DE10360110A1

DE10360110A1 - Temperierbares Bauteil

Info

Publication number: DE10360110A1
Application number: DE10360110A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Himmer; Anja Dr.-Ing. Techel
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-13
Also published as: US7445746B2; DE10360110B4; US20050179173A1

Abstract

Die Erfindung betrifft temperierbare Bauteile, wie sie bei unterschiedlichsten Applikationen eingesetzt werden können. Gemäß der gestellten Aufgabe sollen entsprechende Bauteile zur Verfügung gestellt werden, die kostengünstig und flexibel hergestellt werden können und bei denen es möglich ist, eine lokal differenzierte Temperierung zu erreichen. Erfindungsgemäße temperierbare Bauteile sind dabei so aufgebaut, dass sie aus mindestens zwei miteinander verbundenen Modulen gebildet sind. Mindestens eines der Module ist als einteiliges Element ausgebildet und mindestens ein weiteres Element ist dann ein Temperiermodul. Temperiermodule sind aus übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen gebildet. Im Temperiermodul ist mindestens ein Kanal oder Kanalsystem mittels in den plattenförmigen Elementen in miteinander kommunizierender Anordnung vorhandenen Durchbrechungen ausgebildet. Durch den Kanal oder das Kanalsystem kann dann Temperierfluid zur lokal differenzierten Temperierung des Bauteiles strömen.

Description

Die Erfindung betrifft temperierbare Bauteile, wie sie bei unterschiedlichsten Applikationen einsetzbar sind. So kann eine Temperierung in Form einer Kühlung solcher Bauteile erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, entsprechend ausgebildete Bauteile zu erwärmen bzw. eine Vorerwärmung auf eine bestimmte Temperatur durchführen zu können.
Die erfindungsgemäßen temperierbaren Bauteile können bevorzugt als Werkzeuge für unterschiedliche Formgebungsverfahren zur Herstellung von Werkstücken eingesetzt werden. So können die erfindungsgemäßen Bauteile Kernformen, Spritzguss- oder Druckgusswerkzeuge, Schäumwerkzeuge, Blasformen, Gießformen, aber auch Umformwerkzeuge sein. Mit solchen Werkzeugen können dann Werkstücke aus unterschiedlichsten Werkstoffen, wie Kunststoffe, Metalle oder Sandkerne formgebend hergestellt oder bearbeitet werden.
Bei den verschiedenen Formgebungsverfahren sind unterschiedliche Temperaturen an entsprechenden Werkzeugen zu beachten. Hierbei spielt nicht nur das jeweilige Formgebungsverfahren und der entsprechende für die Herstellung von Werkstücken einzusetzende Werkstoff eine Rolle, sondern es ist häufig auch die geometrische Gestaltung der Werkstücke und dementsprechend auch der Werkzeuge zu beachten, die häufig zu erheblichen Temperaturgradienten an solchen Werkzeugen führt.
So kommt es häufig bei solchen Werkzeugen vor, dass an bestimmten Bereichen infolge der dort erforderlichen geometrischen Gestaltung und beim jeweiligen Formgebungsverfahren herrschenden Temperaturen und Kräften deutlich größere Werkstoffvolumina vorhanden sind, als in anderen Volumenbereichen solcher Werkzeuge. Diese Werkstoffvolumina weisen eine entsprechende Wärmekapazität auf und bei erforderlicher Temperierung kann die entsprechende Veränderung der Werkstofftemperatur in solchen Bereichen überwiegend nur durch Wärmeleitung erreicht werden. Bekanntermaßen erhöht sich aber die Wärmeleitung durch größere Temperaturdifferenzen.

Für eine Temperierung entsprechender Bauteile bzw. Werkzeuge ist es üblich, ein Temperierfluid, also eine entsprechend temperierte Flüssigkeit in einigen Fällen aber auch entsprechend temperierte Gase über Kanäle oder auch ein Kanalsystem zu führen, so dass mit dem entsprechend temperierten Fluid eine Kühlung oder Erwärmung erreicht werden kann.

Solche Kanäle oder Kanalsysteme sollten die jeweilige Bauteilgeometrie und die entsprechend lokal differen ziert auftretenden Temperaturen weitestgehend berücksichtigen. So sollten die jeweiligen Volumenströme des eingesetzten Temperierfluides lokal gezielt in Bereiche solcher Bauteile oder Werkzeuge geführt werden, in denen eine erhöhte Wärmemenge ab- oder zugeführt werden muss.

Die Ausbildung solcher Kanäle oder Kanalsysteme ist aber häufig sehr aufwendig bei den hierfür üblichen Fertigungsverfahren. So können bei der Herstellung durch Gießverfahren solche Kanäle/Kanalsysteme durch entsprechend eingesetzte Kerne nicht in beliebiger Form und Gestaltung ausgebildet werden. Außerdem müssen Mindestwanddicken eingehalten werden, um die erforderliche Festigkeit zu sichern.

Da die Kanäle/Kanalsysteme üblicherweise im Inneren solcher Bauteile/Werkzeuge angeordnet und ausgebildet sind, können sie durch spanende Bearbeitung nur bedingt hergestellt werden. So können solche Bauteile dann durch entsprechend spanend bearbeitete Einzelteile, die nachfolgend montiert werden müssen, hergestellt werden. Dabei stellen die Fugen und Fugenbereiche zwischen den entsprechend miteinander verbunden Teilen häufig ein Problem dar, da sie auch in kritischen Bereichen angeordnet sein können bzw. müssen.

Dieser Nachteil tritt insbesondere auch bei Bauteilen/Werkzeugen, die aus übereinander angeordneten und miteinander verbundenen plattenförmigen Elementen, häufig auch so genannten Laminaten zusammengesetzt sind, auf. Auf diese Art und Weise können unterschiedlichst gestaltete Bauteile hergestellt werden, in dem relativ dünnwandige plattenförmige Elemente beispielsweise mit entsprechenden Durchbrechungen versehen werden, wobei die Durchbrechungen in benachbarten plattenförmigen Elementen so angeordnet sind, dass entsprechende Kanäle durch ein so hergestelltes Bauteil/Werkzeug ausgebildet werden können. Auf diese Art und Weise können unterschiedlichste geometrische Formen und Dimensionierungen von Kanälen/Kanalsystemen innerhalb so hergestellter Bauteile/Werkzeuge erhalten werden.

Ein entsprechender Aufbau für ein Spritzgießwerkzeug ist in DE 101 51 078 A1 beschrieben.

Auch hier sind solche plattenförmigen Elemente, darin als Lamellen oder Scheiben bezeichnet, übereinander angeordnet und miteinander verbunden worden. In den plattenförmigen Elementen sind entsprechende Durchbrechungen ausgebildet, die einen Kühlkanal sowie ein Formnest bilden.

Die Innenkontur der Kanäle durch die plattenförmigen Elemente ist zwar für eine erforderliche Kühlung des Spritzwerkzeuges durch das Auftreten von Turbulenzen im Kühlmedium vorteilhaft. Für die Herstellung der Werkstücke wirken sich aber die Fugen zwischen den einzelnen plattenförmigen Elementen, bezüglich der Oberflächengüte der damit hergestellten Werkstücke nachteilig aus.

Dieser Nachteil kann gegebenenfalls für bestimmte Werkstücke, die im Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden sollen, in Kauf genommen werden. Dies kann aber bei hochwertigen Werkstücken nicht toleriert werden. Bei Umformwerkzeugen sind diese Bereiche aber besonderst kritisch, so können bei der Verformung der Werkstoffe für die herzustellenden Werkstücke ein Werkstoffabtrag und demzufolge eine Spanbildung auftreten.

Solche Fugenbereiche sind aber nicht nur in den bezeichneten Fällen kritisch, sondern sie wirken sich auch nachteilig aus, wenn die jeweilige Oberfläche mit einer Beschichtung versehen werden soll. Diese kann infolge dynamischer Belastungen oder Temperaturwechsel reißen oder gar vollständig abplatzen.

Mit den herkömmlichen Lösungen können komplex ausgebildete Temperierelemente oder -systeme in Kombination mit Bauteilen/Werkzeugen, wenn überhaupt nur unzulänglich kombiniert eingesetzt werden.

In der Regel ist die Wärmezu- bzw. -abfuhr zu gering und mit einer erhöhten Zeitkonstante behaftet. So treten insbesondere Probleme bei Einsätzen von Bauteilen/Werkzeugen in sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturbereichen oder bei häufigen Temperaturwechseln auf.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Bauteile zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig und flexibel herstellbar sind, wobei gleichzeitig eine lokal differenzierte Temperierung erreichbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Bauteilen, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisen, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.

Das erfindungsgemäße temperierbare Bauteil ist aus mindestens zwei miteinander verbundenen Modulen gebildet.

Dabei ist eines der Module als einteiliges Element ausgebildet und mindestens ein weiteres Temperiermodul aus übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen gebildet. In diesem Temperiermodul ist mindestens ein Kanal oder Kanalsystem ausgebildet, durch den/das ein Temperierfluid strömen kann. Dabei ist der Kanal bzw. das Kanalsystem so gestaltet und dimensioniert, dass am erfindungsgemäßen Bauteil eine lokal differenzierte Temperierung erreicht werden kann. Dies betrifft zum einen die jeweiligen Umgebungs- bzw. Verfahrensbedingungen sowie die real lokal am Bauteil auftretenden Temperaturen. So sollte die Wärmezu- oder -abfuhr in bestimmten Bereichen des jeweiligen Bauteils erhöht sein.

Dabei sind in den plattenförmigen Elementen eines Temperiermoduls Durchbrechungen angeordnet. Die Anordnung der Durchbrechungen ist dabei so gewählt, dass sie miteinander kommunizieren und dementsprechend durch die Durchbrechungen, die einen Kanal/Kanalsystem in den übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen bilden, ein Temperierfluid strömen kann.

So können beispielsweise kritische Bereiche eines Umformwerkzeuges, bei denen höhere Kräfte bei der Umformung von Werkstücken oder Halbzeugen auftreten, stärker gekühlt werden als relativ unkritische Randbereiche solcher Werkzeuge, in denen ein deutlich ein geringerer Anteil in Wärme umgewandelt wird.

Die erwähnten mindestens zwei Module eines erfindungsgemäßen Bauteiles sollten dabei fluiddicht miteinander verbunden sein. Dies kann durch unterschiedlichste an sich bekannte stoffschlüssige Verbindungstechniken, wie Schweißen, Löten oder Kleben erreicht werden, wobei selbstverständlich die in Rede stehenden Betriebstemperaturen berücksichtigt werden können. Temperiermodule können aber auch in ein als einteiliges Element ausgebildetes Modul eingegossen sein, so dass es zumindest zu einem großen Teil vom Werkstoff eines solchen Moduls umschlossen ist.

Die das Bauteil bildenden Module können aber auch mechanisch miteinander verbunden werden. Dies kann beispielsweise mittels Schraubverbindung und entsprechenden Dichtungen erreicht werden.

In vielen Fällen wirkt sich aber auch eine lösbare Verbindung der Module vorteilhaft aus. So kann beispielsweise ein als einteiliges, massives Element ausgebildetes Modul verschleißbedingt gegen ein neues ausgetauscht werden und ein Temperiermodul über einen wesentlich größeren Zeitraum genutzt werden.

Für die Temperierung können die verschiedensten geeigneten Temperierfluide in Form von Gasen oder Flüssigkeiten eingesetzt werden, wobei Flüssigkeiten wegen der höheren Wärmekapazitäten zu bevorzugen sein dürften. So kann als Temperierfluid Wasser oder auch ein Öl eingesetzt werden. Das Wasser oder das Öl können dann durch den Kanal bzw. das Kanalsystem strömen und über einen Ein- und Auslass in bzw. aus dem Temperiermodul beispielsweise über einen Wärmetauscher im Kreislauf geführt werden. Dabei kann der jeweilige durch das Temperiermodul geführte Volumenstrom des Temperierfluides in Abhängigkeit der jeweiligen Temperaturen geregelt werden.

Die Module eines erfindungsgemäßen Bauteiles/Werkzeuges können aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt worden sein, die den jeweiligen Erfordernis sen Rechnung tragen. So kann beispielsweise das Modul, das als einteiliges Element ausgebildet ist, aus einem Werkstoff höherer Festigkeit, beispielsweise einem vergüteten Stahl gebildet sein.

Im Gegensatz dazu können Temperiermodule aus Werkstoffen mit gegenüber dem jeweils anderen Werkstoff erhöhter Wärmeleitfähigkeit aber reduzierter Festigkeit und gegebenenfalls auch Härte ausgebildet worden sein. So kann beispielsweise ein Temperiermodul aus Kupferplatten gebildet werden.

Im Gegensatz hierzu kann aber auch mindestens ein plattenförmiges Element eines Temperiermoduls aus einem Werkstoff kleinerer Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. Ein oder mehrere plattenförmige Element (e) gegebenenfalls auch ein gesamtes Temperiermodul können so einen thermischen Isolator bilden und beispielsweise bestimmte Bereiche eines Bauteiles vor einer nicht gewünschten Erwärmung oder Abkühlung schützen.

Insbesondere in Fällen, in denen die verschiedenen Module aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, kann die unterschiedliche Wärmeausdehnung der Werkstoffe dadurch kompensiert werden, dass bei den miteinander verbundenen Modulen, deren Gestaltung und Dimensionierung so gewählt ist, dass zwischen den Modulen mindestens ein Hohlraum, bevorzugt in Spaltform ausgebildet ist. Der eine oder auch mehrere Hohlräume sollten dabei mit dem mindestens einen Kanal bzw. Kanalsystem kommunizieren, so dass eine Durchströmung mit Temperierfluid möglich ist und ein isolierender Luftspalt in den entsprechenden Bereichen vermieden werden kann.

Der Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe für die Mo dule kann aber auch für die Abdichtung genutzt werden. So kann beispielsweise ein Temperiermodul aus plattenförmigen Elementen, die aus einem Werkstoff mit höherer Wärmeausdehnung, als dem Werkstoff des jeweils mindestens einen weiteren Moduls, der als einteiliges Element ausgebildet ist, als Paket eingesetzt werden. Dabei können die plattenförmigen Elemente des Temperiermoduls lose aufeinander gelegt bzw. nur geringfügig oder lokal begrenzt miteinander verbunden worden sein. Solche Pakete plattenförmiger Elemente können dann in eine entsprechende Aufnahme des Moduls, das als einteiliges Element ausgebildet ist, eingeführt werden. Eine solche Aufnahme ist dann so gestaltet und dimensioniert, dass die äußere Gestalt und Dimensionierung des jeweiligen Temperiermoduls berücksichtigt ist. Die zwischen den plattenförmigen Elemente des Temperiermoduls verbliebenen Spalte werden dann beim Betrieb durch die auftretende Erwärmung und demzufolge die größere Wärmeausdehnung des Werkstoffes, aus dem die plattenförmigen Elemente gebildet sind, geschlossen, so dass eine Abdichtung der Spalte für das jeweilige Temperierfluid erreichbar ist und dieses ausschließlich durch Kanal/Kanalsystem strömt.

Es ist nicht zwingend erforderlich aber vorteilhaft, die einzelnen plattenförmigen Elemente eines Temperiermoduls miteinander zu verbinden. Auch hier können die unterschiedlichsten Verbindungsarten eingesetzt werden. So besteht ohne weiteres die Möglichkeit eine mechanische, wiederum auch lösbare Verbindung der plattenförmigen Elemente zu wählen. Diese können mittels Schraubverbindung oder auch durch Klemmung miteinander verbunden sein. Dies ist häufig unkritisch, da für viele Einsatzfälle eine Fluiddichtheit von miteinander verbundenen plattenförmigen Elementen nicht zwingend erforderlich ist, da mit dem als einteiliges Element ausgebildeten Modul (en) quasi ein Gehäuse gebildet werden kann.

Die plattenförmigen Elemente eines Temperiermoduls können aber ohne weiteres auch stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wobei dies wiederum durch Kleben, Löten oder auch Schweißen erfolgen kann. Eine stoffschlüssige Verbindung von plattenförmigen Elementen kann auch vollflächig erfolgen, d.h. eine Verklebung, Verlötung oder Verschweißung erfolgt über die gesamte Fläche von plattenförmigen Elementen, die in berührendem Kontakt mit dem jeweils benachbarten plattenförmigen Element stehen. Ein hierfür geeignetes Schweißverfahren ist beispielsweise das Diffusionsschweißen.

Durch relativ einfache Bearbeitbarkeit der einzelnen ein Temperiermodul bildenden plattenförmigen Elemente zur Ausbildung von entsprechenden Durchbrechungen, die wiederum mindestens einen Kanal oder ein Kanalsystem für das jeweilige Temperierfluid bilden, reduzieren sich die Herstellungskosten, da durch entsprechend kostengünstige Schweidverfahren oder durch spanende Bearbeitung kurze Bearbeitungszeiten erreichbar sind. Gleichzeitig können unter Berücksichtigung der Anordnung, Dimensionierung und Gestaltung der jeweiligen Durchbrechungen in plattenförmigen Elementen unter Berücksichtigung der jeweiligen Dicke von plattenförmigen Elementen die Gestalt und Ausbildung von Kanälen/Kanalsystemen in unterschiedlichster Form und sehr flexibel ausgebildet werden können. So besteht auch die Möglichkeit, plattenförmige Elemente mit unterschiedlicher Dicke zu einem Temperiermodul zusammenzusetzen bzw. zusammenzufügen.

Die nach innen weisenden Flächen von in plattenförmigen Elementen ausgebildeten Durchbrechungen können spanend, durch Erodieren oder in anderer geeigneter Form nachgearbeitet werden. Dadurch kann eine glatte innere Oberfläche von Kanälen/Kanalsystemen, die frei von Absätzen oder Vorsprüngen ist, ausgebildet werden. Dadurch kann das Temperierfluid vollflächig entlang der Oberfläche eines Kanals/Kanalsystems strömen, so dass insbesondere bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten Isolationseffekte an Absätzen oder Vorsprüngen vermieden werden können.

Da auch Temperiermodule zur Stabilität und Festigkeit eines erfindungsgemäßen Bauteiles/Werkzeuges beitragen, können zwischen einer Oberfläche des Bauteiles und einem Kanal/Kanalsystem relativ kleine Wandstärken realisiert werden, die beispielsweise bei einer gießtechnischen Herstellung von temperierbaren Bauteilen nicht erreicht werden könnten.

Als einteilige Elemente ausgebildete Module können zumindest bereichsweise unterschiedlichst konturierte Oberflächen aufweisen, wobei die jeweiligen Konturen durch unterschiedlichste Formgebungsverfahren hergestellt werden können.

So können solche als einteiliges Element ausgebildete Module auch Gussteile sein. Die jeweiligen Konturen können aber auch durch verschiedenste spanende Bearbeitungstechniken ausgebildet werden. Solche Module können auch gehärtet oder mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. So können beispielsweise Hartstoffschichten aufgetragen werden, die sicher haften, nicht reißen und eine ebne Oberfläche mit hoher Oberflächengüte erreichen. Bevorzugt können lediglich die Oberflächen, z. B. mittels Laserstrahl ge härtet werden.

Insbesondere wenn erfindungsgemäße Bauteile mechanisch stark belastet werden, kann eine gezielte Ausrichtung der plattenförmigen Elemente von Temperiermodulen gewählt werden, in dem die jeweiligen plattenförmigen Elemente in Hauptbelastungsrichtung ausgerichtet sind. So können in dieser Kraftwirkungsrichtung das entsprechend erhöhte Widerstandsmoment der einzelnen plattenförmigen Elemente ausgenutzt sowie eine Federwirkung von gegebenenfalls zwischen plattenförmigen Elementen vorhandenen Spalten vermieden werden.

Temperiermodule können aber auch als Nachrüstelemente bei Bauteilen/Werkzeugen eingesetzt werden.

Die Temperierung der jeweiligen Bauteile/Werkzeuge kann durch entsprechende Auslegung von Temperiermodulen und hier insbesondere die jeweiligen Kanälen/Kanalsystemen durch entsprechende Berechnung unter Nutzung vorab empirisch erfasster lokaler Temperaturmesswerte erreicht werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Wärmebildkameraaufnahmen erreicht werden.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung ein Modul, das als einteiliges Element mit einer Negativform eines herzustellenden Werkstückes sowie ein Temperiermodul;
2 eine perspektivische Darstellung eines fertig montierten Werkzeuges nach 1;
3 ein zweites Modul, das als einteiliges Element und zur Aufnahme eines Temperiermoduls ausgebildet ist;
4 ein aus übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen gebildetes Temperiermodul und
5 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Temperiermoduls mit abgestufter Randkontur.
In 1 ist in perspektivischer Darstellung ein Werkzeug, als ein Beispiel für ein Beispiel für ein temperierbares Bauteil 1 gezeigt. Dabei verdeutlicht die linke Darstellung ein entsprechendes Werkzeug, an dem eine Negativkontur 7 für ein herzustellendes Werkstück ausgebildet ist. Das Werkzeug kann beispielsweise ein Umformwerkzeug aber auch eine Hälfte eines Spritzguss- oder Druckgusswerkzeuges sein.
In der rechten Darstellung von 1 ist in schematischer und perspektivischer Darstellung ein Temperiermodul 3 gezeigt, in dem ein Kanal 4 ausgebildet ist. Durch den Kanal 4 kann über einen Einlass 5 ein Temperierfluid, beispielsweise gekühltes Wasser einströmen und durch den Auslass 6 zu einem nicht dargestellten Wärmetauscher geführt, in diesem gekühlt und im Kreislauf wieder in den Einlass 5 durch den Kanal 4 strömen.
Mit 2 wird verdeutlich, wie die in 1 gezeigten Module 2 und 3 zusammen montiert sind, wobei die Verbindung, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung mittels stoffschlüssiger oder mechanischer Verbindung erfolgen kann. Zumindest im letztgenannten Fall sollten dann nicht dargestellte Dichtelemente zur Sicherung der Fluiddichtheit eingesetzt worden sein.
In 3 ist ein weiters Modul 2', das ebenfalls als einteiliges Element ausgebildet worden ist, in einer perspektivischen Darstellung gezeigt.
In diesem zweiten Modul 2' ist eine Aufnahme 8 für ein Temperiermodul 3, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist, ausgebildet. Das Temperiermodul 3 ist aus übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen 3' gebildet. In den jeweiligen plattenförmigen Elementen 3' sind drei Durchbrechungen 9 in Form von Bohrungen ausgebildet, in die bei der Montage des Moduls 2' mit dem Temperiermodul 3 die drei Stifte 10 eingeführt werden können, so dass sowohl eine Fixierung wie exakte Ausrichtung des montierten Temperiermoduls 3 in Bezug zum Modul 2' erreichbar ist. Mit den Stiften 10 können auch wirkende Druckkräfte kompensiert werden.
In 4 sind weitere Durchbrechungen, die in den plattenförmigen Elementen 3' ausgebildet sind und den Kanal 4 bilden, bis auf Einlass 5 und Auslass 6, nicht erkennbar.
Mit den Durchbrechungen 9 und Stiften 10 kann eine genaue Ausrichtung der Module 2, 2' und 3 zueinander und eine Fixierung des Temperiermoduls 3 am Modul 2' erreicht werden.
Zumindest das Modul 2, in dem die Negativkontur 7 für ein herzustellendes Werkstück ausgebildet ist, kann aus einem vergüteten Stahl hergestellt worden sein, wobei auch der Oberflächenbereich der Negativkontur 7 nachträglich noch gehärtet worden sein kann.
Das Temperiermodul 3 kann, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angesprochen, aus einem Werkstoff mit höherer Wärmeleitfähigkeit ausgebildet worden sein, wobei letzteres gegebenenfalls auch auf das Modul 2' zutreffen kann.
Mit der schematischen Darstellung nach 5 sollen Möglichkeiten für die Weiterbildung von Temperiermodulen 3 aufgezeigt werden.
So soll mit dem in einer Schnittdarstellung gezeigten Teil eines Temperiermoduls 3 die Möglichkeit der Ausbildung einer abgestuften Randkontur verdeutlicht werden. Hierfür sind einzelne plattenförmige Elemente 3' mit ihrem äußeren Rand entsprechend unterschiedlich dimensioniert. So können in abgestufter Form die umlaufenden äußeren Ränder von plattenförmigen Elementen 3' unterschiedlich große Flächen von plattenförmigen Elementen 3' einfassen. Dies kann, wie in 5 gezeigt, so erfolgen, dass beispielsweise ausgehend von der oberen Seite eines Temperiermoduls 3 eine quasi Verjüngung in entsprechend abgestufter Form des Temperiermoduls 3 erreicht werden kann. Ein so gestaltetes Temperiermodul 3 kann dann in eine entsprechend gestaltete und dimensionierte Aufnahme eines als einteiliges Element ausgebildeten Moduls 2, 2' eingesetzt werden, wobei die im Modul 2, 2' ausgebildete Aufnahme eine entsprechend gestaltete und dimensionierte Randkontur aufweist, so dass zwischen einem solchen Modul 2, 2' und einem Temperiermodul 3 entsprechende Hohlräume zwischen den abgestuften Rän dern vermieden werden können. Eine Aufnahme in einem Modul 2, 2' kann ausgefräst oder erodiert worden sein.
Abweichend von der Darstellung nach 5 kann eine abgestufte Randkontur eines Temperiermoduls 3 auch so ausgebildet sein, dass großflächigere plattenförmigere Elemente 3' oben bzw. außen liegend an Temperiermodulen 3 angeordnet sind, an die sich dann wieder in abgestufter Form entsprechende plattenförmige Elemente 3' mit kleinerer Fläche anschließen. Die plattenförmigen Elemente 3' können dabei sich jeweils kontinuierlich verkleinernde Flächen aufweisen, es besteht aber auch die Möglichkeit kleinere und größere plattenförmige Elemente 3' in alternierendem Wechsel anzuordnen. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, ein solches Temperiermodul 3 in ein als einteiliges Element ausgebildetes Modul 2, 2' einzugießen.
Mit 5 soll weiter verdeutlicht werden, dass die Möglichkeit besteht bei Temperiermodulen 3 plattenförmige Elemente 3' einzusetzen, die jeweils eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, wie in 5 gezeigt, die Dicke von einzelnen plattenförmigen Elementen, die übereinander angeordnet sind, kontinuierlich zu verkleinern oder zu vergrößern. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, die Dicke einzelner plattenförmiger Elemente 3' innerhalb eines Stapels, aus dem ein Temperiermodul 3 gebildet worden ist, so zu wählen, dass die Führung von Kanälen durch die ein Temperierfluid für die Temperierung strömen soll, berücksichtigt werden kann. So können dickere plattenförmige Elemente 3' bevorzugt in Bereichen von Kanälen ohne Krümmungsradien solcher Kanäle und dünnere plattenförmige Elemente 3' in Bereichen, in denen solche Krümmungsradien von Kanälen vorhanden sind, gewählt werden.

Claims

Temperierbares Bauteil, das aus mindestens zwei miteinander verbundenen Modulen gebildet ist; wobei mindestens ein Modul (2, 2') ein einteiliges Element darstellt und mindestens ein weiteres Temperiermodul (3) aus übereinander angeordneten plattenförmigen Elementen (3') gebildet ist, in dem Temperiermodul (3) mindestens ein Kanal oder Kanalsystem (4), mittels in den plattenförmigen Elementen (3') in miteinander kommunizierender Anordnung vorhandenen Durchbrechungen, ausgebildet ist, durch den/das ein Temperierfluid zur lokal differenzierten Temperierung des Bauteiles (1) strömt.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (2, 2', 3) fluiddicht miteinander verbunden sind.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Temperiermodul (3) mindestens ein Einlass (5) und mindestens ein Auslass (6) für das Temperierfluid vorhanden sind.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Modul (2), dass das einteilige Element darstellt, mindestens eine Negativkontur (7) für durch Formgebung herzustellende Werkstücke ausgebildet ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Temperiermodul(e) (3) aus einem Werkstoff höherer Wärmeleitfähigkeit, als das mindestens eine weitere Modul (2) gebildet ist/sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein plattenförmiges Element (3') aus einem Werkstoff kleiner Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den miteinander verbundenen Modulen (2, 3) mindestens ein mit dem Kanal/Kanalsystem (4) kommunizierender Hohlraum vorhanden ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Temperiermodul (3) bildenden plattenförmigen Elemente (3') stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Bauteil (1) bildenden Module (2, 3) lösbar miteinander verbunden sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperiermodul (3) in ein, als einteiliges Element ausgebildetes Modul (2, 2') eingegossen ist.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Temperiermodul (3) plattenförmige Elemente (3') mit unterschiedlicher Dicke vorhanden sind.
Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Temperiermodul (3) mit plattenförmigen Elementen (3') eine abgestufte äußere Randkontur ausgebildet ist.
Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Modul (2, 2') eine der äußeren Randkontur eines Temperiermoduls (3) komplementär gestalteten Aufnahme ausgebildet ist, in die das Temperiermodul (3) einsetzbar ist.