WO2024251449A1 - VAKUUMDRUCKGELIERWERKZEUG ZUM GIEßEN EINES GIEßMATERIALS AN EIN BAUTEIL, SYSTEM SOWIE VERFAHREN ZUM GIEßEN - Google Patents

VAKUUMDRUCKGELIERWERKZEUG ZUM GIEßEN EINES GIEßMATERIALS AN EIN BAUTEIL, SYSTEM SOWIE VERFAHREN ZUM GIEßEN Download PDF

Info

Publication number
WO2024251449A1
WO2024251449A1 PCT/EP2024/062583 EP2024062583W WO2024251449A1 WO 2024251449 A1 WO2024251449 A1 WO 2024251449A1 EP 2024062583 W EP2024062583 W EP 2024062583W WO 2024251449 A1 WO2024251449 A1 WO 2024251449A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
casting
tool
casting material
vacuum pressure
gelling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2024/062583
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schmid
Alexander Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to CN202480029221.3A priority Critical patent/CN121127352A/zh
Publication of WO2024251449A1 publication Critical patent/WO2024251449A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/24—Feeding the material into the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/26—Moulds or cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/40—Compensating volume change, e.g. retraction
    • B29C39/405—Compensating volume change, e.g. retraction by applying pressure to the casting composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/42—Casting under special conditions, e.g. vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C39/44—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/57—Exerting after-pressure on the moulding material
    • B29C45/572—Exerting after-pressure on the moulding material using movable mould wall or runner parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, moulding insulation, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0061—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the configuration of the material feeding channel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0077—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the configuration of the mould filling gate ; accessories for connecting the mould filling gate with the filling spout

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pressure gelling tool for pouring a casting material onto a component, a system for vacuum pressure gelling and a method for pouring a casting material onto a component by means of a system for vacuum pressure gelling.
  • WO 2020/043381 A1 discloses a tool for overmolding or casting rotors.
  • the overmolding, casting or casting is carried out using a casting process, in particular by means of vacuum pressure gelling.
  • a two-component thermoset, in particular resin and hardener is separated, prepared under vacuum and the material mixture is brought into an arrangement space from below, gelled under pressure in the mold and hardened.
  • a method for determining the dosing volume for overmolding, potting or encapsulating a component is known from DE 10 2019 128 499 A1.
  • a rotor To fix a rotor to a current-excited synchronous machine, it is placed in a mold or cavity and overmolded or encapsulated with potting compound. The rotor is fixed in particular by means of vacuum pressure gelling.
  • the object of the present invention is to provide a solution which enables a particularly time-efficient vacuum pressure gelling of several components.
  • the invention relates to a vacuum pressure gelling tool for pouring a casting material onto a component.
  • a resin is poured onto the component as a casting material using the vacuum pressure gelling tool or the component is cast using the casting material.
  • the vacuum pressure gelling tool comprises a mold into which the component can be placed.
  • the vacuum pressure gelling tool also comprises a nozzle holder to which a pouring nozzle can dock, whereby the casting material can be filled into the vacuum pressure gelling tool via the docked pouring nozzle.
  • the casting material is provided by the pouring nozzle and filled into the vacuum pressure gelling tool via the nozzle holder.
  • the pouring nozzle can be released from the nozzle holder and removed. As a result, the pouring nozzle can be used to fill another vacuum pressure gelling tool with the casting material. As a result, a particularly large number of vacuum pressure gelling tools can be filled with the casting material within a particularly short period of time using one pouring nozzle.
  • the vacuum pressure gelling tool further comprises a connecting line which fluidically connects the nozzle holder to the casting mold, whereby the casting material can be guided from the nozzle holder to the casting mold and whereby the casting material is vacuum pressure cast onto the component.
  • the vacuum pressure gelling tool comprises a conveying device by means of which the casting material can be conveyed in the connecting line. This means that the conveying device is set up to feed the casting material in the connecting line and thus press it into the casting mold.
  • the conveying device can ensure that the casting material in the casting mold is permanently under pressure during curing by using the conveying device to press the casting material arranged in the connecting line towards the casting mold and thus feed it further.
  • the casting material particularly a casting resin
  • the casting material is subject to chemically induced shrinkage during curing, which can lead to shrinkage cavities and cracks. It is therefore intended that the casting material is cured under pressure.
  • casting material is constantly pressed in to compensate for the shrinkage. This makes it possible to achieve particularly short curing times.
  • vacuum pressure gelling the casting material is pressed into the mold under pressure and this pressure is maintained in the mold while the casting material hardens. The mold must therefore be designed to be particularly stable against pressure.
  • a vacuum is applied to the mold in order to achieve bubble-free pouring of the casting material onto the component. Since an absolute vacuum is not technically feasible, a residual pressure of a few millibars can prevail in the mold during pouring. If bubbles form in the mold when the casting material is poured, they are almost completely compressed when the vacuum is broken. Any bubbles that may appear are compressed to a particularly small volume when ventilated to atmospheric pressure. As part of the vacuum pressure gelling process, the casting material can be poured onto the component particularly bubble-free, whereby particularly short curing times can be achieved.
  • the pouring nozzle would be used to maintain the pressure of the pouring material in the mold while the pouring material is curing.
  • the pouring nozzle must be held on the vacuum pressure gelling tool for this purpose and cannot be used to fill another vacuum pressure gelling tool during curing.
  • the vacuum pressure gelling tool described enables the pouring material to harden reliably under pressure in the mold without the pouring nozzle having to press the pouring material into the vacuum pressure gelling tool during the entire curing process. Instead, after the pouring material has been poured into the vacuum pressure gelling tool, the pouring nozzle can be detached from the vacuum pressure gelling tool and used to fill another vacuum pressure gelling tool with the pouring material.
  • the conveying device comprises a plunger guided in the connecting line, by means of which casting material arranged in the connecting line can be conveyed to the casting mold.
  • This plunger can be moved in particular translationally in the connecting line in the longitudinal direction of the connecting line, whereby the casting material in the connecting line can be pressed towards the casting mold by means of the plunger.
  • An outer diameter of the plunger corresponds to an inner diameter of the connecting line, whereby the cross section of the connecting line is at least substantially completely covered by the plunger.
  • the casting material arranged in the connecting line is reliably pressed towards the casting mold by means of the plunger.
  • the casting material can thus be particularly well prevented from escaping past the plunger while an attempt is being made to press the casting material towards the casting mold by means of the plunger.
  • the vacuum pressure gelling tool comprises a pressure sensor which is arranged in the casting mold.
  • the pressure sensor can be used to determine the pressure of the casting material poured into the casting mold.
  • the conveying device is set up to convey the casting material in the connecting line depending on the determined pressure.
  • the pressure sensor is used to determine the pressure of the casting material in the casting mold.
  • the casting material is conveyed in the connecting line by the conveying device in order to set or maintain a predetermined pressure of the casting material in the casting mold.
  • the interaction of the pressure sensor with the conveying device ensures particularly reliably that the pressure of the casting material in the casting mold is maintained while the casting material hardens.
  • the vacuum pressure gelling tool comprises a heater, by means of which casting material arranged in the connecting line can be heated.
  • the heater is designed to heat the casting material, whereby the flowability of the casting material can be maintained. This can result in a The risk of hardening of the casting material in the connecting line and, as a result, clogging of the connecting line must be kept to a minimum.
  • the casting mold is designed to accommodate a rotor of a traction machine for a motor vehicle, whereby the rotor can be cast at least in some areas using a casting compound as casting material using the vacuum pressure gelling tool.
  • the casting compound can serve, on the one hand, to electrically insulate certain areas of the rotor and, on the other hand, to ensure particularly good heat transfer in defined areas of the rotor.
  • the particularly good heat transfer due to the casting compound enables the rotor to be cooled particularly well during operation and, as a result, the traction machine having the rotor can be operated particularly efficiently.
  • the vacuum pressure gelling tool is thus designed to cast the rotor using the casting compound as casting material.
  • the invention further relates to a system for vacuum pressure gelling, with a vacuum pressure gelling tool as has already been described in connection with the vacuum pressure gelling tool according to the invention.
  • the system also comprises a pouring nozzle which is designed to be reversibly connected to the vacuum pressure gelling tool.
  • the pouring nozzle is designed to fill the casting material into the vacuum pressure gelling tool when connected to the vacuum pressure gelling tool. After the casting material has been filled into the vacuum pressure gelling tool and while the casting material is still hardening in the casting mold of the vacuum pressure gelling tool, the pouring nozzle can be released from the nozzle holder of the vacuum pressure gelling tool, whereby another vacuum pressure gelling tool can be filled with the casting material using the pouring nozzle.
  • the pressing of casting material into the casting mold can be implemented during the hardening of the casting material using the conveyor device, by means of which the casting material arranged in the connecting line is pressed into the casting mold.
  • the invention further relates to a method for pouring a casting material onto a component by means of a system as has already been described in connection with the system according to the invention for vacuum pressure gelling.
  • a rotor is cast with a casting compound as the casting material.
  • the component is arranged in the casting mold of the vacuum pressure gelling tool.
  • the pouring nozzle is coupled to the vacuum pressure gelling tool via the nozzle holder.
  • the casting material is then filled into the vacuum pressure gelling tool using the pouring nozzle.
  • casting material arranged in the connecting line is conveyed to the casting mold using the conveyor device.
  • the casting material By conveying the casting material using the conveyor device in the connecting line towards the casting mold, a volume shrinkage of the casting material in the casting mold due to hardening of the casting material can be compensated.
  • the casting material is thus poured onto the component, in particular the rotor, by vacuum pressure gelling.
  • the casting material in the connecting line is conveyed by means of the conveying device after the casting nozzle has been undocked from the nozzle holder.
  • the casting material arranged in the connecting line is only conveyed to the mold by means of the conveying device when the casting nozzle is detached from the nozzle holder.
  • the casting material is pressed through the connecting line by pressing casting material out of the casting nozzle into the mold.
  • the casting material is not conveyed in the connecting line as long as the casting nozzle is coupled to the nozzle holder.
  • the casting material arranged in the connecting line is pressed in by means of the conveying device in order to maintain the pressure in the mold, whereby the shrinkage of the casting material during hardening can be compensated.
  • the pressure in the casting mold is detected by means of a pressure sensor and a conveying speed of the casting material in the connecting line is set by means of the conveying device in such a way that the pressure of the uncured casting material in the casting mold remains constant until the casting material has completely cured.
  • the conveying of the casting material in the connecting line takes place depending on the pressure of the casting material in the casting mold measured by means of the pressure sensor.
  • the casting material in the connecting line is conveyed by means of the conveying device in such a way that a predetermined pressure for the casting material in the casting mold can be maintained. This enables a particularly rapid curing of the casting material in the mold and, on the other hand, a reliable compensation of the shrinkage of the casting material during demolding can be achieved.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a vacuum pressure gelling tool for pouring a potting compound onto a rotor of a traction machine of a motor vehicle, and
  • Fig. 2 is a partial schematic sectional view of a system comprising the vacuum pressure gelling tool, which additionally comprises a pouring nozzle.
  • a vacuum pressure gelling tool 10 is shown in Fig. 1.
  • the vacuum pressure gelling tool 10 comprises a casting mold 12 into which a component 14 can be inserted.
  • a rotor is inserted into the casting mold 12 as the component 14.
  • the casting mold 12 is enclosed radially from the outside by a bell 16, closed axially upwards by an upper core pull 18 and closed radially downwards by a lower core pull 20.
  • the lower core pull 20 comprises a lower support plate 22 on which the component 14, in this case the rotor, is placed, while the component 14 is received in the casting mold 12.
  • the vacuum pressure gelling tool 10 is shown in a sectioned manner in Fig. 2.
  • Fig. 2 shows a system for vacuum pressure gelling.
  • This system for vacuum pressure gelling comprises, on the one hand, the vacuum pressure gelling tool 10 and, on the other hand, a pouring nozzle 28.
  • the pouring nozzle 28 is designed to provide the pouring material 26 for the vacuum pressure gelling.
  • the vacuum pressure gelling tool 10 has a nozzle holder 30 into which the pouring nozzle 28 can be inserted. When the pouring nozzle 28 is inserted into the nozzle holder 30, the pouring material 26 can be filled into the vacuum pressure gelling tool 10 by means of the pouring nozzle 28.
  • the casting material 26 is filled into a connecting line 32 of the vacuum pressure gelling tool 10 by means of the pouring nozzle 28.
  • the connecting line 32 is fluidically connected to the casting mold 12. This means that the casting material 26 filled into the connecting line 32 from the pouring nozzle 28 is guided via the connecting line 32 to the casting mold 12, in which the component 14, in the present case the rotor, in particular a rotor winding head of the rotor, is cast by means of the casting material 26.
  • a particularly low pressure can be set in the casting mold 12, in particular a vacuum can be drawn.
  • the casting material 26 is pressed into the vacuumed casting mold 12 under pressure.
  • the pouring nozzle 28 is released from the nozzle holder 30 as soon as a quantity of the pouring material 26 intended for vacuum pressure gelling has been filled into the vacuum pressure gelling tool 10 by means of the pouring nozzle 28.
  • the pouring nozzle 28 can thus be used to fill another vacuum pressure gelling tool 10.
  • the vacuum pressure gelling tool 10 a conveyor device 34.
  • the conveyor device 34 comprises a plunger 36.
  • the plunger 36 is movable in the connecting line 32, in particular translationally in the longitudinal direction of the connecting line 32.
  • casting material 26 arranged in the connecting line 32 is pressed by the plunger 36 in the direction of the casting mold 12. This allows a casting pressure to be maintained in the casting mold 12 on the one hand and the volume shrinkage of the casting material 26 during hardening in the casting mold 12 on the other hand to be compensated.
  • a pressure sensor 38 is arranged in the casting mold 12, which is schematically marked with a box.
  • the pressure sensor 38 is designed to determine a pressure of the casting material 26 in the casting mold 12.
  • the conveying device 34 is in turn designed to set a conveying speed and/or a conveying force by means of which the casting material 26 is conveyed in the connecting line 32, depending on the pressure of the casting material 26 in the casting mold 12 measured by means of the pressure sensor 38.
  • the conveying speed of the casting material 26 in the connecting line 32 is adjusted by means of the conveying device 34 in such a way that the pressure of the uncured casting material 26 in the casting mold 12 remains constant until the casting material 26 has completely cured.
  • a heater 40 can be provided in the vacuum pressure gelling tool 10. By means of this heater 40, the casting material 26 arranged in the connecting line 32 can be heated. Alternatively or additionally, a sprue can be formed by means of the heater 40. When the casting material 26 is poured, the sprue is a part that does not belong to the molded part. The sprue is created by the casting material 26 that has solidified in the connecting line 32.
  • the rotor which is inserted into the mold 12 as component 14, can have six holes on each of its opposite end faces.
  • the top six holes in the mold 12 are all sealed during vacuum pressure gelling.
  • the pressure sensor 38 is located in one of the holes and the casting material 26 is filled into the rotor through the last of these holes.
  • the pouring nozzle 28 is undocked from the vacuum pressure gelling tool 10. As a result, it is not possible to control the holding pressure by monitoring the pressure using the pouring nozzle 28.
  • pressure monitoring takes place using the pressure sensor 38, which can also be referred to as an internal mold pressure sensor.
  • the filling phase via the pouring nozzle 28 is pressure-controlled.
  • the plunger 36 presses the remaining material in the connecting line 32, which can also be referred to as the pouring shaft, in a force-controlled manner and thus compensates for the material shrinkage in the gelling phase.
  • sensor data from the pressure sensor 38 can be averaged and extrapolated.
  • the system switches to ram control and the holding pressure is thus adjusted using the ram 36, which can be force-controlled.
  • the invention shows how an optimization of a control process for vacuum pressure gelling can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) zum Gießen eines Gießmaterials (26) an ein Bauteil (14), mit einer Gussform (12), in welche das Bauteil (14) eingelegt werden kann, mit einer Düsenaufnahme (30), an welche eine Gießdüse (28) andocken kann, wodurch über die angedockte Gießdüse (28) das Gießmaterial (26) in das Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) gefüllt werden kann, mit einer Verbindungsleitung (32), welche die Düsenaufnahme (30) fluidisch mit der Gussform (12) verbindet, wodurch das Gießmaterial (26) von der Düsenaufnahme (30) zu der Gussform (12) geführt werden kann und das Gießmaterial (26) an das Bauteil (14) vakuumdruckgegossen wird, und mit einer Fördereinrichtung (34), mittels welcher das Gießmaterial (26) in der Verbindungsleitung (32) gefördert werden kann.

Description

Vakuumdruckgelierwerkzeug zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil, System sowie Verfahren zum Gießen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumdruckgelierwerkzeug zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil, ein System zum Vakuumdruckgelieren sowie ein Verfahren zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil mittels eines Systems zum Vakuumdruckgelieren.
Die WO 2020/043381 A1 offenbart ein Werkzeug zum Umspritzen oder Vergießen von Rotoren. Hierbei erfolgt das Umspritzen, Umgießen oder Vergießen mittels eines Ver- gussverfahrens, insbesondere mittels Vakuumdruckgelieren. Hierbei wird ein Zweikompo- nenten-Duroplast, insbesondere Harz und Härter, getrennt, unter Vakuum aufbereitet und das Materialgemisch von unten in einen Anordnungsraum gebracht, unter Druckbeaufschlagung in der Form geliert und angehärtet.
Weiterhin ist aus der DE 10 2019 128 499 A1 ein Verfahren zum Bestimmen des Dosiervolumens für das Umspritzen, Vergießen oder Umgießen eines Bauteils bekannt. Zum Fixieren eines Rotors an einer stromerregten Synchronmaschine wird dieser in einer Form oder Kavität eingelegt und mit Vergussmasse umspritzt oder umgossen. Hierbei wird der Rotor insbesondere mittels Vakuumdruckgelieren fixiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, welche ein besonders zeiteffizientes Vakuumdruckgelieren mehrerer Bauteile ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Die Erfindung betrifft ein Vakuumdruckgelierwerkzeug zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil. Insbesondere wird mittels des Vakuumdruckgelierwerkzeugs ein Harz als Gießmaterial an das Bauteil gegossen bzw. das Bauteil mittels des Gießmaterials vergossen. Das Vakuumdruckgelierwerkzeug umfasst eine Gussform, in welche das Bauteil eingelegt werden kann. Weiterhin umfasst das Vakuumdruckgelierwerkzeug eine Düsenaufnahme, an welcher eine Gießdüse andocken kann, wodurch über die angedockte Gießdüse das Gießmaterial in das Vakuumdruckgelierwerkzeug gefüllt werden kann. Mit anderen Worten wird das Gießmaterial von der Gießdüse bereitgestellt und über die Düsenaufnahme in das Vakuumdruckgelierwerkzeug eingefüllt. Nach dem Einfüllen des Gießmaterials mittels der Gießdüse über die Düsenaufnahme in das Vakuumdruckgelierwerkzeug kann die Gießdüse von der Düsenaufnahme gelöst und entfernt werden. Infolgedessen kann die Gießdüse zum Befüllen eines weiteren Vakuumdruckgelierwerkzeugs mit dem Gießmaterial verwendet werden. Hierdurch können mittels einer Gießdüse besonders viele Vakuumdruckgelierwerkzeuge innerhalb einer besonders kurzen Zeitspanne mit dem Gießmaterial gefüllt werden.
Das Vakuumdruckgelierwerkzeug umfasst weiterhin eine Verbindungsleitung, welche die Düsenaufnahme fluidisch mit der Gussform verbindet, wodurch das Gießmaterial von der Düsenaufnahme zu der Gussform geführt werden kann und wodurch das Gießmaterial an das Bauteil vakuumdruckgegossen wird. Um zu vermeiden, dass aufgrund eines Volumenschwunds des Gießmaterial beim Aushärten ungewünschte Lunker oder Löcher eines Vergusses an dem Bauteil entstehen, umfasst das Vakuumdruckgelierwerkzeug eine Fördereinrichtung, mittels welcher das Gießmaterial in der Verbindungsleitung gefördert werden kann. Das bedeutet, dass die Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Gießmaterial in der Verbindungsleitung nachzufördern und somit in die Gussform nachzudrücken. Mittels der Fördereinrichtung kann sichergestellt werden, dass das Gießmaterial in der Gussform dauerhaft während des Aushärtens unter Druck steht, indem mittels der Fördereinrichtung das in der Verbindungsleitung angeordnete Gießmaterial in Richtung der Gussform gedrückt und somit nachgefördert wird. Beim Vakuumdruckgelieren unterliegt das Gießmaterial, insbesondere ein Gießharz, beim Aushärten einer chemisch bedingten Schwindung, welche zu Schwundlunkern und Rissen führen kann. Es ist deshalb vorgesehen, dass das Gießmaterial unter Druck ausgehärtet wird. Hierbei wird ständig während des Aushärtens Gießmaterial nachgepresst, um den Schwund zu kompensieren. Hierdurch lassen sich besonders kurze Aushärtezeiten erreichen. Beim Vakuumdruckgelieren wird das Gießmaterial unter Druck in die Gussform gepresst und dieser Druck während des Aushärtens des Gießmaterials in der Gussform aufrechterhalten. Die Gussform ist infolgedessen besonders stabil gegenüber Druck auszugestalten. Beim Vakuumdruckgelieren erfolgt ein Anlegen eines Vakuums an die Gussform, um ein blasenfreies Gießen des Gießmaterials an das Bauteil zu erreichen. Da ein absolutes Vakuum technisch nicht realisierbar ist, kann in der Gussform beim Gießen ein Restdruck von wenigen Millibar herrschen. Bilden sich beim Gießen des Gießmaterials in der Gussform Blasen, dann werden diese beim Brechen des Vakuums fast vollständig zusammengedrückt. Eventuell auftretende Blasen werden beim Belüften auf Atmosphärendruck auf ein besonders kleines Volumen zusammengedrückt. Im Rahmen des Vakuumdruckgelierens kann somit das Gießmaterial besonders blasenfrei an das Bauteil gegossen werden, wobei besonders kurze Aushärtezeiten erreicht werden können.
Üblicherweise würde mittels der Gießdüse durch Nachdrücken von Gießmaterial der Druck des Gießmaterials in der Gussform während des Aushärtens des Gießmaterials aufrechterhalten werden. Hierfür ist jedoch die Gießdüse an dem Vakuumdruckgelierwerkzeug zu halten und kann während des Aushärtens nicht zum Befüllen eines weiteren Vakuumdruckgelierwerkzeugs genutzt werden. Das beschriebene Vakuumdruckgelierwerkzeug ermöglicht, dass in der Gussform das Gießmaterial zuverlässig unter Druckbeaufschlagung aushärten kann, ohne dass die Gießdüse während des gesamten Aushärteprozesses das Gießmaterial in das Vakuumdruckgelierwerkzeug nachdrücken muss. Stattdessen kann die Gießdüse nach dem Einfüllen des Gießmaterials in das Vakuumdruckgelierwerkzeug von dem Vakuumdruckgelierwerkzeug gelöst und für das Befüllen eines weiteren Vakuumdruckgelierwerkzeugs mit dem Gießmaterial verwendet werden. Das beschriebene Vakuumdruckgelierwerkzeug ermöglicht, dass mittels einer einzigen Gießdüse mehrere Vakuumdruckgelierwerkzeuge besonders zeiteffizient mit Gießmaterial versorgt werden können. In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fördereinrichtung einen in der Verbindungsleitung geführten Stößel umfasst, mittels welchem in der Verbindungsleitung angeordnetes Gießmaterial zu der Gussform gefördert werden kann. Dieser Stößel ist insbesondere translatorisch in der Verbindungsleitung in Längserstre- ckungsrichtung der Verbindungsleitung bewegbar, wodurch das Gießmaterial in der Verbindungsleitung mittels des Stößels Richtung Gussform gedrückt werden kann. Ein Außendurchmesser des Stößels korrespondiert mit einem Innendurchmesser der Verbindungsleitung, wodurch von dem Stößel der Querschnitt der Verbindungsleitung zumindest im Wesentlichen vollständig überdeckt ist. Infolgedessen kann gewährleistet werden, dass mittels des Stößels das in der Verbindungsleitung angeordnete Gießmaterial zuverlässig in Richtung der Gussform gedrückt wird. Ein Ausweichen des Gießmaterials an dem Stößel vorbei, während mittels des Stößels versucht wird, das Gießmaterial in Richtung der Gussform zu drücken, kann somit besonders gut vermieden werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Vakuumdruckgelierwerkzeug einen Drucksensor umfasst, welcher in der Gussform angeordnet ist. Mittels des Drucksensors ist ein Druck des in die Gussform gegossenen Gießmaterials feststellbar. Weiterhin ist die Fördereinrichtung dazu eingerichtet, das Gießmaterial in der Verbindungsleitung in Abhängigkeit von dem ermittelten Druck zu fördern. Beim Vakuumdruckgelieren wird somit mittels des Drucksensors ermittelt, welchen Druck das Gießmaterial in der Gussform aufweist. In Abhängigkeit von dem mittels des Drucksensors ermittelten Drucks wird mittels der Fördereinrichtung das Gießmaterial in der Verbindungsleitung gefördert, um einen vorgegebenen Druck des Gießmaterials in der Gussform einzustellen bzw. aufrechtzuerhalten. Durch das Zusammenspiel des Drucksensors mit der Fördereinrichtung kann besonders sicher gewährleistet werden, dass der Druck des Gießmaterials in der Gussform während des Aushärtens des Gießmaterials aufrechterhalten wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Vakuumdruckgelierwerkzeug eine Heizung umfasst, mittels welcher in der Verbindungsleitung angeordnetes Gießmaterial erwärmt werden kann. Beispielsweise kann mittels der Heizung ein Auskühlen des Gießmaterials in der Verbindungsleitung unterbunden werden. Die Heizung ist dazu eingerichtet, das Gießmaterial zu erwärmen, wodurch eine Fließfähigkeit des Gießmaterials aufrechterhalten werden kann. Hierdurch kann eine Ge- fahr eines Aushärtens des Gießmaterials in der Verbindungsleitung und infolgedessen ein Verstopfen der Verbindungsleitung besonders geringgehalten werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Gussform dazu eingerichtet ist, einen Rotor einer Traktionsmaschine für ein Kraftfahrzeug aufzunehmen, wodurch mittels des Vakuumdruckgelierwerkzeugs der Rotor mit einer Vergussmasse als Gießmaterial zumindest bereichsweise vergossen werden kann. Die Vergussmasse kann zum einen einer elektrischen Isolierung jeweiliger Bereiche des Rotors und zum anderen zum Gewährleisten eines besonders guten Wärmeübergangs in definierten Bereichen des Rotors dienen. Der besonders gute Wärmeübergang aufgrund der Vergussmasse ermöglicht, dass der Rotor im Betrieb besonders gut gekühlt werden kann und infolgedessen die den Rotor aufweisende Traktionsmaschine besonders effizient betrieben werden kann. Das Vakuumdruckgelierwerkzeug ist somit dazu eingerichtet, den Rotor mit der Vergussmasse als Gießmaterial zu vergießen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System zum Vakuumdruckgelieren, mit einem Vakuumdruckgelierwerkzeug wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Vakuumdruckgelierwerkzeug beschrieben worden ist. Weiterhin umfasst das System eine Gießdüse, welche dazu eingerichtet ist, reversibel mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug verbunden zu werden. Darüber hinaus ist die Gießdüse dazu eingerichtet, in einem mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug verbundenen Zustand das Gießmaterial in das Vakuumdruckgelierwerkzeug einzufüllen. Nach dem Einfüllen des Gießmaterials in das Vakuumdruckgelierwerkzeug und noch während des Aushärtens des Gießmaterials in der Gussform des Vakuumdruckgelierwerkzeugs kann die Gießdüse von der Düsenaufnahme des Vakuumdruckgelierwerkzeugs gelöst werden, wodurch ein weiteres Vakuumdruckgelierwerkzeug mittels der Gießdüse mit dem Gießmaterial gefüllt werden kann. In dem Vakuumdruckgelierwerkzeug kann das Nachdrücken von Gießmaterial in die Gussform während des Aushärtens des Gießmaterials mittels der Fördereinrichtung umgesetzt werden, mittels welcher das in der Verbindungsleitung angeordnete Gießmaterial in die Gussform nachgedrückt wird.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil mittels eines Systems, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System zum Vakuumdruckgelieren beschrieben worden ist. Insbesondere wird im Rahmen des Verfahrens ein Rotor mit einer Vergussmasse als Gießmaterial vergossen. Bei dem Verfahren wird das Bauteil in der Gussform des Vakuumdruckgelierwerkzeugs angeordnet. Weiterhin wird die Gießdüse über die Düsenaufnahme mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug gekoppelt. Anschließend wird mittels der Gießdüse das Gießmaterial in das Vakuumdruckgelierwerkzeug eingefüllt. In der Verbindungsleitung angeordnetes Gießmaterial wird bei dem Verfahren mittels der Fördereinrichtung zu der Gussform gefördert. Durch das Fördern des Gießmaterials mittels der Fördereinrichtung in der Verbindungsleitung in Richtung Gussform kann in der Gussform ein Volumenschwund des Gießmaterials aufgrund eines Aushärtens des Gießmaterials kompensiert werden. In dem Verfahren wird somit das Gießmaterial durch Vakuumdruckgelieren an das Bauteil, insbesondere den Rotor, gegossen.
In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der Fördereinrichtung das Gießmaterial in der Verbindungsleitung gefördert wird, nachdem die Gießdüse von der Düsenaufnahme abgedockt wurde. Mit anderen Worten wird das in der Verbindungsleitung angeordnete Gießmaterial erst dann mittels der Fördereinrichtung zu der Gussform gefördert, wenn die Gießdüse von der Düsenaufnahme gelöst ist. Solange die Gießdüse mit der Düsenaufnahme gekoppelt ist, wird das Gießmaterial durch die Verbindungsleitung durch das Nachdrücken von Gießmaterial aus der Gießdüse in die Gussform gedrückt. Mit anderen Worten unterbleibt ein Fördern des Gießmaterials in der Verbindungsleitung solange, wie die Gießdüse mit der Düsenaufnahme gekoppelt ist. Sobald die Gießdüse von der Düsenaufnahme entfernt ist, wird das in der Verbindungsleitung angeordnete Gießmaterial mittels der Fördereinrichtung nachgedrückt, um den Druck in der Gussform aufrechtzuerhalten, wodurch der Schwund des Gießmaterials beim Aushärten kompensiert werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Druck in der Gussform mittels eines Drucksensors erfasst wird und mittels der Fördereinrichtung eine Fördergeschwindigkeit des Gießmaterials in der Verbindungsleitung derart eingestellt wird, dass der Druck des unausgehärteten Gießmaterials in der Gussform konstant bleibt, bis das Gießmaterial vollständig ausgehärtet ist. Mit anderen Worten erfolgt die Förderung des Gießmaterials in der Verbindungsleitung in Abhängigkeit von dem mittels des Drucksensors gemessenen Druck des Gießmaterials in der Gussform. Das Gießmaterial in der Verbindungsleitung wird mittels der Fördereinrichtung derartig gefördert, dass ein vorgegebener Druck für das Gießmaterial in der Gussform gehalten werden kann. Hierdurch kann zum einen ein besonders schnelles Aushärten des Gießmaterials in der Gussform erreicht werden und zum anderen ein zuverlässiges Kompensieren des Schwunds des Gießmaterials beim Ausformen erreicht werden.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Vakuumdruckgelierwerkzeugs zum Gießen einer Vergussmasse an einen Rotor einer Traktionsmaschine eines Kraftfahrzeugs, und
Fig. 2 eine ausschnittsweise schematische Schnittansicht eines das Vakuumdruckgelierwerkzeug umfassenden Systems, welches zusätzlich eine Gießdüse umfasst.
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 gezeigt. Das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 umfasst eine Gussform 12, in welche ein Bauteil 14 eingelegt werden kann. Vorliegend ist es vorgesehen, dass ein Rotor als Bauteil 14 in die Gussform 12 eingelegt wird. Die Gussform 12 wird vorliegend radial von außen von einer Glocke 16 umschlossen, axial nach oben von einem oberen Kernzug 18 verschlossen und radial nach unten von einem unteren Kernzug 20 verschlossen. Der untere Kernzug 20 umfasst einen unteren Auflageteller 22, auf welchem das Bauteil 14, vorliegend der Rotor, abgelegt ist, während das Bauteil 14 in der Gussform 12 aufgenommen ist. Das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 ist in Fig. 2 ausschnittsweise geschnitten gezeigt.
Zum thermischen Isolieren der Glocke 16 können radial außenumfangsseitig der Glocke 16 Isoliermanschetten 24 angebracht werden, mittels welchen die Glocke 16 thermisch isoliert werden kann. Vorliegend ist die Glocke 16 beheizbar. Die Gussform 12 ist vorliegend zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet, wodurch als Bauteil 14 der Rotor in der Gussform 12 angeordnet mit einem Gießmaterial 26 vergossen werden kann.
In Fig. 2 ist ein System zum Vakuumdruckgelieren gezeigt. Dieses System zum Vakuumdruckgelieren umfasst zum einen das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 und zum anderen eine Gießdüse 28. Die Gießdüse 28 ist dazu eingerichtet, das Gießmaterial 26 für das Vakuumdruckgelieren bereitzustellen. Das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 weist eine Düsenaufnahme 30 auf, in welche die Gießdüse 28 eingesteckt werden kann. In dem in die Düsenaufnahme 30 eingesteckten Zustand der Gießdüse 28 kann mittels der Gießdüse 28 das Gießmaterial 26 in das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 eingefüllt werden.
Vorliegend wird mittels der Gießdüse 28 das Gießmaterial 26 in eine Verbindungsleitung 32 des Vakuumdruckgelierwerkzeugs 10 eingefüllt. Die Verbindungsleitung 32 ist fluidisch mit der Gussform 12 verbunden. Das bedeutet, dass das von der Gießdüse 28 in die Verbindungsleitung 32 eingefüllte Gießmaterial 26 über die Verbindungsleitung 32 zu der Gussform 12 geführt wird, in welcher mittels des Gießmaterials 26 das Bauteil 14, vorliegend der Rotor, insbesondere ein Rotorwickelkopf des Rotors, vergossen wird. Für das Vakuumdruckgelieren kann in der Gussform 12 ein besonders niedriger Druck eingestellt werden, insbesondere ein Vakuum gezogen werden. Das Gießmaterial 26 wird unter Druck in die vakuumierte Gussform 12 eingepresst. Dadurch, dass das Vakuum in der Gussform 12 eingestellt ist, kann ein Freihalten von Blasen durch das Gießmaterial, beispielsweise an jeweiligen Hinterschneidungen, besonders gut vermieden werden. Um einen beim Druckgelieren und Aushärten des Gießmaterials 26 auftretenden Volumenschwund des Gießmaterials 26 zu kompensieren, ist es beim Vakuumdruckgelieren vorgesehen, dass während des Aushärtens des Gießmaterials 26 in der Gussform 12 weiteres Gießmaterial 26 in die Gussform 12 nachgefördert wird.
Vorliegend ist es vorgesehen, dass die Gießdüse 28 von der Düsenaufnahme 30 gelöst wird, sobald eine Menge an für das Vakuumdruckgelieren vorgesehenen Gießmaterials 26 mittels der Gießdüse 28 in das Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 eingefüllt worden ist. Die Gießdüse 28 kann somit für ein Befüllen eines weiteren Vakuumdruckgelierwerkzeugs 10 verwendet werden. Um während des Aushärtens das Nachfördern von Gießmaterial 26 in die Gussform 12 in einer Situation zu gewährleisten, in welcher die Gießdüse 28 bereits von dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 entfernt ist, umfasst das Vakuumdruck- gelierwerkzeug 10 eine Fördereinrichtung 34. Vorliegend umfasst die Fördereinrichtung 34 einen Stößel 36. Der Stößel 36 ist in der Verbindungsleitung 32 bewegbar, insbesondere translatorisch in Längserstreckungsrichtung der Verbindungsleitung 32. Durch Bewegen des Stößels 36 in der Verbindungsleitung 32 wird in der Verbindungsleitung 32 angeordnetes Gießmaterial 26 von dem Stößel 36 in Richtung der Gussform 12 nachgedrückt. Hierdurch kann zum einen ein Gießdruck in der Gussform 12 aufrechterhalten werden und zum anderen der Volumenschwund des Gießmaterials 26 beim Aushärten in der Gussform 12 kompensiert werden.
In der Gussform 12 ist vorliegend ein Drucksensor 38 angeordnet, welcher schematisch mit einem Kästchen gekennzeichnet ist. Der Drucksensor 38 ist dazu eingerichtet, einen Druck des Gießmaterials 26 in der Gussform 12 zu ermitteln. Die Fördereinrichtung 34 ist wiederum dazu eingerichtet, eine Fördergeschwindigkeit und/oder eine Förderkraft, mittels welcher das Gießmaterial 26 in der Verbindungsleitung 32 gefördert wird, in Abhängigkeit von dem mittels des Drucksensors 38 gemessenen Drucks des Gießmaterials 26 in der Gussform 12 einzustellen. Insbesondere wird mittels der Fördereinrichtung 34 die Fördergeschwindigkeit des Gießmaterials 26 in der Verbindungsleitung 32 derart eingestellt, dass der Druck des unausgehärteten Gießmaterials 26 in der Gussform 12 bis zum vollständigen Aushärten des Gießmaterials 26 konstant bleibt.
Um zu vermeiden, dass das Gießmaterial 26 in der Verbindungsleitung 32 aushärtet, kann eine Heizung 40 in dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 vorgesehen sein. Mittels dieser Heizung 40 kann in der Verbindungsleitung 32 angeordnetes Gießmaterial 26 erwärmt werden. Mittels der Heizung 40 kann alternativ oder zusätzlich ein Anguss geformt werden. Der Anguss ist beim Gießen des Gießmaterials 26 ein Teil, welcher nicht zum Formteil gehört. Der Anguss entsteht durch in der Verbindungsleitung 32 erstarrtes Gießmaterial 26.
Der als Bauteil 14 in die Gussform 12 eingelegte Rotor kann an seinen einander gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils sechs Löcher aufweisen. Die in der Gussform 12 oberen sechs Löcher werden während des Vakuumdruckgelierens alle abgedichtet. Von den im Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 unten angeordneten sechs Löchern des Rotors werden vier abgedichtet, in einem der Löcher sitzt der Drucksensor 38 und über das letzte dieser Löcher wird das Gießmaterial 26 in den Rotor eingefüllt. Nach dem Füllvorgang dockt die Gießdüse 28 von dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 ab. Hierdurch ist eine Nachdruckregelung über Drucküberwachung mittels der Gießdüse 28 nicht möglich. Während des Füllvorgangs, und somit während die Gießdüse 28 an dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 angedockt ist, findet eine Drucküberwachung mittels des Drucksensors 38 statt, welcher auch als Forminnendrucksensor bezeichnet werden kann. Die Füllphase über die Gießdüse 28 erfolgt druckgesteuert. Nach Abdocken der Gießdüse 28 von dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 drückt der Stößel 36 das Restmaterial in der Verbindungsleitung 32, welche auch als Gießschaft bezeichnet werden kann, kraftweggesteuert nach und kompensiert so den Materialschwund in der Gelierphase. Hierzu können Sensordaten des Drucksensors 38 gemittelt und extrapoliert werden. Nach dem Entfernen der Gießdüse 28 von dem Vakuumdruckgelierwerkzeug 10 erfolgt ein Umschalten auf Stößelsteuerung und somit das Einstellen des Nachdrucks mittels des Stößels 36, welches kraftgesteuert erfolgen kann. Insgesamt zeigt die Erfindung wie eine Optimierung eines Regelungsprozesses für ein Vakuumdruckgelieren erreicht werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Vakuumdruckgelierwerkzeug
12 Gussform
14 Bauteil
16 Glocke
18 oberer Kernzug
20 unterer Kernzug
22 Auflageteller
24 Isoliermanschette
26 Gießmaterial
28 Gießdüse
30 Düsenaufnahme
32 Verbindungsleitung
34 Fördereinrichtung
36 Stößel
38 Drucksensor
40 Heizung

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) zum Gießen eines Gießmaterials (26) an ein Bauteil (14), mit einer Gussform (12), in welche das Bauteil (14) eingelegt werden kann, mit einer Düsenaufnahme (30), an welche eine Gießdüse (28) andocken kann, wodurch über die angedockte Gießdüse (28) das Gießmaterial (26) in das Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) gefüllt werden kann, mit einer Verbindungsleitung (32), welche die Düsenaufnahme (30) fluidisch mit der Gussform (12) verbindet, wodurch das Gießmaterial (26) von der Düsenaufnahme (30) zu der Gussform (12) geführt werden kann und das Gießmaterial (26) an das Bauteil (14) vakuumdruckgegossen wird, und mit einer Fördereinrichtung (34), mittels welcher das Gießmaterial (26) in der Verbindungsleitung (32) gefördert werden kann.
2. Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (34) einen in der Verbindungsleitung (32) geführten Stößel (36) umfasst, mittels welchem in der Verbindungsleitung (32) angeordnetes Gießmaterial (26) zu der Gussform (12) gefördert werden kann.
3. Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (38) in der Gussform (12) angeordnet ist, mittels welchem ein Druck des in die Gussform (12) gegossenen Gießmaterials (26) erfasst werden kann, und die Fördereinrichtung (34) dazu eingerichtet ist, das Gießmaterial (26) in der Verbindungsleitung (32) in Abhängigkeit von dem ermittelten Druck zu fördern.
4. Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung (40) vorgesehen ist, mittels welcher in der Verbindungsleitung (32) angeordnetes Gießmaterial (26) erwärmt werden kann.
5. Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform (12) dazu eingerichtet ist, einen Rotor einer Traktionsmaschine für ein Kraftfahrzeug aufzunehmen, wodurch mittels des Vakuumdruckgelierwerkzeugs (10) der Rotor (12) mit einer Vergussmasse als Gießmaterial (26) zumindest bereichsweise vergossen werden kann.
6. System zum Vakuumdruckgelieren, mit einem Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie mit einer Gießdüse (28), welche dazu eingerichtet ist, reversibel mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) verbunden zu werden und in einem mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) verbundenen Zustand das Gießmaterial (26) in das Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) einzufüllen.
7. Verfahren zum Gießen eines Gießmaterials (26) an ein Bauteil (14) mittels eines Systems nach Anspruch 6, bei welchem das Bauteil (14) in der Gussform (12) angeordnet wird, die Gießdüse (28) über die Düsenaufnahme (30) mit dem Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) gekoppelt wird, mittels der Gießdüse (28) das Gießmaterial (26) in das Vakuumdruckgelierwerkzeug (10) eingefüllt wird und in der Verbindungsleitung (32) angeordnetes Gießmaterial (26) mittels der Fördereinrichtung (34) zu der Gussform (12) gefördert wird, wodurch in der Gussform (12) ein Volumenschwund des Gießmaterials (26) aufgrund eines Aushärtens des Gießmaterials (26) kompensiert werden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Fördereinrichtung (34) das Gießmaterial (26) in der Verbindungsleitung (32) gefördert wird, nachdem die Gießdüse (28) von der Düsenaufnahme (30) abgedockt wurde.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Gussform (12) mittels eines Drucksensors (38) erfasst wird und mittels der Fördereinrichtung (34) eine Fördergeschwindigkeit des Gießmaterials (26) in der Verbindungsleitung (32) derart eingestellt wird, dass der Druck des unausgehärteten Gießmaterials (26) in der Gussform (12) konstant bleibt bis das Gießmaterial (26) vollständig ausgehärtet ist.
PCT/EP2024/062583 2023-06-06 2024-05-07 VAKUUMDRUCKGELIERWERKZEUG ZUM GIEßEN EINES GIEßMATERIALS AN EIN BAUTEIL, SYSTEM SOWIE VERFAHREN ZUM GIEßEN Ceased WO2024251449A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480029221.3A CN121127352A (zh) 2023-06-06 2024-05-07 用于将浇注材料浇注到构件上的真空压力胶凝模具、系统和浇注方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023114758.7A DE102023114758A1 (de) 2023-06-06 2023-06-06 Vakuumdruckgelierwerkzeug zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil, System sowie Verfahren zum Gießen
DE102023114758.7 2023-06-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024251449A1 true WO2024251449A1 (de) 2024-12-12

Family

ID=91481920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2024/062583 Ceased WO2024251449A1 (de) 2023-06-06 2024-05-07 VAKUUMDRUCKGELIERWERKZEUG ZUM GIEßEN EINES GIEßMATERIALS AN EIN BAUTEIL, SYSTEM SOWIE VERFAHREN ZUM GIEßEN

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN121127352A (de)
DE (1) DE102023114758A1 (de)
WO (1) WO2024251449A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58201627A (ja) * 1982-05-20 1983-11-24 Niigata Eng Co Ltd 反応射出成形方法
JPH0725094B2 (ja) * 1986-10-15 1995-03-22 住友化学工業株式会社 反応注型成形方法
US20030031745A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Bellasalma Gerard Jay Flushless mold valve assembly
WO2020043381A1 (de) 2018-08-31 2020-03-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft WERKZEUG ZUM UMSPRITZEN ODER VERGIEßEN VON ROTOREN
DE102019128499A1 (de) 2019-10-22 2021-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Dosiervolumens sowie Vorrichtung und Motorkomponente

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH509139A (de) * 1969-06-19 1971-06-30 Ciba Geigy Ag Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunststoff-Formkörpern
US4076788A (en) * 1976-12-02 1978-02-28 General Motors Corporation Mold coating of freshly molded articles
FR2688440B1 (fr) * 1992-03-11 1994-05-13 Getrasur Procede et dispositif pour faire penetrer un materiau de revetement sous haute pression a l'interieur d'un moule.
DE19812068C2 (de) * 1998-03-11 2000-09-21 Gut Gieserei Umwelt Technik Gm Gießvorrichtung mit Nachverdichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58201627A (ja) * 1982-05-20 1983-11-24 Niigata Eng Co Ltd 反応射出成形方法
JPH0725094B2 (ja) * 1986-10-15 1995-03-22 住友化学工業株式会社 反応注型成形方法
US20030031745A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Bellasalma Gerard Jay Flushless mold valve assembly
WO2020043381A1 (de) 2018-08-31 2020-03-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft WERKZEUG ZUM UMSPRITZEN ODER VERGIEßEN VON ROTOREN
DE102019128499A1 (de) 2019-10-22 2021-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Dosiervolumens sowie Vorrichtung und Motorkomponente

Also Published As

Publication number Publication date
CN121127352A (zh) 2025-12-12
DE102023114758A1 (de) 2024-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1184104B1 (de) Speisereinsatz
EP1345716B1 (de) Speiser mit einem rohrähnlichen körper
EP2988913B1 (de) Werkzeug zur herstellung eines verbundstoff-bauteils mit wenigstens einer entlüftungsbohrung und darin angeordnetem auswerferstift
EP1882574B1 (de) Spritzgießanordnung und Verfahren zum Anspritzen eines Formteils und Verwendung einer Spritzgießanordnung
DE4021591C2 (de)
DE102021133021B3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Abdichteinrichtung für eine elektrische Maschine und Vorrichtung zur Durchführung
WO2022053295A1 (de) VERFAHREN ZUM UMGIEßEN ODER VERGIEßEN VON BAUTEILEN MITTELS SPRITZPRESSEN, ELEKTRISCHE MASCHINE SOWIE VORRICHTUNG ZUM SPRITZPRESSEN
DE102021101643B4 (de) Verfahren zur herstellung eines faserverstärkten harzformkörpers und herstellungsvorrichtung hierfür
DE2056641B2 (de) Verfahren und Anordnung zum Zusammenbau von elektrischen Maschinen
DE102004009744B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formkerns
DE102011121987A1 (de) Wickelverfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings, Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings sowie Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings
DE102023114758A1 (de) Vakuumdruckgelierwerkzeug zum Gießen eines Gießmaterials an ein Bauteil, System sowie Verfahren zum Gießen
DE102021124064B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Bauteils
EP0000755A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verstärktem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2420372B1 (de) Spritzgussvorrichtung mit einem wiederverwendbaren, gestaltveränderlichen Gießkern und Spritzgussverfahren unter Verwendung eines solchen Gießkerns
EP1494254B1 (de) Kraftübertragungselement, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP3180174B1 (de) Verfahren zur herstellung eines faserverstärkten kunststoffbauteils
DE102017220410B4 (de) Gusswerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses einer E-Maschine
DE102010022834B4 (de) Federdorn und Gießmodell mit Federdorn
WO2020043381A1 (de) WERKZEUG ZUM UMSPRITZEN ODER VERGIEßEN VON ROTOREN
WO2002081167A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrischen kunststoffisolators
DE112021002951T5 (de) Verfahren zur herstellung eines rohrkörpers aus faserverstärktem harz
DE102022123011A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Statoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Antriebsmaschine eines Elektrofahrzeugs
DE10147158A1 (de) Verfahren zum Gießen eines Gießteils oder Um-Vergießen eines Bauteils sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3720366C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24732392

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE