EP3774123B1 - Ein gewendelten körper und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Ein gewendelten körper und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

Info

Publication number
EP3774123B1
EP3774123B1 EP19717481.6A EP19717481A EP3774123B1 EP 3774123 B1 EP3774123 B1 EP 3774123B1 EP 19717481 A EP19717481 A EP 19717481A EP 3774123 B1 EP3774123 B1 EP 3774123B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
core
powder layer
helical
cavity
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.)
Active
Application number
EP19717481.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3774123A1 (de
Inventor
Matthias Busse
Franz-Josef Wöstmann
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP3774123A1 publication Critical patent/EP3774123A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3774123B1 publication Critical patent/EP3774123B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/004—Article comprising helical form elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F2005/103—Cavity made by removal of insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler

Definitions

  • the invention lies in the field of mechanical engineering and, more specifically, in the field of foundry technology. It relates to a method for producing a coiled body, for example a coil or a spring.
  • a coiled body for example a coil or a spring.
  • Such a body is understood, in particular, to be a strand-shaped body that is curved in such a way that it runs in the form of a helix.
  • Such helical bodies can be used, for example, as electrical coils and are particularly advantageous for some purposes if the coiled body itself is hollow. In this case, a high current can flow through the helix and it can be cooled from the inside by a liquid flowing through the cavity.
  • other applications for such hollow coiled bodies are also conceivable.
  • a helical/coiled body equipped in this way can also reduce the effects of the skin effect, i.e. the displacement of the current towards the surface of a conductor.
  • a method for producing a helical body which also involves a sintering process of particles in a paste. Individual, separate cavities are provided in the particles that are components of the paste.
  • the document JP 2017 048439 A describes a method for producing an electrically conductive coil within a soft magnetic body for a motor.
  • This document describes a process for producing an electrically conductive coil.
  • a metal powder or slurry is placed in a mold and cast with a binder.
  • a coiled tube is used as the mold.
  • the document JP 2005 294725 A discloses a method for producing a laminated ceramic body with an integrated electrically conductive coil former, wherein the coil former is composed of windings on individual ones of the ceramic laminate bodies which are sintered.
  • a method for producing metal objects is known in which a metal powder is pressed and sintered in a mold, optionally with a core.
  • the document US 8 852 498 B1 discloses a method for producing pellets for fusion reactors, wherein the pellets are produced by coating small organic cores and then sintered.
  • the document US 7 776 255 B1 discloses a process for producing hollow metallic bodies by preforming a core, coating the core, expelling the core by pyrolysis and sintering the remaining shell.
  • the document US 4 917 857 A discloses a method for producing hollow metallic bodies by preforming a core, for example from a foam, coating the core with a metal oxide powder or ceramic powder, removing the core by pyrolysis and sintering the shell.
  • JP H09 74037 A discloses a method for producing a winding conductor for a rotating electrical machine using pyrolysis and sintering.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a method for producing a hollow coiled, electrically conductive body which can be produced with simple means and allows for the cost-effective production of such bodies.
  • Patent claims 2 to 11 relate to possible embodiments of such a method.
  • the invention relates to a method for producing a hollow, coiled, electrically conductive body. Furthermore, the invention relates to the corresponding coiled body according to claim 11.
  • a coiled core for example, is first produced from a foamed plastic, particularly EPS (expanded polystyrene).
  • EPS expanded polystyrene
  • This resulting body defines the geometry of the resulting coiled body.
  • This core which acts as a model, can also be made from a waxy, easily meltable material instead of a foam.
  • the core can be connected to one or more connection fittings, which will be discussed further below with the core.
  • the core created in this way is then coated with an electrically conductive first powder, for example a metal powder.
  • This coating step can be carried out using a known powder coating process.
  • the powder used is a sinterable powder that can be sintered by creating appropriate physical conditions, in particular heating to a necessary sintering temperature.
  • the powder layer is thus hardened while adhering to the core.
  • the core material is melted or vaporized and can escape. It is particularly advantageous if the powder is only sintered to the extent that the resulting solid remains porous, so that the core material can at least partially escape through the pores of the sintered powder layer.
  • Any sinterable materials, in particular sinterable metallic powders can be used as the material for the first layer.
  • the powder layer can be further sintered, for example, by heating it to a second temperature higher than the first temperature.
  • Other physical parameters, such as pressure, can also be changed to promote further sintering. This allows the first powder to be sintered to the point where it is sufficiently solidified, especially to the point where the pores are closed.
  • the temperatures can be selected according to the sintering temperatures typical for the materials used.
  • the connecting fittings if present, can be coated together with the core and thus become part of the coiled body.
  • the resulting coiled electrically conductive body has a cavity inside that exactly matches the shape of the coiled core initially contained within it.
  • the powder layer is self-supporting, so that a stable, coiled, electrically conductive body is created from the powder layer.
  • the coiled core, which defines the cavity, and the powder layer are formed in the method such that the cavity in the coiled body to be produced forms a fluid channel which, for example, has one or more openings at one or more predefined locations, in particular at least at one end of the coiled body.
  • the powder layer can have an interruption at each of the one or more predefined locations so that the core is exposed there.
  • the interruption can be introduced, for example, by not applying powder to the corresponding location (for example, by covering the location and subsequently removing the cover), or by removing previously applied powder in a post-processing step, for example by cutting off a section of the core.
  • the geometry of the core can be selected in such a way that the spaces between the individual coils of the created electrically conductive body are minimized and thus an optimized space filling/space utilization with the coiled electrically conductive body is achieved, for example with a space filling above 95%.
  • the sintering can be controlled in such a way that at the first temperature sintering of the first powder layer takes place, whereby the first powder layer is solidified, but remains porous enough that the liquefiable or vaporizable core material can escape through the sintered powder layer.
  • the first powder layer is formed in the form of several successively applied partial layers of the first powder. This allows the thickness of the powder layer to be well controlled, and in particular, partial layers can be applied successively in this way, each of which can be at least gradually dried or partially solidified, in particular also partially sintered, before the next layer is applied.
  • At least one second powder layer of a second powder is applied to the first powder layer, particularly before or after a first sintering step.
  • the sintered layer can also be suitably designed, and the resulting coil former can be provided with the required conductor cross-section.
  • Different powder layers can also be applied successively to achieve a specific current distribution or other desired electrical properties.
  • all powder layers can have the above-described interruptions for creating openings in the cavity.
  • one or more interruptions can be provided in the powder coating with the first and/or a second powder layer to create one or more openings for the cavity defined by the coiled core, which is delimited by the powder coating and then extends into the produced coiled body.
  • the second powder consists of an electrically insulating material and forms an insulating layer after sintering.
  • sinterable ceramic powders or other electrically insulating sinterable powders can be used as the material for the second powder layer.
  • the body as a whole can be manufactured as a functional and insulated spiral body/coil former.
  • the second powder layer like the first powder layer, is sintered simultaneously with or after the first powder layer.
  • another type of solidification of the second layer such as drying or setting, can also be selected.
  • the powder coating with the first and/or a second powder layer can be carried out by spraying, dipping, or using a fluidized powder bed, or by several different successive coating methods. Using these coating methods, the entire surface of the coiled body of the core can be evenly coated, even if the distance between adjacent coils is small. In this way, a coiled body with minimal distances between the individual coils can be manufactured.
  • the powder coating is carried out with powder slurry and/or a powder feedstock.
  • a powder slurry is understood to be a paste-like mass comprising a powder in a carrier liquid with the addition of a viscous binder.
  • a powder feedstock is understood to be a homogeneous mixture of powder and binder, which enables particularly good dimensional stability during sintering.
  • Sintering materials can include, in particular, metal powder or metal alloy powder, or mixtures of different metal powders or metal alloy powders.
  • the coiled core is produced using a casting or foaming process, with the core being assembled from multiple parts. This makes it easy to produce cores with complex shapes, such as a helical or spiral spring.
  • the foam can be foamed in a mold or produced by extrusion and subsequent shaping.
  • the core can be manufactured as a blank and then formed into a helix by creating a helical recess.
  • the blank can, for example, be cylindrical or cuboidal in shape, with the blank having a cylindrical, prismatic, or cuboidal cavity extending completely through it from a first end to the second end.
  • the blank can thus have the shape of a hollow cylinder.
  • the helical recess in the core is created by a tool rotating about an axis passing through the core and simultaneously advancing continuously along this axis.
  • the axis of the core, about which the tool rotates can pass through both the blank and the cavity within it, so that the tool rotates at least partially within the cavity and penetrates and removes the material of the blank at its radially outer end.
  • the axis about which the tool rotates can be the longitudinal axis of a hollow cylinder that forms the blank.
  • the tool that creates a recess in the wall of the hollow cylinder for example, by cutting, milling, or sawing, can then rotate about the axis.
  • the tool can, for example, be designed like a knife, a saw, or a rasp.
  • the tool can also rotate about its own longitudinal axis during the machining process or perform a sawing, oscillating, or vibrating movement along its longitudinal axis.
  • the tool can also be heated to melt the material of the blank.
  • the tool In addition to the rotating swivel movement of the tool, it can be continuously advanced parallel to the longitudinal axis of the blank, so that the tool creates a helical recess in the blank and thus transforms the blank into an at least partially helical body.
  • the helical body has a cavity.
  • the cavity is produced with the aid of the core as described above, and the dimensions of the cavity are defined by the dimensions of the core.
  • the helical body has a fluid channel as a cavity with at least one, preferably at least two, openings.
  • the openings can be provided, for example, at opposite ends of the helical body. Alternatively or additionally, openings can also be provided that are not located at the ends of the helical body, but, for example, on the sides of the windings.
  • the fluid channel can have a constant or variable cross-section along its length.
  • the core can be configured to produce the fluid channel by having a constant or variable thickness.
  • the coiled body has external dimensions that can range from a centimeter to a decimetre, for example.
  • the body can be cylindrical or cuboid-shaped, i.e. it can have a round or rectangular base and a height extending in the direction of the cavity and the longitudinal axis.
  • the body can also be tapered in the direction of its height, for example, so that it has the shape of a truncated cone or a truncated pyramid.
  • the external dimensions can be between 3 cm and 1 m in any spatial direction, i.e. the base can have a diameter or lateral dimensions (e.g. side lengths) of between 3 cm and 1 m.
  • the height can be between 3 cm and 1 m, for example.
  • the cross-section of the fluid channel can be, for example, polygonal or elliptical, in particular rectangular or circular.
  • the dimensions of the cross-section The dimensions of the fluid channel can alternatively or additionally be, for example, in the range of a few millimeters to a few centimeters.
  • a cross-sectional area can be approximately between 10 mm 2 and 50 cm 2 .
  • a wall thickness of the material surrounding the cavity, which is made from the first powder layer or from the first and second powder layers, can be, for example, between 1 mm and 20 mm.
  • Figure 1 shows a perspective view of an electrically conductive coil 1 as a helical body, which is formed by a coiled, insulated, strand-shaped electrical conductor 2.
  • a coil with a rectangular, particularly square, cross-section is shown, with the conductor forming the coil also having a rectangular cross-section.
  • the various spiral layers of the conductor are rectangular in shape and stacked closely spaced.
  • the coiled body has external dimensions corresponding to a cuboid, with a rectangular (square) base area a x b and a height h along which the hollow space extends.
  • the body can also have a different base area and/or be tapered in the direction of its height, for example, resulting in a truncated cone or truncated pyramid shape.
  • the external dimensions a, b, and h are each between 3 cm and 1 m.
  • Figure 2 shows an example of the cross-section of an insulated conductor, which can be used, for example, to manufacture a coil as shown in Figure 1 is shown.
  • the hollow outer part formed from a sintered powder is designated 3, and the core 4 is shown within the powder coating 3, which consists, for example, of a foam, in particular EPS.
  • Figure 2 The configuration shown arises, for example, directly after the coiled core 4 is coated with a first powder 3.
  • the powder 3 is at least partially electrically conductive and consists of an electrically conductive material, for example a metal or a metal alloy. It can also consist of a mixture of two or more powders, which are preferably all electrically conductive.
  • the coated core 4 can be heated to a temperature below the melting temperature of the first powder, whereby the material of the core 4 either evaporates or liquefies.
  • the material of the core can then escape at one end of the layer/coating or through the coating itself, so that only the coating remains, which is simultaneously sintered and thus is solidified.
  • the sintering process is usually controlled such that in a first phase of sintering, when the first powder layer 3 is still gas- or fluid-permeable, the core is liquefied or made gaseous and can thus, for example, also escape through the coating 3 / powder layer 3.
  • sintering can continue either by keeping the temperature stable for a longer period of time or by slightly increasing the temperature to further advance the sintering process. This can continue until the first powder layer has been compacted to the point where it becomes gas/fluid impermeable.
  • the sintering process can, for example, take place in a protective atmosphere.
  • a cross-sectional area pxq of the fluid channel which is rectangular in this example, is, for example, between 10 mm 2 and 50 cm 2 .
  • Side lengths p and q of the cross-sectional area of the channel can, in examples, range from a few millimeters to a few centimeters, depending on the cross-sectional area.
  • a wall thickness w of the material surrounding the cavity, which comprises the first powder layer can, for example, be between 1 mm and 20 mm.
  • openings of the fluid channel may be provided which are not located at the ends of the helical body but, for example, at the sides of the windings.
  • the fluid channel can have a constant or a variable cross-section over its length.
  • a constellation is shown with a core 4' which is round in cross-section and is surrounded by a first powder layer 3' and an outer second powder layer 5.
  • the first powder layer 3' consists of an electrically conductive powder, for example a metal powder
  • the second powder layer 5, which surrounds the first powder layer 3' consists of an electrically insulating material, for example a sinterable ceramic Powder or other sinterable electrically insulating powder.
  • the first and second powder layers are sintered together, two hard, self-supporting layers are created, with the inner layer 3' being electrically conductive and forming the conductor of the coiled body, and the outer layer 5 forming an external insulation for the conductor 3'.
  • the powder layers 3' and 5 can also be applied and sintered one after the other. Since powder coating with common powder coating processes, such as dipping or spraying, requires very little space, even closely spaced turns of the coil, as in Figure 1 As shown, the coiled conductors are evenly covered with a layer of powder, which is then solidified by sintering. This makes it easy to produce a coiled, electrically conductive body with a small footprint and minimal clearance between the individual windings, and optionally with insulation. Such a coiled body can be used to manufacture a coil or spring with optimal space utilization.
  • a cross-sectional area of the core 4 or fluid channel, which in this case is round, has a radius r, which is, for example, between 5 mm and 5 cm. Alternatively or additionally, the area can be, for example, between 10 mm 2 and 50 cm 2 .
  • a wall thickness w' of the material surrounding the cavity, which comprises the first and second powder layers, can be, for example, between 1 mm and 20 mm.
  • Figure 4 shows an enlarged schematic representation of a first powder layer 3 and a core 4, with individual grains of the powder layer being distinguishable.
  • the material of the core is vaporized or liquefied and can pass through the pores of the first powder layer 3 according to arrows 6, 7, as long as the material of the first powder layer has not yet been sintered to a fluid-tight state.
  • FIG. 5 A hollow cylinder 8 is shown, which serves as a blank for the production of the core.
  • This blank 8 can be made of a foam, for example, but also of a wax or a similar meltable mass.
  • the cylinder 8 has a cylindrical cavity 9, so that it has a total is designed as a hollow cylinder with a hollow cylinder wall 10.
  • the longitudinal axis of the hollow cylinder is designated 11.
  • the device has a vertically arranged shaft 12, which is mounted on a holder 17 for rotation about its longitudinal axis.
  • a tool 13 is arranged on the shaft 12 and projects perpendicularly from the shaft 12.
  • the tool 13 is connected to the shaft 12 by means of a vibration or saw drive 14.
  • This drive 14 can cause an oscillating movement of the tool 13 in the direction of the double arrow 15.
  • a heater for the tool 13 can also be provided.
  • the tool 13 moves in a circular path around the axis 11 and divides the hollow cylinder 8 as the tool makes its way through the cylinder wall 10. This can be done, for example, by a rasping or sawing movement, provided the tool 13 has teeth. Heating of the tool 13 can also be provided in order to heat it up sufficiently to melt the material of the hollow cylinder 8. Simultaneously with the rotational movement around the axis 11, an axial feed of the tool 13 in the direction of the axis 11 is provided, which takes place, for example, at a constant speed. The feed speed can, however, also be changed to produce different sections with different pitches.
  • the combination of the rotational and feed movements of the tool 13 creates a helical recess 16 in the hollow cylinder 8.
  • the portion of the hollow cylinder 8 remaining between the individual threads of the continuous recess 16 also has the shape of a coil.
  • This body can be used as the core for the coiled body to be produced and later covered with a first layer of powder. After sintering the first layer of powder and removing the core material, a hollow, coiled, electrically conductive body in the shape of a coil remains.
  • Fig. 6 shows an end section of a hollow coiled body 1 in a perspective view.
  • the coiled body can have the shape of a A spiral with a diameter that decreases or increases from turn to turn of the spiral, but can also have the shape of a screw with a constant diameter.
  • the coiled body 1 has a connection fitting 20 at one or both ends, which takes the form of a sleeve, in particular a cylindrical sleeve.
  • the sleeve 20 can be made of a metal, for example iron, steel, stainless steel, copper, or brass.
  • the sleeve 20 can have a metallic connection tab 21 for establishing an electrically conductive connection.
  • the Fig. 7 shows that during the manufacturing process, the core 4 is connected to the connection fitting 20 and then both are coated together with a powder layer 3, 3'. This is indicated by the arrows 22.
  • the Fig. 8 shows that when connecting the core 4 to the fitting 20, the core 4 can end at the fitting and the fitting can be attached to the core.
  • the Fig. 9 shows that the core 4 can also extend into a through-hole 20a of the fitting.
  • the core 4 can be cast onto and into the fitting 20 during its manufacture.
  • Figs. 8 and 9 show that the coating 23 is applied to both the core 4 and the sleeve 20, so that the sleeve 20 is connected to the parts of the coiled body 1 formed by the coating 23 without any further measures after the removal of the core. Such a connection can be provided at both ends of the body 1.
  • the sleeve(s) 20 can also form a connection fitting for connecting a fluid line for cooling.
  • a sleeve can also have a screw thread 24 (see Fig. 10 ) and/or a bayonet lock and/or a seal and/or a seal seat.
  • the invention makes it possible to create a hollow coiled body with a small footprint and high space utilization, which can be used very efficiently as an electrical coil due to the possibility of internal cooling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und konkreter auf dem Gebiet der Gießereitechnik. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gewendelten Körpers, beispielsweise einer Spule oder einer Feder. Unter einem solchen Körper wird insbesondere ein strangförmiger Körper verstanden, der derart gekrümmt ist, dass er in Form einer Wendel verläuft. Solche wendelförmigen Körper können beispielsweise als elektrische Spulen verwendet werden und sind insbesondere dann für einige Zwecke vorteilhaft, wenn der gewendelte Körper selbst hohl ist. In diesem Fall kann die Wendel von einem Strom großer Stromstärke durchflossen und von der Innenseite her durch eine den Hohlraum durchströmende Flüssigkeit gekühlt werden. Es sind jedoch auch andere Anwendungen für derartige hohle gewendelte Körper denkbar.
  • Wird ein derartiger gewendelter Körper, beispielsweise in Form einer Spule, verwendet, so lassen sich höhere Leistungsdichten ohne die Gefahr einer Überhitzung erreichen als mit massiven Spulen. Die Raumnutzung kann somit effizienter gestaltet werden. Allerdings ist die Formung derartiger gewendelter hohler Körper bisher nur mit großem Aufwand möglich.
  • Zudem lassen sich mit einem derartig ausgestatteten wendelförmigen/ gewendelten Körper auch Auswirkungen des Skineffekts, d.h. der Verdrängung des Stroms zur Oberfläche eines Leiters hin, reduzieren.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Herstellungsverfahren für Körper mit Hohlräumen bekannt.
  • Aus dem Dokument JP 2005 310694 A geht ein Verfahren zur Herstellung eines wendelförmigen Körpers hervor, bei dem auch ein Sinterungsprozess von Partikeln in einer Paste durchlaufen wird. Es sind dort einzelne, separate Hohlräume in Partikeln vorgesehen, die Bestandteile der Paste sind.
  • Das Dokument JP 2017 048439 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Spule innerhalb eines weichmagnetischen Körpers für einen Motor.
  • Dort ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Spule beschrieben. Dazu wird ein Metallpulver oder Schlicker in eine Gießform gebracht und mit einem Binder vergossen. Als Gießform wird dazu ein gewendeltes Rohr verwendet.
  • Das Dokument JP 2005 294725 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines laminierten Keramikkörpers mit einem integrierten elektrisch leitenden Spulenkörper, wobei der Spulenkörper aus Windungen auf einzelnen der keramischen Laminatkörper zusammengesetzt ist, der gesintert wird.
  • Aus dem Dokument US 2 695 230 A ist ein Verfahren zum Herstellen von Metallobjekten bekannt, bei dem ein Metallpulver in einer Form, gegebenenfalls mit einem Kern, gepresst und gesintert wird.
  • Aus dem Dokument US 2018/009032 A1 ist ein Herstellverfahren für Metallobjekte bekannt, bei dem ein Metall¬pulver in Form von Schlicker in eine Form gefüllt und nachfolgend gesintert wird.
  • Das Dokument US 8 852 498 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Pellets für Fusionsreaktoren, wobei die Pellets durch Beschichtung kleiner organischer Kerne hergestellt und danach gesintert werden.
  • Das Dokument US 7 776 255 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hohlen metallischen Körpern durch Vorformung eines Kerns, Beschichten des Kerns, Austreiben des Kerns durch Pyrolyse und Sintern der verbleibenden Hülle.
  • Das Dokument US 4 917 857 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hohlen metallischen Körpern durch Vorformung eines Kerns, beispielsweise aus einem Schaumstoff, Beschichten des Kerns mit einem Metalloxidpulver oder Keramikpulver, Entfernen des Kerns durch Pyrolyse und Sintern der Schale.
  • Das Dokument JP H09 74037 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsleiters für eine rotierende elektrische Maschine unter Anwendung von Pyrolyse und Sintern.
  • Gemäß dem Dokument US 2002/173429 A1 wird ein herzustellender Gegenstand als Kern benutzt, und dieser wird beschichtet.
  • Das Dokument "3-D numerical and experimental analysis of a built-in motorized high-speed spindle with helical water cooling channel", Applied Thermal Engineering, Pergamon, Oxford, GB, Vol 28, Nr. 17-18, 1. Dec. 2008, Seiten 2327-2336, beschreibt einen gewendelten Fluidkanal im Zusammenhang mit einer Spindel.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen gewendelten, elektrisch leitenden Körpers zu schaffen, das mit einfachen Mitteln durchzuführen ist und eine kostengünstige Herstellung solcher Körper erlaubt.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 11 beziehen sich auf mögliche Ausgestaltungen eines solchen Verfahrens.
  • Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen, gewendelten, elektrisch leitenden Körpers. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf den entsprechenden gewendelten Körper gemäß Anspruch 11.
  • Mögliche Ausgestaltungen des gewendelten Körpers ist im Anspruch 12 beschrieben.
  • Das Verfahren stellt sich demnach derart dar, dass zunächst ein gewendelter Kern, beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff, insbesondere aus einem EPS-Kunststoff (expandiertes Polystyrol), hergestellt wird. Dieser so hergestellte Körper definiert die Geometrie des entstehenden gewendelten Körpers. Dieser als Modell wirkende Kern kann alternativ zu einem Schaumstoff auch aus einem wachsartigen, leicht schmelzbaren Werkstoff hergestellt werden.
  • Der Kern kann mit einer oder mehreren Anschlussarmaturen verbunden werden, die im Folgenden mit dem Kern weiter behandelt werden.
  • Der auf diese Weise geschaffene Kern wird dann mit einem elektrisch leitenden ersten Pulver, beispielsweise einem Metallpulver, beschichtet. Dieser Beschichtungsschritt kann in einem bekannten Pulverbeschichtungsverfahren realisiert werden. Bei dem verwendeten Pulver handelt es sich um ein sinterbares Pulver, das durch das Schaffen entsprechender physikalischer Bedingungen, insbesondere die Aufheizung auf eine notwendige Sintertemperatur, gesintert werden kann. Die Pulverschicht wird somit erhärtet, während sie an dem Kern haftet. Gleichzeitig wird das Kernmaterial geschmolzen oder verdampft und kann austreten. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Pulver nur so weit gesintert wird, dass der entstehende Festkörper porös bleibt, so dass das Material des Kerns wenigstens teilweise durch die Poren der gesinterten Pulverschicht austreten kann. Als Material für die erste Schicht können alle sinterfähigen Materialien, insbesondere sinterfähige metallische Pulver verwendet werden.
  • Nach dem Austritt des Kernmaterials kann die Pulverschicht weiter gesintert werden, beispielsweise durch Erhitzen auf eine gegenüber der ersten Temperatur erhöhten zweiten Temperatur. Zudem können auch andere physikalische Parameter geändert werden, wie beispielsweise der Druck, um eine weitere Sinterung zu begünstigen. Damit kann das erste Pulver so weit gesintert werden, dass es ausreichend verfestigt wird, insbesondere auch so weit, dass die Poren geschlossen werden. Die Temperaturen können dabei gemäß den für die jeweils verwendeten Materialien typischen Sintertemperaturen gewählt werden.
  • Die Anschlussarmaturen können, sofern vorhanden, mit dem Kern gemeinsam beschichtet werden und werden auf diese Weise zu einem Teil des gewendelten Körpers.
  • Damit ist ein gewendelter Körper geschaffen, der im Wesentlichen die Form des gewendelten Kerns annimmt. Konkret weist der spätere gewendelte elektrisch leitende Körper einen Hohlraum in seinem Inneren auf, der genau der Form des anfangs darin befindlichen gewendelten Kerns entspricht. Die Pulverschicht ist dabei selbsttragend, so dass ein stabiler gewendelter elektrisch leitender Körper aus der Pulverschicht entsteht.
  • Der gewendelte Kern, der den Hohlraum vorgibt, und die Pulverschicht werden in dem Verfahren derart ausgebildet, dass der Hohlraum in dem herzustellenden gewendelten Körper einen Fluidkanal bildet, der beispielsweise an einer oder mehreren vordefinierten Stellen, insbesondere an zumindest an einem Ende des gewendelten Körpers, eine oder mehrere Öffnungen aufweist. Beispielsweise kann die Pulverschicht an der einen oder den mehreren vordefinierten Stellen jeweils eine Unterbrechung aufweisen, so dass der Kern dort freiliegt. Die Unterbrechung kann beispielsweise jeweils eingebracht werden, indem auf die entsprechende Stelle kein Pulver aufgebracht wird (etwa durch Abdecken der Stelle und anschließendes Entfernen der Abdeckung), oder indem in einem Nachbearbeitungsschritt, etwa durch Abschneiden eines Abschnitts des Kerns zuvor aufgebrachtes Pulver entfernt wird. Es ist allerdings auch möglich, den gewendelten Körper mit einem geschlossenen Hohlraum herzustellen und die Öffnungen in einem Nachbearbeitungsschritt nach dem Sintern einzubringen.
  • Die Geometrie des Kerns kann dabei so gewählt werden, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Wendeln des geschaffenen elektrisch leitenden Körpers minimiert sind und somit eine optimierte Raumfüllung/Raumnutzung mit dem gewendelten elektrisch leitenden Körper erreicht ist, beispielsweise mit einer Raumfüllung oberhalb von 95 %.
  • Wie oben bereits erwähnt, kann die Sinterung derart gesteuert werden, dass bei der ersten Temperatur eine Versinterung der ersten Pulverschicht erfolgt, durch die die erste Pulverschicht verfestigt wird, dabei jedoch derart porös bleibt, dass das verflüssigbare oder verdampfbare Kernmaterial durch die versinterte Pulverschicht entweichen kann.
  • Es ist jedoch auch denkbar, die erste Pulverschicht in einem einzigen Schritt oder durchgehend zu sintern, insbesondere wenn sichergestellt ist, dass das Material des Kerns an einem Ende des Kerns / der zu schaffenden Spule austreten kann. Das ist insbesondere dann möglich, wenn die oben beschriebene eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen der Fluidkanäle bereits vor dem Erhitzen durch die auf den gewendelten Kern aufgebrachte Pulverschicht definiert sind, d.h., wenn die Pulverschicht die entsprechenden Unterbrechungen - etwa am Ende des Kerns bzw. an den Enden des Kerns - aufweist.
  • Es kann insbesondere für die Stromtragfähigkeit und die Schaffung eines geringen elektrischen Widerstands vorteilhaft sein, dass bei der zweiten Temperatur eine Versinterung der ersten Pulverschicht erfolgt, durch die die erste Pulverschicht derart verdichtet wird, dass sie für Flüssigkeiten und insbesondere auch für Gase undurchlässig wird.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass die erste Pulverschicht in Form von mehreren nacheinander aufgebrachten Teilschichten des ersten Pulvers ausgebildet wird. Damit lässt sich die Dicke der Pulverschicht gut steuern, und insbesondere lassen sich auf diese Weise auch nacheinander Teilschichten aufbringen, die jeweils vor Aufbringen der nächsten Schicht wenigstens schrittweise getrocknet oder teilverfestigt, insbesondere auch teilgesintert werden können.
  • Es ist auch denkbar, dass auf die erste Pulverschicht wenigstens eine zweite Pulverschicht eines zweiten Pulvers, insbesondere vor oder nach einem ersten Sinterschritt, aufgebracht wird. Auch auf diese Weise kann die Sinterschicht geeignet gestaltet werden, und der entstehende Spulenkörper kann mit dem benötigten Leitungsquerschnitt versehen werden. Dabei können auch verschiedene Pulverschichten nacheinander aufgebracht werden, um eine bestimmte Stromverteilung oder andere gewünschte elektrische Eigenschaften zu verwirklichen.
  • Wenn mehrere Pulverschichten vorgesehen sind, können beispielsweise alle Pulverschichten die oben beschriebenen Unterbrechungen zum Erzeugen von Öffnungen des Hohlraums aufweisen. Bei dem Verfahren können also in der Pulverbeschichtung mit der ersten und/oder einer zweiten Pulverschicht eine oder mehrere Unterbrechungen bereitgestellt werden zum Herstellen einer oder mehrerer Öffnungen für den durch den gewendelten Kern definierten Hohlraum, der von der Pulverbeschichtung begrenzt wird und sich dann in dem hergestellten gewendelten Körper erstreckt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Pulver aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht und nach dem Sintern eine Isolierschicht ausbildet. Typischerweise können als Material für die zweite Pulverschicht etwa sinterfähige keramische Pulver oder sonstige elektrisch isolierende sinterfähige Pulver verwendet werden. In diesem Fall kann der Körper insgesamt als funktionsfähiger und isolierter Wendelkörper/Spulenkörper hergestellt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die zweite Pulverschicht ebenso wie die erste Pulverschicht gleichzeitig mit dieser oder nach dieser gesintert wird. Es kann jedoch auch eine andere Verfestigungsart der zweiten Schicht, wie Trocknen oder Abbinden, gewählt werden.
  • Bei der Pulverbeschichtung durch die erste oder eine zweite oder weitere Schicht kann vorgesehen sein, dass die Pulverbeschichtung mit der ersten und/oder einer zweiten Pulverschicht durch Sprühen, Eintauchen oder Verwendung eines fluidisierenden Pulverbetts oder durch mehrere verschiedene aufeinander folgende der genannten Beschichtungsarten erfolgt. Durch die genannten Beschichtungsarten kann die gesamte Oberfläche des gewendelten Körpers des Kerns gleichmäßig beschichtet werden, auch wenn der Abstand zwischen benachbarten Gängen der Wendel gering ist. Auf diese Weise kann insgesamt ein gewendelter Körper mit minimalen Abständen zwischen den einzelnen Wendeln gefertigt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Pulverbeschichtung mit Pulverschlicker und/oder einem Pulverfeedstock erfolgt. Unter Pulverschlicker wird dabei eine breiartige Masse verstanden, die ein Pulver in einer Trägerflüssigkeit unter Zusatz eines viskosen Bindemittels umfasst. Unter einem Pulverfeedstock wird eine homogene Mischung von Pulver und Bindemittel verstanden, die eine besonders gute Maßhaltigkeit beim Sintern ermöglicht.
  • Als Sinterverfahren kommen alle bekannten und für das jeweils verwendete Pulver sinnvollen Sinterverfahren in Frage, beispielsweise auch unter Verwendung einer geeigneten Gasatmosphäre oder Schutzgasatmosphäre. Als Sintermaterialien können insbesondere Metallpulver oder Metalllegierungspulver oder Mischungen verschiedener Metallpulver oder Metalllegierungspulver verwendet werden.
  • Bei der Herstellung des Kerns kann insbesondere vorgesehen sein, dass der gewendelte Kern in einem Gießverfahren oder einem Schäumverfahren hergestellt wird, wobei der Kern insbesondere aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird. Damit sind auch Kerne in komplizierten Formen, beispielsweise in der Form einer Schrauben- oder Spiralfeder, einfach herstellbar. Der Schaum kann dabei in einer Form aufgeschäumt oder durch Extrusion und anschließende Formgebung hergestellt werden.
  • Es ist auch denkbar, dass der Kern als Rohling hergestellt und danach durch Erzeugen einer wendelförmigen Ausnehmung in die Form einer Wendel gebracht wird. Der Rohling kann beispielsweise zylindrische oder quaderförmige Gestalt haben, wobei der Rohling einen ihn durchsetzenden, zylindrischen, prismatischen oder quaderförmigen Hohlraum aufweisen kann, der ihn vollständig von einem ersten Ende zum zweiten Ende durchsetzt. Beispielsweise kann der Rohling somit die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisen.
  • Es kann zudem vorgesehen sein, dass in dem Kern die wendelförmige Ausnehmung durch ein um eine den Kern durchsetzende Achse rotierendes und gleichzeitig entlang der Achse stetig vorgeschobenes Werkzeug erzeugt wird. Die Achse des Kerns, um die das Werkzeug rotiert, kann sowohl den Rohling als auch den Hohlraum in seinem Inneren durchsetzen, so dass das Werkzeug wenigstens teilweise innerhalb des Hohlraums rotiert und an seinem radial äußeren Ende das Material des Rohlings durchsetzt und entfernt. Beispielsweise kann die Achse, um die das Werkzeug rotiert, die Längsachse eines Hohlzylinders sein, der den Rohling bildet. Um die Achse kann dann das Werkzeug rotieren, welches eine Ausnehmung in die Wand des Hohlzylinders einbringt, beispielsweise schneidet, fräst oder sägt. Das Werkzeug kann beispielsweise nach Art eines Messers oder einer Säge oder einer Raspel ausgebildet sein. Das Werkzeug kann auch während des Bearbeitungsvorgangs um seine eigene Längsachse rotieren oder entlang seiner Längsachse eine sägende, oszillierende oder vibrierende Bewegung ausführen. Das Werkzeug kann zum Aufschmelzen des Materials des Rohlings auch beheizt werden.
  • Zusätzlich zu der rotierenden Schwenkbewegung des Werkzeugs kann dieses parallel zu der Längsachse des Rohlings stetig vorgeschoben werden, so dass das Werkzeug eine wendelförmige Ausnehmung in dem Rohling erzeugt und damit den Rohling in einen wenigstens teilweise wendelförmigen Körper umformt.
  • Es versteht sich, dass mit der vorliegenden Anmeldung ebenfalls Schutz für den auf die beschriebene Weise hergestellten wendelförmigen Körper beansprucht wird. Der wendelförmige Körper hat einen Hohlraum. Der Hohlraum ist dabei wie oben beschrieben mit Hilfe des Kerns hergestellt und die Abmessungen des Hohlraums sind über die Abmessungen des Kerns definiert.
  • Bei der vorliegenden Erfindung weist der wendelförmige Körper als Hohlraum einen Fluidkanal mit mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei Öffnungen auf. Die Öffnungen können beispielsweise an entgegengesetzten Enden des wendelförmigen Körpers bereitgestellt werden. Es können alternativ oder zusätzlich auch Öffnungen bereitgestellt sein, die nicht an Enden des wendelförmigen Körpers liegen sondern beispielsweise seitlich an den Windungen.
  • Der Fluidkanal kann über seine Länge einen konstanten oder einen veränderlichen Querschnitt aufweisen. Der Kern kann für die Herstellung des Fluidkanals entsprechend ausgestaltet sein, indem er eine konstante oder veränderliche Dicke aufweist.
  • Der gewendelte Körper hat äußere Abmessungen, die beispielsweise im Zentimeter- bis Dezimeterbereich liegen können. Wie erwähnt, kann der Körper zylinderförmig oder quaderförmig sein, also eine runde oder rechteckige Grundfläche aufweisen und eine sich in Richtung des Hohlraums und der Längsachse erstreckende Höhe. Der Körper kann aber beispielsweise auch in Richtung seiner Höhe verjüngt sein, so dass er beispielsweise eine Kegelstumpfform oder eine Pyramidenstumpfform aufweist. Die äußeren Abmessungen können in jede Raumrichtung bspw. zwischen 3 cm und 1 m betragen, d.h. die Grundfläche kann beispielsweise einen Durchmesser bzw. laterale Abmessungen (z.B. Seitenlängen) von zwischen 3 cm und 1 m haben. Die Höhe kann beispielsweise zwischen 3 cm und 1 m betragen.
  • Der Querschnitt des Fluidkanals kann beispielsweise polygonal oder elliptisch, insbesondere rechteckig oder kreisförmig sein. Die Abmessungen des Querschnitts des Fluidkanals können alternativ oder zusätzlich beispielsweise im Bereich einiger Millimeter bis einiger Zentimeter liegen. Eine Querschnittsfläche kann etwa zwischen 10 mm2 und 50 cm2 betragen. In einem Beispiel können die Abmessungen - beispielsweise ein Durchmesser oder eine Seitenlänge der Querschnittsfläche des Fluidkanals, je nachdem welche Geometrie dieser aufweist - mindestens 5 mm und/oder höchstens 5 cm betragen. Eine Wandstärke des den Hohlraum umgebenden Materials, welches aus der ersten Pulverschicht oder aus der ersten und der zweiten Pulverschicht gefertigt ist, kann beispielsweise zwischen 1 mm und 20 mm betragen.
  • Es sei betont, dass Merkmale, die nur im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind auch für die Vorrichtung beansprucht werden können und umgekehrt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines wendelförmigen Körpers / einer Spule,
    Fig. 2
    eine Windung einer Spule / eines wendelförmigen Körpers im Querschnitt,
    Fig. 3
    eine Wendel eines weiteren wendelförmigen Körpers im Querschnitt,
    Fig. 4
    in schematisch vergrößerter Form die pulverbeschichtete Oberfläche eines gewendelten Körpers in einem Querschnitt,
    Fig. 5
    eine Vorrichtung zum Herstellen eines wendelförmigen Kerns sowie einen Kern, in den teilweise eine Ausnehmung eingebracht worden ist,
    Fign. 6 bis 10
    in verschiedenen Ansichten Teile eines gewendelten Körpers mit einem Stromanschluss und/oder einem Fluidanschluss.
  • Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine elektrisch leitende Spule 1 als wendelförmigen Körper, die/der durch einen gewendelten, isolierten, strangförmigen elektrischen Leiter 2 gebildet ist. In der Darstellung der Figur 1 ist eine im Querschnitt viereckige, insbesondere quadratische Spule dargestellt, wobei der Leiter, der die Spule bildet, für sich ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die verschiedenen Wendellagen des Leiters sind rechteckig geformt und mit geringen Abständen übereinandergelegt.
  • Der gewendelte Körper hat äußere Abmessungen, die einem Quader entsprechen, mit einer rechteckigen (quadratischen) Grundfläche a x b und einer Höhe h, entlang derer sich in Richtung der Hohlraum erstreckt. Der Körper kann aber beispielsweise auch ein andere Grundfläche aufweisen und/oder in Richtung seiner Höhe verjüngt sein, so dass er beispielsweise eine Kegelstumpfform oder eine Pyramidenstumpfform aufweist. Die äußeren Abmessungen a, b und h betragen jeweils zwischen 3 cm und 1 m.
  • Figur 2 zeigt beispielhaft den Querschnitt eines isolierten Leiters, der beispielsweise zur Herstellung einer Spule verwendet werden kann, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. In Figur 2 ist der hohle, aus einem gesinterten Pulver gebildete äußere Teil mit 3 bezeichnet, und es ist innerhalb der Pulverbeschichtung 3 noch der Kern 4 dargestellt, der beispielsweise aus einem Schaumstoff, insbesondere EPS, besteht. Die in Figur 2 dargestellte Konstellation ergibt sich beispielsweise direkt nach der Beschichtung des gewendelten Kerns 4 mit einem ersten Pulver 3. Das Pulver 3 ist elektrisch wenigstens teilweise leitend ausgebildet und besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, beispielsweise einem Metall oder einer Metalllegierung. Es kann auch aus einer Mischung von zwei oder mehr Pulvern bestehen, die vorzugsweise alle elektrisch leitend sind.
  • In der dargestellten Konstellation kann der beschichtete Kern 4 auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des ersten Pulvers erwärmt werden, wobei das Material des Kerns 4 entweder verdampft oder sich verflüssigt. Das Material des Kerns kann dann an einem Ende der Schicht/ Beschichtung oder durch die Beschichtung selbst hindurch entweichen, so dass nur die Beschichtung übrig bleibt, die gleichzeitig gesintert und damit verfestigt wird. Der Sintervorgang wird üblicherweise so gesteuert, dass in einer ersten Phase der Sinterung, wenn die erste Pulverschicht 3 noch gas- oder fluiddurchlässig ist, der Kern verflüssigt oder gasförmig gemacht wird und damit beispielsweise auch durch die Beschichtung 3 / Pulverschicht 3 austreten kann.
  • Nach dem Austreten des Materials des Kerns 4 kann die Sinterung weiter fortgesetzt werden, entweder indem die Temperatur für eine weitere Zeit stabil gehalten wird oder indem die Temperatur etwas erhöht wird, so dass der Sintervorgang weiter fortschreitet. Dies kann so lange fortgeführt werden, bis eine Verdichtung der ersten Pulverschicht erfolgt ist, so dass diese gas-/ fluidundurchlässig geworden ist. Der Sintervorgang kann beispielsweise in einer Schutzatmosphäre erfolgen.
  • Der durch den Kern 4 definierte Hohlraum bildet dann einen Fluidkanal, der in dem Beispiel an den entgegengesetzten Enden der Spule hervortritt. Eine Querschnittsfläche p x q des in diesem Beispiel rechteckigen Fluidkanals beträgt beispielsweise zwischen 10 mm2 und 50 cm2. Seitenlängen p und q der Querschnittsfläche des Kanals können in Beispielen, der Querschnittsfläche entsprechend, einige Millimeter bis einige Zentimeter betragen. Eine Wandstärke w des den Hohlraum umgebenden Materials, welches die erste Pulverschicht umfasst, kann beispielsweise zwischen 1 mm und 20 mm betragen.
  • Es können alternativ oder zusätzlich auch Öffnungen des Fluidkanals bereitgestellt sein, die nicht an Enden des wendelförmigen Körpers liegen sondern beispielsweise seitlich an den Windungen.
  • Der Fluidkanal kann über seine Länge einen konstanten oder einen veränderlichen Querschnitt aufweisen.
  • In Figur 3 ist eine Konstellation mit einem im Querschnitt runden Kern 4' gezeigt, der von einer ersten Pulverschicht 3' und einer äußeren zweiten Pulverschicht 5 umgeben ist. Die erste Pulverschicht 3' besteht aus einem elektrisch leitenden Pulver, beispielsweise einem Metallpulver, während die zweite Pulverschicht 5, die die erste Pulverschicht 3' umgibt, aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, etwa aus einem sinterfähigen keramischen Pulver oder einem sonstigen sinterfähigen elektrisch isolierenden Pulver, besteht bzw. hergestellt ist.
  • Beim gemeinsamen Sintern der ersten und zweiten Pulverschicht entstehen zwei harte selbsttragende Schichten, wobei die innere Schicht 3' elektrisch leitend ist und den Leiter des gewendelten Körpers bildet und die äußere Schicht 5 eine äußere Isolation für den Leiter 3' bildet. Die Pulverschichten 3' und 5 können auch nacheinander aufgebracht und gesintert werden. Da die Pulverbeschichtung mit den gängigen Pulverbeschichtungsverfahren, wie Tauchen oder Sprühen, sehr wenig Raum erfordert, können auch nah beieinander liegende Windungen der Spule, wie in Figur 1 dargestellt, gleichmäßig mit einer Pulverschicht bedeckt werden, die danach durch Sintern verfestigt wird. Damit ist eine Herstellung von einem gewendelten elektrisch leitenden Körper mit geringem Platzbedarf und geringem Freiraum zwischen den einzelnen Windungen und optional auch mit einer Isolierung in einfacher Weise herstellbar. Durch einen solchen gewendelten Körper ist unter optimaler Raumnutzung eine Spule oder Feder herstellbar.
  • Eine Querschnittsfläche des in diesem Fall runden Kerns 4 bzw. Fluidkanals hat den Radius r, der beispielsweise zwischen 5 mm und 5 cm beträgt. Die Fläche kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise zwischen 10 mm2 und 50 cm2 betragen. Eine Wandstärke w' des den Hohlraum umgebenden Materials, welches die erste und die zweite Pulverschicht umfasst, kann beispielsweise zwischen 1 mm und 20 mm betragen.
  • Figur 4 zeigt in einer vergrößerten schematischen Darstellung eine erste Pulverschicht 3 sowie einen Kern 4, wobei einzelne Körner der Pulverschicht unterscheidbar sind. Das Material des Kerns wird verdampft oder verflüssigt und kann gemäß den Pfeilen 6, 7 durch die Poren der ersten Pulverschicht 3 hindurch gelangen, solange das Material der ersten Pulverschicht noch nicht bis zu einer Fluiddichtigkeit gesintert worden ist.
  • In Figur 5 ist ein Hohlzylinder 8 dargestellt, der als Rohling zur Herstellung des Kerns dient. Dieser Rohling 8 kann beispielsweise aus einem Schaumstoff, jedoch auch aus einem Wachs oder ein ähnlich schmelzbaren Masse bestehen. Der Zylinder 8 hat einen zylindrischen Hohlraum 9, so dass er insgesamt als Hohlzylinder mit einer Hohlzylinderwand 10 ausgebildet ist. Die Längsachse des Hohlzylinders ist mit 11 bezeichnet.
  • Unterhalb des Hohlzylinders 8 ist eine Vorrichtung zur Einbringung einer wendelförmigen Ausnehmung in den Hohlzylinder 8 dargestellt, die eine vertikal angeordnete Welle 12 aufweist, die auf einem Halter 17 um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. An der Welle 12 ist ein Werkzeug 13 angeordnet, das von der Welle 12 senkrecht absteht. Das Werkzeug 13 ist mittels eines Vibrations- oder Sägeantriebs 14 mit der Welle 12 verbunden. Dieser Antrieb 14 kann eine Oszillationsbewegung des Werkzeugs 13 in Richtung des Doppelpfeils 15 bewirken. Anstelle des Vibrationsantriebs 14 kann auch eine Heizung für das Werkzeug 13 vorgesehen sein.
  • Wird die Welle 12 rotierend angetrieben, so bewegt sich das Werkzeug 13 auf einer Kreisbahn um die Achse 11 und zerteilt dabei den Hohlzylinder 8, wenn das Werkzeug sich einen Weg durch die Zylinderwand 10 bahnt. Dies kann beispielsweise durch eine raspelnde oder sägende Bewegung geschehen, soweit das Werkzeug 13 eine Zahnung aufweist. Es kann auch eine Beheizung des Werkzeugs 13 vorgesehen sein, um dieses so weit aufzuheizen, dass es das Material des Hohlzylinders 8 aufschmelzt. Gleichzeitig mit der Rotationsbewegung um die Achse 11 ist ein axialer Vorschub des Werkzeugs 13 in Richtung der Achse 11 vorgesehen, der beispielsweise mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgt. Die Vorschubgeschwindigkeit kann jedoch auch zur Erzeugung verschiedener Abschnitte mit unterschiedlicher Steigung geändert werden. Durch die Kombination der Rotations- und Vorschubbewegung des Werkzeugs 13 wird eine wendelförmige Ausnehmung 16 in den Hohlzylinder 8 eingebracht. Der zwischen den einzelnen Gängen der durchgehenden Ausnehmung 16 stehenbleibende Teil des Hohlzylinders 8 hat ebenfalls die Form einer Wendel. Dieser Körper kann als Kern für den herzustellenden gewendelten Körper verwendet und später mit einer ersten Pulverschicht bedeckt werden. Nach Sintern der ersten Pulverschicht und Entfernen des Kernmaterials bleibt ein hohler, gewendelter elektrisch leitender Körper in Form einer Spule übrig.
  • Fig. 6 zeigt einen Endabschnitt eines hohlen gewendelten Körpers 1 in einer perspektivischen Darstellung. Der gewendelte Körper kann die Form einer Spirale mit einem sich von Windung zu Windung der Wendel verringernden oder vergrößernden Durchmesser jedoch auch die Form einer Schraube mit gleichbleibendem Durchmesser haben. Der gewendelte Körper 1 weist an einem oder beiden Enden eine Anschlussarmatur 20 auf, die die Form einer Hülse, insbesondere einer zylindrischen Hülse annimmt. Die Hülse 20 kann aus einem Metall, beispielsweise Eisen, Stahl, Edelstahl, Kupfer oder Messing bestehen. Die Hülse 20 kann eine metallische Anschlusslasche 21 zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung aufweisen.
  • Die Fig. 7 zeigt, dass beim Herstellungsverfahren der Kern 4 mit der Anschlussarmatur 20 verbunden und danach beide gemeinsam mit einer Pulverschicht 3, 3' beschichtet werden. Dies ist durch die Pfeile 22 angedeutet.
  • Die Fig. 8 zeigt, dass bei der Verbindung des Kerns 4 mit der Armatur 20 der Kern 4 an der Armatur enden und diese an den Kern angesetzt werden kann.
  • Die Fig. 9 zeigt, dass der Kern 4 auch in eine Durchgangsöffnung 20a der Armatur hineinreichen kann. Der Kern 4 kann dazu bei seiner Herstellung an und in die Armatur 20 eingegossen werden.
  • Die Fign. 8 und 9 zeigen, dass die Beschichtung 23 sowohl auf den Kern 4 als auch auf die Hülse 20 aufgebracht wird, so dass die Hülse 20 ohne weitere Maßnahmen nach der Entfernung des Kerns mit den durch die Beschichtung 23 gebildeten Teilen des gewendelten Körpers 1 verbunden ist. Eine solche Verbindung kann an beiden Enden des Körpers 1 vorgesehen sein.
  • Die Hülse(n) 20 kann/können außer eine elektrische Verbindung auch eine Anschlussarmatur für die Anbindung einer Fluidleitung zur Kühlung bilden. Dazu kann eine Hülse auch ein Schraubgewinde 24 (vgl. Fig. 10) und/oder einen Bajonettverschluss und/oder eine Dichtung und/oder einen Dichtungssitz aufweisen.
  • Durch die Erfindung kann ein hohler gewendelter Körper mit geringem Platzbedarf und hoher Raumnutzung geschaffen werden, der als elektrische Spule durch die Möglichkeit der Innenkühlung sehr effizient eingesetzt werden kann.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen gewendelten, elektrisch leitenden Körpers, wobei der Hohlraum in dem herzustellenden gewendelten Körper einen Fluidkanal bildet, bei dem zunächst ein gewendelter Kern (4, 4', 8) aus einem unter Wärmeeinwirkung verflüssigbaren oder verdampfbaren Kernmaterial hergestellt und danach mittels eines Pulverbeschichtungsverfahrens mit einer ersten Pulverschicht (3, 3') eines wenigstens teilweise elektrisch leitenden ersten Pulvers beschichtet wird und bei dem darauf der gewendelte Kern mit der ersten Pulverschicht auf eine erste Temperatur erhitzt wird, bei der der Kern verflüssigt oder in Gasform überführt und die erste Pulverschicht in poröser Form wenigstens teilweise verfestigt wird, wobei das Kernmaterial aus dem von der Pulverbeschichtung umgebenen Raum austritt und wobei nach dem Austritt des Kernmaterials aus dem von der ersten Pulverschicht umgebenen Raum die erste Pulverschicht weiter gesintert wird, wobei die erste Pulverschicht auf eine zweite Temperatur erhitzt wird, die höher ist als die erste Temperatur, und bei der zweiten Temperatur eine Versinterung der ersten Pulverschicht (3, 3') erfolgt, durch die die erste Pulverschicht derart verdichtet wird, dass sie für Flüssigkeiten undurchlässig wird.
  2. Verfahren nach Anspruch1, wobei die erste Pulverschicht (3, 3') in Form von mehreren nacheinander aufgebrachten Teilschichten des ersten Pulvers ausgebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf die erste Pulverschicht (3, 3') wenigstens eine zweite Pulverschicht (5) eines zweiten Pulvers, insbesondere vor oder nach einem ersten Sinterschritt, aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zweite Pulver aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht und nach dem Sintern eine Isolierschicht ausbildet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Pulverbeschichtung mit der ersten und/oder einer zweiten Pulverschicht (3, 3', 5) durch Sprühen, Eintauchen oder Verwendung eines fluidisierenden Pulverbetts oder durch mehrere verschiedene aufeinander folgende der genannten Beschichtungsarten erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pulverbeschichtung mit Pulverschlicker und/oder einem Pulverfeedstock erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der gewendelte Kern (4, 4', 8) in einem Gießverfahren oder einem Schäumverfahren hergestellt wird, wobei der Kern insbesondere aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kern (4, 4', 8) als Rohling hergestellt und danach durch Erzeugen einer wendelförmigen Ausnehmung (16) in die Form einer Wendel gebracht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in dem Kern (4, 4', 8) die wendelförmige Ausnehmung (16) durch ein um eine den Kern durchsetzende Achse (11) rotierendes und gleichzeitig entlang der Achse (11) stetig vorgeschobenes Werkzeug (13) erzeugt wird.
  10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden wobei in der Pulverbeschichtung mit der ersten und/oder einer zweiten Pulverschicht (3, 3', 5) mindestens eine Unterbrechung bereitgestellt wird zum Herstellen einer Öffnung für einen durch den gewendelten Kern definierten Hohlraum, der von der Pulverbeschichtung begrenzt wird.
  11. Gewendelter elektrisch leitend ausgebildeter Körper, wobei er eine erste gesinterte Pulverschicht und einen Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum in dem gewendelten Körper einen Fluidkanal bildet und mindestens eine Öffnung aufweist, und in einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
  12. Gewendelter Körper gemäß Anspruch 11, wobei äußere Abmessungen des Körpers in jede Raumrichtung zwischen 3 cm und 1 m betragen und/oder
    dass eine Wandstärke eines den Hohlraum umgebenden Materials zwischen 1 mm und 20 mm beträgt und/oder
    dass ein Querschnitt des als Fluidkanal ausgebildeten Hohlraums polygonal oder elliptisch ist und eine Querschnittsfläche von zwischen 10 mm2 und 50 cm2 aufweist.
EP19717481.6A 2018-04-12 2019-04-11 Ein gewendelten körper und verfahren zu seiner herstellung Active EP3774123B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018205588.2A DE102018205588A1 (de) 2018-04-12 2018-04-12 Verfahren zur Herstellung eines gewendelten Körpers
PCT/EP2019/059356 WO2019197584A1 (de) 2018-04-12 2019-04-11 Verfahren zur herstellung eines gewendelten körpers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3774123A1 EP3774123A1 (de) 2021-02-17
EP3774123B1 true EP3774123B1 (de) 2025-03-26

Family

ID=66175423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19717481.6A Active EP3774123B1 (de) 2018-04-12 2019-04-11 Ein gewendelten körper und verfahren zu seiner herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210121960A1 (de)
EP (1) EP3774123B1 (de)
CN (1) CN112004626B (de)
DE (1) DE102018205588A1 (de)
WO (1) WO2019197584A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018205585A1 (de) * 2018-04-12 2019-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung eines wendelförmigen Gießmodells
CN116021014B (zh) * 2023-01-16 2025-11-25 中国地质大学（北京） 金属复杂内曲面复合结构高压高温制备工艺

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2695230A (en) * 1949-01-10 1954-11-23 Michigan Powdered Metal Produc Process of making powdered metal article
FR876M (de) * 1960-10-12 1961-10-16
DE1464128A1 (de) * 1961-06-27 1969-03-27 Westinghouse Electric Corp Langgestreckte Bauelemente und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3336842A1 (de) * 1983-10-11 1985-04-25 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Regelverfahren fuer eine fluessigkeitsgekuehlte kabelanlage
HU193432B (en) * 1984-05-03 1987-10-28 Tungsram Reszvenytarsasag Method for treating spirals wound onto core wire
DE3724156A1 (de) * 1987-07-22 1989-02-02 Norddeutsche Affinerie Verfahren zum herstellen von metallischen oder keramischen hohlkugeln
CN1040851C (zh) * 1992-12-18 1998-11-25 胡小弟 多孔陶瓷成型方法
JPH0974037A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロータリートランスの製造方法
US6646528B2 (en) * 1997-10-13 2003-11-11 Aventis Research & Technologies Process for the production of a coil made of a high temperature superconductor material, and a high-temperature superconducting coils having low AC loss
DE19929760C2 (de) * 1999-06-29 2003-05-22 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung metallischer, oxydischer oder keramischer Hohlkugeln
WO2002006747A1 (en) * 2000-07-14 2002-01-24 University Of Virginia Patent Foundation Heat exchange foam
JP2005294725A (ja) * 2004-04-05 2005-10-20 Murata Mfg Co Ltd 積層型セラミック電子部品及び該積層型セラミック電子部品の製造方法
JP2005310694A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト及び積層セラミック電子部品の製造方法
US7776255B1 (en) * 2007-04-16 2010-08-17 Imaging Systems Technology Hollow shell and method of manufacture
DE102008006690B4 (de) * 2008-01-25 2010-01-07 Glatt Systemtechnik Gmbh Gesinterter Hohlkörper
US8852498B1 (en) * 2011-04-20 2014-10-07 Imaging Systems Technology, Inc. Beryllium microspheres
CN102351542B (zh) * 2011-07-12 2012-12-05 中南大学 一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法
US9440216B2 (en) * 2012-03-15 2016-09-13 Geosepaa Llc Minimal surface area mass and heat transfer packing
JP2017048439A (ja) * 2015-09-04 2017-03-09 セイコーエプソン株式会社 電機子用コイルの製造方法、電機子の製造方法および電動機械の製造方法
DE102016202657A1 (de) * 2016-02-22 2017-08-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Gießen eines Bauteils komplexer Geometrie mit einer Gießform in Segmentbauweise
US20180009032A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 General Electric Company Metal objects and methods for making metal objects using disposable molds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIEN C H ET AL: "3-D numerical and experimental analysis of a built-in motorized high-speed spindle with helical water cooling channel", APPLIED THERMAL ENGINEERING, PERGAMON, OXFORD, GB, vol. 28, no. 17-18, 1 December 2008 (2008-12-01), pages 2327 - 2336, XP024529388, ISSN: 1359-4311, Retrieved from the Internet <URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431108000355?via%3Dihub> [retrieved on 20080126], DOI: 10.1016/J.APPLTHERMALENG.2008.01.015 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018205588A1 (de) 2019-10-17
WO2019197584A1 (de) 2019-10-17
US20210121960A1 (en) 2021-04-29
CN112004626A (zh) 2020-11-27
EP3774123A1 (de) 2021-02-17
CN112004626B (zh) 2023-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2794152B1 (de) Verfahren zur fertigung eines kompakten bauteils sowie mit dem verfahren herstellbares bauteil
EP2494681B1 (de) Elektrische maschine
DE10316929B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines offenporigen Formkörpers ein solcher Formkörper sowie dessen Verwendung
EP3253514B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur additiven herstellung von bauteilen, und durch dieses verfahren hergestellte bauteile
DE20215960U1 (de) Elektrische Heizpatrone für zylindrische Körper
EP3455014B1 (de) Vorrichtung mit schleuse für die additive herstellung
EP2064041B1 (de) Verfahren zur herstellung einer vulkanisierform mit mehreren zu einer umfangsmässig geschlossenen form zusammenfügbaren profilsegmenten und vulkanisierform
DE19717235B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohrs
DE2716950A1 (de) Beheizte duese fuer spritzgussmaschinen und verfahren zu deren herstellung
EP3774123A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gewendelten körpers
EP2800655B1 (de) Spritzgusswerkzeug und verfahren zur herstellung eines keramikbauteils
EP0443203B1 (de) Beheizte Düse, sogenannte Langdüse für ein Kunststoff-Spritzgiesswerkzeug
WO2017157723A1 (de) Verfahren zur herstellung eines latentwärmespeichers sowie ein solcher
EP3776608B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gewendelten elektrisch leitenden körpers
EP3853983B1 (de) Herstellung einer wendel, dauerform für eine wendel sowie wendel
DE102021105991A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils
EP3852948B1 (de) Verfahren zur herstellung eines wendelförmigen metallkörpers
EP3135434B1 (de) Verfahren zum herstellen eines mehrdimensional skalierbaren werkzeugs
EP3928332A1 (de) Verfahren zum herstellen eines wendelförmigen metallkörpers
EP3993562A1 (de) Heizpatrone mit keramischer vergussmasse
DE2130380A1 (de) Verfahren bzw.Einrichtung zur Herstellung eines zusammengesetzten Supraleiters
AT523427B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmerohres
DE2126984A1 (de) Elektrischer Rohrheizkörper
WO2019197586A1 (de) Verfahren zur herstellung eines wendelförmigen giessmodells
EP0670209A1 (de) Heizeinrichtung, insbesondere zum Einsatz in Spritzgiessformen zum Verarbeiten thermoplastischer Materialien

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20201112

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220601

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B22F0003100000

Ipc: B22F0005100000

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Ref document number: 502019013109

Country of ref document: DE

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B22F0003100000

Ipc: B22F0005100000

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: C22C 1/04 20060101ALN20240912BHEP

Ipc: B22F 3/10 20060101ALN20240912BHEP

Ipc: B22F 5/00 20060101ALN20240912BHEP

Ipc: B22F 7/06 20060101ALI20240912BHEP

Ipc: B22F 5/10 20060101AFI20240912BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20241018

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502019013109

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250626

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20250508

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250626

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20250505

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250627

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250728

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20250702

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250726

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: H13

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-H10-H13 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20251125

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20250411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20250430

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502019013109

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20250430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20250430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250326

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: L10

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-L10-L00 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260211

26N No opposition filed

Effective date: 20260105

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20260324

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20250411