DE19637844A1

DE19637844A1 - Beheizbare Form

Info

Publication number: DE19637844A1
Application number: DE1996137844
Authority: DE
Inventors: Frank Abram
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co; Friedrich Grohe AG
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1998-03-19

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Form, insbeson dere Kernform zur Erstellung von Gießkernen, bestehend aus einer oder mehreren metallenen Formteilen.

Zur Beheizung von Metallformen zur Herstellung von Gießkernen ist es bereits bekannt, diese an Heizbacken anzuordnen, die elektrisch über Ohmsche Widerstandsbe heizung erwärmt werden. Die Erwärmung der Heizbacken ist relativ träge, außerdem sind Übergangswiderstände zur Metallform zu überwinden, so daß die entsprechende Erwärmung der Formhälften relativ zeitaufwendig ist. Darüber hinaus entstehen aufgrund der separaten Ausbil dung der Heizbacken relativ hohe Wärmeverluste.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbes serte Formbeheizung vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Formteil jeweils Teil einer induktiven Heizeinrichtung ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An sprüchen 2 bis 13 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein schnelles, gezieltes Auf heizen der Form bzw. der Formteile ermöglicht ist, wo durch auch eine nicht unerhebliche Energieeinsparung ermöglicht wird. Darüber hinaus zeichnet sich die vor geschlagene Heizeinrichtung gegenüber den bekannten Ohmschen Heizbacken durch eine wesentlich höhere Zuver lässigkeit und Robustheit aus.

Außerdem kann mit der induktiven Erwärmung erreicht werden, daß durch die Wahl einer angemessenen Frequenz insbesondere die Oberflächen der Form erwärmt werden, was für den Herstellungsprozeß der mit der Form erzeug ten Gegenstände in der Regel wesentlich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden im folgenden näher be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Formhälfte mit einer als Trans formator ausgebildeten Heizeinrich tung in schematischer Darstellung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine weitere Formhälfte mit einer Heizeinrichtung in Form einer Hoch frequenzspule in schematischer Dar stellung im Längsschnitt;

Fig. 3 eine andere aus zwei Formhälften ge bildete Form mit einer Hochfrequenz spule zur Aufheizung im Längs schnitt.

Der Einfachheit halber sind bei den beiden Ausführungs beispielen in der Zeichnung gleiche oder entsprechende Elemente mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Formteil 1 aus Stahl als Hälfte einer Kernform zur Er stellung von Gießkernen gezeigt. Zur Beheizung des Formteils 1 ist ein Transformator 2 vorgesehen. Der Transformator 2 ist von einem Dynamoeisenblechpaket 23 gebildet und trägt eine Primärspule 21 und eine Sekun därspule 22. Die Primärspule 21 weist zweitausend Win dungen auf. Die Sekundärspule 22 weist dagegen eine Windung auf. Sie ist bügelartig ausgebildet und ruht mit zwei Verdickungen 220 leitend an dem Formteil 1, so daß sie über das Formteil 1 kurzgeschlossen ist. Der U-för mige Bügel der Sekundärspule 22 ist aus einem elek trisch hochleitfähigen Werkstoff hergestellt, so daß die eigentliche Erwärmung im wesentlichen am Formteil 1 erfolgt.

An der dem Formteil 1 abgekehrten Seite der U-förmig ausgebildeten Sekundärspule 22 ist eine Spann einrichtung 4 vorgesehen, die mit Hilfe einer Isolie rung 41 über die Sekundärspule 22 den Formschließdruck auf das Formteil 1 überträgt. Der zweite Formteil bzw. die andere Hälfte der Kernform - in der Zeichnung nicht dargestellt - schließt an der freien Fläche des Form teils 1 an und weist eine entsprechende Heizeinrichtung auf.

Die Vorrichtung hat folgende Funktionsweise:
Die Primärspule 21 ist beim Aufheizvorgang an eine Spannungsquelle von 220 Volt angeschlossen und so aus gelegt, daß hierbei ein Strom von etwa 100 Ampere strömt. Von dem Transformator wird hierbei in der Se kundärspule 22 ein Strom von etwa 2 × 10⁵ Ampere er zeugt. Mit diesem Strom wird der Formteil 1 bzw. die eine Formhälfte direkt beheizt, wobei die Aufheizung des Formteils 1 an den verengten Stellen am stärksten erfolgt, was für die Werkstückherstellung vorteilhaft ist. Die zweite Formhälfte wird parallel zum Formteil 1 bei vorzugsweise geschlossener Form aufgeheizt, so daß die gesamte Form kurzfristig und gezielt für die Kern herstellung aufheizbar ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls nur ein Formteil 1 bzw. eine Formhälfte einer Kernform gezeigt. Das Formteil 1 ist mit einer Hochfre quenzspule 3 beheizbar. Die Hochfrequenzspule 3 ist hierbei in Richtung auf die Spanneinrichtung 4 mit ei ner Abschirmung 42 versehen.

Diese Vorrichtung hat folgende Funktionsweise:
Nach dem Zusammenfügen der aus zwei Formteilen 1 beste henden Kernform aus Stahl zur Erstellung von Gießkernen wird jeder der beiden Formteile 1 über die jeweilige Hochfrequenzspule 3 mit Mittelfrequenz von 200 bis 10.000 Hz (Hertz) beaufschlagt. Hierdurch entstehen in den beiden Formteilen Wirbelströme, die eine Aufheizung der Formhälften direkt bewirken. Durch die Wahl einer angemessenen Frequenz kann die induktive Erwärmung vor nehmlich an die Oberfläche des Formteils 1 verlagert werden, so daß auch mit diesem Verfahren die stärkste Erwärmung dort erfolgen kann, wo sie meist für die Werkstückerzeugung erforderlich ist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ei ne Form aus zwei Formteilen 1, 1a vorgesehen.

Die beiden Formteile 1, 1a werden im Bereich einer oder mehrerer Hochfrequenzspulen 3 erwärmt. Hierzu wird zu nächst die Form geöffnet. Danach werden die beiden Formteile 1, 1a zu beiden Seiten der Hochfrequenzspule 3 zur Erwärmung plaziert. Sodann werden die Formteile 1, 1a aus dem Bereich der Hochfrequenzspule entfernt, und nach dem Formschluß kann das Werkstück bzw. Produkt erzeugt werden.

Alternativ kann selbstverständlich auch die Erwärmung durch die Einbringung einer oder mehrerer Hochfrequenz spulen 3 in die geöffnete Form zwischen den Formteilen 1, 1a erfolgen. Auch kann die Form aus drei oder noch mehr Formteilen bestehen. Bei dieser Ausbildung kann eine Abschirmung im wesentlichen entfallen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele be ziehen sich auf Kernschießwerkzeuge zur Herstellung von Gießkernen. Selbstverständlich können die Formteile 1, 1a auch als Metallformen (Kokillen) ausgebildet und für die Herstellung von Gießkörpern eingesetzt werden. Diese induktiv beheizten Metall formen können auch als Druckgußwerkzeug oder Kunststoffspritzgießwerkzeug ver wendet werden.

Für die Herstellung von Messinggußkörpern kann bei spielsweise das Formteil 1, 1a aus Berylliumbronze her gestellt sein.

Claims

1. Beheizbare Form, insbesondere Kernform zur Erstel lung von Gießkernen, bestehend aus einem oder meh reren metallenen Formteilen, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens ein Formteil (1, 1a) jeweils Teil einer induktiven Heizeinrichtung ist.

2. Beheizbare Form nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Formteil (1, 1a) jeweils ein Kurzschlußteil einer Sekundärspule (22) eines Transformators (2) bildet.

3. Beheizbare Form nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Formteil (1, 1a) jeweils von Wir belströmen aufheizbar ist, die von einer oder meh reren Hochfrequenzspulen (3) erzeugbar sind.

4. Beheizbare Form nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Formteil (1) mit einer einwindi gen, hochleitfähigen Sekundärspule (22) verbunden ist, wobei die Sekundärspule (22) an den Anschluß stellen Verdickungen (220) zu einem großflächigen Stromübergang auf den Formteil (1) hat.

5. Beheizbare Form nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (21) des Transformators (2) mit einer Netzstromfrequenz von etwa 50 bis 1000 Hz beaufschlagt ist.

6. Beheizbare Form nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Aufheizung eine oder mehrere Hochfrequenzspulen (3) in die geöffnete Form ein führbar oder die Formteile (1, 1a) um eine oder mehrere Hochfrequenzspulen (3) plazierbar sind.

7. Beheizbare Form nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspulen (3) je weils mit einer Frequenz im Bereich von etwa 200 bis 10.000 Hz beaufschlagt sind.

8. Beheizbare Form nach wenigstens einem der Ansprü che 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule (21) etwa zweitausend Windungen auf weist und mit einer Stromstärke von etwa 100 Am pere bei einer Spannung von 220 Volt beaufschlagt ist.

9. Beheizbare Form nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzspule (3) ge genüber einer Spanneinrichtung (4) mit einer Ab schirmung (42) versehen ist, wobei die Spannein richtung (4) mit der Heizeinrichtung an jedem Formteil (1) vorgesehen ist, so daß die aus wenig stens zwei Formteilen (1) bestehende Form zusam menfügbar ist.

10. Beheizbare Form nach wenigstens einem der Ansprü che 4, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (22) als U-förmiger Bügel ausgebil det ist, die an der dem Formteil (1) gegenüberlie genden Seite an einer Isolierung (41) der Spann einrichtung (4) abgestützt ist, wobei die Spann einrichtung (4) und die Heizeinrichtung an jedem Formteil (1) vorgesehen ist, so daß die aus wenig stens zwei Formteilen (1) bestehende Form zusam menfügbar ist.

11. Beheizbare Form nach wenigstens einem der Ansprü che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formteil (1, 1a) als Formhälfte für ein Kernschieß werkzeug vorgesehen und aus Stahl hergestellt ist.

12. Beheizbare Form nach wenigstens einem der Ansprü che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formteil (1, 1a) Bestandteil einer Kokille, vor zugsweise einer Kokille aus Berylliumbronze, zur Herstellung von Gußstücken ist.

13. Beheizbare Form nach wenigstens einem der Ansprü che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formteil (1, 1a) Bestandteil von einem Metalldruck gußwerkzeug oder einem Kunststoffspritzgußwerkzeug ist.