abgedeckt werden.The molding tool according to the invention can also be designed such that the inductor Recording is arranged in the support body. This is particularly advantageous for a separation of the molding from the support body, for example, for assembly, cleaning or maintenance. In this case, the handling is facilitated because the inductor does not move with the molding or must be disconnected from the power supplying cables. The inductor receptacle can be formed by provided in the support body grooves or pins or the like. The inductor receptacle can be covered by the adjacent molded body.

Das Formwerkzeug kann aber auch so ausgebildet sein, dass die Induktor-Aufnahme durch sowohl am Stützkörper als auch am Formkörper befindliche Strukturen, z.B. Nuten oder Zapfen oder dergleichen, gebildet ist. However, the molding tool can also be designed such that the inductor receptacle is provided by structures located on both the support body and the molded body, e.g. Grooves or pins or the like is formed.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Formwerkzeug auch so ausgebildet sein, dass an mindestens einem der Teilwerkzeuge der Stützkörper mindestens eine Positionierhilfe zum korrekten Anbringen des Formkörpers am Stützkörper aufweist.Furthermore, the molding tool according to the invention can also be designed such that the support body has at least one positioning aid for the correct attachment of the molding to the support body on at least one of the sub-tools.

Es ist darauf hinzuweisen, dass mindestens eines der Teilwerkzeuge des Formwerkzeugs mehr als eine Induktor-Aufnahme aufweisen kann und dass auch mehr als ein Induktor verlegt werden kann. Somit gelten die vorbeschriebenen Eigenschaften der Induktor-Aufnahme oder des Induktors für mindestens eine der Induktor-Aufnahmen bzw. mindestens einen der Induktoren.It should be noted that at least one of the dies of the mold may have more than one inductor receptacle and that more than one inductor may be laid. Thus, the above-described properties of the inductor receptacle or of the inductor apply to at least one of the inductor receptacles or at least one of the inductors.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug kann auch so ausgebildet sein, dass die Induktor-Aufnahme zur Durchleitung eines Kühlmittels eingerichtet ist. Die Induktor-Aufnahme kann eine große Freifläche zum Formkörper aufweisen, wodurch die Effektivität der Kühlung, z. B. mittels eines Fluids, erheblich gesteigert werden kann. Zur Führung des Kühlmittels können Strömungsleitelemente in der Induktor-Aufnahme vorgesehen sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Strömungsleitelemente ebenfalls in ihrer Position und/oder Form, z.B. als Teil des Stecksystems, variabel zu gestalten, um die Strömung des Kühlmittels verändern zu können, z.B. zur Anpassung an veränderte Verlegemuster des Induktors.The molding tool according to the invention can also be designed so that the inductor receptacle is adapted for the passage of a coolant. The inductor receptacle may have a large open space to the molded body, whereby the effectiveness of the cooling, for. B. by means of a fluid can be significantly increased. To guide the coolant flow guide elements may be provided in the inductor receptacle. It may be advantageous, the flow guide also in their position and / or shape, e.g. as part of the plug-in system, to be variable in order to change the flow of the coolant, e.g. for adaptation to changed laying patterns of the inductor.

Bei einem für ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug geeigneten Teilwerkzeug-System wird die oben definierte technische Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Unterschiedliche Stützkörper, die sich in der Form oder im Material unterscheiden, können zur Variation der Verteilung der Induktionsenergie eingesetzt werden. Dies ist insbesondere bei einer Mehrzahl unterschiedlicher Formkörper für unterschiedliche Werkstückformen vorteilhaft. Außerdem können verschiedene Stützkörper unterschiedliche Möglichkeiten der Auswahl an Verlegemuster für den Induktor oder die Induktoren bieten. In a sub-tool system suitable for a mold according to the invention, the above-defined technical problem with the features of claim 18 is achieved. Different support bodies that differ in shape or material can be used to vary the distribution of induction energy. This is advantageous in particular for a plurality of different shaped bodies for different workpiece shapes. In addition, different support bodies can offer different possibilities of selection of laying patterns for the inductor or inductors.

Im Folgenden wird eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen induktiv beheizbaren Formwerkzeuges anhand von Figuren dargestellt.In the following, an advantageous embodiment of the inductively heatable molding tool according to the invention is illustrated by means of figures.

Es zeigt schematischIt shows schematically

1: ein Formwerkzeug im Querschnitt, 1 : a mold in cross-section,

2: ein mäanderförmiges Verlegemuster eines Induktors, 2 a meandering laying pattern of an inductor,

3: ein spiralförmiges Verlegemuster eines Induktors, 3 a helical laying pattern of an inductor,

4: eine mit Zapfen strukturierte Induktor-Aufnahme, 4 a trunnion-structured inductor receptacle,

5: die Induktor-Aufnahme gemäß 4 mit spiralförmigem Verlauf eines Induktors, 5 : the inductor receptacle according to 4 with a spiral course of an inductor,

6: die Induktor-Aufnahme gemäß 4 mit mäanderförmigem Verlauf eines Induktors, 6 : the inductor receptacle according to 4 with a meandering course of an inductor,

7: Querschnitt durch eine Induktor-Aufnahme mit Induktor-Strängen in unterschiedlicher Höhe und 7 : Cross section through an inductor recording with inductor strands at different heights and

8: die Induktor-Aufnahme in der Ansicht gemäß 7 mit Aktoren zur Änderung der Induktor-Position. 8th : the inductor pickup in view according to 7 with actuators to change the inductor position.

1 zeigt schematisch ein Formwerkzeug 1 mit einem oberen Teilwerkzeug 2 und einem unteren Teilwerkzeug 3 im geschlossenen Zustand. Zwischen dem oberen Teilwerkzeug 2 und dem unteren Teilwerkzeug 3 befindet sich ein Werkstück 4, welches im Formwerkzeug 1 geformt wird. Zur Formung des Werkstückes 4 werden das obere Teilwerkzeug 2 und das untere Teilwerkzeug 3 mittels einer durch die Pfeile 5 symbolisierten Kraft aufeinandergepresst. 1 schematically shows a mold 1 with an upper part tool 2 and a lower part tool 3 in the closed state. Between the upper part tool 2 and the lower part tool 3 there is a workpiece 4 which is in the mold 1 is formed. For shaping the workpiece 4 become the upper part tool 2 and the lower part tool 3 by means of a through the arrows 5 symbolized force pressed on each other.

Das obere Teilwerkzeug 2 weist einen Stützkörper 6 und einen Formkörper 7 auf. Der Formkörper 7 ist mit seiner dem Werkstück 4 zugewandten Oberfläche für das Werkstück 4 formbestimmend. Im Stützkörper 6 ist in einer hier nicht gesondert dargestellten Induktor-Aufnahme ein Induktor 8 angeordnet, der dazu dient, induktive Energie in den Formkörper 7 zu dessen Erwärmung einzuspeisen. Hierfür kann vorgesehen sein, dass der gesamte Formkörper 7 an das elektromagnetische Wechselfeld des Induktors 8 ankoppelt. Es ist aber auch möglich, dass im Formkörper 7 eine oder mehrere Suszeptoren zur Ankopplung an das elektromagnetische Wechselfeld des Induktors 8 vorgesehen sind, von denen die eingespeiste Wärmeenergie per Wärmeleitung an die formgebende Oberfläche des Formkörpers 7 weitergegeben wird. The upper part tool 2 has a support body 6 and a shaped body 7 on. The molded body 7 is with his the workpiece 4 facing surface for the workpiece 4 determine form. In the supporting body 6 is an inductor in a not shown here inductor recording 8th arranged, which serves, inductive energy in the molding 7 to feed to its warming. For this purpose, it may be provided that the entire molded body 7 to the alternating electromagnetic field of the inductor 8th couples. But it is also possible that in the molding 7 one or more susceptors for coupling to the alternating electromagnetic field of the inductor 8th are provided, of which the heat energy fed by heat conduction to the shaping surface of the molding 7 is passed on.

Das untere Teilwerkzeug weist ebenfalls einen Stützkörper 9 sowie einen Formkörper 10 auf. Hinsichtlich des Formkörpers 10 des unteren Teilwerkzeugs 3 gilt das zum Formkörper 7 des oberen Teilwerkzeugs 2 Geschriebene entsprechend. Der Stützkörper 9 des unteren Teilwerkzeugs 3 weist ebenfalls einen Induktor 11 in einer hier nicht gesondert dargestellten Induktor-Aufnahme auf. The lower part tool also has a support body 9 and a shaped body 10 on. With regard to the molding 10 of the lower part tool 3 this applies to the molded body 7 of the upper part tool 2 Written accordingly. The supporting body 9 of the lower part tool 3 also has an inductor 11 in an inductor receptacle not shown separately here.

2 zeigt ein prinzipielles Verlegemuster des Induktors 11 in einer Induktor-Aufnahme 12 des unteren Teilwerkzeugs 3. Zur Anpassung an die Form des Formkörpers 10 kann das Verlegemuster selbstverständlich angepasst werden, insbesondere auch mit einer Komponente senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufen. Die dargestellten Verläufe sind rein prinzipiell zu verstehen und sollen lediglich beispielhaft die Variationsmöglichkeiten im Verlegemuster des Induktors 11 verdeutlichen. 3 zeigt als eine Alternative ein spiralförmiges Verlegemuster für den Induktor 11. Der in den 2 und 3 jeweils grau dargestellte innere Bereich symbolisiert den Bereich 13 der Aufnahme für das Werkstück 4. 2 shows a principle laying pattern of the inductor 11 in an inductor recording 12 of the lower part tool 3 , To adapt to the shape of the molding 10 of course, the laying pattern can of course be adapted, in particular also run with a component perpendicular to the plane of the drawing. The courses shown are to be understood purely in principle and are intended merely as an example of the possibilities of variation in the laying pattern of the inductor 11 clarify. 3 shows as an alternative a spiral laying pattern for the inductor 11 , The in the 2 and 3 each gray inner area symbolizes the area 13 the recording for the workpiece 4 ,

4 zeigt beispielhaft eine mögliche Struktur der Induktor-Aufnahme 12 im unteren Teilwerkzeug 3. Die Induktor-Aufnahme 12 ist durch zahlreiche Zapfen 14 strukturiert, welche ein regelmäßiges Gitter von senkrecht und waagerecht verlaufenden Kanälen 15, von denen in 4 lediglich zwei beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind, definieren. Beim Verlegen eines in 4 nicht dargestellten Induktors 11 kann im Bereich jedes Zapfens entschieden werden, ob der Induktor 11 anschließend weiter geradeaus oder seitlich abbiegend verlegt wird. Es ist auch denkbar, an einem Kreuzungspunkt zweier Kanäle 15 den Induktor 11 aufzuteilen und in zwei oder mehreren Strängen weiterzuführen. 4 shows an example of a possible structure of the inductor recording 12 in the lower part tool 3 , The inductor recording 12 is through numerous cones 14 structured, which is a regular grid of vertical and horizontal channels 15 of which in 4 only two are provided with reference numerals by way of example. When laying a in 4 not shown inductor 11 can be decided in the area of each pin, whether the inductor 11 then continue straight ahead or turn sideways. It is also conceivable, at a crossing point of two channels 15 the inductor 11 split up and continue in two or more strands.

Der Induktor 11 braucht in der Induktor-Aufnahme 12 nicht in einem regelmäßigen Muster verlegt zu werden. Je nach Werkstück 4 oder Art des Formkörpers 10 kann es sinnvoll sein, den Induktor 11 in bestimmten Bereichen in engeren Schleifen, d. h. mit einem geringeren Abstand benachbarter Stränge des Induktors 11 zueinander, zu verlegen und in anderen Bereich eine geringere Induktor-Dichte vorzusehen, um auf diese Weise die Verteilung der in den zugehörigen Formkörper 10 eingespeisten Energie anpassen zu können.The inductor 11 needs in the inductor recording 12 not to be laid in a regular pattern. Depending on the workpiece 4 or type of molding 10 it may be useful to use the inductor 11 in certain areas in narrower loops, ie with a smaller distance between adjacent strands of the inductor 11 to each other, to lay and in other area to provide a lower inductor density, in order in this way the distribution of the associated moldings 10 to be able to adjust the energy input.

Die 5 und 6 zeigen indes eine gleichmäßige Verlegung des Induktors 11 in der Induktor-Aufnahme 12. 5 zeigt ein spiralförmiges Verlegemuster des Induktors 11, wobei im Bereich des Zentrums der Induktor-Aufnahme 12 eine Bohrung als Ausgang 16 (auch in 4 dargestellt) für den Induktor vorgesehen werden kann. Ein solcher Ausgang kann für andere Verlegemuster alternativ oder zusätzlich auch an anderen Positionen vorgesehen werden. Es ist allerdings auch möglich, den Induktor 11 spiralförmig zu verlegen und den Induktor 11 nach Erreichen des zentralen Bereiches der Induktor-Aufnahme 12 auf parallelem Wege zurückzuführen und seitlich aus der Induktor-Aufnahme 12 hinaus zu leiten.The 5 and 6 however, show a uniform installation of the inductor 11 in the inductor recording 12 , 5 shows a spiral laying pattern of the inductor 11 , wherein in the region of the center of the inductor receptacle 12 a hole as an exit 16 (also in 4 represented) can be provided for the inductor. Such an exit may alternatively or additionally be provided at other positions for other laying patterns. However, it is also possible to use the inductor 11 to lay helically and the inductor 11 after reaching the central area of the inductor receptacle 12 due in a parallel way and laterally from the inductor receptacle 12 to lead out.

6 zeigt demgegenüber wiederum einen mäanderförmigen Verlauf des Induktors 11 in der Induktor-Aufnahme 12. 6 In contrast, again shows a meandering course of the inductor 11 in the inductor recording 12 ,

Die Induktor-Aufnahme 12 weist in den 4 bis 6 Strömungsleitelemente 17 auf, mittels derer ein durch hier nicht dargestellte Eintritte einströmendes Kühlfluid in die Induktor-Aufnahme 12 verteilt wird. An den Seiten der Induktor-Aufnahme 12, die keine Strömungsleitelemente 17 aufweisen, sind hier ebenfalls nicht dargestellte Kühlfluid-Auslässe vorgesehen.The inductor recording 12 points into the 4 to 6 flow guide 17 on, by means of which a not shown here by entries inflowing cooling fluid in the inductor receptacle 12 is distributed. On the sides of the inductor holder 12 that do not have flow control elements 17 have, also not shown cooling fluid outlets are provided here.

Formkörper 10 und Stützkörper 9 sind vorzugsweise voneinander trennbar, so dass die Induktor-Aufnahme 12 bei abgenommenem Formkörper 10 leicht zugängig ist. Zudem kann der Formkörper 10 gereinigt, gewartet oder mit Rohmaterial für ein zu formendes Werkstück 4 bestückt werden, wenn er vom Stützkörper 9 losgelöst ist, was die Handhabung sehr erleichtern kann.moldings 10 and supporting body 9 are preferably separable from each other so that the inductor receptacle 12 with removed moldings 10 easily accessible. In addition, the molded body 10 cleaned, maintained or with raw material for a workpiece to be formed 4 be fitted when removing it from the support body 9 is detached, which can greatly facilitate the handling.

7 zeigt die Induktor-Aufnahme 12 im seitlichen Querschnitt innerhalb des Stützkörpers 9. Die Zapfen 14 sind als einstückig mit dem Stützkörper 9 dargestellt. Dies lässt sich durch Fräsarbeit realisieren. Es ist allerdings auch denkbar, die Zapfen 14 lösbar am Stützkörper 9 zu fixieren, um eine Variation der Induktor-Aufnahme 12 zu ermöglichen, z. B. indem die Zapfen 14 in einer anderen Verteilung fixiert werden, z. B. um breitere oder schmalere Kanäle 15 vorzusehen und/oder andere Verlegemuster für den Induktor 11 zu erlauben. Die Kanäle 15 sind durch den Formkörper 10 abgeschlossen, der in den 7 und 8 rein schematisch mit einer Rechteckform angedeutet ist. In 7 ist der Induktor 11 in den verschiedenen Kanälen 15 mit unterschiedlichen Abständen zum Formkörper 10 verlegt. In 7 nicht dargestellt ist die Art und Weise, wie die Höhe des Induktors 11 eingestellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Boden 20 als untere Begrenzungsfläche der Induktor-Aufnahme 12 in seiner Höhe variiert (in 7 nicht dargestellt) oder der Induktor mit hier nicht dargestellten Abstandsstücken unterlegt wird. 7 shows the inductor recording 12 in the lateral cross-section within the support body 9 , The cones 14 are as integral with the support body 9 shown. This can be realized by milling. However, it is also conceivable, the cones 14 detachable on the supporting body 9 to fix, to a variation of the inductor recording 12 to allow, for. B. by the pins 14 be fixed in another distribution, z. B. wider or narrower channels 15 provide and / or other laying patterns for the inductor 11 to allow. The channels 15 are through the molding 10 completed in the 7 and 8th purely schematically indicated by a rectangular shape. In 7 is the inductor 11 in the different channels 15 with different distances to the molding 10 laid. In 7 not shown is the way how the height of the inductor 11 is set. This can be realized for example by the fact that the ground 20 as the lower boundary surface of the inductor receptacle 12 varies in height (in 7 not shown) or the inductor is lined with spacers, not shown here.

8 zeigt eine Variante, bei der der Induktor 11 auf Tragelementen 18 aufliegt, die in ihrer Höhe mittels Aktoren 19 veränderbar sind. Die Aktoren können hydraulisch oder pneumatisch (wie in 8 angedeutet) oder auch anderweitig motorisch oder manuell angetrieben sein. 8th shows a variant in which the inductor 11 on supporting elements 18 rests on their height by means of actuators 19 are changeable. The actuators can be hydraulically or pneumatically (as in 8th indicated) or otherwise powered by a motor or manually.

Die Darstellung zu den 2 bis 8 war bezogen auf das untere Teilwerkzeug 3. Entsprechendes gilt auch für das obere Teilwerkzeug 1, wobei die dargestellten Varianten für das obere Teilwerkzeug 2 und das untere Teilwerkzeug 3 übereinstimmen oder auch unterschiedlich sein können.The presentation to the 2 to 8th was based on the lower part tool 3 , The same applies to the upper part tool 1 , wherein the illustrated variants for the upper part tool 2 and the lower part tool 3 may be the same or different.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Formwerkzeug mold
22: oberes Teilwerkzeug Upper part tool
33: unteres Teilwerkzeug lower part tool
44: Werkstück workpiece
55: Kraftpfeile force arrows
66: Stützkörper support body
77: Formkörper moldings
88th: Induktor inductor
99: Stützkörper support body
1010: Formkörper moldings
1111: Induktor inductor
1212: Induktor-Aufnahme Inductor Recording
1313: Bereich für Werkstückaufnahme Area for workpiece holder
1414: Zapfen spigot
1515: Kanal channel
1616: Ausgang output
1717: Strömungsleitelement flow guide
1818: Tragelement supporting member
1919: Aktor actuator
2020: Boden der Induktor-Aufnahme Bottom of the inductor holder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2015/0165665 A1 [0002]
US 2010/0201040 A1 [0003, 0003]
US 2014/0023828 A1 [0004]

Claims

Induction heatable mold comprising an inductor receptacle ( 12 ) as well as a receiver of an inductor ( 8th . 11 ) produced electromagnetic alternating field susceptor, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) different laying patterns of the inductor ( 8th . 11 ) allowed.

Mold according to claim 1, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) at least one branching channel ( 15 ) having.

A mold according to claim 2, characterized in that the branching channels ( 15 ) at least partially by a plurality of a boundary surface ( 20 ) of the inductor receptacle ( 12 ) extending pin ( 14 ) are formed.

Mold according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) is variable in shape.

Molding tool according to claim 3 and 4, characterized in that at least a part number of pins ( 14 ) and the boundary surface ( 20 ) form a plug-in system.

Molding tool according to claim 4 or 5, characterized in that the distance of the inductor ( 8th . 11 ) to the susceptor at least at a localized portion of the inductor ( 8th . 11 ) is changeable.

Mold tool according to one of claims 4 to 6, characterized by manually or mechanically operated actuators ( 19 ) for changing the shape of the inductor receptacle ( 12 ) and / or for changing the position of at least a portion of the inductor ( 8th . 11 ).

A mold according to claim 7, characterized in that the actuators ( 19 ), the position of at least one at least a portion of the inductor ( 8th . 11 ) carrying support element ( 18 ) to change.

Mold tool according to one of claims 1 to 8, characterized by at least two sub-tools ( 2 . 3 ), wherein at least one of the sub-tools ( 2 . 3 ) as an in-use heating tool ( 2 . 3 ) the inductor receptacle ( 12 ) and the susceptor and the at least one heating sub-tool ( 2 . 3 ) a non-ferromagnetic support body ( 6 . 9 ) and a detachable on the support body ( 6 . 9 ) fixed and / or strained shaped bodies ( 7 . 10 ) with a shape of a workpiece to be formed ( 4 ) mitbestimmenden part tool surface.

Mold according to claim 9, characterized in that the susceptor is in or on the molding ( 7 . 10 ) or through the molded body ( 7 . 10 ) is formed.

Mold tool according to claim 10, characterized in that the shaped body ( 7 . 10 ) is formed of a thin-walled material or a thin-walled material combination.

Mold according to claim 10, characterized in that the susceptor is formed by a layer in or on the molding ( 7 . 10 ) is formed.

Molding tool according to one of claims 9 to 12, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) in the support body ( 6 . 9 ) is arranged.

Molding tool according to one of claims 9 to 12, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) by both the support body ( 6 . 9 ) as well as on the shaped body ( 7 . 10 ) is formed structures.

Forming tool according to one of claims 9 to 14, characterized in that on at least one of the sub-tools ( 2 . 3 ) the supporting body ( 6 . 9 ) at least one positioning aid for the correct attachment of the shaped body ( 7 . 10 ) on the support body ( 6 . 9 ) having.

Molding tool according to one of claims 1 to 15, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) is arranged for the passage of a coolant.

Mold according to claim 16, characterized in that the inductor receptacle ( 12 ) Flow guide elements ( 17 ) for the coolant.

For a mold according to any one of claims 7 to 13 suitable sub-tool system comprising at least two support body 6 . 9 ) and at least one shaped body ( 7 . 10 ), each shaped body ( 7 . 10 ) on each supporting body ( 6 . 9 ) is releasably fixable or clamped.