DE102018217550A1 - Dauerform und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils - Google Patents

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Oliver Warnke
Daniel Kohl
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dauerform (1) zur Herstellung eines Bauteils (2) aus Metall mit zumindest zwei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung relativ zueinander verfahrbaren Formhälften (3, 4) und mit einer Einrichtung zur Entformung des Bauteils (2) aus einer der Formhälften (3, 4). Die Formhälften (3, 4) weisen jeweils zumindest eine Formgebungsfläche (5, 6) auf, die in der Schließstellung eine das Bauteil (2) ausformende Kavität begrenzen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Entformung des Bauteils (2) zumindest eine mit einem Impulsgenerator (25) elektrisch verbundene Spule (23) umfasst. Die Spule (23) ist derart in einem der Formgebungsfläche (5, 6) benachbarten Bereich zumindest einer Formhälfte (3, 4) angeordnet, dass durch die Übertragung eines kurzen Hochstromimpulses von dem Impulsgenerator (25) in die Spule (23) ein zeitlich veränderliches Magnetfeld in der Umgebung der Spule (23) und ein entgegengerichtetes Magnetfeld im Bauteil (2) aus einem Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit erzeugbar ist. Hierdurch bildet sich eine auf das Bauteil (2) wirkende magnetische Druckkraft (31) aus, mittels welcher das Bauteil (2) in der Offenstellung der Formhälften (3, 4) aus der die Spule (23) aufnehmenden Formhälfte (3, 4) entformbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dauerform zur Herstellung eines Bauteils mit zumindest zwei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung relativ zueinander verfahrbaren Formhälften, wobei die Formhälften jeweils zumindest eine Formgebungsfläche aufweisen, welche in der Schließstellung der Formhälften eine das Bauteil ausformende Kavität begrenzen und mit einer Einrichtung zur Entformung des Bauteils aus einer der Formhälften.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Metall in einer Dauerform mit zwei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung relativ zueinander verfahrbaren Formhälften, wobei die Formhälften jeweils zumindest eine Formgebungsfläche aufweisen, welche in der Schließstellung der Formhälften eine das Bauteil ausformende Kavität begrenzen, bei welchem die Formhälften nach dem Ausformen des Bauteils in der Kavität von der Schließstellung in die Offenstellung überführt werden und anschließend das Bauteil aus einer der Formhälften entformt wird.
  • Eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art werden bereits eingesetzt und gehören deshalb zum Stand der Technik. 1 zeigt eine derartige Dauerform, welche als Druckgießanlage zur Herstellung von Gussbauteilen, insbesondere aus Aluminium, eingesetzt wird. Ähnliche Dauerformen und Verfahren werden auch zur Herstellung von Bauteilen durch Warmumformung eingesetzt.
  • Die Einrichtung zur Entformung des Bauteils aus der Formhälfte besteht aus einer Vielzahl von beweglichen Bauteilen, wie beispielsweise den als Stiften ausgebildeten Auswerfern, welche das hergestellte Bauteil bei der Entformung unmittelbar kontaktieren und mit einer Kraft beaufschlagen. Darüber hinaus umfasst die Einrichtung weitere Bauelemente, nämlich einen Auswerferbolzen, Auswerferplatten, eine Zwischenplatte, Stützleisten und einen Rückdrückstift. Dabei unterliegen die beweglichen Teile der Einrichtung einem Verschleiß und es kann zu einer Zerstörung von Bauelementen, insbesondere zu einem Brechen der Auswerferstifte, kommen. Die Auswerferstifte können auch verkanten oder an dem Bauteil hängenbleiben. Hieraus resultieren Prozessstörungen bzw. unerwünschte Störungen im Betrieb der Vorrichtung. Durch die zur Kühlung vorgesehenen Temperierkanäle und die Bohrungen für die Auswerfer wird die Struktur der Formhälfte geschwächt. Darüber hinaus wird die Werkzeugauslegung, die Auslegung der Kühlung sowie die Platzierung von Sondermaßnahmen, beispielsweise von Squeezern für die lokale Nachverdichtung, durch die für die Auswerferstifte erforderlichen Bohrungen stark eingeschränkt.
  • Aus der DE 698 03 450 T2 ist ein Verfahren und eine Formanlage mit in einem Formenstrang vorwärts bewegten Formen zur Herstellung von Gussstücken bekannt. Das Gussstück wird in einer Entnahmestation durch ein Eingriffselement aus dem Gusshohlraum herausgezogen bzw. herausgedrückt. Das Eingriffselement kann als Haken, welcher einen Rand des Gussstücks hintergreift, oder als Finger, welcher das Gussstück ruckartig bewegt, ausgebildet sein. Außerdem kann das Eingriffselement als Saugnapf oder als Elektromagnet ausgebildet sein.
  • Die CN 203292464 U offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils, bei welchem das Gussstück durch einen elektromagnetischen Oszillator/Vibrator aus der Gießform gelöst wird.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2016 107 805 A1 ein Spritzgießverfahren und eine Spritzgießvorrichtung zur Herstellung eines Hybridbauteils aus einem Metallelement und einem Kunststoffelement mit einem Magneten zum Entmagnetisieren des Hybridbauteils bekannt.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dauerform zur Herstellung eines Bauteils mit einer Einrichtung zur Entformung zur Verfügung zu stellen, bei welcher der Verschleiß und die Zerstörung von Bauelementen der Einrichtung, die Störungen im Betrieb sowie die Restriktionen im Hinblick auf die Auslegung des Werkzeugs bzw. der Formhälfte und die Auslegung der Kühlung minimiert werden.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils in einer Dauerform zur Verfügung zu stellen, durch welches Prozessstörungen bei der Entformung des Bauteils minimiert werden.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 6 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist also eine Dauerform vorgesehen, bei welcher die Einrichtung zur Entformung des Bauteils zumindest eine mit einem Impulsgenerator elektrisch verbundene Spule umfasst, welche derart in einem der Formgebungsfläche benachbarten Bereich zumindest einer Formhälfte angeordnet ist, dass durch die Übertragung eines kurzen Stromimpulses von dem Impulsgenerator in die Spule ein zeitlich veränderliches Magnetfeld in der Umgebung der Spule und ein entgegengerichtetes Magnetfeld im Bauteil aus einem elektrisch leitenden Material erzeugbar ist und sich hierdurch eine auf das Bauteil wirkende magnetische Druckkraft ausbildet, mittels welcher das Bauteil in der Offenstellung der Formhälften aus der die Spule aufnehmenden Formhälfte entformbar ist. Das Bauteil kann vollständig oder anteilig aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Metall, bestehen oder als Hybridbauteil ausgebildet sein, welches teilweise aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Metall, und teilweise aus einem Kunststoff besteht. Hierbei kann der elektrisch isolierende Kunststoff eine Beschichtung oder Ummantelung des elektrisch leitenden Materials bilden. Durch den durch die Spule fließenden Stromimpuls und eine gute elektrische Leitfähigkeit des Bauteilmaterials wird eine auch als Lorentzkraft bekannte Druckkraft erzeugt, durch welche das Bauteil von der Formhälfte abgestoßen wird. Die Kraftwirkung hängt von der Stärke des induzierten Stromimpulses und von der guten elektrischen Leitfähigkeit des verwendeten Materials für das Bauteil ab. Deshalb wird als elektrisch leitendes Material vorzugsweise Aluminium verwendet. Aufgrund der Leitfähigkeit kommen neben Aluminium auch beispielsweise Gold, Silber, Kupfer und deren Legierungen, beispielsweise Messing, in Betracht. Als ein Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit wird erfindungsgemäß ein Metall mit einer Leitfähigkeit σ >30*106 Siemens pro Meter [S/m] betrachtet. Durch den Impulsgenerator können die erforderlichen kurzen Hochstromimpulse mit Spitzenströmen von bis zu mehreren Hundert Kiloampere [kA] zur Verfügung gestellt werden. Der Stromimpuls fließt schlagartig durch die Spule. Durch den Einsatz der Magnet-Pulstechnologie wird ein komplett neuer Ansatz zur Entformung von Bauteilen geschaffen. Die Entformung erfolgt im Gegensatz zu dem eingangs genannten mechanischen Auswerfer berührungslos. Es kann also auf die Auswerfer, den Auswerfbolzen, die Zwischenplatte, die Auswerferplatten und den Rückdrückstift verzichtet werden. Durch den Verzicht auf die mechanisch bewegten Teile erfolgt kein Verschleiß und die Prozessstörungen können minimiert werden. Durch den Entfall der Bohrungen für die Auswerfer ergibt sich eine stabilere Struktur der Formhälfte und es ist unter anderem mehr Platz für die Auslegung des Werkzeugs und der Kühlung sowie für lokale Nachverdichter vorhanden. Die erfindungsgemäße Dauerform kann als Gießform, beispielsweise für eine Druckgießanlage, zur Herstellung von metallischen Gussbauteilen oder auch als Formwerkzeug für das Ur- und/oder Umformen von Bauteilen eingesetzt werden.
  • Es erweist sich als besonders vorteilhaft, dass die Spule als Flachspule ausgebildet ist. Dabei besteht die Flachspule vorzugsweise aus Kupfer und kann die Form einer archimedischen Spirale bzw. Uhrfeder aufweisen. Dabei ist die Flachspule derart relativ zum Bauteil ausgerichtet, dass der durch die Spule fließende Strom parallel und entgegengesetzt zu den in dem Bauteil erzeugten Wirbelströmen fließt, sodass sich eine vorzugsweise orthogonal zur Flachspule orientierte magnetische Druckkraft ausbildet, welche dadurch in einem optimalen Winkel auf das zu entformende Bauteil wirkt.
  • In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Spule in einer in Richtung der Kavität offenen Ausnehmung in der Formhälfte angeordnet ist. Hierbei kann die Spule auf besonders einfache Art und Weise insbesondere kraft- oder formschlüssig in der Ausnehmung fixiert sein. Mittels einer derartigen Ausgestaltung können als Hybridbauteile ausgebildete Bauteile hergestellt bzw. aus der Dauerform entformt werden, wobei durch den eine Beschichtung oder Ummantelung bildenden und elektrisch isolierenden Kunststoff eine elektrische Kontaktierung der stromführenden Spule mit dem elektrisch leitenden Material des Hybridbauteils verhindert wird.
  • Eine vorteilhafte Abwandlung wird jedoch auch dadurch geschaffen, dass die Spule in einer Ausnehmung in der Formhälfte angeordnet und durch ein Abdeckelement von der Kavität getrennt ist. Hierdurch gelangt die Spule nicht in unmittelbaren Kontakt mit der in die Kavität eingeleiteten metallischen Schmelze. Das Abdeckelement besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und verhindert eine elektrische Kontaktierung der Spule mit der metallischen Schmelze bzw. mit dem erstarrten metallischen Bauteil und einen Abrieb bzw. Verschleiß der Spule durch die sich mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 60 m/s an der Formgebungsfläche der Formhälfte und der Spule entlang bewegenden Schmelze. Bei der Herstellung von Hybridbauteilen muss das Abdeckelement nicht zwingend aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.
  • Eine alternative Ausgestaltung sieht dagegen vor, dass die Spule eine außenseitige Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist. Dabei kann die Spule vollständig mit der Beschichtung versehen sein oder die Beschichtung ist ausschließlich auf einer der Kavität zugewandten Oberfläche der Spule aufgebracht. Außerdem kann die Spule entweder vor oder nach der Anordnung in der Ausnehmung der Formhälfte beschichtet werden.
  • Hierbei hat es sich als besonders praktikabel erwiesen, dass die Beschichtung und/oder das Abdeckelement aus einem elektrisch isolierenden und/oder temperaturbeständigen und/oder verschleißbeständigen, insbesondere keramischen, Material besteht.
  • Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7. Die Unteransprüche 8 bis 10 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren vorgesehen, bei welchem zur Entformung des Bauteils ein kurzer Hochstromimpuls in eine in einer Formhälfte angeordneten Spule übertragen und dadurch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld in der Umgebung der Spule erzeugt wird, welches in dem an der betreffenden Formhälfte fixierten Bauteil, aus einem Metall mit guter elektrischer Leitfähigkeit Wirbelströme induziert, durch welche in dem Bauteil ein dem Magnetfeld in der Spule entgegengerichtetes Magnetfeld erzeugt wird und sich hierdurch eine magnetische Druckkraft ausbildet, die das Bauteil von der Formhälfte abstößt und aus der die Spule aufnehmenden Formhälfte entformt. Hierdurch werden Prozessstörungen bei der Entformung des Bauteils infolge mechanisch bewegter Bauelemente minimiert bzw. vollständig verhindert.
  • Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass der Hochstromimpuls durch einen Impulsgenerator erzeugt wird, welcher elektrisch mit der Spule verbunden ist. Durch den Impulsgenerator ist es möglich, einen Stromimpuls mit einem erforderlichen Spitzenstrom von bis zu mehreren Hundert kA zu erzeugen, welcher schlagartig durch die Spule fließt.
  • Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens wird auch dadurch geschaffen, dass das Bauteil während der Entformung aus der die Spule aufnehmenden Formhälfte durch eine Handhabungseinrichtung gehalten wird. Die Handhabungseinrichtung bzw. ein Roboter oder ein Manipulator ergreift das hergestellte Bauteil bereits während oder erst nach der Überführung der Formhälften in die Offenstellung und hält das Bauteil während der Entformung, sodass dieses nicht unkontrolliert von der Formhälfte abfallen kann. Nach der Entformung wird das Bauteil dann durch die Handhabungseinrichtung nachfolgenden Bearbeitungsprozessen zugeführt.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
    • 1 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Dauerform zur Herstellung eines Bauteils mit einer beweglichen und einer festen Formhälfte;
    • 2 eine bewegliche Formhälfte mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Entformung des Bauteils aus der Formhälfte;
    • 3 eine schematische Darstellung der Schritte zur der Entformung des Bauteils;
    • 4 einen beispielhaften Strom-Zeit-Verlauf eines durch einen Impulsgenerator erzeugten Stromimpulses;
    • 5 eine Anordnung der Spule in der Formhälfte in einer ersten Ausführungsform;
    • 6 eine Anordnung der Spule in der Formhälfte in einer zweiten Ausführungsform;
    • 7 eine Anordnung der Spule in der Formhälfte in einer dritten Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte und als Gießwerkzeug ausgebildete Dauerform 1 zur Herstellung eines Bauteils 2, insbesondere zur Herstellung eines Gussteils aus Aluminium. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Dauerform 1 beispielsweise auch als Warm- oder Kaltumformwerkzeug oder als Schmiedewerkzeug etc. ausgestaltet sein.
  • Die Dauerform 1 umfasst zumindest zwei Formhälften 3, 4, welche zwischen einer nicht dargestellten Schließstellung und einer in 1 abgebildete Offenstellung relativ zueinander verfahrbar sind. Die beiden Formhälften 3, 4 weisen jeweils zumindest eine Formgebungsfläche 5, 6 auf, welche bei in der Schließstellung angeordneten Formhälften 3, 4 eine das herzustellende Bauteil 2 ausformende Kavität begrenzen.
  • Bei der in 1 dargestellten Dauerform 1 ist die links abgebildete bewegliche Formhälfte 3 relativ zu der rechts abgebildeten festen Formhälfte 4 verfahrbar ausgebildet. Die feste Formhälfte 4 weist eine Aufspannplatte7, eine Grundplatte 8, eine Formplatte 9 mit Temperierkanälen 10 und mit der Formgebungsfläche 6 sowie eine Angussbuchse 11 für die Zufuhr von Schmelze in die Kavität zwischen den beiden Formhälften 3, 4 der Dauerform 1 auf.
  • Die bewegliche Formhälfte 3 der Dauerform 1 umfasst eine Aufspannplatte 12, eine Grundplatte 13, Auswerferplatten 14, Stützleisten 15, eine Zwischenplatte 16 sowie eine Formplatte 17 mit Temperierkanälen 18 und der Formgebungsfläche 5 auf. Weiterhin weist die Formhälfte 3 einen Auswerferbolzen 19, Führungsbuchsen 20, einen Rückdrückstift 21 und mehrere in Durchbrechungen der Formplatte 17 angeordnete und in die Formgebungsfläche 5 mündende mechanische Auswerfer 22 auf. Dabei bilden der Auswerferbolzen 19, die Auswerferplatten 14, die Zwischenplatte 16 und die Auswerfer 22 eine mechanische Einrichtung zur Entformung des Bauteils 2 aus der beweglichen Formhälfte 3.
  • Nach dem Erstarren der Schmelze, also nach der Ausformung des Bauteils 2 in der Kavität, werden die Formhälften 3, 4 aus der Schließstellung in die Offenstellung überführt. Hierbei ist das Bauteil 2 durch Schwindung in bzw. an der Formgebungsfläche 5 der beweglichen Formhälfte 3 aufgeschrumpft und fixiert. Durch eine Bewegung des Auswerferbolzens 19, der Auswerferplatten 14 und der Auswerfer 22 in Richtung des Bauteils 2 wird dieses durch unmittelbaren Kontakt mit den Auswerfern 22 mit einer Kraft beaufschlagt, durch welche das Bauteil 2 aus der Formhälfte 3 entformt wird.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Dauerform 1 mit einer nicht dargestellten festen Formhälfte 4, die identisch zu der in 1 abgebildeten festen Formhälfte 4 ausgebildet ist, und mit einer beweglichen Formhälfte 3, welche sich von der beweglichen Formhälfte 3 in 1 wesentlich unterscheidet. Die bewegliche Formhälfte 3 gemäß 2 weist eine Aufspannplatte 12, eine Grundplatte 13 sowie eine Formplatte 17 mit Temperierkanälen 18 und einer Formgebungsfläche 5 auf. Die Formgebungsfläche 5 begrenzt bei den in der Schließstellung angeordneten Formhälften 3, 4 zusammen mit der Formgebungsfläche 6 der festen Formhälfte 4 eine das Bauteil 2 aus einem elektrisch leitenden Material ausformende Kavität zwischen den Formhälften 3, 4 der Dauerform 1. Erfindungsgemäß ist im Bereich der Formgebungsfläche 5 der vorzugsweise aus Stahl bestehenden beweglichen Formhälfte 3 eine insbesondere aus Kupfer bestehende Spule 23 angeordnet, welche über Kabel 24 elektrisch mit einem Impulsgenerator 25 verbunden ist. Der Impulsgenerator 25 weist zumindest einen Kondensator 26 und einen Schalter 27 auf, mittels welchem eine elektrische Verbindung zwischen der Spule 23 und dem Kondensator 26 geöffnet oder geschlossen werden kann.
  • Nach dem Einbringen des elektrisch leitenden Materials , insbesondere Aluminiumschmelze, in die Kavität der Dauerform 1 wird das Bauteil 2 in der Kavität ausgeformt und erstarrt zumindest teilweise in der Kavität der geschlossenen Formhälften 3, 4. Zur Entnahme des Bauteils 2 werden die Formhälften 3, 4 in die Offenstellung überführt. Das zumindest teilweise erstarrte Bauteil 2 ist durch Schwindung in der Formgebungsfläche 5 bzw. an der Formhälfte 3 aufgeschrumpft und ist dadurch kraft- und/oder formschlüssig an dieser fixiert.
  • Anhand der 3 werden die nachfolgenden Schritte zur Entformung des Bauteils 2 aus bzw. von der Formhälfte 3 näher erläutert. Zunächst wird das zu entformende Bauteil 2 von einem Greifwerkzeug eines Roboters ergriffen und gehalten, um nach der Entformung ein unerwünschtes Herausfallen des Bauteils 2 aus der Dauerform 1 zu verhindern und um das Bauteil 2 anschließend den nachfolgenden Bearbeitungsprozessen zuzuführen. Durch das Übertragen eines von dem Impulsgenerator 25 erzeugten und durch einen Richtungspfeil 28 dargestellten kurzen Hochstromimpulses (Schritt 1) in die Spule 23 wird ein zeitlich veränderliches Magnetfeld (Magnetfeldlinien 29) in der Umgebung der Spule 23 erzeugt (Schritt 2). Hierbei wird die gespeicherte Energie des aufgeladenen Kondensators 26 des Impulsgenerators 25 durch Schließen des Schalters 27 schlagartig über die Spule 23 entladen. 4 zeigt einen beispielhaften Strom-Zeit-Verlauf eines mittels des Impulsgenerators 25 erzeugbaren Hochstromimpulses. Hierbei werden Spitzenströme von bis zu mehreren Hundert Kiloampere [kA] erreicht. Mittels geeigneter Impulsgeneratoren können Spitzenströme von bis zu 1 Megaampere [MA] zur Verfügung gestellt werden.
  • Das zeitlich veränderliche Magnetfeld der Spule 23 induziert in dem an der beweglichen Formhälfte 3 aufgeschrumpften Bauteil 2 aus dem elektrisch leitenden Material durch kreisförmige Pfeile 30 dargestellte Wirbelströme (Schritt 3), durch welche in dem Bauteil 2 ein dem Magnetfeld der Spule entgegengerichtetes Magnetfeld in der Umgebung des Bauteils 2 erzeugt wird. Durch die entgegengesetzten Magnetfelder bildet sich ein magnetischer Druck aus (Schritt 4). Als Folge des magnetischen Drucks wirkt auf das Bauteil 2 eine gerichtete magnetische Druckkraft 31 (Schritt 5), durch welche das aufgeschrumpfte Bauteil 2 von der die Spule 23 aufnehmenden Formhälfte 3 entformt wird.
  • Durch den magnetischen Druck bildet sich gleichermaßen eine Druckkraft 31 auf das Bauteil 2 als auch auf die Spule 23 aus. Da jedoch die Spule 23 aus Kupfer zusammen mit der beweglichen Formhälfte 3 aus Stahl im Vergleich zu dem Bauteil 2 aus Aluminium eine wesentliche höhere Masse besitzt, wird das Bauteil 2 von der Spule 23 und der Formhälfte 3 abgestoßen bzw. weggedrückt und dadurch entformt. Der magnetische Druck ist proportional zum Quadrat des Spulenstroms und herrscht nur für die Dauer der Entladung des Kondensators 26.
  • Die Spule 23 ist vorzugsweise als Flachspule aus Kupfer ausgebildet und kann die Form einer archimedischen Spirale aufweisen. Wie in 5 abgebildet, kann die Spule 23 in einer in Richtung der Kavität offenen Ausnehmung 32 im Bereich der Formgebungsfläche 5 in der Formhälfte 3 angeordnet und fixiert sein. In einer alternativen Ausführung gemäß 6 kann die Spule 23 auch eine außenseitige Beschichtung 31 aus einem elektrisch isolierenden Material aufweisen, welche eine elektrische Kontaktierung der Spule 23 und der in die Kavität eingebrachten metallischen Schmelze, welche durch einen Tropfen 33 symbolisiert ist, bzw. dem erstarrten Bauteil 2 verhindert. Eine andere Abwandlung ist in 7 abgebildet. Nach dieser ist die Spule 23 in einer Ausnehmung 32 in der Formhälfte 3 angeordnet und durch ein Abdeckelement 35 von der Kavität und der wiederum als Tropfen 33 symbolisierten Schmelze bzw. dem erstarrten Bauteil 2 getrennt. Sowohl das Abdeckelement 35 als auch die Beschichtung 34 bestehen vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Dauerform
    2
    Bauteil
    3
    Formhälfte
    4
    Formhälfte
    5
    Formgebungsfläche
    6
    Formgebungsfläche
    7
    Aufspannplatte
    8
    Grundplatte
    9
    Formplatte
    10
    Temperierkanal
    11
    Angussbuchse
    12
    Aufspannplatte
    13
    Grundplatte
    14
    Auswerferplatte
    15
    Stützleiste
    16
    Zwischenplatte
    17
    Formplatte
    18
    Temperierkanal
    19
    Auswerferbolzen
    20
    Führungsbuchsen
    21
    Rückdrückstift
    22
    Auswerfer
    23
    Spule
    24
    Kabel
    25
    Impulsgenerator
    26
    Kondensator
    27
    Schalter
    28
    Richtungspfeil
    29
    Magnetfeldlinie
    30
    Pfeile
    31
    Druckkraft
    32
    Ausnehmung
    33
    Tropfen
    34
    Beschichtung
    35
    Abdeckelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 69803450 T2 [0005]
    • CN 203292464 U [0006]
    • DE 102016107805 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Dauerform (1) zur Herstellung eines Bauteils (2) mit zumindest zwei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung relativ zueinander verfahrbaren Formhälften (3, 4), wobei die Formhälften (3, 4) jeweils zumindest eine Formgebungsfläche (5, 6) aufweisen, welche in der Schließstellung der Formhälften (3, 4) eine das Bauteil (2) ausformende Kavität begrenzen, und mit einer Einrichtung zur Entformung des Bauteils (2) aus einer der Formhälften (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Entformung des Bauteils (2) zumindest eine mit einem Impulsgenerator (25) elektrisch verbundene Spule (23) umfasst, welche derart in einem der Formgebungsfläche (5, 6) benachbarten Bereich zumindest einer Formhälfte (3, 4) angeordnet ist, dass durch die Übertragung eines kurzen Stromimpulses von dem Impulsgenerator (25) in die Spule (23) ein zeitlich veränderliches Magnetfeld in der Umgebung der Spule (23) und ein entgegengerichtetes Magnetfeld in dem Bauteil (2) aus einem elektrisch leitenden Material erzeugbar ist und sich hierdurch eine auf das Bauteil (2) wirkende magnetische Druckkraft (31) ausbildet, mittels welcher das Bauteil (2) in der Offenstellung der Formhälften (3, 4) aus der die Spule (23) aufnehmenden Formhälfte (3, 4) entformbar ist.
  2. Dauerform (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (23) als Flachspule ausgebildet ist.
  3. Dauerform (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (23) in einer in Richtung der Kavität offenen Ausnehmung (32) in der Formhälfte (3,4) angeordnet ist.
  4. Dauerform (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (23) in einer Ausnehmung (32) in der Formhälfte (3, 4) angeordnet und durch ein Abdeckelement (35) von der Kavität getrennt ist.
  5. Dauerform (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (23) eine außenseitige Beschichtung (34) aufweist.
  6. Dauerform (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (34) und/oder das Abdeckelement (35) aus einem elektrisch isolierenden und/oder temperaturbeständigen und/oder verschleißbeständigen Material bestehen.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (2) in einer Dauerform (1) mit zwei zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung relativ zueinander verfahrbaren Formhälften (3, 4), wobei die Formhälften (3, 4) jeweils zumindest eine Formgebungsfläche (5, 6) aufweisen, welche in der Schließstellung der Formhälften (3, 4) eine das Bauteil (2) ausformende Kavität begrenzen, bei welchem die Formhälften (3, 4) nach dem Ausformen des Bauteils (2) in der Kavität von der Schließstellung in die Offenstellung überführt werden und anschließend das Bauteil (2) aus einer der Formhälften (3, 4) entformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entformung des Bauteils (2) ein kurzer Stromimpuls in eine in einer Formhälfte (3, 4) angeordneten Spule (23) übertragen und dadurch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld in der Umgebung der Spule (23) erzeugt wird, welches in dem an der betreffenden Formhälfte (3, 4) fixierten Bauteil (2) aus einem elektrisch leitenden Material Wirbelströme induziert, durch welche in dem Bauteil (2) ein dem Magnetfeld in der Spule (23) entgegengerichtetes Magnetfeld erzeugt wird und sich hierdurch eine magnetische Druckkraft (31) ausbildet, die das Bauteil (2) von der Formhälfte (3, 4) abstößt und aus der die Spule (23) aufnehmenden Formhälfte (3, 4) entformt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromimpuls durch einen Impulsgenerator (25) erzeugt wird, welcher elektrisch mit der Spule (23) verbunden ist.
  9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Impulsgenerator (25) ein Stromimpuls mit einem Spitzenstrom von bis zu mehreren Hundert kA erzeugt wird, welcher schlagartig durch die Spule (23) fließt.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) während der Entformung aus der die Spule (23) aufnehmenden Formhälfte (3, 4) durch eine Handhabungseinrichtung gehalten wird.
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CN 203292464 U (Maschinenübersetzung); Google Patents [online] [abgerufen am 05.12.2018] *

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