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Dokumentenidentifikation DE102006020514A1 08.11.2007
Titel Gießform sowie Verfahren zur Messung ihrer Temperaturverteilung mittels Thermografie
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Ruhland, Norbert, Dipl.-Ing., 72127 Kusterdingen, DE
DE-Anmeldedatum 03.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006020514
Offenlegungstag 08.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse G01J 5/00(2006.01)A, F, I, 20060503, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B22D 46/00(2006.01)A, L, I, 20060503, B, H, DE   
Zusammenfassung Verfahren zur Messung der Temperaturverteilung einer Gießform mittels Thermografie, bei dem auf der Außenfläche der Gießform mindestens eine Referenzfläche aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit gekanntem Emissionsgrad angebracht wird und die Temperaturverteilung der Gießform relativ zu dieser Referenzfläche bestimmt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Gießform sowie Verfahren zur Messung ihrer Temperaturverteilung mittels Thermografie gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.

Die Temperaturverteilung innerhalb einer Gießform ist eine wesentliche Einflussgröße für die Qualität von Gussbauteilen. Aus diesem Grund wird seit langem versucht, diese Einflussgröße zur Prozessüberwachung zu nutzen. Allerdings weisen metallische Oberflächen, insbesondere bei einem Einsatz als Gießform, ein weites Spektrum an Emissionswerten auf, die darüber hinaus während des Gießprozesses variieren. Als Abhilfe wurde bereits vorgeschlagen, die Gießform mit mattschwarzem Lack einzufärben, um so einheitlichere Emissionswerte zu erhalten. Allerdings ändert sich einerseits die Temperaturverteilung durch die Lackierung und andererseits erfordert der Lackiervorgang selbst ein gewisses Maß an Aufwand und Zeit, um eine ausreichende Gleichmäßigkeit zu erreichen, welche häufig nicht zur Verfügung stehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Gießform und ein Verfahren zur Messung ihrer Temperaturverteilung mittels Thermografie anzugeben, welche bei vergleichbarer Qualität das vorgenannte Maß an Aufwand und Zeit reduzieren.

Die Erfindung ist in Bezug auf das zu schaffende Verfahren und die zu schaffende Gießform die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3 wiedergegeben.

Die Aufgabe wird bezüglich des zu schaffenden Verfahrens zur Messung der Temperaturverteilung einer Gießform mittels Thermografie erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf der Außenfläche der Gießform mindestens eine Referenzfläche aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit bekanntem Emissionsgrad angebracht wird, dass die Temperaturverteilung der Gießform relativ zu dieser Referenzfläche bestimmt wird.

Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Referenzfläche leicht vor dem Gießvorgang in der Außenwand der Gießform angebracht werden kann und dass eine ausreichend effektive Prozessüberwachung anhand einer derartigen relativen Bestimmung der Temperaturverteilung erfolgen kann.

Für die relative Bestimmung der Temperaturverteilung wird die gesamte Gießform inklusive der Referenzfläche thermografisch erfasst. Mittels des bekannten Emissionswertes der Referenzfläche lässt sich dann die relative Temperaturverteilung der Gießform nach bekannten Verfahren berechnen.

Die Referenzfläche kann fest angebracht werden, z.B. in die Gießform eingefügt werden, oder auch lediglich auf eine geeignete Position aufgesteckt oder gelegt werden. Entscheidend ist lediglich ihr vorbekannter Emissionswert als Referenz für die relative Bestimmung der gesamten Temperaturverteilung.

Eine derartige leicht anzubringenden Referenzfläche erlaubt eine geeignete ausreichend genaue Bestimmung der Temperaturverteilung ohne den Gießprozess zu beeinflussen und ohne unnötig hohen Präparationsaufwand der Gießform.

Besonders effektiv ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn mindestens eine Referenzfläche zusätzlich mit einer Textur versehen wird, wobei die Textur vorzugsweise aus Materialien mit unterschiedlichen Emissionswerten &egr; resultiert (&Dgr;&egr; ≥ 0,2; vorzugsweise &Dgr;&egr; ≥ 0,4). Geeignete Referenzflächen bestehen beispielsweise aus nitriertem und oxidiertem Grundmaterial mit zusätzlich aufgebrachten Streifen aus poliertem Chrom.

Die Aufgabe wird bezüglich der zu schaffenden Gießform präpariert zur Ermittlung ihrer Temperaturverteilung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf ihrer Außenfläche mindestens eine Referenzfläche aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit bekanntem Emissionsgrad angebracht ist (insbesondere eine Referenzfläche wie vorstehend beschrieben).

Nachfolgend werden anhand eines Ausführungsbeispiels die erfindungsgemäße Gießform und das Verfahren zur Messung ihrer Temperaturverteilung mittels Thermografie näher erläutert:

An der Außenwand einer metallischen Druckgussform werden Referenzflächen aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit bekanntem Emissionsgrad derart angebracht, dass aus jeder Raumrichtung zumindest eine Referenzfläche sichtbar, insbesondere thermographisch erfassbar ist. Dann wird die Form auf eine möglichst gleichmäßige Temperatur erwärmt und thermographisch vermessen. Unterschiede im thermographischen Abbild der Druckgussform können nun auf unterschiedliche Emissionsgrade zurückgeführt werden und anhand des bekannten Emissionsgrades der Referenzflächen lässt sich eine Emissionskarte der Druckgussform berechnen. Mittels dieser Emissionskarte lässt sich mit bekannten Verfahren im realen Betrieb der Druckgussform (d.h. mit nicht-gleichmäßiger Temperaturverteilung) aus dem thermographischen Abbild der scheinbaren Temperaturverteilung die tatsächliche Temperaturverteilung berechnen.

Die Kenntnis der tatsächlichen Temperaturverteilung der Druckgussform erlaubt eine Optimierung ihrer Ausgestaltung sowie der Prozessführung und damit der Qualität der Gussbauteile.


Anspruch[de]
Verfahren zur Messung der Temperaturverteilung einer Gießform mittels Thermografie dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenfläche der Gießform mindestens eine Referenzfläche aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit bekanntem Emissionsgrad angebracht wird, dass die Temperaturverteilung der Gießform relativ zu dieser Referenzfläche bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Referenzfläche verwendet wird, die Texturen aufweist. Gießform präpariert zur Ermittlung ihrer Temperaturverteilung dadurch gekennzeichnet, dass auf ihrer Außenfläche mindestens eine Referenzfläche aus dauerhaft schwarz gefärbtem Material mit bekanntem Emissionsgrad angebracht ist. Gießform nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Referenzfläche Texturen aufweist.






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