DE102016123496A1 - Tool for casting and / or forming a molded part, casting device, press and method for compensating a thermal load of a molded part - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Werkzeug zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, welches ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil aufweist, wobei im Falle eines Schließens des Werkzeuges das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eine Form ausbilden, und eine Temperiereinrichtung in einer Temperierentfernung zur Form angeordnet ist, welche durch ein Temperieren eines formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil eine Temperatur in der Form und/oder dem Formteil erhöht, erniedrigt oder konstant hält, sodass eine thermische Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens kompensiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Formteils, eine Presse zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils und ein Verfahren zum Kompensieren einer thermischen Belastung eines Formteils beim Gießen und/oder Umformen.

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The invention relates to tools for casting and / or forming a molded part, which has a first tool part and a second tool part, wherein in the case of closing the tool, the first tool part and the second tool part form a shape, and arranged a tempering in a tempering distance to the mold is that which increases by tempering a mold-forming material in the first tool part and / or in the second tool part, a temperature in the mold and / or the molding, lowered or kept constant, so that a thermal stress in the molding during casting and / or Reshaping is compensated. Furthermore, the invention relates to a casting device for casting a molded part, a press for casting and / or forming a molded part and a method for compensating a thermal load of a molded part during casting and / or forming.
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Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, welches ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil aufweist, wobei im Falle eines Schließens des Werkzeuges das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eine Form ausbilden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Formteils, eine Presse zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils und ein Verfahren zum Kompensieren einer thermischen Belastung eines Formteils beim Gießen und/oder Umformen.The invention relates to a tool for casting and / or forming a molded part, which has a first tool part and a second tool part, wherein in the case of closing the tool, the first tool part and the second tool part form a shape. Furthermore, the invention relates to a casting device for casting a molded part, a press for casting and / or forming a molded part and a method for compensating a thermal load of a molded part during casting and / or forming.

Bei Verfahren zum Warmumformen, beispielsweise beim Gießen und/oder Pressen eines Werkstoffes oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur, erfahren das Umformwerkzeug und/oder die Form Temperaturänderungen während des Prozesses.In methods of hot forming, for example, casting and / or pressing a material above its recrystallization temperature, the forming tool and / or the mold undergo temperature changes during the process.

Durch unterschiedliche Wärmeflüsse innerhalb der Umformvorrichtung, beispielsweise aufgrund der Montage des Werkzeuges am Pressenstößel oder an der Pressentischplatte, und durch unterschiedliche Wärmeeinträge beim Warmumformen, beispielsweise wenn das umzuformende Werkstück Asymmetrien und/oder unterschiedliche Materialstärken aufweist, entstehen Temperaturdifferenzen innerhalb eines Werkzeuges, zwischen gegenüberliegenden Bereichen von Werkzeugteilen und/oder in der Form sowie am umzuformenden Werkstück.By different heat flows within the forming device, for example due to the installation of the tool on the press ram or on the press table top, and by different heat inputs during hot forming, for example when the workpiece to be formed asymmetries and / or different material thicknesses, temperature differences arise within a tool, between opposing areas of Tool parts and / or in the mold and on the workpiece to be formed.

Diese Temperaturdifferenzen können dazu führen, dass beim Warmumformen lokal nicht die optimale Temperatur vorliegt. Folglich besteht die Gefahr, dass das Werkstück in bestimmten Bereichen bei zu hoher oder zu niedriger Temperatur umgeformt wird. Nachteilig hierbei ist, dass der Werkstoff beispielsweise dadurch nicht die gewünschte Gefügeänderung annimmt.These temperature differences can lead to the situation where the optimum temperature is not present locally during hot forming. Consequently, there is a risk that the workpiece will be deformed in certain areas at too high or too low a temperature. The disadvantage here is that the material, for example, does not assume the desired structural change.

Unerwünschte Temperaturdifferenzen innerhalb eines Werkzeuges und/oder einer Form und/oder des Werkstücks sowie ein Warmumformen bei der nicht optimalen lokalen Temperatur führen zu einem erhöhten Verschleiß des Werkzeuges und/oder der Form und/oder zu einer unerwünschten Gefügeanordnung des Werkstücks. Zudem führen Temperaturdifferenzen zwischen zwei gegenüberliegenden Werkzeugteilen, beispielsweise einem Ober- und Unterwerkzeug, zu einer Verlagerung der Kontaktflächen und somit auch der Dichtflächen zwischen beiden Werkzeugteilen.Unwanted temperature differences within a tool and / or a mold and / or the workpiece and a hot forming at the non-optimal local temperature lead to increased wear of the tool and / or the mold and / or to an undesirable microstructure arrangement of the workpiece. In addition, temperature differences between two opposing tool parts, such as a top and bottom tool, lead to a displacement of the contact surfaces and thus also the sealing surfaces between the two tool parts.

Insbesondere beim Gießen kann es durch diese Verlagerung zum unerwünschten Austreten von flüssiger, heißer Schmelze aus dem Werkzeug kommen.In particular, during casting, this shift can lead to the unwanted escape of liquid, hot melt from the tool.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.The object of the invention is to improve the state of the art.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Werkzeug zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, welches ein erstes Werkzeugteil und ein zweites Werkzeugteil aufweist, wobei im Falle eines Schließens des Werkzeuges das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eine Form ausbilden, und eine Temperiereinrichtung in einer Temperierentfernung zur Form angeordnet ist, welche durch ein Temperieren eines formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil eine Temperatur in der Form und/oder dem Formteil erhöht, erniedrigt oder konstant hält, sodass eine thermische Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens kompensiert wird.The object is achieved by a tool for casting and / or forming a molded part, which has a first tool part and a second tool part, wherein in the case of closing the tool, the first tool part and the second tool part form a shape, and a tempering in a tempering distance is arranged to form, which increases by tempering a mold-forming material in the first tool part and / or in the second tool part, a temperature in the mold and / or the molding, lowered or kept constant, so that a thermal stress in the molding during casting and / or reshaping is compensated.

Somit wird durch Temperieren eines Werkzeuges eine Temperatur in der thermisch belasteten Form und/oder dem thermisch belasteten Formteil gezielt konstant gehalten, gezielt erniedrigt oder gezielt erhöht. Folglich werden auch eine übermäßige thermische Belastung des Werkzeuges, eine Verlagerung von Kontaktflächen, ein Berühren der Werkzeugteile und somit ein Werkzeugbruch verhindert.Thus, a temperature in the thermally loaded form and / or the thermally loaded molded part is kept constant by targeted by tempering a tool, deliberately lowered or increased specifically. Consequently, excessive thermal stress on the tool, displacement of contact surfaces, touching of the tool parts and thus tool breakage are prevented.

Vor allem wird oder werden in der Form und/oder in dem Formteil die optimale Temperatur für ein Warmumformen eingestellt. Folglich wird ein qualitativ hochwertiges Bauteil gefertigt.Above all, the optimum temperature for hot forming is or will be set in the mold and / or in the molded part. Consequently, a high-quality component is manufactured.

Es ist besonders vorteilhaft, dass die lokal vorliegende Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil an die Kontur und/oder Wandstärke des Formteils sowie an den lokal erforderlichen Gießdruck und/oder die erforderliche Presskraft angepasst wird. Somit werden zu hohe oder zu niedrige thermische Belastungen in dem Formteil während des Gießens und/oder Pressens vermieden.It is particularly advantageous that the locally present temperature in the mold and / or in the molded part is adapted to the contour and / or wall thickness of the molded part and to the locally required casting pressure and / or the required pressing force. Thus, too high or too low thermal loads are avoided in the molding during casting and / or pressing.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass bei einem mindestens zweiteiligen Werkzeug das formumgebende Material mindestens eines der beiden Werkzeugteile mittels einer Temperiereinrichtung temperiert wird, sodass eine optimale Temperatur in der Form und/oder dem Formteil beim Warmumformen vorliegt. Somit können thermische Belastungen des Formteils beispielsweise aufgrund der eingefüllten heißen Schmelze beim Gießen in der Form und/oder aufgrund einer nicht optimalen Warmumformtemperatur in Kombination mit der mechanischen Belastung aufgrund der Presskraft ausgeglichen werden.An essential idea of the invention is based on the fact that, in the case of an at least two-part tool, the mold-surrounding material of at least one of the two tool parts is tempered by means of a tempering device, so that an optimum temperature is present in the mold and / or the molded part during hot forming. Thus, thermal stresses on the molded part can be compensated, for example, due to the filled hot melt during casting in the mold and / or due to a non-optimum hot working temperature in combination with the mechanical stress due to the pressing force.

Selbstverständlich kann auch bei noch offenem Werkzeug das formumgebende Material der Formhälfte des ersten und/oder des zweiten Werkzeugteils vorgekühlt oder vorgewärmt werden und erst anschließend das Werkzeug geschlossen und das Gießen und/oder Umformen begonnen werden.Of course, even when the tool is still open, the mold-forming material of the mold half of the first and / or the second tool part can be precooled or preheated and only then the tool is closed and the casting and / or forming can be started.

Mithin kann lokal auf die Temperatur eines Teils des Werkzeugs, eines Teils der Form oder eines Teils des Werkstücks/Formteils eingewirkt werden.Thus, locally the temperature of a part of the tool, a part of the mold or a part of the workpiece / molded part can be acted upon.

Folgendes Begriffliche sei erläutert:The following concept is explained:

Ein „Werkzeug“ ist insbesondere ein Objekt, mit dem ein Bearbeiten eines Werkstückes und/oder ein Gießen zum Fertigen eines Formteils erfolgt, wobei das Werkzeug durch einen Menschen und/oder eine Maschine geführt wird. Bei einem Werkzeug handelt es sich insbesondere um ein Formwerkzeug. Das Werkzeug wird insbesondere in einem formgebenden Fertigungsverfahren wie Vorformen, Umformen und/oder Gießen verwendet. Das Werkzeug wird insbesondere in einer Werkzeugmaschine, einer Gießvorrichtung und/oder einer Presse eingesetzt. Das Werkzeug besteht insbesondere aus mindestens zwei Werkzeugteilen, beispielsweise einem Unter- und/oder einem Oberwerkzeug, oder aus mehr als zwei Werkzeugteilen, wobei im Falle des Schließens des Werkzeuges diese mehreren Werkzeugteile die Form ausbilden. Das Werkzeug kann eine Innenkontur aufweisen, welche als Außenkontur einem Werkstück oder einem Formteil aufgeprägt wird.A "tool" is in particular an object with which a machining of a workpiece and / or a casting for the production of a molded part takes place, wherein the tool is guided by a human and / or a machine. A tool is in particular a molding tool. The tool is used in particular in a forming manufacturing process such as preforming, forming and / or casting. The tool is used in particular in a machine tool, a casting device and / or a press. The tool consists in particular of at least two tool parts, for example a lower and / or an upper tool, or of more than two tool parts, wherein in the case of closing the tool, these several tool parts form the shape. The tool may have an inner contour, which is impressed as an outer contour of a workpiece or a molded part.

„Gießen“ ist insbesondere ein Fertigungsverfahren bei dem aus einem flüssigen Werkstoff (Schmelze) nach einem Erstarren ein fester Körper bestimmter Form entsteht. Zum Gießen wird insbesondere ein Werkzeug als Dauerform verwendet. Zum Gießen gehören insbesondere das Druckgießen, Kokillengießen und/oder das Stranggießen."Casting" is in particular a manufacturing process in which a solid material of a specific shape is formed from a liquid material (melt) after solidification. For casting, in particular, a tool is used as a permanent mold. Casting includes in particular die casting, die casting and / or continuous casting.

„Umformen“ ist insbesondere ein Fertigungsverfahren, bei dem ein Werkstück aus Metall und/oder Metalllegierung gezielt plastisch in eine andere Form gebracht wird. Insbesondere wird ein Werkstück durch Umformen in ein Formteil überführt. Beim Umformen kann es sich um Tiefziehen und/oder Pressen handeln. Das Umformen ist insbesondere ein Halbwarmumformen und/oder ein Warmumformen, wobei bei letzterem das Werkstück vor dem Umformen auf eine Temperatur beispielsweise über der Rekristallisationstemperatur seines Werkstoffes erwärmt wird."Forming" is in particular a production method in which a workpiece made of metal and / or metal alloy is deliberately plastically brought into another shape. In particular, a workpiece is transferred by forming into a molded part. When forming can be deep drawing and / or pressing. The forming is in particular a hot forging and / or a hot forming, wherein in the latter the workpiece is heated to a temperature, for example above the recrystallization temperature of its material before forming.

Ein „Formteil“ ist insbesondere ein aus einem Werkstück gefertigtes oder ein gegossenes Einzelteil. Das gefertigte Formteil kann als Bauteil eines technischen Komplexes dienen, wie zum Beispiel einer Maschine und/oder eines Apparates. Das Formteil entsteht insbesondere plastisch aufgrund einer Formveränderung durch gezieltes Gießen und/oder Umformen. Somit weist ein Formteil insbesondere fast fertige Formen oder Geometrien auf.A "molding" is in particular a made of a workpiece or a cast item. The finished molded part can serve as a component of a technical complex, such as a machine and / or an apparatus. The molded part is created in particular plastically due to a change in shape through targeted casting and / or forming. Thus, a molded part in particular almost finished shapes or geometries.

Unter einer „Form“ wird insbesondere ein Hohlraum des Werkzeuges verstanden, dessen Innenkontur als Außenkontur einem Werkstück aufgeprägt wird, und/oder bei dem der Hohlraum der Form mit Schmelze zum Fertigen des Formteils ausgegossen wird. Eine Form wird insbesondere auch als „Formkavität“ bezeichnet.A "mold" is understood to mean, in particular, a cavity of the tool, the inner contour of which is impressed as an outer contour on a workpiece, and / or in which the cavity of the mold is filled with melt to produce the molded part. A mold is also referred to in particular as a "mold cavity".

Eine „Temperiereinrichtung“ ist insbesondere eine Einrichtung zum Temperieren eines formumgebenden Materials. Somit kann mittels der Temperiereinrichtung die Temperatur des formumgebenden Materials sowie eine Temperatur in der Form und/oder dem Formteil eingestellt und/oder geregelt werden. Mittels der Temperiereinrichtung wird die Temperatur in der Form und/oder dem Formteil insbesondere erhöht, gesenkt oder konstant gehalten.A "tempering device" is in particular a device for tempering a mold-surrounding material. Thus, by means of the tempering the temperature of the mold-forming material and a temperature in the mold and / or the molded part can be adjusted and / or regulated. By means of the tempering device, the temperature in the mold and / or the molded part is in particular increased, lowered or kept constant.

Eine „Temperierentfernung“ ist insbesondere eine Entfernung, in welcher die Temperiereinrichtung zur Form angeordnet ist. Innerhalb der Temperierentfernung findet insbesondere ein Temperieren des formumgebenden Materials statt.A "tempering distance" is in particular a distance in which the tempering device is arranged to form. Within the Temperierentfernung takes place in particular a tempering of the formumgebenden material.

Unter „Temperieren“ wird insbesondere die Temperaturanpassung des formumgebenden Materials durch ein Erhöhen, Erniedrigen und/oder Konstanthalten der Temperatur verstanden.By "tempering" is meant, in particular, the temperature adaptation of the shape-changing material by increasing, decreasing and / or keeping the temperature constant.

Unter „formumgebendes Material“ wird insbesondere das Material eines Werkzeugteils verstanden, welches an einer Seite der Form angeordnet ist. Das formumgebende Material liegt insbesondere am und/oder in der Nähe der Form des Werkzeugteiles vor.By "mold-surrounding material" is meant in particular the material of a tool part which is arranged on one side of the mold. The mold-surrounding material is present in particular on and / or in the vicinity of the shape of the tool part.

Eine „Temperatur“ ist insbesondere eine physikalische Größe, welche das thermodynamische Gleichgewicht kennzeichnet. Insbesondere weisen zwei Körper, welche in direktem Kontakt zueinander stehen, unterschiedliche Temperaturen auf, so fließt Wärme vom wärmeren Körper zum kälteren. Die Temperatur wird in der Einheit Kelvin (K) oder Celsius (°C) angegeben.In particular, a "temperature" is a physical quantity that characterizes the thermodynamic equilibrium. In particular, two bodies which are in direct contact with each other have different temperatures, so heat flows from the warmer body to the colder. The temperature is given in units of Kelvin (K) or Celsius (° C).

Unter einer „thermischen Belastung“ wird insbesondere verstanden, dass das Formteil nicht bei einer optimalen Temperatur gegossen und/oder umgeformt wird. Insbesondere tritt die thermische Belastung in einem begrenzten Bereich des Formteils auf, wobei das Formteil unterschiedliche Bereiche mit unterschiedlichen thermischen Belastungen aufweisen kann. Bei einer thermischen Belastung kann es sich um eine zu niedrige oder eine zu hohe Temperatur handeln. Eine thermische Belastung umfasst insbesondere auch eine Wärmebelastung aufgrund einer zu hohen und/oder nicht angepassten Presskraft.A "thermal load" is understood in particular to mean that the molded part is not poured and / or reshaped at an optimum temperature. In particular, the thermal stress occurs in a limited area of the molded part, wherein the molded part can have different areas with different thermal loads. A thermal load may be too low or too high a temperature. A thermal load in particular also includes a heat load due to a too high and / or unmatched pressing force.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Werkzeug eine zweite Temperiereinrichtung, eine dritte Temperiereinrichtung, eine vierte Temperiereinrichtung und/oder eine weitere Temperiereinrichtung auf.In a further embodiment, the tool has a second tempering device, a third tempering device, a fourth tempering device and / or a further tempering device.

Somit kann in jedem der sich gegenüberliegenden Werkzeugteile jeweils eine eigene Temperiereinrichtung angeordnet werden.Thus, in each of the opposing tool parts each have their own tempering be arranged.

Zudem können in einem Werkzeugteil mehrere Temperiereinrichtungen angeordnet werden, sodass insbesondere bei großflächigen und/oder komplexen Formteilen mehrere unterschiedliche lokale Temperaturen entsprechend den jeweils vorliegenden thermischen Belastungen des Formteils eingestellt werden.In addition, a plurality of tempering devices can be arranged in one tool part, so that, in particular in the case of large-area and / or complex shaped parts, a plurality of different local temperatures are set in accordance with the respective thermal loads of the molded part.

Folglich können durch mehrere Temperiereinrichtungen in einem Werkzeugteil lokal sehr fein abgestimmt unterschiedliche Wärmeflüsse und/oder Wärmeeinträge in das Werkzeug, in die Form und/oder dem Formteil kompensiert werden. So können sich beispielsweise erwärmende und kühlende Temperiereinrichtungen in einem Werkzeugteil abwechseln.As a result, different heat flows and / or heat inputs into the tool, into the mold and / or the molded part can be locally compensated for very finely tuned by a plurality of tempering devices in a tool part. Thus, for example, heating and cooling tempering can alternate in a tool part.

Eine zweite, dritte, vierte und/oder weitere Temperiereinrichtung entspricht in ihrer Ausführungsform und Funktion der oben definierten Temperiereinrichtung.A second, third, fourth and / or further tempering device corresponds in its embodiment and function of the above-defined tempering.

Um die Temperiereinrichtung optimal an die Geometrie und/oder die Position der Werkzeugteile und/oder der Form anzupassen, ist oder sind die Temperiereinrichtung oder die Temperiereinrichtungen eine induktive Temperiereinrichtung und/oder eine konduktive Temperiereinrichtung.In order to optimally adapt the tempering device to the geometry and / or the position of the tool parts and / or the mold, the tempering device or the tempering devices is or are an inductive tempering device and / or a conductive tempering device.

Zudem kann durch die Wahl der Art der Temperiereinrichtung auch die Geschwindigkeit des Wärmeflusses von dem formumgebenden Material zur Form und/oder dem Formteil beeinflusst werden.In addition, the speed of the heat flow from the mold-forming material to the mold and / or the molded part can also be influenced by the choice of the type of tempering device.

Bei einer „induktiven Temperiereinrichtung“ handelt es sich insbesondere um eine Induktionsspule, welche von nieder- und/oder mittelfrequentem Wechselstrom durchflossen wird und dadurch ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Das magnetische Wechselfeld induziert insbesondere im formumgebenden Material eines Werkzeugteils Wirbelströme, wodurch das formumgebende Material und/oder das Werkzeugteil erwärmt wird oder werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass die Wärme unmittelbar im formumgebenden Material und/oder dem Werkzeugteil selbst entsteht und nicht durch Wärmeleitungen zum formumgebenden Material übertragen werden muss. Für das induktive Erwärmen des formumgebenden Materials ist insbesondere ein weiterer Spalt und/oder ein Abstand zwischen der Induktionsspule und/oder dem formumgebenden Material innerhalb des Werkzeugteils einzuhalten.An "inductive tempering device" is, in particular, an induction coil through which low and / or medium-frequency alternating current flows, thereby generating a magnetic alternating field. The alternating magnetic field induces eddy currents, in particular in the mold-surrounding material of a tool part, as a result of which the mold-surrounding material and / or the tool part is or will be heated. In this case, it is particularly advantageous that the heat arises directly in the mold-forming material and / or the tool part itself and does not have to be transferred to the mold-forming material by heat conduction. For the inductive heating of the mold-forming material, in particular a further gap and / or a distance between the induction coil and / or the mold-surrounding material is to be maintained within the tool part.

Eine „konduktive Temperiereinrichtung“ ist insbesondere eine Temperiereinrichtung, bei der ein Erwärmen des formumgebenden Material und/der des Werkzeugteils aufgrund eines Wärmeflusses in dem formumgebenden Material und/oder dem Werkzeugteil infolge eines Temperaturunterschiedes erfolgt. Bei einer konduktiven Temperiereinrichtung kann der Wärmefluss beispielsweise aufgrund einer Wasserkühlung oder -heizung und/oder durch direkte Leitung von Gleich- oder Wechselstrom durch das formumgebende Material erfolgen.A "conductive temperature control device" is in particular a tempering device in which heating of the mold-surrounding material and / or of the tool part takes place due to a heat flow in the mold-surrounding material and / or the tool part as a result of a temperature difference. In the case of a conductive tempering device, the heat flow can occur, for example, due to water cooling or heating and / or direct conduction of direct or alternating current through the material surrounding the mold.

Um die Temperatur in der Form und/oder dem Formteil bestimmen zu können, weist oder weisen das erste Werkzeugteil und/oder das zweite Werkzeugteil mindestens einen Temperatursensor auf.In order to be able to determine the temperature in the mold and / or the molded part, the first tool part and / or the second mold part has or have at least one temperature sensor.

Somit kann über die Temperatur eine unerwünschte thermische Belastung des Formteils frühzeitig erkannt werden.Thus, an undesirable thermal stress on the molding can be detected early on the temperature.

Ein „Temperatursensor“ ist insbesondere eine technisches Bauteil, welches eine Temperatur seiner Umgebung qualitativ oder quantitativ erfasst. Die erfasste Temperatur als qualitative oder quantitative Messgröße wird insbesondere durch den Temperatursensor in ein verarbeitbares elektrisches Messsignal umgeformt. Es ist insbesondere vorteilhat, wenn der Temperatursensor im Hinblick auf die Energieverwendung ein passiver Sensor ist, sodass dieser keine elektrische Hilfsenergie zur Erzeugung eines elektrischen Messsignals benötigt. Bei einem Temperatursensor kann es sich insbesondere um einen SAW-Sensor (Surface Acoustic Wave) mit einem weiten Temperaturbeständigkeitsbereich von -50°C bis über 400°C handeln.A "temperature sensor" is in particular a technical component which detects a temperature of its environment qualitatively or quantitatively. The detected temperature as a qualitative or quantitative measured variable is converted in particular by the temperature sensor into a processible electrical measurement signal. It is particularly advantageous if the temperature sensor is a passive sensor with regard to the use of energy, so that it does not need any auxiliary electrical energy for generating an electrical measuring signal. In particular, a temperature sensor may be a Surface Acoustic Wave (SAW) sensor with a wide temperature range of -50 ° C to over 400 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform ist dem Werkzeug eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zugeordnet, sodass die Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil in Abhängigkeit eines Messwertes des Temperatursensors einstellbar ist.In a further embodiment, the tool is assigned a control and / or regulating device, so that the temperature in the mold and / or in the molded part can be set as a function of a measured value of the temperature sensor.

Somit kann die Temperatur der Form und/oder des Formteils erfasst und während des Umform- und/oder Gießprozesses in Echtzeit angepasst werden. Vor allem kann die Temperatur und/oder die thermische Belastung entsprechend den Anforderungen des zu fertigenden Formteils und/oder den verschiedenen Phasen des Gieß- und/oder Umformvorganges gesteuert und/oder geregelt werden.Thus, the temperature of the mold and / or the molded part can be detected and adapted during the forming and / or casting process in real time. Above all, the temperature and / or the thermal load can be controlled and / or regulated according to the requirements of the molded part to be manufactured and / or the various phases of the casting and / or forming process.

Eine „Steuer- und/oder Regeleinrichtung“ ist eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer Größe und/oder eines Parameters. Beim Steuern durch die Steuereinrichtung beeinflussen insbesondere eine Größe oder mehrere Größen als Eingangsgrößen eine andere Größe als Ausgangsgröße. Die Steuereinrichtung beeinflusst insbesondere gezielt die Temperatur in der Form und/oder dem Formteil. Beim „Regeln“ durch die Regeleinrichtung wird insbesondere fortlaufend eine Regelgröße erfasst und mit einer anderen Größe (Führungsgröße) verglichen und zum Angleichen an die Führungsgröße beeinflusst. Durch die Regeleinrichtung wird beispielsweise die Temperatur der Form und/oder des Formteils auf eine vorgegebene Solltemperatur angepasst.A "control and / or regulating device" is a device for controlling and / or regulating a variable and / or a parameter. In the case of control by the control device, in particular one size or several variables influence as input variables a different size than the output variable. The control device influences in particular specifically the temperature in the mold and / or the molded part. In the case of "rules" by the control device, in particular a controlled variable is continuously recorded and compared with another variable (reference variable) and influenced for matching to the reference variable. By the control device, for example, the temperature of the mold and / or the molding is adjusted to a predetermined target temperature.

Um eine optimale Temperaturverteilung über die Form und/oder entlang der Kontur des Formteils zu erzielen, weist das erste Werkzeugteil und/oder das zweite Werkzeugteil unterschiedliche Temperierzonen in Abhängigkeit von einer lokalen thermischen Belastung des Formteils auf.In order to achieve an optimum temperature distribution over the shape and / or along the contour of the molded part, the first tool part and / or the second tool part has different tempering zones as a function of a local thermal loading of the molded part.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn in sich gegenüberliegenden Werkzeugteilen jeweils entsprechende Temperierzonen angeordnet werden. Dadurch können gezielt gegenüberliegende Kühl- und/oder Heizzonen in sich gegenüberliegenden Werkzeugteilen mit gleicher Temperaturzone und somit sehr geringer Temperaturdifferenz, insbesondere zwischen ± 5°C, bevorzugt zwischen ± 3°C realisiert werden. Folglich wird oder werden die Form und/oder das Formteil beidseitig über die Werkzeugteile auf eine identische oder sehr ähnliche Temperatur gebracht. Somit wird eine lokale thermische Belastung komplett umlaufend um die Form und/oder das Formteil kompensiert.It is particularly advantageous if corresponding tempering zones are arranged in opposite tool parts. As a result, opposing cooling and / or heating zones in opposing tool parts with the same temperature zone and thus very low temperature difference, in particular between ± 5 ° C, preferably between ± 3 ° C can be realized. Consequently, the mold and / or the molding is or are brought on both sides over the tool parts to an identical or very similar temperature. Thus, a local thermal stress is compensated completely circumferentially around the mold and / or the molded part.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Gießvorrichtung zum Gießen eines Formteils mit einem zuvor beschriebenen Werkzeug.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a casting device for casting a molded part with a previously described tool.

Dadurch werden lokal unterschiedliche Schmelzetemperaturen beim Gießen durch die thermische Kompensation in der Form und/oder dem Formteil mittels der Temperiereinrichtung ausgeglichen und ein optimales Gießen gewährleistetAs a result, locally different melt temperatures during casting are compensated by the thermal compensation in the mold and / or the molded part by means of the tempering device and ensures optimum casting

Zudem kann durch die Temperiereinrichtung oder die Temperiereinrichtungen der Schmelzefluss in der Form gezielt beeinflusst werden. Beispielsweise kann durch eine lokale Erwärmung mittels einer Temperiereinrichtung der Schmelzefluss innerhalb der Form verbessert oder durch ein Abkühlen der Schmelzefluss verringert und/oder verlangsamt werden.In addition, the melt flow in the mold can be influenced in a targeted manner by the tempering device or the tempering devices. For example, can be improved by a local heating by means of a tempering of the melt flow within the mold or reduced by cooling the melt flow and / or slowed down.

Eine „Gießvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung zum Gießen eines Formteils. Eine Gießvorrichtung weist insbesondere einen Schmelzebehälter, eine Schmelzezufuhr, eine Gießform und/oder ein formbildendes Werkzeug auf.A "casting device" is in particular a device for casting a molded part. A casting device has, in particular, a melt container, a melt feed, a casting mold and / or a mold-forming tool.

In einer weiteren Ausführungsform der Gießvorrichtung sind das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil mittels einer Werkzeugaufnahme horizontal und/oder vertikal ausgerichtet.In a further embodiment of the casting apparatus, the first tool part and the second tool part are aligned horizontally and / or vertically by means of a tool holder.

Bei der nach dem Stand der Technik üblichen vertikalen Ausrichtung der Werkzeugteile beim Gießen wird das Füllen der vertikalen Gießform durch die Gravitation gefördert.In the conventional prior art vertical alignment of the tool parts during casting, the filling of the vertical mold is promoted by gravity.

Es ist besonders vorteilhaft, dass bei einer horizontalen Ausrichtung der Werkzeugteile und somit der Gießform zusätzlich der Schmelzefluss und/oder die Schmelzeverteilung innerhalb der Form durch die Temperiereinrichtung oder die Temperiereinrichtungen optimiert werden kann.It is particularly advantageous that, in the case of a horizontal alignment of the tool parts and thus of the casting mold, in addition the melt flow and / or the melt distribution within the mold can be optimized by the tempering device or the tempering devices.

Eine „Werkzeugaufnahme“ ist ein Bauteil, welches das Werkzeug und/oder die Werkzeugteile während der Bearbeitung aufnimmt und/oder hält. Die Werkzeugaufnahme erlaubt insbesondere einen schnellen Wechsel des Werkzeugs und stellt eine Schnittstelle zwischen Werkzeug und Antrieb dar.A "tool holder" is a component which receives and / or holds the tool and / or the tool parts during machining. The tool holder in particular allows a quick change of the tool and provides an interface between the tool and drive.

In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Presse zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, wobei die Presse einen Antrieb zum Aufbringen einer Presskraft und/oder eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines Werkzeuges aufweist, mit einem zuvor beschriebenen Werkzeug und/oder einer zuvor beschriebenen Gießvorrichtung.In an additional aspect of the invention, the object is achieved by a press for casting and / or forming a molded part, wherein the press has a drive for applying a pressing force and / or a tool holder for receiving a tool, with a previously described tool and / or a casting device described above.

Folglich kann ein optimales Warmumformen eines Werkstückes zu einem Formteil und/oder Gießen eines Formteiles in der Presse erfolgen. Zudem kann die thermische Beanspruchung eines Formteiles, welches zunächst gegossen und anschließend durch Pressen nachverdichtet wird, optimal über alle Fertigungsphasen angepasst werden.Consequently, an optimal hot forming of a workpiece into a molded part and / or casting of a molded part in the press can take place. In addition, the thermal stress of a molded part, which is first cast and then compacted by pressing, can be optimally adapted over all production phases.

Vor allem wird eine Presse bereitgestellt, welche aufgrund der optimalen Temperaturen während der Fertigung ein qualitativ sehr hochwertiges und/oder homogenes gefertigtes Formteil ermöglicht.Above all, a press is provided which, due to the optimum temperatures during production, enables a qualitatively very high-quality and / or homogeneous manufactured molded part.

Insbesondere werden dadurch Defekte im Gefüge des Formteils vermieden.In particular, defects in the structure of the molded part are thereby avoided.

Eine „Presse“ ist insbesondere eine Umformmaschine mit geradliniger Relativbewegung des Werkzeuges. In einer Presse werden insbesondere Fertigungsverfahren wie Urformen, Gießen, Umformen, Tiefziehen, Fügen, Beschichten, Trennen, Schneiden und/oder Änderungen von Stoffeigenschaften durchgeführt. Eine Presse ist insbesondere eine weggebundene, energiegebundene oder kraftgebundene Presse.A "press" is in particular a forming machine with rectilinear relative movement of the tool. In particular, manufacturing processes such as prototyping, casting, forming, deep-drawing, joining, coating, cutting, cutting and / or changes of material properties are carried out in a press. In particular, a press is a bound, energy or force press.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Kompensieren einer thermischen Belastung eines Formteils beim Gießen und/oder Umformen mittels eines zuvor beschriebenen Werkzeuges und/oder einer zuvor beschriebenen Gießvorrichtung und/oder einer zuvor beschriebenen Presse, mit folgenden Schritten:

  • - Schließen des Werkzeuges und Ausbilden einer Form zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil,
  • - Gießen des Formteils aus einer Schmelze und/oder Umformen eines zuvor eingebrachten Werkstücks zu dem Formteil,
  • - Temperieren des formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil mittels der Temperiereinrichtung und Erhöhen, Erniedrigen oder Konstanthalten der Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil, sodass die thermische Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder des Umformens kompensiert wird.
In a further aspect of the invention, the object is achieved by a method for compensating a thermal load of a molded part during casting and / or forming by means of a previously described tool and / or a previously described casting device and / or a previously described press, with the following steps:
  • Closing the tool and forming a mold between the first tool part and the second tool part,
  • Casting the molding from a melt and / or forming a previously introduced workpiece to the molding,
  • Tempering the mold-surrounding material in the first tool part and / or in the second tool part by means of the tempering device and increasing, decreasing or keeping constant the temperature in the mold and / or in the mold part, so that the thermal load in the mold part during casting and / or of the forming is compensated.

Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die thermische Belastung eines Formteils beim Gießen und/oder Umformen gering gehalten oder vollständig kompensiert wird. Dadurch erlaubt das Verfahren die Fertigung eines qualitativ sehr hochwertigen Formteils ohne Defekte aufgrund von thermischen Beanspruchungen.Thus, a method is provided in which the thermal load of a molding during casting and / or forming is kept low or fully compensated. Thus, the method allows the production of a very high quality molded part without defects due to thermal stresses.

In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils mittels eines zuvor beschriebenen Werkzeuges und/oder einer zuvor beschriebenen Gießvorrichtung und/oder einer zuvor beschriebenen Presse, mit folgenden Schritten:

  • - Schließen des Werkzeuges und Ausbilden einer Form zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil,
  • - Gießen des Formteils aus einer Schmelze und/oder Umformen eines zuvor eingebrachten Werkstücks zu dem Formteil,
  • - Temperieren des formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil mittels der Temperiereinrichtung oder der Temperiereinrichtungen und Erhöhen, Erniedrigen oder Konstanthalten der Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil, und
  • - insbesondere Kompensieren der thermischen Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens, sodass ein homogen gefertigtes Formteil vorliegt.
In an additional aspect of the invention, the object is achieved by a method for casting and / or forming a molded part by means of a previously described tool and / or a previously described casting device and / or a previously described press, comprising the following steps:
  • Closing the tool and forming a mold between the first tool part and the second tool part,
  • Casting the molding from a melt and / or forming a previously introduced workpiece to the molding,
  • - Temperieren the mold-forming material in the first tool part and / or in the second tool part by means of the tempering or the tempering and increasing, lowering or keeping constant the temperature in the mold and / or in the molding, and
  • - In particular compensating the thermal stress in the molded part during casting and / or forming, so that a homogeneously manufactured molded part is present.

Somit wird ein Verfahren zum Gießen und/oder umformen bereitgestellt, bei dem durch thermischen Ausgleich der Belastung des Formteils und/oder des Schmelzeflusses ein optimales Gießen und/oder Umformen ermöglicht wird. Folglich wird ein sehr homogenes Formteil gefertigt.Thus, a method for casting and / or forming is provided in which an optimal casting and / or forming is made possible by thermal compensation of the load of the molding and / or the melt flow. Consequently, a very homogeneous molded part is produced.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Formteil, wobei das Formteil nach einem zuvor beschriebenen Verfahren gefertigt ist.In a further aspect of the invention, the object is achieved by a molded part, wherein the molded part is manufactured according to a method described above.

Folglich wird ein gefertigtes Formteil mit sehr homogenem Gefüge in der erforderlichen Gefügestruktur ohne Gaseinschlüsse oder anderen Defekten bereitgestellt.Consequently, a finished molded article having a very homogeneous structure in the required microstructure without gas pockets or other defects is provided.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Presse mit Druckgießvorrichtung und Werkzeug mit Induktionsspulen und Wasserkühlung, und
  • 2 eine schematische Darstellung von fünf Temperierzonen verteilt über eine Werkzeugkontur und eine Formteilkontur.
Furthermore, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments. Show it
  • 1 a schematic sectional view of a press with die casting and tool with induction coils and water cooling, and
  • 2 a schematic representation of five tempering zones distributed over a tool contour and a molding contour.

Eine Presse 101 weist eine Druckgießvorrichtung 103 und ein Werkzeug 105 auf. Das Werkzeug 105 besteht aus einer oberen Werkzeughälfte 107 und einer unteren Werkzeughälfte 109, welche horizontal ausgerichtet sind. Des Weiteren weist die Presse 101 einen Antrieb 115, einen Stößel 117 und einen Werkzeughalter 111 auf. Am Werkzeughalter 111 ist die obere Werkzeughälfte 107 befestigt. Die untere Werkzeughälfte 109 ist an einem Pressentisch 119 angeordnet.A press 101 has a die casting device 103 and a tool 105 on. The tool 105 consists of an upper mold half 107 and a lower mold half 109 , which are aligned horizontally. Furthermore, the press points 101 a drive 115 , a pestle 117 and a tool holder 111 on. On the tool holder 111 is the upper tool half 107 attached. The lower half of the mold 109 is at a press table 119 arranged.

Bei geschlossenem Werkzeug 105 bilden die obere Werkzeughälfte 107 und die untere Werkzeughälfte 109 die Formkavität 113 aus.With the tool closed 105 form the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 the mold cavity 113 out.

In der Mitte der Formkavität 113 weisen die obere Werkzeughälfte 107 und die untere Werkzeughälfte 109 umgebend der Formkavität 113 jeweils eine Wasserkühlung 127 und einen Temperatursensor 133 auf. Umgebend zu dem beidseitig äußeren Rändern der Formkavität 113 weisen die obere Werkzeughälfte 107 und die untere Werkzeughälfte 109 jeweils eine Induktionsspule 125 auf. Die untere Werkzeughälfte 107 weist zusätzlich beidseitig einen Temperatursensor 133 auf.In the middle of the mold cavity 113 show the upper half of the mold 107 and the lower half of the mold 109 surrounding the mold cavity 113 one water cooling each 127 and a temperature sensor 133 on. Surrounding the both sides outer edges of the mold cavity 113 show the upper half of the mold 107 and the lower half of the mold 109 one induction coil each 125 on. The lower half of the mold 107 also has a temperature sensor on both sides 133 on.

Folgende Arbeitsvorgänge werden mit der Presse 101, der Druckgießvorrichtung 103 und dem Werkzeug 105 realisiert:The following operations are done with the press 101 , the die casting device 103 and the tool 105 realized:

In die untere Formkavität 113 der unteren Werkzeughälfte wird mittels eines nicht gezeigten Gießroboters heiße Schmelze eines Leichtmetalls eingefüllt. Das Werkzeug 105 wird geschlossen und die obere Werkzeughälfte 107 und die untere Werkzeughälfte 109 bilden die Formkavität 13 aus. Mittels der Wasserkühlung 127 wird jeweils ein formumgebendes Material in der Mitte der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 auf eine vorgegeben Temperatur durch eine nicht gezeigte Regeleinrichtung abgekühlt. Dadurch erfolgt ein Wärmefluss von der heißen Schmelze innerhalb der Formkavität 113 zum kühleren formumgebenden Material der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109. Mittels der Temperatursensoren 133 wird beidseitig jeweils eine Temperatur in der Form 113 bestimmt und über die nicht gezeigte Regeleinrichtung ein Regelsignal an die Wasserkühlung 127 gesendet, um das formumgebende Material der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 weiter abzukühlen, bis eine Solltemperatur erreicht ist.In the lower mold cavity 113 the lower mold half is filled by means of a casting robot, not shown, hot melt of a light metal. The tool 105 is closed and the upper half of the mold 107 and the lower half of the mold 109 form the mold cavity 13. through the water cooling 127 In each case, a mold-surrounding material in the middle of the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 cooled to a predetermined temperature by a control device, not shown. This results in a heat flow from the hot melt within the mold cavity 113 to the cooler mold-surrounding material of the upper mold half 107 and the lower mold half 109 , By means of temperature sensors 133 is on both sides in each case a temperature in the form 113 determined and the control device, not shown, a control signal to the water cooling 127 sent to the mold-forming material of the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 continue to cool until a set temperature is reached.

Zeitgleich wird an den beiden äußeren Rändern der Formkavität 113 die Formkavität 113 und die sich darin befindende Schmelze mittels der jeweils gegenüberliegend angeordneten Induktionsspulen 125 der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 erwärmt, damit die Schmelze mit einer optimalen Fließgeschwindigkeit auch in diese Randbereiche mit geringer Materialstärke des zu fertigenden Formteils gelangt und dadurch ein vorzeitiges Erstarren der Schmelze dort verhindert wird. Die Temperatur der Schmelze in diesen Randbereichen wird mittels der beidseitig angeordneten Temperatursensoren 133 in der oberen Werkzeughälfte 107 bestimmt und mittels der nicht gezeigten Regeleinrichtung eingestellt. Somit liegen gegenüberangeordnete Temperaturzoen in den beidseitigen äußeren Randbereichen der Formkavität 113 mit einer Temperaturdifferenz von ± 1°C zwischen dem formumgebenden Material der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 vor.At the same time at the two outer edges of the mold cavity 113 the mold cavity 113 and the melt contained therein by means of the respectively oppositely arranged induction coils 125 the upper tool half 107 and the lower tool half 109 heated, so that the melt passes with an optimum flow rate in these marginal areas with low material thickness of the molded part to be manufactured and thereby premature solidification of the melt is prevented there. The temperature of the melt in these edge regions is determined by means of the temperature sensors arranged on both sides 133 in the upper half of the mold 107 determined and adjusted by means of the control device, not shown. Thus, opposing temperature zones are in the two-sided outer edge regions of the mold cavity 113 with a temperature difference of ± 1 ° C between the mold-forming material of the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 in front.

Während die Schmelze in der Formkavität 113 erstarrt, wird mittels des Antriebs 115 und des Stößels 117 eine Presskraft auf die obere Werkzeughälfte 107 und die untere Werkzeughälfte 109 zum Nachverdichten des gegossenen Formteils aufgebracht. Aufgrund der Presskraft und somit dem Einwirken der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 steigt die Temperatur vor allem in dem mittleren Bereich der Formkavität 113, sodass die mittig angeordneten Temperatursensoren 133 der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 einen Anstieg der Temperatur über die Solltemperatur feststellen.While the melt in the mold cavity 113 solidified, by means of the drive 115 and the pestle 117 a pressing force on the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 applied for recompression of the cast molding. Due to the pressing force and thus the action of the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 the temperature rises above all in the middle region of the mold cavity 113 so that the centrally located temperature sensors 133 the upper half of the mold 107 and the lower half of the mold 109 detect an increase in temperature above the setpoint temperature.

Folglich wird das formumgebende Material der oberen Werkzeughälfte 107 und der unteren Werkzeughälfte 109 und somit das gefertigte Formteil aufgrund des Regelns mittels der nicht gezeigten Regeleinrichtung und einem stärkeren Kühlen durch die Wasserkühlung 127 auf die Solltemperatur abgekühlt und anschließend konstant gehalten, sodass die thermische Belastung durch das Aufbringen der Presskraft kompensiert wird.As a result, the mold-surrounding material becomes the upper mold half 107 and the lower half of the mold 109 and thus the finished molded part due to the rules by means of the control device, not shown, and a stronger cooling by the water cooling 127 cooled to the set temperature and then kept constant, so that the thermal load is compensated by the application of the pressing force.

Nach Abschluss des Nachverdichtens wird das Werkzeug 105 geöffnet und die obere Werkzeughälfte 107 über den Stößel 117 und den Antrieb 115 nach oben bewegt. Anschließend wird das gefertigte Formteil mittels eines nicht gezeigten Auswerfers im Pressentisch 119 ausgeworfen.After completion of the recompression, the tool 105 is opened and the upper mold half 107 over the pestle 117 and the drive 115 moved upwards. Subsequently, the finished molded part by means of a not shown ejector in the press table 119 ejected.

Somit wird eine Presse mit Kompensation der thermischen Belastung des Formteils bereitgestellt, welcher ein thermisch angepasstes Gießen und Nachverdichten und damit ein qualitativ sehr hochwertig gefertigtes Formteil ermöglicht.Thus, a press with compensation of the thermal load of the molded part is provided, which allows a thermally adapted casting and recompression and thus a very high quality finished molded part.

In einer Alternative weist eine Presse ein Werkzeug zum Warmumformen mit einer Werkzeugkontur 201 auf. Über die Werkzeugkontur 201 und eine Formteilkontur 203 in Form eines Stahlträgers sind fünf Temperierzonen 205, 207, 209, 211 und 213 angeordnet. Die Temperierzonen 205, 207, 209, 211 und 213 sind jeweils gegenüberliegend im Unterwerkzeug und Oberwerkzeug ausgeführt. Die Formteilkontur 203 weist in den fünf Temperierzonen 205, 207, 209, 211 und 213 jeweils eine unterschiedliche Wandstärke auf. Über nicht gezeigte Temperatursensoren wird jeweils eine Temperatur in der jeweiligen Temperierzone 205, 207, 209, 211 und 213 des Unter- und Oberwerkzeuges gemessen und mittels einer nicht gezeigten Regeleinrichtung werden unterschiedliche Solltemperaturen aufgrund der unterschiedlichen Wandstärken in den fünf Temperierzonen 205, 207, 209, 211 und 213 eingestellt. Gleichzeitig wird ein Temperaturunterschied von jeweils ± 2°C zwischen der jeweiligen Temperierzone 205, 207, 209, 211 und 213 des Unterwerkzeuges und des Oberwerkzeuges gehalten. Durch die unterschiedlichen Solltemperaturen wird über die gesamte Formteilkontur 203 eine gleichförmige Abkühlrate und damit Gefügeumwandlung erzielt.In one alternative, a press has a tool for hot forming with a tool contour 201 on. About the tool contour 201 and a molding contour 203 in the form of a steel beam are five tempering zones 205 . 207 . 209 , 211 and 213. The tempering zones 205 . 207 . 209 , 211 and 213 are each opposite in the lower tool and upper tool executed. The molding contour 203 points in the five tempering zones 205 . 207 . 209 . 211 and 213 each have a different wall thickness. By temperature sensors, not shown, in each case a temperature in the respective temperature control zone 205 . 207 . 209 . 211 and 213 the lower and upper tool measured and by means of a control device, not shown, different target temperatures due to the different wall thicknesses in the five temperature zones 205 . 207 . 209 . 211 and 213 set. At the same time a temperature difference of ± 2 ° C between the respective tempering zone 205, 207, 209, 211 and 213 of the lower tool and the upper tool is maintained. Due to the different set temperatures, the entire contour of the molding is affected 203 achieved a uniform cooling rate and thus structural transformation.

Somit sind die Temperierzonen 205, 207, 209 211 und 213 optimal sowohl an die Werkzeugkontur 201 als auch an die Formteilkontur 203 angepasst, sodass die unterschiedlichen lokalen thermischen Belastungen des Formteils während des Warmumformens optimal kompensiert werden.Thus, the tempering zones 205 . 207 . 209 211 and 213 optimally both to the tool contour 201 as well as to the molding contour 203 adapted so that the different local thermal loads of the molding are optimally compensated during the hot forming.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
PressePress
103103
Druckgießvorrichtungdie casting
105105
WerkzeugTool
107107
obere Werkzeughälfteupper mold half
109109
untere Werkzeughälftelower mold half
111111
Werkzeughaltertoolholder
113113
Formkavitätmold cavity
115115
Antriebdrive
117117
Stößeltappet
119119
Pressentischpress table
125125
Induktionsspuleinduction coil
127127
Wasserkühlungwater cooling
133133
Temperatursensortemperature sensor
201201
Werkzeugkonturtool contour
203203
FormteilkonturMolding contour
205205
erste Temperierzonefirst tempering zone
207207
zweite Temperierzonesecond tempering zone
209209
dritte Temperierzonethird temperature zone
211211
vierte Temperierzonefourth tempering zone
213213
fünfte Temperierzonefifth temperature zone

Claims (12)

Werkzeug (105) zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, welches ein erstes Werkzeugteil (107) und ein zweites Werkzeugteil (109) aufweist, wobei im Falle eines Schließens des Werkzeuges das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil eine Form (113) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperiereinrichtung (125, 127) in einer Temperierentfernung zur Form angeordnet ist, welche durch ein Temperieren eines formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil eine Temperatur in der Form und/oder dem Formteil erhöht, erniedrigt oder konstant hält, sodass eine thermische Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens kompensiert wird.Tool (105) for casting and / or forming a molded part, which has a first tool part (107) and a second tool part (109), wherein in the case of closing the tool, the first tool part and the second tool part form a mold (113), characterized in that a tempering device (125, 127) is arranged in a tempering distance to the mold, which increases a temperature in the mold and / or the molded part by tempering a mold-surrounding material in the first tool part and / or in the second tool part or holds constant, so that a thermal load in the molded part during casting and / or forming is compensated. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine zweite Temperiereinrichtung, eine dritte Temperiereinrichtung, eine vierte Temperiereinrichtung und/oder eine weitere Temperiereinrichtung aufweist.Tool after Claim 1 , characterized in that the tool has a second tempering device, a third tempering device, a fourth tempering device and / or a further tempering device. Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung oder die Temperiereinrichtungen eine induktive Temperiereinrichtung (125) und/oder eine konduktive Temperiereinrichtung (127) ist oder sind.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the tempering device or the temperature control devices is or are an inductive temperature control device (125) and / or a conductive temperature control device (127). Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeugteil und/oder das zweite Werkzeugteil mindestens einen Temperatursensor (133) aufweist oder aufweisen.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first tool part and / or the second tool part has at least one temperature sensor (133) or have. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeug eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zugeordnet ist, sodass die Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil in Abhängigkeit eines Messwertes des Temperatursensors einstellbar ist.Tool after Claim 4 , characterized in that the tool is associated with a control and / or regulating device, so that the temperature in the mold and / or in the molded part in dependence of a measured value of the temperature sensor is adjustable. Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeugteil und/oder das zweite Werkzeugteil unterschiedliche Temperierzonen (205, 207, 209, 211, 213) in Abhängigkeit von einer lokalen thermischen Belastung des Formteils aufweist.Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first tool part and / or the second tool part has different tempering zones (205, 207, 209, 211, 213) in response to a local thermal stress of the molded part. Gießvorrichtung (103) zum Gießen eines Formteils, gekennzeichnet durch ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Casting apparatus (103) for molding a molded part, characterized by a tool according to one of Claims 1 to 6 , Gießvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil mittels einer Werkzeugaufnahme (111) horizontal oder vertikal ausgerichtet sind.Casting device after Claim 7 , characterized in that the first tool part and the second tool part by means of a tool holder (111) are aligned horizontally or vertically. Presse (101) zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils, wobei die Presse einen Antrieb (115) zum Aufbringen einer Presskraft und/oder eine Werkzeugaufnahme (111) zum Aufnehmen eines Werkzeuges aufweist, gekennzeichnet durch ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einer Gießvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8.Press (101) for casting and / or forming a molded part, wherein the press has a drive (115) for applying a pressing force and / or a tool holder (111) for receiving a tool, characterized by a tool according to one of Claims 1 to 6 and / or a casting device according to Claim 7 or 8th , Verfahren zum Kompensieren einer thermischen Belastung eines Formteils beim Gießen und/oder Umformen mittels eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einer Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und/oder einer Presse nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Schließen des Werkzeuges und Ausbilden einer Form zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil, - Gießen des Formteils aus einer Schmelze und/oder Umformen eines zuvor eingebrachten Werkstücks zu dem Formteil, - Temperieren des formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil mittels der Temperiereinrichtung und Erhöhen, Erniedrigen oder Konstanthalten der Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil, sodass die thermische Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens kompensiert wird.Method for compensating a thermal load of a molded part during casting and / or forming by means of a tool according to one of Claims 1 to 6 and / or a casting device according to one of Claims 7 or 8th and / or a press Claim 9 characterized by the following steps: closing the tool and forming a mold between the first tool part and the second tool part, Casting the molding from a melt and / or forming a previously introduced workpiece to the molding, tempering the molding material in the first tool part and / or in the second tool part by means of the tempering device and increasing, decreasing or maintaining the temperature in the mold and / or in the molding so that the thermal stress in the molding is compensated during casting and / or forming. Verfahren zum Gießen und/oder Umformen eines Formteils mittels eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einer Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und/oder einer Presse nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Schließen des Werkzeuges und Ausbilden einer Form zwischen dem ersten Werkzeugteil und dem zweiten Werkzeugteil, - Gießen des Formteils aus einer Schmelze und/oder Umformen eines zuvor eingebrachten Werkstücks zu dem Formteil, - Temperieren des formumgebenden Materials in dem ersten Werkzeugteil und/oder in dem zweiten Werkzeugteil mittels der Temperiereinrichtung oder der Temperiereinrichtungen und Erhöhen, Erniedrigen oder Konstanthalten der Temperatur in der Form und/oder in dem Formteil, und - insbesondere Kompensieren der thermischen Belastung in dem Formteil während des Gießens und/oder Umformens, sodass ein homogen gefertigtes Formteil vorliegt.Method for casting and / or forming a molded part by means of a tool according to one of Claims 1 to 6 and / or a casting device according to one of Claims 7 or 8th and / or a press Claim 9 characterized by the following steps: closing the tool and forming a mold between the first tool part and the second tool part, casting the molding from a melt and / or reshaping a previously introduced workpiece to the molding, tempering the mold-surrounding material in the first mold Tool part and / or in the second tool part by means of the tempering device or the tempering devices and increasing, decreasing or keeping constant the temperature in the mold and / or in the molded part, and - in particular compensating the thermal load in the molded part during the casting and / or forming, so that a homogeneously manufactured molded part is present. Formteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach einem Verfahren nach Anspruch 11 gefertigt ist.Molded part, characterized in that the component according to a method Claim 11 is made.
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