AT526810B1

AT526810B1 - melting unit

Info

Publication number: AT526810B1
Application number: ATA50002/2023A
Authority: AT
Inventors: Pernkopf Dipl -Ing Dr Friedrich
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2023-01-09
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2025-04-15
Also published as: DE102023136268A1; AT526810A1

Abstract

Aufschmelzeinheit für eine Einspritzvorrichtung einer Formgebungsmaschine, in welcher ein leitfähiges Material aufschmelzbar ist, wobei die Aufschmelzeinheit eine Einbringvorrichtung aufweist und wobei die Einbringvorrichtung eine Hülse aufweist, entlang welcher die Klemmvorrichtung – bevorzugt zumindest im Wesentlichen entlang der Lotrechten – bewegbar ist und die Klemmvorrichtung mittels wenigstens einer Dichtung gegenüber der Hülse abgedichtet ist, eine Einspritzvorrichtung mit einer solchen Aufschmelzeinheit eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzvorrichtung, ein Verfahren zum Aufschmelzen und Ausbringen von leitfähigem Material und ein Verfahren zum Herstellen von metallischen Formteilen.Melting unit for an injection device of a shaping machine in which a conductive material can be melted, wherein the melting unit has an introduction device and wherein the introduction device has a sleeve along which the clamping device is movable - preferably at least substantially along the vertical - and the clamping device is sealed off from the sleeve by means of at least one seal, an injection device with such a melting unit, a shaping machine with such an injection device, a method for melting and dispensing conductive material and a method for producing metallic shaped parts.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Aufschmelzeinheit, in welcher ein leitfähiges Material aufschmelzbar ist, eine Einspritzvorrichtung, eine Anordnung mit einer Einspritzvorrichtung und einer solchen Aufschmelzeinheit, eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzvorrichtung oder Anordnung, ein Verfahren zum Aufschmelzen und Ausbringen von leitfähigem Material und ein Verfahren zum Herstellen von Formteilen. [0001] The invention relates to a melting unit in which a conductive material can be melted, an injection device, an arrangement with an injection device and such a melting unit, a molding machine with such an injection device or arrangement, a method for melting and dispensing conductive material and a method for producing molded parts.

[0002] Derartige Aufschmelzeinheiten dienen dem Aufschmelzen von leitfähigem Material in einer Schmelzekammer, um daraus mit einer Hilfe einer Formgebungsmaschine Formgebungsmaschinen in einem diskontinuierlichen Herstellungsverfahren Formteile herzustellen. [0002] Such melting units are used to melt conductive material in a melting chamber in order to produce molded parts therefrom with the aid of a molding machine in a discontinuous manufacturing process.

[0003] Üblicherweise erfolgt die Zufuhr des aufzuschmelzenden leitfähigen Materials in Form von diskreten Mengen, z. B. in Form von Pellets, was eine Vorgabe diskreter Schussgewichte zur Folge hat. Es wäre wünschenswert, nicht an diskrete Schussgewichte gebunden zu sein. [0003] Typically, the conductive material to be melted is supplied in discrete quantities, e.g., in the form of pellets, which results in the specification of discrete shot weights. It would be desirable not to be bound to discrete shot weights.

[0004] Aufschmelzeinheiten, Anordnungen aus Aufschmelzeinheiten und Einspritzvorrichtungen, Formgebungsmaschinen und Verfahren gehen aus DE 10 2018 109 322 A1, DE 10 2019 107 235 B4 und DE 10 2019 107 319 B4 hervor. [0004] Melting units, arrangements of melting units and injection devices, forming machines and methods are disclosed in DE 10 2018 109 322 A1, DE 10 2019 107 235 B4 and DE 10 2019 107 319 B4.

[0005] Die KR 20220128460 A offenbart eine Vorrichtung zum Schmelzen von leitfähigem Material in Form von Stangen. Das zu schmelzende Ausgangsmaterial wird dabei über eine Klemmvorrichtung der Aufschmelzeinheit zugeführt. [0005] KR 20220128460 A discloses a device for melting conductive material in the form of rods. The starting material to be melted is fed to the melting unit via a clamping device.

[0006] Der Nachteil einer Vorrichtung dieser Art ergibt sich in der Befestigung des aufzuschmelzenden Materials in der Klemmvorrichtung und infolge an der Aufschmelzeinheit. Da die Klemmvorrichtung statisch an der Einbringvorrichtung der Aufschmelzeinheit befestigt ist, muss die zu schmelzende Stange auf Anhieb korrekt in der Schmelzekammer befestigt werden und ein Positionswechsel kann lediglich durch Öffnen der Klemmvorrichtung und erneutes Ausrichten vollzogen werden. Dadurch ergibt sich ein erhöhtes Risiko die Vorrichtung und/oder die Stange zu beschädigen. Zudem ist diese Vorgangsweise recht zeitaufwendig. [0006] The disadvantage of a device of this type arises from the fastening of the material to be melted in the clamping device and, consequently, to the melting unit. Since the clamping device is statically attached to the melting unit's insertion device, the rod to be melted must be correctly secured in the melting chamber right away, and a change of position can only be achieved by opening the clamping device and readjusting it. This results in an increased risk of damaging the device and/or the rod. Furthermore, this procedure is quite time-consuming.

[0007] Ein weiterer Nachteil besteht in der Abwesenheit einer Abdichtung der Klemmvorrichtung und somit der Einbringvorrichtung gegenüber der Schmelzekammer und der Umgebung. [0007] A further disadvantage is the absence of a seal between the clamping device and thus the insertion device and the melt chamber and the environment.

[0008] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Aufschmelzeinheit, eine Anordnung mit einer Einspritzvorrichtung und einer solchen Aufschmelzeinheit, eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzvorrichtung oder Anordnung, ein Verfahren zum Aufschmelzen von leitfähigem Material und ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen bereitzustellen, bei welchen keine Bindung an diskrete Schussgewichte gegeben ist und die eine verbesserte Einbringvorrichtung für das zu schmelzende Material im Vergleich zum Stand der Technik aufweisen. Eine mögliche weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, das Eindringen von Schmelze in einen Stangenraum der Einspritzvorrichtung zu verhindern. [0008] It is an object of the invention to provide a melting unit, an arrangement comprising an injection device and such a melting unit, a molding machine comprising such an injection device or arrangement, a method for melting conductive material, and a method for producing molded parts, which are not tied to discrete shot weights and which have an improved introduction device for the material to be melted compared to the prior art. A possible further object can be seen in preventing the penetration of melt into a rod space of the injection device.

[0009] Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt gelöst durch eine Aufschmelzeinheit, in welcher ein leitfähiges Material aufschmelzbar ist, mit zumindest: - einem Schmelzgefäß mit wenigstens: * einer Schmelzekammer * einer Einbringvorrichtung für in Form einer Stange ausgebildetes, aufzuschmelzendes leitfähiges Material, wobei die Einbringvorrichtung eine Klemmvorrichtung für die Stange aufweist - einer das Schmelzgefäß zumindest bereichsweise umgebenden Induktionsspule - eine Steuereinrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Induktionsspule zum induktiven Aufschmelzen anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringungsvorrichtung eine Hülse aufweist, entlang welcher die Klemmvorrichtung - bevorzugt zumindest im Wesentlichen entlang der Lotrechten - bewegbar ist und die Klemmvorrichtung mittels wenigstens einer Dichtung gegenüber der Hülse abgedichtet ist. [0009] This object is achieved in a first aspect by a melting unit in which a conductive material can be melted, comprising at least: - a melting vessel with at least: * a melting chamber * an introduction device for conductive material in the form of a rod to be melted, wherein the introduction device has a clamping device for the rod - an induction coil surrounding the melting vessel at least in regions - a control device which is configured to control the induction coil for inductive melting, characterized in that the introduction device has a sleeve along which the clamping device can be moved - preferably at least substantially along the vertical - and the clamping device is sealed off from the sleeve by means of at least one seal.

[0010] Durch die Einbringung des aufzuschmelzenden leitfähigen Materials in Form einer Stange, welche so weit in die Schmelzekammer eingebracht wird, dass durch das mittels der Induktionsspule erzeugte elektromagnetische Feld eine gewünschte Menge an leitfähigem Material aufgeschmolzen wird, ist keine Bindung an diskrete Schussgewichte gegeben. Bevorzugt ist die gesamte Einbringvorrichtung fluiddicht gegen die Umgebung ausgeführt. [0010] By introducing the conductive material to be melted in the form of a rod, which is inserted into the melting chamber far enough that a desired amount of conductive material is melted by the electromagnetic field generated by the induction coil, there is no need to specify discrete shot weights. Preferably, the entire introduction device is designed to be fluid-tight against the environment.

[0011] Durch die Ausführung der Einbringvorrichtung in Form einer Klemmvorrichtung und einer Hülse, wird die Klemmvorrichtung bevorzugt zumindest im Wesentlichen entlang der Lotrechten bewegbar und das Anbringen des aufzuschmelzenden leitfähigen Materials in Form einer Stange sowie dessen nachträgliche Positionierung erleichtert. Durch die Abdichtung der Klemmvorrichtung gegenüber der Hülse kann ein ungewünschtes Entweichen und/oder Eindringen von Material aus/in die Schmelzkammer verhindert werden. [0011] By designing the insertion device in the form of a clamping device and a sleeve, the clamping device is preferably movable at least substantially along the vertical axis, facilitating the attachment of the conductive material to be melted in the form of a rod and its subsequent positioning. Sealing the clamping device against the sleeve can prevent unwanted escape and/or penetration of material from/into the melting chamber.

[0012] Die Aufgabe wird in einem weiteren Aspekt gelöst durch eine Einspritzvorrichtung mit einem durch eine Antriebseinheit antreibbaren Einspritzkolben, wobei der Einspritzkolben mit einer in einem Stangenraum verlaufenden Kolbenstange verbunden ist und der Stangenraum eine Offnung für die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid aufweist, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu konfiguriert ist, eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zu befehlen, um ein Eindringen von Schmelze in den Stangenraum zu verhindern. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine gemeinsame Quelle für dieses Fluid und das ggf. für die Aufschmelzeinheit vorgesehene Fluid, zum Beispiel in Form eines gemeinsamen Vorratsbehälters, zur Verfügung steht. [0012] The object is achieved in a further aspect by an injection device with an injection piston drivable by a drive unit, wherein the injection piston is connected to a piston rod extending in a rod chamber, and the rod chamber has an opening for the supply of pressurized fluid, wherein a control device is provided which is configured to command a supply of pressurized fluid in order to prevent melt from penetrating the rod chamber. Preferably, a common source is provided for this fluid and the fluid possibly provided for the melting unit, for example in the form of a common reservoir.

[0013] Die Aufgabe wird in weiteren Aspekten gelöst durch eine Anordnung mit einer Einspritzvorrichtung und einer solchen Aufschmelzeinheit und durch eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Einspritzvorrichtung oder Anordnung. [0013] The object is achieved in further aspects by an arrangement with an injection device and such a melting unit and by a forming machine with such an injection device or arrangement.

[0014] Bei einer Anordnung mit einer Einspritzvorrichtung und wenigstens einer räumlich von der Einspritzvorrichtung getrennten Aufschmelzeinheit ist vorgesehen, dass eine Öffnung in der Einspritzvorrichtung mit der Ausbringöffnung der Aufschmelzeinheit gekoppelt ist. [0014] In an arrangement with an injection device and at least one melting unit spatially separated from the injection device, it is provided that an opening in the injection device is coupled to the discharge opening of the melting unit.

[0015] Die Aufgabe wird in einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Verfahren zum Aufschmelzen und Ausbringen von leitfähigem Material, bei welchem aufzuschmelzendes leitfähiges Material in einer Schmelzekammer induktiv aufgeschmolzen wird, wenn vorgesehen ist, dass das aufzuschmelzende leitfähige Material, bevorzugt kontinuierlich, in Form einer Stange in die Schmelzekammer eingebracht wird. [0015] The object is achieved in a further aspect by a method for melting and dispensing conductive material, in which conductive material to be melted is inductively melted in a melting chamber, if it is provided that the conductive material to be melted is introduced, preferably continuously, in the form of a rod into the melting chamber.

[0016] Die Aufgabe wird in einem weiteren Aspekt gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus einem leitfähigen Material unter Verwendung eines solchen Verfahrens, wenn das aus der Schmelzekammer ausgebrachte aufgeschmolzene leitfähige Material - bevorzugt ohne Verwendung einer Einspritzvorrichtung, also unmittelbar - in ein Formwerkzeug eingebracht wird und dort zu wenigstens einem Formteil erstarrt. [0016] The object is achieved in a further aspect by a method for producing molded parts from a conductive material using such a method when the molten conductive material discharged from the melt chamber is introduced into a molding tool - preferably without using an injection device, i.e. directly - and solidifies there to form at least one molded part.

[0017] Vorteilhafte Ausführungsformen einer Aufschmelzeinheit, einer Anordnung, einer Formgebungsmaschine und solcher Verfahren sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. [0017] Advantageous embodiments of a melting unit, an arrangement, a forming machine and such methods are defined in the dependent claims.

[0018] Bevorzugt handelt es sich bei dem aufzuschmelzenden leitfähigen Material um ein Metall, besonders bevorzugt um eine (beispielsweise amorphe) Metalllegierung. [0018] The conductive material to be melted is preferably a metal, particularly preferably a (for example amorphous) metal alloy.

[0019] Die Verschlussnadel ist bevorzugt aus einem Material mit hoher Temperaturbeständigkeit (bevorzugt größer als 1500 °C) gefertigt, wie zum Beispiel aus Wolfram. [0019] The valve pin is preferably made of a material with high temperature resistance (preferably greater than 1500 °C), such as tungsten.

[0020] Bevorzugt handelt es sich bei dem druckbeaufschlagten Fluid um ein (bevorzugt inertes) Gas wie z. B. Argon, CO», oder Helium. Alternativ wäre der Einsatz einer (bevorzugt inerten) Flüssigkeit denkbar. [0020] Preferably, the pressurized fluid is a (preferably inert) gas such as argon, CO, or helium. Alternatively, the use of a (preferably inert) liquid would be conceivable.

[0021] Bei einer Ausführungsform der Aufschmelzeinheit weist das Schmelzgefäß eine ZuführÖffnung auf, welche mit einer Quelle für ein druckbeaufschlagtes Fluid in Verbindung steht oder in eine solche bringbar ist und ist die Steuereinrichtung dazu konfiguriert, nach Abschluss des Aufschmelzens eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zum Ausbringen des aufgeschmolzenen leitfähigen Materials aus der Schmelzekammer über die Ausbringöffnung zu befehlen. Das druckbeaufschlagte Fluid übernimmt die Funktion eines mechanischen Kolbens, um das aufge-[0021] In one embodiment of the melting unit, the melting vessel has a supply opening which is connected to a source of a pressurized fluid or can be brought into such a source, and the control device is configured to command a supply of pressurized fluid for discharging the molten conductive material from the melting chamber via the discharge opening after the melting is complete. The pressurized fluid assumes the function of a mechanical piston to

schmolzene leitfähige Material aus der Schmelzekammer (bevorzugt in eine Einspritzvorrichtung) auszubringen. to discharge molten conductive material from the melt chamber (preferably into an injection device).

[0022] Bei einem Ausführungsbeispiel der Aufschmelzeinheit erfolgt das Ausbringen des aufgeschmolzenen leitfähigen Materials aus der Schmelzekammer über die Ausbringöffnung unterstützt durch die Schwerkraft. Bevorzugt weist zu diesem Zweck zumindest der zur Ausbringöffnung verlaufende Kanal entweder eine parallel zur Lotrechten verlaufende Achse auf oder er verläuft zumindest hinreichend steil. [0022] In one embodiment of the melting unit, the molten conductive material is discharged from the melt chamber via the discharge opening, assisted by gravity. For this purpose, at least the channel extending to the discharge opening preferably has an axis parallel to the vertical or is at least sufficiently steep.

[0023] Es kann bei manchen Ausführungsformen der Aufschmelzeinheit vorgesehen sein, dass die Schmelzekammer aus einem elektrisch nichtleitfähigem Material gefertigt ist, beispielsweise aus einer Keramik, einer Keramiklegierung, Grafit oder ein Glas. [0023] In some embodiments of the melting unit, it may be provided that the melting chamber is made of an electrically non-conductive material, for example of a ceramic, a ceramic alloy, graphite or a glass.

[0024] Bei manchen Ausführungsformen der Aufschmelzeinheit ist die Ausbringöffnung durch eine Verschlussnadel verschließbar, wobei eine Antriebseinheit für die Verschlussnadel vorgesehen ist und die Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, die Antriebseinheit, bevorzugt nach einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil, anzusteuern. [0024] In some embodiments of the melting unit, the discharge opening can be closed by a closure needle, wherein a drive unit is provided for the closure needle and the control device is configured to control the drive unit, preferably according to a predetermined speed profile.

[0025] Bei manchen Ausführungsformen der Aufschmelzeinheit ist eine Dosiervorrichtung vorgesehen, welche mit einer Quelle für das druckbeaufschlagte Fluid verbunden oder verbindbar ist und ist die Steuereinrichtung dazu konfiguriert, die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zur Schmelzekammer durch Ansteuern der Dosiervorrichtung zu befehlen. [0025] In some embodiments of the melting unit, a metering device is provided which is connected or connectable to a source of the pressurized fluid and the control device is configured to command the supply of pressurized fluid to the melt chamber by controlling the metering device.

[0026] Bei manchen Ausführungsformen der Aufschmelzeinheit ist vorgesehen, dass die Schmel-[0026] In some embodiments of the melting unit, it is provided that the melting

zekammer gebildet wird durch zekammer is formed by

- eine entlang e4einer Horizontalen verlaufende Fläche einer Deckplatte, welche die Einbringvorrichtung für das stangenförmige aufzuschmelzende Material aufweist und welche bevorzugt eine Zuführöffnung für druckbeaufschlagtes Fluid aufweist - a surface of a cover plate extending along a horizontal line, which has the introduction device for the rod-shaped material to be melted and which preferably has a feed opening for pressurized fluid

- eine entlang einer Horizontalen verlaufende Fläche einer Bodenplatte, auf welcher sich das aufgeschmolzene leitfähige Material sammelt und welche die Ausbringöffnung für das aufgeschmolzene leitfähiges Material aufweist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Bodenplatte eine Ausnehmung für eine Induktionsspule, eine Kühlung und/oder eine Dichtung aufweist - a surface of a base plate running along a horizontal line, on which the molten conductive material collects and which has the discharge opening for the molten conductive material, wherein it is preferably provided that the base plate has a recess for an induction coil, a cooling means and/or a seal

- eine zwischen Deckplatte und Bodenplatte verlaufende, vorzugsweise zylindrische oder prismatische, Seitenwandung, welche bevorzugt eine Ausnehmung für eine Induktionsspule aufweist - a preferably cylindrical or prismatic side wall running between the cover plate and the base plate, which preferably has a recess for an induction coil

[0027] Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schmelzekammer in einem einstückigen Bauteil ausgebildet ist, welches bevorzugt eine Bodenfläche, eine Mantelfläche und eine Deckfläche aufweist und von zylindrischer oder prismatischer Gestalt sein kann. [0027] Alternatively, it can be provided that the melt chamber is formed in a one-piece component, which preferably has a bottom surface, a lateral surface and a top surface and can be of cylindrical or prismatic shape.

[0028] Bei beiden möglichen Ausbildungen kann vorgesehen sein, dass die Seitenwandung von einer Bandage umgeben ist, welche zur Aufnahme von Zugkräften bei Druckbeaufschlagung ausgebildet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Bandage eine Ausnehmung für eine Induktionsspule aufweist. [0028] In both possible embodiments, it can be provided that the side wall is surrounded by a bandage which is designed to absorb tensile forces when pressure is applied, wherein it is preferably provided that the bandage has a recess for an induction coil.

[0029] Bei beiden möglichen Ausbildungen kann vorgesehen sein, dass die Seitenwandung von einem Kühlring umgeben ist, welcher ggf. außerhalb der Bandage angeordnet ist. [0029] In both possible embodiments, it can be provided that the side wall is surrounded by a cooling ring, which may be arranged outside the bandage.

[0030] Bei einer Ausführungsform der Anordnung mit einer Einspritzvorrichtung, welche mit wenigstens einer Aufschmelzeinheit gekoppelt ist, ist vorgesehen, dass sich die Einspritzvorrichtung entlang der Lotrechten unterhalb der Schmelzekammer der Aufschmelzeinheit befindet. [0030] In one embodiment of the arrangement with an injection device which is coupled to at least one melting unit, it is provided that the injection device is located along the vertical below the melting chamber of the melting unit.

[0031] Dabei kann vorgesehen sein, dass die Einspritzvorrichtung einen durch eine Antriebseinheit antreibbaren Einspritzkolben aufweist und die Steuereinrichtung dazu konfiguriert ist, die Antriebseinheit zum Bewegen des Einspritzkolbens anzusteuern, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Einspritzkolben entlang einer Horizontalen bewegbar ist. [0031] It can be provided that the injection device has an injection piston that can be driven by a drive unit and the control device is configured to control the drive unit to move the injection piston, wherein it is preferably provided that the injection piston is movable along a horizontal line.

[0032] Für die Aufschmelzeinheit und die Einspritzvorrichtung können getrennte Steuereinrichtungen vorgesehen sein. Alternativ kann eine gemeinsame Steuereinrichtung für die Aufschmelzeinheit und die Einspritzvorrichtung vorgesehen sein. Die getrennten Steuereinrichtung bzw. die [0032] Separate control devices can be provided for the melting unit and the injection device. Alternatively, a common control device can be provided for the melting unit and the injection device. The separate control device or the

gemeinsame Steuereinrichtung können zusätzlich zu einer Steuereinrichtung der Formgebungsmaschine vorgesehen sein oder gemeinsam mit dieser ausgebildet sein. Jeder der Steuereinrichtungen kann entweder an der zugehörigen Einheit angeordnet sein oder fern von dieser über eine Datenverbindung mit ihr in Verbindung stehen. Common control devices can be provided in addition to a control device of the forming machine or can be designed jointly with it. Each of the control devices can be located either on the associated unit or remotely connected to it via a data link.

[0033] Bei einem Verfahren kann vorgesehen sein, dass das druckbeaufschlagte Fluid mit einem Druck in einem Bereich von etwa 300 bis etwa 2500 bar in die Schmelzekammer eingebracht wird. [0033] In one method, it can be provided that the pressurized fluid is introduced into the melt chamber at a pressure in a range of about 300 to about 2500 bar.

[0034] Ausführungsformen werden anhand der Figuren diskutiert. [0034] Embodiments are discussed with reference to the figures.

[0035] Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines Schmelzgefäßes einer Aufschmelzeinheit. [0035] Figure 1 shows a sectional view through an embodiment of a melting vessel of a melting unit.

[0036] Figur 2 zeigt ein Detail der Figur 1. [0037] Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Einspritzvorrichtung. [0036] Figure 2 shows a detail of Figure 1. [0037] Figure 3 shows a sectional view through an injection device.

[0038] Figur 4 zeigt eine Anordnung aus einer Aufschmelzeinheit nach Figur 1 und einer Einspritzvorrichtung nach Figur 2. [0038] Figure 4 shows an arrangement of a melting unit according to Figure 1 and an injection device according to Figure 2.

[0039] Figur 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine. [0040] Figur 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine. [0039] Figure 5A shows an embodiment of a forming machine. [0040] Figure 5B shows another embodiment of a forming machine.

[0041] Figur6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Formgebungsmaschine. [0041] Figure 6 shows a schematic representation of an embodiment of a forming machine.

[0042] Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Aufschmelzeinheit, in welcher ein leitfähiges Material aufschmelzbar ist, mit zumindest einem Schmelzgefäß 1 mit einer Schmelzekammer 2, welche eine Ausbringöffnung 3 für aufgeschmolzenes leitfähiges Material 15 aufweist. Das aufgeschmolzene leitfähige Material 15 wird durch Einbringen von unter Druck stehendem Fluid über die Zufuhröffnung 4 aus der Schmelzekammer 2 - bevorzugt unmittelbar - in ein Formwerkzeug einer Formgebungsmaschine eingespritzt. [0042] Figure 1 shows an embodiment of a melting unit in which a conductive material can be melted, comprising at least one melting vessel 1 with a melt chamber 2, which has a discharge opening 3 for molten conductive material 15. The molten conductive material 15 is injected by introducing pressurized fluid via the supply opening 4 from the melt chamber 2 - preferably directly - into a mold of a molding machine.

[0043] Die Ausbringöffnung 3 ist durch eine Verschlussnadel 5 verschließbar oder freigebbar. Die Verschlussnadel 5 ist durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit 25 bewegbar (bevorzugt nach einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil), welche durch eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung 24 ansteuerbar ist (vgl. aber Figur 6). [0043] The discharge opening 3 can be closed or opened by a locking pin 5. The locking pin 5 is movable by a drive unit 25 (not shown) (preferably according to a predetermined speed profile), which can be controlled by a control device 24 (also not shown) (see Figure 6).

[0044] Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Schmelzekammer 2 gebildet durch: eine entlang einer Horizontalen H verlaufende Deckplatte 10, welche die Zuführöffnung 4 für das druckbeaufschlagte Fluid aufweist [0044] In the embodiment shown, the melt chamber 2 is formed by: a cover plate 10 running along a horizontal H, which has the feed opening 4 for the pressurized fluid

- eine entlang einer Horizontalen H verlaufende Bodenplatte 9, auf welcher sich das aufgeschmolzene leitfähige Material 15 sammelt und welche die Ausbringöffnung 3 für das aufgeschmolzene leitfähiges Material 15 aufweist, wobei die Bodenplatte 9 eine Ausnehmung 33 für eine Kühlung und/oder Dichtung aufweist - a base plate 9 running along a horizontal H, on which the molten conductive material 15 collects and which has the discharge opening 3 for the molten conductive material 15, wherein the base plate 9 has a recess 33 for cooling and/or sealing

- eine zwischen Deckplatte 10 und Bodenplatte 9 angeordnete zylindrische, Seitenwandung 8 eines Hohlzylinders, welche eine Ausnehmung 6 für eine Induktionsspule aufweist - a cylindrical side wall 8 of a hollow cylinder arranged between cover plate 10 and base plate 9, which has a recess 6 for an induction coil

[0045] Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine optionale Bandage 11 und ein optionaler Kühlring 12 gezeigt. Die Seitenwandung 8 wird von der Bandage 11 umgeben, welche zur Aufnahme von Zugkräften bei Druckbeaufschlagung ausgebildet ist und bevorzugt und wie gezeigt eine Ausnehmung 6 für eine Induktionsspule aufweisen kann. Die Bandage 11 wird vom Kühlring 12 umgeben, welcher eine Ausnehmung 11 für ein Kühlmittel (z. B. Wasser) aufweist. Es sei angemerkt, dass die rechte und die linke Figurenhälfte unterschiedliche mögliche Anordnungen von Nuten für die Induktionsspule und den Kühlmantel 12 zeigen (Wellennut oder Bohrungsnut). [0045] In the illustrated embodiment, an optional bandage 11 and an optional cooling ring 12 are shown. The side wall 8 is surrounded by the bandage 11, which is designed to absorb tensile forces when subjected to pressure and, as shown, can preferably have a recess 6 for an induction coil. The bandage 11 is surrounded by the cooling ring 12, which has a recess 11 for a coolant (e.g., water). It should be noted that the right and left halves of the figure show different possible arrangements of grooves for the induction coil and the cooling jacket 12 (shaft groove or bore groove).

[0046] Anders als in Figur 1 dargestellt, müssen die Deckplatte 10 und die Bodenplatte 9 nicht über den Hohlzylinder, die Bandage und den Kühlring vorstehen. Alternativ wäre es denkbar, dass sich Deckplatte 10 und Bodenplatte 9 nur den Hohlzylinder abdecken. [0046] Unlike what is shown in Figure 1, the cover plate 10 and the base plate 9 do not need to protrude beyond the hollow cylinder, the bandage, and the cooling ring. Alternatively, it would be conceivable for the cover plate 10 and the base plate 9 to only cover the hollow cylinder.

[0047] Anders als in Figur 1 dargestellt, muss die Ausbringöffnung 3 nicht koaxial mit der Lot[0047] Unlike shown in Figure 1, the discharge opening 3 does not have to be coaxial with the plumb line

rechten L sein und kann sich auch entlang einer Zentralachse der Schmelzekammer 2 befinden. right L and can also be located along a central axis of the melt chamber 2.

[0048] Die Einbringung des druckbeaufschlagten Fluids kann vollständig oder teilweise vor dem Öffnen der Ausbringöffnung 3 durch die Verschlussnadel 5 erfolgen oder erst nach dem Öffnen der Verschlussnadel 5. [0048] The introduction of the pressurized fluid can be carried out completely or partially before the opening of the discharge opening 3 by the closure needle 5 or only after the opening of the closure needle 5.

[0049] Das Schmelzgefäß 1 weist eine Einbringvorrichtung für in Form einer Stange ausgebildetes, aufzuschmelzendes leitfähiges Material 14 auf, wobei die Einbringvorrichtung eine Klemmvorrichtung 16 für die Stange und eine Hülse 17 aufweist, entlang welcher die Klemmvorrichtung 16 - hier entlang der Lotrechten L - bewegbar ist. Um ein Austreten des mit Druck beaufschlagten Fluids zu verhindern, ist die Klemmvorrichtung 16 mittels wenigstens einer Dichtung 32 (vgl. die Darstellung der Figur 2) gegenüber der Hülse 17 abgedichtet, sodass die Einbringvorrichtung eine Schleuse für das aufzuschmelzende leitfähige Material 14 bildet. Ebenso ist die Klemmung am als Stangen ausgebildeten, aufzuschmelzenden leitfähigen Material 14 dicht, zum Beispiel durch einen Schneidring. [0049] The melting vessel 1 has an introduction device for conductive material 14 to be melted, which is designed in the form of a rod. The introduction device has a clamping device 16 for the rod and a sleeve 17, along which the clamping device 16 is movable - here along the vertical L. To prevent the pressurized fluid from escaping, the clamping device 16 is sealed off from the sleeve 17 by means of at least one seal 32 (cf. the illustration in Figure 2), so that the introduction device forms a lock for the conductive material 14 to be melted. Likewise, the clamping on the conductive material 14 to be melted, which is designed as a rod, is tight, for example by means of a cutting ring.

[0050] Figur 3 zeigt eine Einspritzvorrichtung 18 für eine Formgebungsmaschine 23, mit einem durch eine Antriebseinheit 28 antreibbaren Einspritzkolben 21, welcher mit einer in einem Stangenraum 31 verlaufenden Kolbenstange 30 verbunden ist. Der Stangenraum 31 weist eine Öffnung 20 für die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid auf, wobei eine Steuereinrichtung 24 vorgesehen ist, die dazu konfiguriert ist, eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zu befehlen, um ein Eindringen von Schmelze in den Stangenraum 31 zu verhindern. [0050] Figure 3 shows an injection device 18 for a molding machine 23, having an injection piston 21 drivable by a drive unit 28, which is connected to a piston rod 30 extending in a rod chamber 31. The rod chamber 31 has an opening 20 for the supply of pressurized fluid, wherein a control device 24 is provided, which is configured to command a supply of pressurized fluid in order to prevent penetration of melt into the rod chamber 31.

[0051] Figur 4 zeigt eine Anordnung mit einer solchen Einspritzvorrichtung 18 und einer Aufschmelzeinheit nach Figur 1 (auf die Wiedergabe sämtlicher Bezugszeichen der Figur 1 wurde verzichtet, um die Darstellung nicht zu überladen), wobei eine Öffnung 19 in der Einspritzvorrichtung 18 mit der Ausbringöffnung 3 der Aufschmelzeinheit gekoppelt ist und sich die Einspritzvorrichtung 18 entlang der Lotrechten L unterhalb der Schmelzekammer 2 der Aufschmelzeinheit befindet. Der Einspritzkolben 21 ist entlang einer Horizontalen H bewegbar. [0051] Figure 4 shows an arrangement with such an injection device 18 and a melting unit according to Figure 1 (all reference numerals from Figure 1 have been omitted in order not to overload the illustration), wherein an opening 19 in the injection device 18 is coupled to the discharge opening 3 of the melting unit and the injection device 18 is located along the vertical line L below the melt chamber 2 of the melting unit. The injection piston 21 is movable along a horizontal line H.

[0052] Figur 5A zeigt eine Formgebungsmaschine 23 mit entlang der Lotrechten L verfahrbaren Werkzeugteilen 22 und einer Aufschmelzeinheit nach Figur 1 oder 2, wobei erkennbar ist, dass auf eine Einspritzvorrichtung 18 verzichtet werden kann. Das aufgeschmolzene leitfähige Material 15 kann allein durch das druckbeaufschlagte Fluid aus der Schmelzekammer 2 in ein durch die Werkzeugteile 22 gebildetes Formwerkzeug befördert werden, wo es zu einem Formteil erstarren kann. [0052] Figure 5A shows a forming machine 23 with tool parts 22 movable along the vertical line L and a melting unit according to Figure 1 or 2, wherein it can be seen that an injection device 18 can be dispensed with. The molten conductive material 15 can be conveyed solely by the pressurized fluid from the melt chamber 2 into a mold formed by the tool parts 22, where it can solidify into a molded part.

[0053] Figur 5B zeigt eine Formgebungsmaschine 23 mit entlang einer Horizontalen H verfahrbaren Werkzeugteilen 22 und einer Anordnung aus einer Aufschmelzeinheit nach Figur 1 oder 2 und einer Einspritzvorrichtung 18 (zum Beispiel gemäß der Figur 4). Auch bei einer solchen Formgebungsmaschine 23 wäre es möglich, auf die Anordnung der Einspritzvorrichtung 18 zu verzichten und das aufgeschmolzene leitfähige Material 15 unmittelbar von der Aufschmelzeinheit in das Formwerkzeug einzuspritzen. [0053] Figure 5B shows a forming machine 23 with tool parts 22 movable along a horizontal H and an arrangement comprising a melting unit according to Figure 1 or 2 and an injection device 18 (for example, according to Figure 4). Even with such a forming machine 23, it would be possible to dispense with the arrangement of the injection device 18 and to inject the molten conductive material 15 directly from the melting unit into the forming tool.

[0054] Figur 6 zeigt schematisch eine Dosiervorrichtung 27, welche hier mit einer Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid in Form eines Vorratsbehälters 26 in Verbindung steht, eine Antriebseinheit 25 für die Verschlussnadel 5 und eine Antriebseinheit 29 für eine optionale Klemmvorrichtung gemäß Figur 2 sowie eine Antriebsvorrichtung 28 für den Einspritzkolben 21 einer Einspritzvorrichtung 18, welche alle mit einer hier gemeinsamen Steuereinrichtung 24 zum Empfang von Steuerbefehlen in Verbindung stehen. Der strichlierte Rahmen umfasst jene Komponenten, welche zur Aufschmelzeinheit gehören. [0054] Figure 6 schematically shows a metering device 27, which here is connected to a source of pressurized fluid in the form of a reservoir 26, a drive unit 25 for the closure needle 5 and a drive unit 29 for an optional clamping device according to Figure 2, as well as a drive device 28 for the injection piston 21 of an injection device 18, all of which are connected to a common control device 24 for receiving control commands. The dashed frame encompasses those components belonging to the melting unit.

[0055] Nicht dargestellt ist die Verbindung der Steuereinrichtung 24 mit der Induktionsspule zum Steuern des induktiven Aufschmelzens des im Schmelzgefäß 1 anzuordnenden leitfähigen Materials. [0055] Not shown is the connection of the control device 24 to the induction coil for controlling the inductive melting of the conductive material to be arranged in the melting vessel 1.

[0056] Ebenfalls nicht dargestellt sind optionale Sensoren und Sensorleitungen, zwischen einer, mehreren oder allen Antriebseinheiten 25, 28 und 29 bzw. der Dosiervorrichtung 27 und der Steuereinrichtung 24, welche die Ausbildung eines Regelkreises gestatten. [0056] Also not shown are optional sensors and sensor lines between one, several or all drive units 25, 28 and 29 or the dosing device 27 and the control device 24, which allow the formation of a control loop.

BEZUGSZEICHEN: REFERENCE SYMBOL:

1 Schmelzgefäß 1 melting vessel

2 Schmelzekammer 2 melting chamber

3 Ausbringöffnung 3 Discharge opening

4 Zuführöffnung 4 Feed opening

5 Verschlussnadel 5 locking needle

6 Ausnehmung für Induktionsspule 6 Recess for induction coil

7 Ausnehmung für Kühlung 7 Recess for cooling

8 Seitenwandung der Schmelzkammer 8 Side wall of the melting chamber

9 Bodenplatte 9 Base plate

10 Deckplatte 10 Cover plate

11 Bandage 11 Bandage

12 Kühlring 12 Cooling ring

13 Einbringöffnung für aufzuschmelzendes leitfähiges Material 13 Insertion opening for melted conductive material

14 aufzuschmelzendes leitfähiges Material 14 conductive material to be melted

15 aufgeschmolzenes leitfähiges Material 15 molten conductive material

16 Klemmvorrichtung für aufzuschmelzendes leitfähiges Material 16 Clamping device for melting conductive material

17 Hülse für Klemmvorrichtung 17 Sleeve for clamping device

18 Einspritzvorrichtung 18 Injection device

19 Öffnung in Einspritzvorrichtung 19 Opening in injection device

20 Öffnung für die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zur Einspritzvorrichtung 20 Opening for the supply of pressurized fluid to the injection device

21 Einspritzkolben 21 injection pistons

22 Werkzeugteil 22 tool part

23 Formgebungsmaschine 23 forming machine

24 Steuereinrichtung 24 Control device

25 Antriebseinheit für Verschlussnadel 25 Drive unit for shut-off needle

26 Vorratsbehälter für druckbeaufschlagtes Fluid 26 reservoirs for pressurized fluid

27 Dosiervorrichtung für druckbeaufschlagtes Fluid 27 Dosing device for pressurized fluid

28 Antriebseinheit für Einspritzkolben 28 Drive unit for injection piston

29 Antriebseinheit für Klemmvorrichtung 29 Drive unit for clamping device

30 Kolbenstange 30 piston rod

31 Stangenraum 31 bar space

32 Dichtung 32 Seal

33 Ausnehmung für Induktionsspule und/oder Kühlvorrichtung und/oder Dichtung 33 Recess for induction coil and/or cooling device and/or seal

L Lotrechte L Perpendicular

H Horizontale H Horizontal

Claims

Patent claims

1. Melting unit in which a conductive material can be melted, comprising at least: - a melting vessel (1) with at least:

* a melting chamber (2)

* a discharge opening (3) for molten conductive material (15)

* an introduction device for conductive material (14) to be melted in the form of a rod, the introduction device having a clamping device (16) for the rod

- an induction coil surrounding the melting vessel (1) at least in part

- a control device (24) configured to control the induction coil for inductive melting,

characterized in that the insertion device has a sleeve (17) along which the clamping device (16) is movable - preferably at least substantially along the vertical (L) - and the clamping device (16) is sealed off from the sleeve (17) by means of at least one seal (32).

2. Melting unit according to the preceding claim, wherein the melting vessel (1) has a feed opening (4) which is connected to a source of a pressurized fluid or can be brought into such a source and the control device (24) is configured to command a supply of pressurized fluid for discharging the molten conductive material (15) from the melting chamber (2) via the discharge opening (3) after completion of the melting.

3. Melting unit according to one of the preceding claims, wherein the discharge opening (3) can be closed by a closure needle (5), wherein a drive unit (25) is provided for the closure needle (5) and the control device (24) is configured to control the drive unit (25), preferably according to a predetermined speed profile.

4. Melting unit according to at least one of the preceding claims, wherein a metering device (27) is provided which is connected or connectable to a source of the pressurized fluid and the control device (24) is configured to command the supply of pressurized fluid to the melt chamber (2) by controlling the metering device (27).

5. Melting unit according to at least one of the preceding claims, wherein the

Melting chamber (2) is formed by

- a surface of a cover plate (10) extending along a horizontal line (H), which has the introduction device for the rod-shaped material (14) to be melted and which preferably has a feed opening (4) for pressurized fluid

- a surface of a base plate (9) extending along a horizontal line (H), on which surface the molten conductive material (15) collects and which has the discharge opening (3) for the molten conductive material (15), wherein it is preferably provided that the base plate (9) has a recess (33) for cooling and/or sealing

- a preferably cylindrical or prismatic side wall (8) extending between the cover plate (10) and the base plate (9), which preferably has a recess (6) for an induction coil

6. Melting unit according to the preceding claim, wherein the side wall (8) is surrounded by a bandage (11) which is designed to absorb tensile forces when pressure is applied, wherein it is preferably provided that the bandage (11) has a recess (6) for an induction coil.

7. Melting unit according to one of the two preceding claims, wherein the side wall (8) is surrounded by a cooling ring (12), which is optionally arranged outside the bandage (11).

8. Forming machine (23) with a melting unit according to at least one of the preceding claims.

9. Shaping machine (23) according to the preceding claim, comprising an injection device (18) with an injection piston (21) which can be driven by a drive unit (28) - preferably along a horizontal (H), wherein the injection piston (21) is connected to a piston rod (30) running in a rod chamber (31), and the rod chamber (31) has an opening (20) for the supply of pressurized fluid, wherein a control device (24) is provided which is configured to command a supply of pressurized fluid in order to prevent penetration of melt into the rod chamber (31).

10. Arrangement with an injection device (18) and at least one melting unit spatially separated from the injection device (18) according to at least one of claims 1 to 8, wherein an opening (19) in the injection device (18) is coupled to the discharge opening (3) of the melting unit and it is preferably provided that the injection device (18) is located along the vertical (L) below the melting chamber (2) of the melting unit.

11. Forming machine (23) with an arrangement according to the preceding claim.

12. A method for melting and dispensing conductive material using a melting unit according to at least one of claims 1 to 8 or a shaping machine according to claim 9 or 11 or an arrangement according to claim 10, in which conductive material (14) to be melted is inductively melted in a melting chamber (2), characterized in that the conductive material (14) to be melted is introduced, preferably continuously, in the form of a rod into the melting chamber (2) via the introduction device according to claim 1.

13. A method for producing molded parts from a conductive material using a method according to the preceding claim, wherein the molten conductive material (15) discharged from the melt chamber (2) is introduced into a molding tool - preferably without using an injection device (18) - and solidifies there to form at least one molded part.

6 sheets of drawings