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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 1.
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Ein Verfahren der hier angesprochenen Art ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 017 414 A1 bekannt. Dabei wird ein Hohlprofil endseitig mittels zweier Axialstempel einer Innenhochdruckumformvorrichtung abgedichtet und mit Hilfe eines Innenhochdrucks, der durch die Innenhochdruckumformvorrichtung in dem Inneren des Hohlprofils aufgebracht wird, zumindest bereichsweise umgeformt. Der Innenhochdruck wirkt zugleich als Stützdruck, so dass zugleich mit dem Umformen des Hohlprofils an dieses in mindestens einem Bereich seiner Umfangsfläche ein Spritzgießmaterial anspritzbar ist. Dabei wird das Hohlprofil während des Anspritzens durch den als Stützdruck wirkenden Innenhochdruck gestützt, so dass es nicht durch den Spritzgießdruck unliebsam eingeformt wird. Zugleich wird durch den Innenhochdruck ein Schrumpfen des Spritzgießmaterials kompensiert, so dass formgerechte Anspritzteile herstellbar sind.
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Aus der
DE 10 2010 055 824 A1 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils bekannt, dass durch einen Profilhohlkörper als Hohlprofil verstärkt ist. Der Hohlprofil besteht hierbei vorzugsweise aus einem metallischen Material, wobei das metallische Material vorzugsweise Aluminium, Stahl oder Titan ist oder umfasst. Das Innenvolumen des Hohlprofils wird bei dieser Anwendung vorzugsweise durch wenigstens einen Stopfen verschlossen, und das Hohlprofil wird mit dem Stopfen in die Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingebracht. Dabei ist über den Stopfen ein sich beim Einspritzen des Kunststoffmaterials in der Kavität aufbauender Druck auf das Verstärkungsmedium im Innenvolumen übertragbar.
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Es zeigt sich, dass die bekannten Verfahren nicht für die Herstellung von Kunststoff-Verbundbauteilen optimiert sind. Insbesondere ist der durch die Axialstempel abgedichtete Bereich des Hohlprofils nicht an eine mögliche weitere Verwendung und/oder Funktionalisierung des Verbundbauteils angepasst. Für eine Fertigung insbesondere von Kraftfahrzeug-Strukturbauteilen in bevorzugt volllautomatisierter Serie bedarf es weiterer Überlegungen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die Herstellung eines Verbundbauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Strukturbauteils unter Verwendung von Leichtbaumaterialien erlaubt, wobei das Verfahren für die vollautomatisierte Serienfertigung geeignet ist, und wobei insbesondere ein Abdichtbereich, der während der Fertigung zur Abdichtung eines Innenhochdrucks dient, in einer weiteren Verwendung des Bauteils funktionalisiert beispielsweise zur Anbindung des Verbundbauteils an weitere Teile einer Kraftfahrzeug-Struktur eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird.
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Dabei wird ein Kunststoffrohr bereitgestellt, dessen Rohrenden lokal, vorzugsweise durch mindestens einen Infrarotstrahler, erwärmt werden. Die Rohrenden werden stoffschlüssig auf Kunststoffdichtstopfen aufgebracht, die an Axialstempeln einer Innenhochdruckumformvorrichtung angeordnet sind, welche sich - in axialer Richtung des Kunststoffohres gesehen - gegenüberliegen. Mittels der Innenhochdruckumformvorrichtung wird in einem Inneren des Kunststoffohrs ein Stützdruck aufgebracht, und es wird mindestens ein Kunststoffelement in mindestens einem Bereich des Kunststoffrohrs an dessen Umfangsfläche angespritzt. Dabei wird das Kunststoffrohr während des Anspritzens durch den Stützdruck gestützt.
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Insofern werden die Vorteile des bereits bekannten Verfahrens verwirklicht, indem insbesondere ein Einformen des Kunststoffrohrs durch den Spritzgießdruck vermieden wird, weil dieses in seinem Inneren durch den Stützdruck gestützt wird. Zugleich wird ein Schrumpfen des hier Kunststoff umfassenden Spritzgießmaterials durch den Stützdruck kompensiert, so dass sich eine bündige Anlage desselben an einer Kavitätskontur auch beim Erkalten beziehungsweise Erstarren ergibt. Auf diese Weise sind die angespritzten Kunststoffelemente form- und maßhaltig herstellbar.
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Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren ist das hier vorgeschlagene Verfahren allerdings auf die Herstellung eines Kunststoff-Verbundbauteils aus einem Kunststoffrohr optimiert. Insbesondere wird dieses stoffschlüssig auf Kunststoffdichtstopfen aufgebracht, welche die Abdichtung des Stützdrucks im Bereich der Axialstempel übernehmen. Weil die Kunststoffdichtstopfen stoffschlüssig mit den Rohrenden verbunden sind, verbleiben diese auch nach dem Verfahren zur weiteren Verwendung an dem Kunststoffrohr, wobei sie zur späteren Anbindung an angrenzende Strukturbauteile verwendet werden. Dabei können sie Druckkräfte in der Anbindungsstelle aufnehmen und ein Fließen des Werkstoffs verhindern.
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Mit Hilfe des Verfahrens wird vorzugsweise ein Kraftfahrzeug-Strukturbauteil, beispielsweise ein Frontendträger eines Kraftfahrzeugs hergestellt. Es ist möglich, hier Leichtbaumaterialien und/oder Leichtbaustrategien einzusetzen.
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Besonders bevorzugt wird das Verfahren unter Verwendung von mindestens einem Roboter und/oder mindestens zwei Robotergreifern durchgeführt. Dabei hält ein erster Robotergreifer zumindest die Axialstempel der Innenhochdruckumformvorrichtung, wobei diese - in axialer Richtung gesehen - relativ zueinander verlagerbar an dem Robotergreifer angeordnet sind. Ein zweiter Robotergreifer, der an dem gleichen oder an einem weiteren Roboter angeordnet sein kann, dient der Handhabung des Kunststoffrohrs und/oder des fertigen Bauteils. Dabei ist es möglich, dass verschiedene Greifer verwendet werden, um zunächst das Kunststoffrohr mit den Axialstempeln der Innenhochdruckumformvorrichtung in Eingriff zu bringen und später das fertige Verbundbauteil zu entnehmen. Ebenso ist es möglich, dass für beide Schritte derselbe Greifer verwendet wird. Werden verschiedene Greifer verwendet, können diese an demselben oder auch an verschiedenen Robotern angeordnet sein.
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Dadurch, dass das Verbundbauteil aus einem Kunststoffrohr gefertigt wird, kann dieses besonders leicht ausgebildet werden, ohne dass dabei Einbußen in der Steifigkeit hingenommen werden müssen.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Kunststoffrohr mittels eines Innenhochdrucks der Innenhochdruckumformvorrichtung zumindest bereichsweise umgeformt wird. Die Innenhochdruckumformvorrichtung wird bei dieser Ausführung des Verfahrens nicht nur verwendet, um einen Stützdruck in dem Inneren des Kunststoffrohrs bereitzustellen, sondern das Kunststoffrohr wird auch zumindest bereichsweise mit Hilfe eines Innenhochdrucks umgeformt. Dabei ist es möglich, dass der Innenhochdruck dem Stützdruck entspricht. Ebenso ist es möglich, verschiedene Druckwerte für das Innenhochdruckumformen einerseits und das Stützen des Kunststoffrohrs andererseits zu wählen.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Kunststoffrohr aus faserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Bevorzugt umfasst es eine thermoplastische Matrix, die insbesondere im Rahmen des Verfahrens in verschiedenen Verfahrensschritten erwärmt und damit flexibel gemacht werden kann. Besonders bevorzugt weist das Fasermaterial einen unidirektionalen Faserverlauf auf. Es ergeben sich so besonders gute Festigkeitseigenschaften bei zugleich sehr geringem Gewicht für das Kunststoffrohr.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Kunststoffrohr hergestellt wird, indem ein Band aus vorimprägnierten Fasern oder Faserbündeln zu einem Schlauch gewickelt und anschließend ausgehärtet wird. Ein solches vorzugsweise aufgewickeltes Band aus vorimprägnierten Fasern beziehungsweise Faserbündeln wird auch als Prepreg-Tape bezeichnet. Ein im Wesentlichen rohrförmiges Bauteil, mithin das Kunststoffrohr, wird hergestellt, indem das Prepreg-Tape zu einem Schlauch aufgewickelt wird, wobei der so gebildete Schlauch anschließend ausgehärtet wird. Hierdurch entsteht ein stabiles Rohr aus dem von dem Prepreg-Tape umfassten Material. Bei dieser Ausführungsform umfasst das Verfahren also bevorzugt auch die Herstellung des Kunststoffrohrs in der genannten Weise.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Kunststoffdichtstopfen auf die Axialstempel der Innenhochdruckumformvorrichtung koaxial aufgesetzt werden, wobei sie jeweils einen Auffädelkonus aufweisen, der in auf die Axialstempel aufgesetztem Zustand einem Rohrende des Kunststoffrohrs jeweils zugewandt ist. Im Rahmen des Verfahrens wird das Kunststoffrohr mit seinen beiden Enden jeweils auf den Auffädelkonus eines Kunststoffdichtstopfens aufgesetzt, beziehungsweise der Auffädelkonus wird in das ihm zugewandte Ende des Kunststoffrohrs eingeführt. Dabei werden vorzugsweise die Rohrenden, besonders bevorzugt durch Infrarotstrahler, erwärmt, so dass sie sich beim Einbringen auf den Auffädelkonus aufweiten können. Diese Erwärmung darf jedoch nur so stark sein, dass ein Aufweiten oder Auftulpen der Rohrenden möglich ist, wobei jedoch kein biegeschlaffer Zustand des Kunststoffrohrs erreicht wird.
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In diesem Zusammenhang wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Kunststoffdichtstopfen erwärmt werden, bevor sie in die Rohrenden eingeführt werden. Bevorzugt werden sie durch mindestens einen Infrarotstrahler erwärmt. Die erwärmten Kunststoffdichtstopfen werden mit den Rohrenden verpresst und dabei mit diesen verschweißt. Dabei gehen die Rohrenden und die Kunststoffdichtstopfen eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung miteinander ein. Besonders bevorzugt werden vor dem Zusammenstecken sowohl die Rohrenden als auch die Dichtstopfen, vorzugsweise mit mindestens einem Infrarotstrahler, erwärmt, wodurch sie sich besonders leicht zusammenstecken, miteinander verpressen und verschweißen lassen.
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Nach Abschluss des Verfahrens verbleiben die Kunststoffdichtstopfen auf dem fertigen Verbundbauteil im Bereich von dessen Enden und können für eine Anbindung an angrenzende Strukturbauteile, insbesondere angrenzende Strukturbauteile einer Fahrzeug-Rohbaustruktur, verwendet werden. Dabei nehmen sie bevorzugt Druckkräfte auf, welche in die Anbindungsstelle eingeleitet werden, wobei sie auch ein Fließen des Werkstoffs verhindern. Im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens werden demnach die Enden des Verbundbauteils zusätzlich verstärkt, weil die bei dem Anspritzen und/oder Innenhochdruckumformen zur Abdichtung dienenden Kunststoffdichtstopfen als zusätzliches, verstärkendes Material in dem fertigen Verbundbauteil verbleiben und dieses weiter funktionalisieren.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein mittels des Innenhochdrucks umzuformender Bereich des Kunststoffrohres zuvor erwärmt wird. Vorzugsweise wird dieser Bereich ebenfalls durch mindestens einen Infrarotstrahler erwärmt. Hierdurch wird die Umformung erleichtert, und es sind höhere Umformgrade darstellbar. Zugleich wird ein Bersten des Kunststoffrohrs beim Innenhochdruckumformen verhindert.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, bei welchem das Kunststoffrohr bereichsweise mit Kunststoff umspritzt wird. Es ist demnach nicht nur möglich, bereichsweise insbesondere zusätzliche Funktionselemente an das Kunststoffrohr anzuspritzen, sondern dieses kann in bestimmten Bereichen vollständig entlang seines Umfangs durch Kunststoff umspritzt werden.
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Unabhängig davon, ob der zusätzliche Kunststoff lediglich angespritzt wird, oder ob das Kunststoffrohr mit dem Kunststoff umspritzt wird, geht das kunststoffumfassende Spritzgießmaterial beim Spritzen aufgrund des Druckes und der Temperatur mit dem Kunststoffrohr eine stoffschlüssige, unlösbare Verbindung ein. Hierdurch wird ein stabiles und belastungsfähiges Verbundbauteil hergestellt.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Anspritzen und/oder Umspritzen zeitlich anschließend mit dem Umformen durchgeführt wird. Insbesondere in diesem Fall ist es möglich, dass der im Inneren des Kunststoffrohrs herrschende Druck variiert wird, wobei sich der Innenhochdruck zum Umformen von dem Stützdruck unterscheidet. Je nach Auslegung des Verfahrens ist es möglich, dass der Innenhochdruck größer oder aber auch kleiner als der Stützdruck sein kann. Dies hängt im Wesentlichen davon ab, welche Kräfte zum Umformen einerseits und zum Stützen des Kunststoffrohrs beim Anspritzen andererseits benötigt werden. Insbesondere geht in diese Betrachtung auch ein, welcher Spritzdruck beim Spritzgießen angewendet wird.
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Alternativ ist es möglich, dass das Umformen zeitlich überlappend mit dem Anspritzen durchgeführt wird. Insbesondere in diesem Fall ist es möglich, dass der Innenhochdruck und der Stützdruck identisch sind. Dies wird besonders bevorzugt, wenn sich das Umformen und das Umspritzen und/oder Anspritzen zeitlich vollständig überlappen. Die Umformung des Kunststoffrohrs findet dann statt, während zugleich Kunststoff an dieses angespritzt wird und/oder während es mit Kunststoff umspritzt wird. Es ist auch möglich, dass ein erster Innenhochdruck während eines ersten Verfahrensstadiums herrscht, in dem das Kunststoffrohr grob umgeformt wird. Es ist dann möglich, dass ein zweiter Innenhochdruck während eines zweiten Verfahrensstadiums zum endgültigen Umformen des Kunststoffrohrs in seine Endkontur verwendet wird. Dabei ist es möglich, dass das Anspritzen und/oder Umspritzen in dem zweiten Verfahrensstadium durchgeführt wird, wobei der zweite Innenhochdruck dann zugleich den Stützdruck darstellt.
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Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass als Spritzgießmaterial, also als Kunststoff für das Anspritzen und/oder Umspritzen des Kunststoffrohrers, ein kurzfaserverstärkter Kunststoff verwendet wird. Hierdurch ist es möglich, besonders stabile Funktionselemente an dem Kunststoffrohr vorzusehen. Das Verbundbauteil besteht dann vorzugsweise vollständig aus faserverstärktem Kunststoff.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 einen Robotergreifer mit Axialstempeln einer Innenhochdruckumformvorrichtung und auf diese aufgesetzten Ku nststoffdichtstopfen;
- 2 das Einbringen eines Kunststoffrohrs zwischen die Axialstempel mittels eines zweiten Robotergreifers;
- 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrensschritts eines kombinierten Innenhochdruckumformens und An- und/oder Umspritzen des Kunststoffrohrs, und
- 4 eine Entnahme des fertigen Verbundteils mittels eines weiteren Robotergreifers.
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1 zeigt einen ersten Robotergreifer 1, der an einem ersten Roboterarm 3 angeordnet ist. Dieser gehört zu einem hier nicht dargestellten ersten Roboter, der gegebenenfalls weitere Roboterarme mit weiteren Greifern umfasst. An dem ersten Robotergreifer 1 sind - in axialer Richtung eines hier nicht dargestellten Kunststoffrohrs gesehen - einander gegenüberliegende Axialstempel 5, 5' angeordnet. Diese sind Teil einer Innenhochdruckumformvorrichtung. Sie weisen mindestens einen Fluidkanal auf, wobei in 1 zwei Fluidkanäle 7/1, 7/2 an dem Axialstempel 5 dargestellt sind. Die Fluidkanäle 7/1, 7/2 sind in nicht dargestellter Weise mit einer Fluidquelle der Innenhochdruckumformvorrichtung verbunden, so dass ein Druckfluid über die Fluidkanäle 7/1, 7/2 in ein Inneres eines zwischen den Axialstempeln 5, 5' angeordneten Kunststoffrohrs eingebracht und dort gespannt werden kann. Unter Fluid soll eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Emulsionen, Öl, oder auch ein Gas verstanden werden, wobei das Fluid auch temperiert sein kann.
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Auf die Axialstempel 5, 5' ist jeweils ein Kunststoffdichtstopfen 9, 9' aufgesetzt, der ebenfalls mindestens einen Fluidkanal umfasst, wobei hier zwei Fluidkanäle 11/1, 11/2 an dem Kunststoffdichtstopfen 9 dargestellt sind. Diese stehen mit den Fluidkanälen 7/1, 7/2 des Axialstempels 5 in Fluidverbindung beziehungsweise fluchten vorzugsweise mit diesen. Besonders bevorzugt sind - wie dargestellt - die stutzenförmig ausgebildeten Fluidkanäle 7/1, 7/2 des Axialstempels 5 in die Fluidkanäle 11/1, 11/2 des Kunststoffdichtstopfens 9 einführbar, wobei sich eine fluiddichte Verbindung ergibt.
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Vorzugsweise sind hier nicht dargestellte O-Ringe in einem Verbindungsbereich der Kunststoffdichtstopfen 9, 9' mit den Axialstempeln 5, 5' vorgesehen, um einen fluiddichten Übergang zu gewährleisten.
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2 zeigt einen zweiten Robotergreifer 13, der an einem zweiten Roboterarm 15 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der zweite Roboterarm 15 an einem zweiten Roboter angeordnet, wobei der zweite Roboter gegebenenfalls weitere Roboterarme mit weiteren Greifern aufweisen kann. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste Roboterarm 3 mit dem ersten Robotergreifer 1 an demselben Roboter angeordnet ist wie der zweite Roboterarm 15 mit dem zweiten Robotergreifer 13.
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In allen Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Der zweite Robotergreifer 13 umgreift ein Kunststoffrohr 17. Dieses wird mittels des zweiten Roboterarms 15 und des zweiten Robotergreifers 13 zwischen den Axialstempeln 5, 5' angeordnet. Diese sind hierzu an dem ersten Robotergreifer 1 - in Axialrichtung des Kunststoffrohrs 17 gesehen - relativ zueinander verlagerbar, was durch zwei Doppelpfeile P/1, P/2 dargestellt ist. Die Axialstempel 5, 5' werden also - in Längsrichtung des Kunststoffrohrs 17 gesehen - auseinander gefahren, damit dieses zwischen ihnen angeordnet werden kann. Zur Befestigung des Kunststoffrohrs 17 werden sie wieder aufeinander zuverlagert.
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Die Kunststoffdichtstopfen 9, 9' weisen in einem dem Kunststoffrohr 17 abgewandten Endbereich 19, 19' einen Durchmesser auf, der größer ist als ein Innendurchmesser des Kunststoffrohrs 17, wobei er vorzugsweise auch größer ist als ein Außendurchmesser des Kunststoffrohrs 17. In einem dem Kunststoffrohr 17 zugewandten Bereich weisen die Kunststoffdichtstopfen 9, 9' einen Auffädelkonus 21, 21' auf.
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Bevor das Kunststoffrohr 17 mit den Kunststoffdichtstopfen 9, 9' in Eingriff gebracht wird, werden Rohrenden 23, 23' und/oder die Auffädelkonen 21, 21' vorzugsweise mit Hilfe von mindestens einem Infrarotstrahler erwärmt. Besonders bevorzugt werden sowohl beide Rohrenden 23, 23' als auch beide Auffädelkonen 21, 21' erwärmt. Ganz besonders bevorzugt wird an dem Kunststoffrohr 17 lediglich eine Innenseite der Rohrenden 23, 23' und nicht auch eine Außenseite erwärmt, um einen biegeschlaffen Zustand des Kunststoffrohrs 17 zu vermeiden.
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Durch den zweiten Robotergreifer 13 wird das Kunststoffrohr 17 koaxial zu den Axialstempeln 5, 5' und den Kunststoffdichtstopfen 9, 9' ausgerichtet. Der erste Robotergreifer 1 wird zugefahren, das heißt, die Axialstempel 5, 5' und die Kunststoffdichtstopfen 9, 9' werden aufeinander zuverlagert, so dass letztlich die Kunststoffdichtstopfen 9, 9', die hier als Einleger für das Kunststoffrohr 17 ausgebildet sind, in dieses hineingetrieben werden. Dabei wird das Kunststoffrohr 17 im Bereich der Auffädelkonen 21, 21' aufgeweitet beziehungsweise aufgetulpt, und es ergibt sich aufgrund der so bewirkten Verpressung eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr 17 und den Kunststoffdichtstopfen 9, 9'.
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Das Kunststoffrohr 17 und die Einleger beziehungsweise Kunststoffdichtstopfen 9, 9' liegen nun als Einheit vor.
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Der zweite Robotergreifer 13 wird mit dem zweiten Roboterarm 15 vorzugsweise von dem Kunststoffrohr 17 wegverlagert, weil dieses stabil an dem ersten Robotergreifer 1 angeordnet ist, indem es mit den Kunststoffdichtstopfen 9, 9' verschweißt ist.
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Anschließend wird das Kunststoffrohr 17, vorzugsweise mittels mindestens eines Infrarotstrahlers, in mindestens einem Bereich erwärmt, der mittels Innenhochdrucks umgeformt werden soll. Bei der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ist dies ein mittlerer Bereich 24 des Kunststoffrohrs 17.
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Der erste Robotergreifer 1 beziehungsweise der erste Roboterarm 3 verlagert nun das erwärmte Kunststoffrohr 17 in ein vorzugsweise zweiteilig ausgebildetes Innenhochdruckumformwerkzeug 25 hinein, welches geschlossen wird. Anschließend wird von der Innenhochdruckumformvorrichtung über die Fluidkanäle 7/1, 7/2, 11/1, 11/2 ein Fluid in das Innere des Kunststoffrohrs 17 eingebracht und dort gespannt. Hierdurch ergibt sich ein Innenhochdruck, der in 3 durch den Buchstaben P dargestellt ist. Hierdurch wird das Kunststoffrohr 17 in dem in 3 ebenfalls dargestellten Innenhochdruckumformwerkzeug 25 umgeformt. Dieses weist Kavitäten 27, 29, 29' auf, in die zeitlich überlappend mit dem oder anschließend an das Innenhochdruckumformen Kunststoff eingespritzt wird. Hierdurch wird das Kunststoffrohr 17 mit dem Kunststoff umspritzt, und/oder es werden Kunststoffelemente, insbesondere zusätzliche Aussteifungen für das spätere Verbundbauteil an das Kunststoffrohr 17 angespritzt.
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Anschließend wird das Innenhochdruckumformwerkzeug 25 geöffnet, und der erste Roboterarm 3 mit dem ersten Robotergreifer 1 verlagert das noch zwischen den Axialstempeln 5, 5' angeordnete, jedoch fertig ausgebildete Verbundbauteil aus dem Innenhochdruckumformwerkzeug 25 hinaus.
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In 4 ist dargestellt, dass ein dritter Robotergreifer 31, der an einem dritten Roboterarm 33 angeordnet ist, das fertige Verbundbauteil 35 greift, wonach die Axialstopfen 5, 5' auseinanderverlagert und dabei aus den hier nicht mehr als solche erkennbaren, weil mit dem Kunststoffrohr 17 verschweißten Kunststoffdichtstopfen 9, 9' herausgezogen werden. Es ist auch möglich, dass die Axialstopfen 5, 5' bereits aus den Kunststoffdichtstopfen 9, 9' herausgezogen werden, während das Verbundbauteil 31 noch in dem Innenhochdruckumformwerkzeug 25 angeordnet ist. Dieses wird dann anschließend geöffnet, und der dritte Robotergreifer 31 greift dann das in dem Innenhochdruckumformwerkzeug 25 liegende Verbundbauteil 35.
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Es ist möglich, dass der dritte Robotergreifer 31 und der dritte Roboterarm 33 identisch zu dem zweiten Robotergreifer 13 und dem zweiten Roboterarm 15 ausgebildet sind. In diesem Fall wird also derselbe Robotergreifer und derselbe Roboterarm genutzt, um das Kunststoffrohr 17 zwischen den Axialstempeln 5, 5' anzuordnen, und um das fertige Verbundbauteil 35 zu entnehmen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass von den ersten und zweiten Robotergreifern 1, 13 und/oder Roboterarmen 3, 15 verschiedene dritte Robotergreifer 31 und/oder Roboterarm 33 eingesetzt werden, der/die an einem der ersten und zweiten Roboter oder an einem dritten Roboter angeordnet sein kann/können.
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Anhand von 4 wird noch deutlich, dass das Kunststoffrohr 17 mit Kunststoffelementen 37, 39, 39' umspritzt ist, so dass das Verbundbauteil 35 ausgebildet ist.
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Auch deutlich wird, dass das Kunststoffrohr 17 im Bereich der nicht mehr erkennbaren Einleger beziehungsweise Kunststoffdichtstopfen 9, 9' erweitert und bezüglich seiner Wandstärke verstärkt ist, so dass hier besonders stabile Verbindungsbereiche für weitere Strukturbauteile insbesondere einer Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ausgebildet sind.
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In 4 ist noch im rechten unteren Bereich verkleinert und durch einen Pfeil P/3 mit dem in dem dritten Robotergreifer 31 dargestellten Verbundbauteil 35 gedanklich verknüpftes, konkretes Ausführungsbeispiel des Verbundbauteils 35 dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen Frontendträger für ein Kraftfahrzeug, der im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Kunststoffrohr gebildet und mit zusätzlichen, an dieses angespritzten Aussteifungen und Funktionselementen versehen ist.
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Das fertige Verbundbauteil 35 wird durch den dritten Robotergreifer 31 beziehungsweise den dritten Roboterarm 33 schließlich einer Ablage oder einer Montage zugeführt.
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Insgesamt zeigt sich, dass mit Hilfe des Verfahrens eine vollautomatische Fertigung komplexer Strukturbauteile für ein Kraftfahrzeug in der Großserie möglich ist. Insbesondere ist dabei ein profilförmiges Strukturteil mit großen Umformungen auf wirtschaftliche Art und Weise aus Faserverbundmaterialien herstellbar. Dadurch ergeben sich ein reduziertes Bauteilgewicht und somit auch eine Reduzierung des Gesamtgewichts eines Kraftfahrzeugs, welches das Verbundbauteil aufweist, was Kraftstoffeinsparungen ermöglicht. Es wird eine hohe Prozessgenauigkeit und Sicherheit gewährleistet, und es können Taktzeiten reduziert werden, was eine hohe Wirtschaftlichkeit bedeutet.
