DE102020105964A1

DE102020105964A1 - Düse sowie Verfahren zum Herstellen eines Bauteils

Info

Publication number: DE102020105964A1
Application number: DE102020105964.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Schiebel; Dejan Kovacevic
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-09

Abstract

Düse, insbesondere zum Verwenden in einer Vergussanlage, umfassend einen Grundkörper, wobei der Grundkörper aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und wobei an dem Grundkörper zumindest eine Funktionsschicht angeordnet ist, welche aus einem zweiten, zum ersten Werkstoff unterschiedlichen Werkstoff, gebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse, insbesondere eine Vergussdüse, insbesondere zum Verwenden beim Vakuum-Druckgelieren, eine Vorrichtung zum Vergießen oder Spritzgießen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils.
Düsen der in Rede stehenden Art sind zur Anordnung in Gießköpfen von beispielsweise Vergussanlagen vorgesehen. Derartige Düsen sind höchsten Belastungen ausgesetzt, wobei insbesondere herausfordernd ist, als diese Teile bzw. Komponenten zwar möglichst lange halten sollen, die Kosten aber gering sein müssen. Dabei gilt es, die die unterschiedlichsten Anforderungen zu erfüllen. Gefordert sind beispielsweise ein hohe Abrasionsbeständigkeit sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Düse, eine Vorrichtung zum Vergießen oder Spritzgießen sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils anzugeben, wobei Düsen bereitgestellt werden, welche in der Lage sind, die verschiedensten Anforderungen zu erfüllen.
Diese Aufgabe wird durch eine Düse gemäß Anspruch 1, durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und der beigefügten Figur.
Erfindungsgemäß umfasst eine Düse, insbesondere zum Verwenden in einer Vergussanlage, insbesondere zum Vakuum-Druckgelieren, einen Grundkörper, wobei der Grundkörper aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und wobei an dem Grundkörper zumindest eine Funktionsschicht angeordnet oder befestigt ist, welche aus einem zweiten, zum ersten Werkstoff unterschiedlichen Werkstoff, gebildet ist. Durch diesen zumindest zweiteiligen Aufbau der Düse ist es möglich, die unterschiedlichsten Randbedingungen zu erfüllen bzw. in ein Bauteil zu integrieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Werkstoff ausgelegt bzw. dahingehend ausgewählt, eine möglichst geringe Wärmeleitung aufzuweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Werkstoff ein Kunststoff, insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein Polyoxymethylen (POM). Gemäß einer Ausführungsform umfasst der erste Werkstoff Polyoxymethylen. Dieses Material weist insbesondere die geforderte und gewünschte geringe Wärmeleitfähigkeit auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Funktionsschicht als Antihaftschicht und/oder als abrasionsbeständige Schicht ausgebildet. Damit können unerwünschte Anhaftungen des Gießmaterials vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Funktionsschicht eine metallische Schicht. Alternativ ist die Funktionsschicht als nicht metallische Schicht ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Werkstoff eine Keramik oder ein Sintermetall. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktionsschicht stoffschlüssig am Grundkörper befestigt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Funktionsschicht insbesondere geklebt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Funktionsschicht mittels eines Beschichtungsverfahrens aufgebracht, beispielsweise mittels eines thermischen Beschichtungsverfahrens.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Funktionsschicht mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf den Grundkörper aufgebracht und befestigt. Gemäß einer Ausführungsform ist (auch) der Grundkörper, bevorzugt in einem gemeinsamen Herstellungsprozess, mittels eine additiven Fertigungsverfahrens erzeugt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Funktionsschicht über ihren gesamten Bereich eine gleiche Schichtdicke auf. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist eine Dicke der Funktionsschicht lokal angepasst, insbesondere erhöht oder erniedrigt. Auch können durch die Funktionsschicht zusätzliche Geometriemerkmale eingebracht werden, insbesondere beispielsweise wenn ein Fertigungsverfahren verwendet wird, welches entsprechende Freiheitsgrade bietet, wie die vorgenannten additiven Fertigungsverfahren.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Grundkörper eine Öffnung auf, welche sich entlang einer Durchströmrichtung des Grundkörpers erstreckt, und wobei die Öffnung zumindest bereichsweise die Funktionsschicht aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Öffnung vollflächig bzw. vollständig mit der Beschichtung versehen bzw. weist diese vollflächig auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist entlang der Durchstömrichtung eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Funktionsschichten ausgebildet. Zweckmäßigerweise unterscheiden sich die Funktionsschichten, beispielsweise hinsichtlich der Materialzusammensetzung oder der Schichtstärke voneinander, wodurch die Düse bereichsweise bzw. lokal an die unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Vergießen bzw. zum Verguss- oder Spritzgießen, umfassend zumindest einen Gießkopf, wobei in dem Gießkopf eine erfindungsgemäße Düse angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Vergussanlage. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vergussanlage eine Vorrichtung zum Vakuum-Druckgelieren. Mit Vorteil ist die Vorrichtung zum Umgießen bzw. zum Verguss von Bauteilen, insbesondere zum Verguss von Bauteilen für Elektromotoren, wie Statoren oder insbesondere Rotoren, insbesondere von stromerregten Synchronmaschinen, ausgelegt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Umgießen oder Vergießen einer Komponente eines Elektromotors, insbesondere eines Rotors eines Elektromotors, insbesondere einer stromerregten Synchronmaschine, umfassend die Schritte:

- Einlegen eines zu umspritzenden oder zu umgießenden bzw. vergießenden Bauteils in ein Spritzguss- oder Vergusswerkzeug;
- Schließen des Werkzeugs und Einbringen eines Vergussmaterials in das Werkzeug mittels oder über zumindest eine Düse, welche einen Grundkörper umfasst, welcher aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und wobei an dem Grundkörper zumindest eine Funktionsschicht angeordnet ist, welche aus einem zweiten, zum ersten Werkstoff unterschiedlichen, Werkstoff gebildet ist.

Für das Verfahren gelten die im Zusammenhang mit der Düse erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend. Bei der Düse handelt es sich insbesondere um dasjenige Bauteil, mittels welchem das Vergussmaterial, vorliegend beispielsweise ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff, in die Kavität des Werkzeugs zum Vergießen oder Umgießen eingebracht wird. Eine derartige Düse ist beispielsweise in einem geeigneten Gießkopf, insbesondere auswechselbar, angeordnet.
Mit Vorteil weist die vorliegende Düse eine Antihaft- bzw. abrasionsbeständige Schicht sowie einen Wärmeisolationsbereich auf. Der Wärmeisolationsbereich wird mit Vorteil durch den Grundkörper bzw. dessen Material gebildet. Die Werkstoffe bzw. Materialien der einzelnen Bereiche oder Schichten können je nach Anforderung angepasst werden.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Düse mit Bezug auf die beigefügte Figur.
Es zeigt:

1: eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Düse.

1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Düse, umfassend einen Grundkörper 10. Der Grundkörper 10 weist eine Öffnung 12 auf, welche sich entlang einer Durchströmrichtung im Wesentlichen verjüngt. Ein Austrittsdurchmesser liegt z. B. in einem Bereich von 4 bis 6 mm. Entscheidend ist, dass die Öffnung 12 eine Funktionsschicht 20 aufweist, welche vorliegend vorteilhafterweise als abrasionsbeständige Schicht und/oder als Antihaftschicht ausgebildet ist. Als Material für den Grundkörper 10 wird vorteilhafterweise ein Material von geringer Wärmeleitfähigkeit gewählt, wie beispielsweise Polyoxymethylen.
Bezugszeichenliste

10: Grundkörper
12: Öffnung
20: Funktionsschicht
D: Durchströmrichtung

Claims

Düse, insbesondere zum Verwenden in einer Vergussanlage, umfassend einen Grundkörper (10), wobei der Grundkörper (10) aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und wobei an dem Grundkörper (10) zumindest eine Funktionsschicht (20) angeordnet ist, welche aus einem zweiten, zum ersten Werkstoff unterschiedlichen Werkstoff, gebildet ist.
Düse nach Anspruch 1, wobei der erste Werkstoff ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen, ist oder diesen umfasst.
Düse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktionsschicht (20) als Antihaftschicht und/oder als abrasionsbeständige Schicht ausgebildet ist.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Werkstoff eine Keramik oder ein Sintermetall ist.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionsschicht (20) stoffschlüssig am Grundkörper befestigt ist.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionsschicht (20) mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf den Grundkörper (10) aufgebracht und befestigt ist.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (10) eine Öffnung (12) aufweist, welche sich entlang einer Durchströmrichtung (D) des Grundkörpers (10) erstreckt, und wobei die Öffnung (12) zumindest bereichsweise die Funktionsschicht (20) aufweist.
Düse nach Anspruch 7, wobei entlang der Durchströmrichtung (D) eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Funktionsschichten (20) ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Vergießen oder Spritzgießen, umfassend zumindest einen Gießkopf, wobei in dem Gießkopf eine Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Umgießen oder Vergießen einer Komponente eines Elektromotors, umfassend die Schritte: - Einlegen eines zu umspritzenden oder zu umgießenden Bauteils in ein Spritzguss- oder Vergusswerkzeug; - Schließen des Werkzeugs und Einbringen eines Vergussmaterials in das Werkzeug mittels zumindest einer Düse, welche einen Grundkörper (10) umfasst, welcher aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und wobei an dem Grundkörper (10) zumindest eine Funktionsschicht (20) angeordnet ist, welche aus einem zweiten, zum ersten Werkstoff unterschiedlichen Werkstoff, gebildet ist.