DE102015225950A1

DE102015225950A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils

Info

Publication number: DE102015225950A1
Application number: DE102015225950.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Wiesmann; Andreas Guender; Jan Lukas Bierod
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils (1), das einen Leitungsabschnitt (2) einer Hydraulikleitung (3) mit mindestens einem Kanal (4) aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Schichtweises Aufbauen einer Kanalwand (5) des mindestens einen Kanals (4), b) Schichtweises Aufbauen einer Stützstruktur (6) zum Abstützen der Kanalwand (5), c) Bereitstellen einer Masse (7), die zumindest teilweise die Kanalwand (5) und die Stützstruktur (6) kontaktiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils, insbesondere eines Gehäusebauteils für eine hydraulische Komponente, wie z. B. einem hydraulischen Ventil, welche einen Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung mit mindestens einem Kanal aufweist.
Das Gehäusebauteil findet insbesondere Anwendung bei Ventilgehäuseblöcken beziehungsweise Ventilen, die bislang ein Gehäuse aus metallischem Gussmaterial aufweisen. Das Ventil wird üblicherweise auf einen Steuerblock aufgeschraubt und ist an einer Anschlussfläche mit einer im Steuerblock ausgebildeten hydraulischen Leitung verbunden. An die Anschlussflächen der Ventile münden dann die Fluidkanäle.
Bisher war bekannt, solche Gehäusebauteile aus Vollmaterial oder aus einem endkonturnahen Gussrohling zu fertigen. Hierbei wurden die Strömungskanäle und Passungen beispielsweise mittels Bohren und/oder Schleifen hergestellt. Beim Gussverfahren wird mit Sandkernen gearbeitet, um innliegende Kanäle zu erhalten. Nachteilig bei der Herstellung solcher Gehäusebauteile sind der hohe Materialaufwand, das hohe Gewicht des Gehäusebauteils, der hohe Nachbearbeitungsaufwand und die mangelnde Gestaltungsfreiheit bei der äußeren Formgebung und beim Verlauf der Kanäle im Innern des Hydraulikblocks.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils angegeben werden, das eine kostengünstige und materialschonende Herstellung ermöglicht. Das Verfahren soll die Herstellung eines leichten Gehäusebauteils mit einer hohen Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des inneren Verlaufs der Kanäle und der äußeren Formgebung ermöglichen. Das Gehäusebauteil kann unter anderem so ausgestaltet sein, dass es leicht zu reinigen und insbesondere für etwaige Nachbearbeitungsschritte gut handhabbar ist.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigt. Die in der Beschreibung angeführten Merkmale charakterisieren die Erfindung weiter, wobei diese in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils, insbesondere eines Gehäusebauteils einer Hydraulik-Ventilanordnung, das einen Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung mit mindestens einem Kanal aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

a) Schichtweises Aufbauen einer Kanalwand des mindestens einen Kanals,
b) Schichtweises Aufbauen einer Stützstruktur zum Abstützen der Kanalwand,
c) Bereitstellen einer Masse, insbesondere zwischen der Kanalwand und der Stützstruktur, die zumindest teilweise die Kanalwand und die Stützstruktur kontaktiert.

Bei dem Gehäusebauteil handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Ventilblock beziehungsweise einen sogenannten Steuerblock für eine Ventilanordnung einer hydraulischen Anlage. Das Gehäusebauteil kann innenliegend eine (einzelne) Hydraulikleitung oder mehrere Hydraulikleitungen umfassen. Insbesondere wird der Leitungsabschnitt der Hydraulikleitung betrachtet, der einen Kanal umfasst, welcher hin zu der Außenseite des Gehäusebauteils mündet.
Die oben angedeutete Reihenfolge der Verfahrensschritte a) bis c) ergibt sich bei einem regulären Ablauf des Verfahrens. Einzelne Verfahrensschritte können zeitgleich nacheinander und/oder parallel durchgeführt werden. Insbesondere werden die Schritte a) und b) parallel durchgeführt. Dies ermöglicht es, die Kanalwand des mindestens einen Kanals und die Stützstruktur einstückig zu formen bzw. diese direkt miteinander zu verbinden. Bevorzugt werden die Schritte a) und b) so oft vor dem Schritt c) durchgeführt, bis ein dreidimensionales Gebilde aus Kanalwand und Stützstruktur fertig aufgebaut ist. Mit anderen Worten kann das Bereitstellen der Masse nach Fertigstellen der Kanalwand und der Stützstruktur erfolgen.
Der hier vorgeschlagenen Lösung liegt insbesondere die Idee zugrunde, generative Fertigungsverfahren (z. B. 3D-Druck, EBM, SLM, SLS oder dergleichen) zu nutzen, um ein Gehäusebauteil mit einer hohen Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des inneren Verlaufs der Kanäle und der äußeren Formgebung herstellen zu können. Um gleichwohl die Fertigungskosten eines solchen Gehäusebauteils gering halten zu können, wird vorgeschlagen, insbesondere nur die Kanalwand der Kanäle und eine diese Kanalwand stützende Stützstruktur generativ bzw. schichtweise zu fertigen.
Die Wandstärke der Kanalwand und/oder der Stützstruktur kann konstant und/oder variabel bzw. entlang ihrer räumlichen Ausbreitung unterschiedlich dick aufgebaut bzw. geformt sein. Besonders bevorzugt wird die Wandstärke der Kanalwand und/oder der Stützstruktur bedarfsorientiert bzw. in Abhängigkeit von im Betrieb auftretenden Belastungen und daraus resultierenden Spannungen dimensioniert. Im Sinne der hier vorgeschlagenen Lösung können alle hydraulischen Funktionsstrukturen des Gehäusebauteils, insbesondere Kanäle, Bohrungen für Steuerschieber, Filter, Siebe, Anschlussflächen oder dergleichen, mittels generativer bzw. schichtweiser Fertigungsverfahren geformt werden.
Insbesondere nach dem Fertigen der schichtweise aufgebauten Kanalwand und Stützstruktur, wird eine (fließfähige und/oder verfestigbare) Masse bereitgestellt bzw. zugeführt, die zumindest teilweise die Kanalwand und die Stützstruktur kontaktiert. Dadurch lässt sich eine weitgehend frei vorgebbare Außenkontur des Gehäusebauteils herstellen. Zudem kann die Masse als mechanische Stabilisierung der Kanalwand und Stützstruktur dienen. Die Masse kann z.B. als Füllmasse aus einem Kunststoff hergestellt sein. Das Kontaktieren der Kanalwand und der Stützstruktur durch die Masse kann einen Formschluss und/oder einen Stoffschluss – z.B. durch Klebeeigenschaften der Masse oder durch Anschmelzen – zwischen der Masse, der Kanalwand und/oder der Stützstruktur bewirken.
Ganz besonders bevorzugt umschließt die Masse zumindest die Kanalwand (vollständig) und bedeckt auch die Stützstruktur wenigstens teilweise. Es ist möglich, dass die Stützstruktur einen äußeren (räumlichen) Rahmen bildet, in dem die Kanalwand und die Masse angeordnet sind, wobei insbesondere das gesamte Volumen zwischen der Kanalwand und dem Rahmen mit der Masse (vollständig) ausgefüllt ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine äußere Formgebung des Gehäusebauteils bedarfsorientiert bereitstellen zu können. Vorzugsweise soll die äußere Formgebung des Gehäusebauteils nur unwesentlich von dem Aussehen konventionell gefertigter Gehäusebauteile abweichen. Es ist bevorzugt, wenn das Gehäusebauteil mit handelsüblichen Außenabmessungen geformt wird, so dass es insbesondere als Nachrüstbauteil und/oder Ersatzteil verwendet werden kann.
Das Bereitstellen der Masse hat unter anderem den Vorteil, dass schwer zugängliche Stellen des zwischen der generativ bzw. schichtweise hergestellten Kanalwand und/oder Stützstruktur, insbesondere Hinterschneidungen, mit der Masse gefüllt werden können. Dadurch kann eine einfache Reinigung des Gehäusebauteils ermöglicht werden. Das Bereitstellen der Masse kann zum Dämpfen der Geräuschentwicklung und Eigenschwingung des Gehäusebauteils dienen, insbesondere dann, wenn die Masse mit einem Material gebildet wird, das dazu vorgesehen und eingerichtet ist, Schwingungen zu dämpfen bzw. Schwingungen nicht ungehindert zu übertragen. Falls Funktionsflächen, insbesondere Dichtflächen und/oder Kanalinnenwände, des Gehäusebauteils (spanend) nachbearbeitet werden müssen, kann das Bereitstellen der Masse ein Halten des Gehäusebauteils, insbesondere ein Verspannen mit Spannelementen, in einer Bearbeitungsmaschine vereinfachen. Die Masse selbst kann einheitlich sein, es ist jedoch auch möglich, dass die (Gesamt-)Masse mehrere verschiedene (Teil-)Massen (bzw. Materialien) umfasst. Im letzteren Fall ist möglich, dass bei der Masse verschiedene Bereiche unterschiedlicher Materialeigenschaften ausgeformt werden, beispielswiese schichtförmig.
Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren findet insbesondere ein sogenanntes „rapid prototyping“ oder auch „generatives“ oder "adaptives" Verfahren zur Herstellung von Festkörpern Anwendung. Hierunter sind insbesondere „solid free from fabrication methods“ verstanden, die Methoden zur Herstellung des Bauteils unmittelbar aus Computerdaten betreffen, wie insbesondere das sogenannte Elektronstrahlschmelzen (Electron Beam Melting, EBM), die Stereolithographie, das selektive Lasersintern (SLS), das selektive Laserschmelzen (SLM) und dergleichen.
Ganz besonders bevorzugt sind die Schritte a) und/oder b) des Verfahrens als Selektives Laserschmelzen (SLM) ausgeführt. Beim SLM-Verfahren handelt es sich um ein „rapid prototyping“ Verfahren, das ausschließlich für die Fertigung von Metall verwendet wird. Wie beim 3D-Druck werden die Bauteile im Schichtbauverfahren aufgebaut (auch „additive manufacturing“ genannt). Die Herstellung der Bauteile erfolgt mit dem Laserstrahlschmelzen. Anders als beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird beim Selektiven Laserschmelzen (SLM) das Materialpulver nicht gesintert. Beim SLM-Verfahren wird das Materialpulver direkt an dem Bearbeitungspunkt durch die Wärmeenergie eines Laserstrahls lokal aufgeschmolzen. Das Pulvermaterial wird bis knapp unter die Schmelztemperatur erhitzt, wobei dies unter Schutzgas erfolgen kann, damit das Material nicht oxidiert.
Zu diesem Zweck wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgeschlagen, dass das schichtweise Aufbauen der Kanalwand in Schritt a) zumindest die folgenden Zwischenschritte umfasst:

a1) Bereitstellen einer Schicht losen Materials auf einem Untergrund,
a2) Verbinden der Schicht zu einem Festkörper mittels eines hochenergetischen Strahls, der einem vorgegebenem Pfad entlang der Schicht folgt,
a3) Wiederholen der Schritte a1) und a2).

Dabei wird zunächst gemäß Schritt a1) eine Schicht losen Materials auf einem Untergrund bereitgestellt, insbesondere aufgetragen, aufgesprüht und/oder abgelegt. Die Schichthöhe kann hierbei bedarfsorientiert eingestellt werden, wobei die Schichthöhe bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,8 mm [Millimeter] beträgt. Als „loses Material“ kommt insbesondere ein Pulver in Betracht, ganz besonders bevorzugt ein metallisches Pulver. Ganz besonders bevorzugt, insbesondere im Hinblick auf den bevorzugten Hydraulik-Anwendungsbereich, wird ein metallisches Pulver eines Chrom-Nickel-Stahls eingesetzt. Auch wenn das lose Material grundsätzlich unter bzw. in einem Fluid bereitgestellt werden kann, wird eine Bereitstellung in einer üblichen Umgebungsbedingung (Atmosphäre) bevorzugt.
Gemäß Schritt a2) wird zumindest ein Teil des losen Materials beziehungsweise ein vorgegebener Bereich der Schicht mittels eines hochenergetischen Strahls zu einem Festkörper verbunden. Hierzu dient der hochenergetische Strahl insbesondere dazu, das lose Material zumindest teilweise aufzuschmelzen und mit benachbarten Materialkomponenten eine dauerhafte Verbindung einzugehen. Dies betrifft einerseits das Material der obersten (Deck-)Schicht, sowie gegebenenfalls das Material einer darunter liegenden (Sub-)Schicht, sofern die Schritte a1) und a2) bereits schon mindestens einmal ausgeführt wurden. Üblicherweise kommt als hochenergetischer Strahl ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl zum Einsatz. Der hochenergetische Strahl wird hierbei während des Verbindens entlang eines vorgegebenen (von dem Computer gesteuerten beziehungsweise geregelten) Pfads über bzw. auf der (Deck-)Schicht geführt. Der Pfad kann ununterbrochen sein, es ist aber auch möglich, dass in verschiedenen Bereichen der Schicht separate Pfade mit dem hochenergetischen Strahl abgefahren werden.
Zum Aufbau der gewünschten Kanalwand werden diese Schritte a1) und a2) entsprechend der Dimensionen der Kanalwand wiederholt. Auf diese Weise wird übereinander Schicht um Schicht ergänzt und mit dem hochenergetischen Strahl überarbeitet.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das schichtweise Aufbauen der Stützstruktur in Schritt b) zumindest die folgenden Zwischenschritte umfasst:

b1) Bereitstellen einer Schicht losen Materials auf einem Untergrund,
b2) Verbinden der Schicht zu einem Festkörper mittels eines hochenergetischen Strahls, der einem vorgegebenem Pfad entlang der Schicht folgt,
b3) Wiederholen der Schritte b1) und b2).

Die vorstehend im Zusammenhang mit den Schritten a1), a2) und a3) erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei den hier vorgestellten Schritten b1), b2) und b3) auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Stützstruktur zumindest teilweise eine Außenkontur des Gehäusebauteils bestimmt. Das heißt mit anderen Worten insbesondere, dass die Stützstruktur die Außenkontur des Gehäusebauteils (teilweise) begrenzt. Bevorzugt wird mittels der Stützstruktur ein die Außenkontur des Gehäusebauteils bestimmender (räumlichen) Rahmen gebildet. Die Stützstruktur kann insbesondere zum Ausbilden eines Rahmens mit zumindest einer Schiene, einem Kantenelement, einem Eckenelement, einer Strebe oder dergleichen aufgebaut werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Stützstruktur zumindest mit einer der folgenden Komponenten schichtweise aufgebaut wird:

– mindestens einer Strebe, die mindestens zwei Bereiche der Kanalwand miteinander verbindet, insbesondere diese Bereiche gegeneinander abstützt,
– (mindestens) einem Halter, an dem die Kanalwand gehalten ist,
– einem Rahmen, der zumindest teilweise eine Außenkontur des Gehäusebauteils bestimmt, wobei der Rahmen, insbesondere mit mindestens einer Strebe, mit der Kanalwand verbunden ist,
– mindestens einem Eckenelement, das an einer Ecke des Gehäusebauteils angeordnet ist und das, insbesondere mit mindestens einer Strebe, mit der Kanalwand (mittelbar) verbunden ist,
– mindestens einer Strebe, die die Kanalwand mit dem Rahmen (wenn vorhanden) oder dem Eckenelement (wenn vorhanden) verbindet,
– einem Flansch (zum Anschluss weiterer, ggf. externer Komponenten), der an mindestens einem Kanalende des mindestens einen Kanals gebildet ist,
– einer Bodenplatte, insbesondere mit einer Bodenplatte mit einer Gitterstruktur.

Die Stützstruktur, insbesondere der Rahmen, der Flansch, die Bodenplatte und/oder das Eckenelement, kann bzw. können in den Außenflächen des Gehäusebauteils hervortreten und/oder in den Außenflächen bzw. in einer Außenkontur des Gehäusebauteils integriert sein. Wenn ein Halter vorgesehen ist, kann dieser in der Art einer Ausrichthilfe, insbesondere dreieckig, geformt sein. Dies kann die Ausrichtung des dreidimensionalen Gebildes in einer Gussform erleichtern.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Bereitstellen der Masse in Schritt c) zumindest einen der folgenden Zwischenschritte umfasst:

ca) gemeinsame Anordnung der Kanalwand und der Stützstruktur in einer Gussform und zumindest teilweises Füllen der Gussform mit der Masse,
cb) Umspritzen der Kanalwand und der Stützstruktur mit der Masse,
cc) Übergießen der Kanalwand und der Stützstruktur mit der Masse,
cd) gemeinsames Eintauchen der Kanalwand und der Stützstruktur in die Masse, und Aushärten der Masse, und/oder
ce) gemeinsame Anordnung der Kanalwand und der Stützstruktur auf einer Grundfläche, zumindest teilweises Bedecken der Grundfläche bis zu einer bestimmten Grund-Füllhöhe mit einem metallischen Material, und Umgeben der Kanalwand und der Stützstruktur mit einem Kunststoff-Material.

Bevorzugt wird die Masse in Schritt c) so bereitgestellt, dass die Masse die Kanalwand und die Stützstruktur zumindest teilweise umgibt und/oder einen Mantel um eine Außenseite der Kanalwand und/oder eine Benetzung der in das Innere des Gehäusebauteils hinein weisenden Flächen der Stützstruktur bildet und/oder mindestens einen Zwischenraum zwischen der Kanalwand und der Stützstruktur füllt.
Das Bereitstellen der Masse in Schritt c) kann zumindest mit einem der folgenden Verfahren durchgeführt werden:

– Schwerkraft-Guss,
– Druckguss, insbesondere Metall-Druckguss, bevorzugt Aluminium-Druckguss,
– Spritzguss, insbesondere Kunststoff-Spritzguss und/oder Metall-Spritzguss.

Vor Schritt c) können die Kanalwand und die Stützstruktur (miteinander verbundenen) in einer Gussform angeordnet werden. Die Stützstruktur, insbesondere ein Rahmen der Stützstruktur, kann vorteilhaft dazu verwendet werden bzw. dazu dienen, das schichtweise aufgebaute Gebilde (Kanalwand und Stützstruktur) in einer Gussform zu positionieren und auszurichten. Bevorzugt sind die Außenmaße des Gehäusebauteils in bestimmten Stufen gestaffelt. Dann werden nur für diese bestimmten Außenmaße Gussformen benötigt. Dies ermöglicht es, ein Umgießen mit der Masse sehr kostengünstig zu gestalten. Es können jedoch auch variable Gussformen mit verschiebbaren Wänden vorgesehen sein. Diese können eine freie äußere Formgebung des Gehäusebauteils ermöglich.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zumindest auf die Kanalwand oder die Stützstruktur zumindest eine der folgenden Komponenten schichtweise aufgebaut wird:

– eine Labyrinth-Dichtung im Bereich zumindest eines Kanalendes,
– mindestens ein Verzahnungselement, das eine Kontaktfläche zwischen der Masse und zumindest der Kanalwand oder der Stützstruktur vergrößert,
– ein Relief.

Bevorzugt umfasst das Verzahnungselement mindestens einen Fortsatz, mindestens eine Rippe, mindestens einen Stift oder dergleichen. Das Verzahnungselement kann nach dem Bereitstellen der Masse sich in die Masse hinein erstrecken und sich mit dieser verzahnen (Formschluss). Dort wo die Kanalwand und/oder die Stützstruktur im Bereich einer Außenoberfläche des Gehäusebauteils mit der (Kunststoff-)Masse in Kontakt stehen, z. B. an Anschlussmündungen, im Bereich eines Kanalendes, auf Rahmen-Innenseiten, können auf der Kanalwand und/oder der Stützstruktur (außenseitig) Labyrinth-Dichtungsstrukturen angeformt bzw. aufgebaut sein. Dies kann ein Eindringen von Feuchtigkeit in Spalte zwischen der Masse und der Kanalwand und/oder der Stützstruktur verhindern. Das Relief kann mit einer (umlaufenden) Nut, einer Furche und/oder einer Erhebung auf der Kanalwand und/oder der Stützstruktur gebildet werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Kanalwand und die Stützstruktur mit einem metallischen Material schichtweise aufgebaut werden und wobei die Masse zumindest mit einem Kunststoff-Material oder mit einem metallischen Material gebildet wird. Als metallisches Material ist ein Chrom-Nickel-Stahl mit einer Zugfestigkeit im Bereich von 600–1.000 N/mm² [Newton pro Quadratmillimeter] oder Aluminium bevorzugt. Besonders bevorzugt ist die Masse mit einem Kunststoff, insbesondere einem volldurchgefärbten Kunststoff, gebildet. Die Farbe des Gehäusebauteils kann durch die Farbgebung der Masse (des Kunststoffs) bestimmt werden. Der Kunststoff kann mit einem Korrosionsinhibitor, insbesondere einem VCI (Volatile Corrosion Inhibitor), ausgerüstet sein.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine Wärmeableitungsstruktur schichtweise aufgebaut wird, wobei die Wärmeableitungsstruktur die Kanalwand und einen Wärmeableitungsbereich an einer Außenkontur bzw. Außenoberfläche des Gehäusebauteils kontaktiert. Die Wärmeableitungsstruktur kann Metallflächen umfassen, die gezielt an der Außenoberflächen des Gehäusebauteils vorgesehen sind, um dort thermische Kontaktflächen bereitstellen zu können, z. B. für die Montage eines Kühlelements oder eines Wärmetauschers. Bevorzugt umfasst die Wärmeableitungsstruktur eine wärmeleitende Platte, die an einer Außenoberfläche des Gehäusebauteils angeordnet ist und/oder wärmeleitende Streben, die die Kanalwand mit der Außenoberfläche des Gehäusebauteils und/oder mit der wärmeleitenden Platte (wärmeleitend) verbinden.
Bevorzugt wird vor dem Bereitstellen der Masse ein RFID-Chip (als elektronisches Typenschild und/oder fälschungssicheres Wiedererkennungszeichen) auf die Kanalwand und/oder die Stützstruktur aufgebracht, insbesondere aufgeklebt oder aufgedruckt. Ein RFID-Chip kann alternativ oder kumulativ während des Bereitstellens der Masse in das Gehäusebauteil integriert werden, insbesondere mit eingespritzt werden. Besonders bevorzugt wird in der Außenkontur bzw. der Außenoberfläche des Gehäusebauteils eine Aufnahme für ein herkömmliches Typenschild gebildet. Das Typenschild kann in die Aufnahme eingeclipst oder eingelegt werden.
Nach einem weiteren Aspekt wird eine Hydraulik-Ventilanordnung mit einem Gehäusebauteil vorgeschlagen, wobei das Gehäusebauteil einen Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung mit mindestens einem Kanal aufweist, wobei der mindestens eine Kanal eine schichtweise aufgebaute Kanalwand hat und mit einer schichtweise aufgebauten Stützstruktur abgestützt ist und wobei die Kanalwand und die Stützstruktur zumindest teilweise von einer Masse kontaktiert sind. Bevorzugt ist das Gehäusebauteil dabei nach einer der hier vorgeschlagenen Ausführungsvarianten des Verfahrens hergestellt.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Hydraulik-Ventilanordnung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
Besonders bevorzugt ist es, ein Gehäusebauteil und/oder eine Hydraulik-Ventilanordnung wie sie vorstehend erläutert wird, zur Förderung einer unter Hochdruck stehenden Hydraulikflüssigkeit zu verwenden. Ein solches Gehäusebauteil kann auch als Hydraulikblock bezeichnet werden. An beziehungsweise in dem Gehäusebauteil können weitere (separate) Leitungsabschnitte, Ventile, Filter und dergleichen angeschlossen beziehungsweise gebildet werden. Die bevorzugte Anwendung des Gehäusebauteils kann anhand folgender Charakteristika veranschaulicht werden:

– Hydraulikflüssigkeit: Öl
– maximaler Arbeitsdruck: 50 bis 400 bar (statisch oder dynamisch)
– maximaler Volumenstrom: bis 100 l/min [Liter pro Minute]
– Arbeitstemperaturbereich: –30 bis +80 °C
– Viskositätsbereich: 2,8–500 mm²/s [Quadratmillimeter pro Sekunde]

Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es ist darauf hinzuweisen, dass gleiche Bauteile in den verschiedenen Figuren stets mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen schematisch:
1: eine Hydraulik-Ventilanordnung,
2: eine erste Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand, die mit einer Stützstruktur abgestützt ist,
3: eine zweite Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand, die mit einer Stützstruktur abgestützt ist,
4: eine dritte Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand, die mit einer Stützstruktur abgestützt ist,
5: eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines schichtweise aufgebauten Gebildes,
6: einen ersten Schritt eines Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils,
7: einen zweiten Schritt eines Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils,
8: einen dritten Schritt eines Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils, und
9: einen vierten Schritt eines Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils.
1 zeigt schematisch eine Hydraulik-Ventilanordnung 24 mit einem Gehäusebauteil 1, aufweisend einen Leitungsabschnitt 2 einer Hydraulikleitung 3 mit mindestens einem Kanal 4, wobei der mindestens eine Kanal 4 eine schichtweise aufgebaute Kanalwand 5 hat und mit einer schichtweise aufgebauten Stützstruktur 6 abgestützt ist und wobei die Kanalwand 5 und die Stützstruktur 6 von einer Masse 7 kontaktiert sind. Die Stützstruktur 6 ist hier beispielhaft mit einer Bodenplatte 25 und zwei Flanschen 11 gebildet, wobei die Flansche 11 jeweils an einem Kanalende 17 der Kanäle 4 gebildet sind.
In 1 ist die Hydraulik-Ventilanordnung 24 beispielhaft als ein magnetbetätigbares Wege-Schiebe-Ventil dargestellt. Dieses ist ausgeführt mit einem Gehäusebauteil 1, welches nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren hergestellt ist. In dem Gehäusebauteil 1 ist eine (gegebenenfalls verzweigte) Hydraulikleitung 3 geformt. Die hier veranschaulichte Hydraulikleitung 3 tritt an zwei Stellen des Gehäusebauteils 1 aus. Dort ist jeweils ein Leitungsabschnitt 2 gebildet, der Teil eines in dem Gehäusebauteil 1 vorhandenen Kanals 4 sein kann.
Zur Veranschaulichung soll kurz die Funktionsweise des in 1 dargestellten magnetbetätigbaren Wege-Schiebe-Ventils veranschaulicht werden. Seitlich zu dem Gehäusebauteil 1 sind zwei Magnete 26 vorgesehen, mit deren Hilfe ein zentral im Gehäusebauteil 1 angeordneter Steuerschieber 27 bewegbar ist. Der Steuerschieber 27 ist beidseits jeweils über einen von den Magneten 26 verfahrbaren Stößel 28 und gegen eine Rückstellfeder 29 vorgespannt verschiebbar. Im unbetätigten Zustand wird der Steuerschieber 27 durch die Rückstellfedern 29 in einer Mittelstellung gehalten. Die Betätigung des Steuerschiebers 27 erfolgt über die gezielt elektrisch steuerbaren Magnete 26. Die von den Magneten 26 erzeugte Kraft wirkt über die Stößel 28 auf den Steuerschieber 27 und schiebt diesen aus seiner Ruhelage in die gewünschte Endstellung. Dadurch wird die geforderte Volumenstromrichtung, je nach Wunsch, frei. Nach Deaktivieren des Magneten 26 wird der Steuerschieber 27 durch die Rückstellfedern 29 wieder in seine Ruhelage geschoben.
2 zeigt schematisch und perspektivisch eine erste Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils 1 mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand 5, die mit einer Stützstruktur 6 verbunden und ggf. abgestützt ist. Die Stützstruktur 6 fixiert hier beispielhaft mehrere Kanalwände 5 im Raum. Die schichtweise aufgebauten Kanalwände 5 umgeben mehrere Kanäle 4 von mehreren Leitungsabschnitten 2 einer Hydraulikleitung 3. Es ist zu erkennen, dass eine hohe Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Verlaufs der Kanäle 4 besteht. Die Stützstruktur 6 ist so geformt, dass sie eine (rechteckige) Außenkontur 14 des Gehäusebauteils 1 bestimmt. Hierzu ist die Stützstruktur 6 unter anderem mit einem Rahmen 10 gebildet. Zudem weist die Stützstruktur 6 mehrere Streben 8 auf.
Gemäß der Darstellung nach 2 sind auf einer der Kanalwände 5 drei Verzahnungselemente 19 schichtweise aufgebaut, die eine Kontaktfläche 20 zwischen einer Masse 7 und der Kanalwand 5 vergrößern. Der Übersichtlichkeit halber ist die Masse 7 hier nicht dargestellt. Die Verzahnungselemente 19 sind beispielhaft in der Art von Stiften gebildet, die sich ausgehend von der Kanalwand 5 in die Masse 7 hinein erstrecken. Die Verzahnungselemente 19 können auch hiervon abweichend geformt sein, so kann z. B. außen auf mindestens einer Kanalwand 5 und/oder auf mindestens einem Element der Stützstruktur 6 eine Riffelung aufgebracht sein.
3 zeigt schematisch und perspektivisch eine zweite Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils 1 mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand 5, die mit einer Stützstruktur 6 verbunden und ggf. abgestützt ist. Die Anordnung der Kanalwände 5 entspricht hier lediglich beispielhaft im Wesentlichen der Darstellung gemäß 2. Die Stützstruktur 6 ist mit mehreren Eckenelementen 12 und mit Streben 8 ausgeführt. Die Eckenelemente 12 sind an Ecken 13 des Gehäusebauteils 1 angeordnet. Die Streben 8 verbinden die Eckenelemente 12 miteinander und mit der Kanalwand 5. Die Eckenelemente 12 bestimmen beispielhaft eine (rechteckige) Außenkontur 14 des Gehäusebauteils.
4 zeigt schematisch und perspektivisch eine dritte Ausführungsvariante eines Gehäusebauteils 1 mit einer schichtweise aufgebauten Kanalwand 5, die mit einer Stützstruktur 6 verbunden und ggf. abgestützt ist. Die Anordnung der Kanalwände 5 entspricht hier lediglich beispielhaft im Wesentlichen der Darstellung gemäß 2 und 3. Die Stützstruktur 6 umfasst hier einen Halter 9, an dem die Kanalwände 5 gehalten sind. Der Halter 9 ist zum Halten der Kanalwände 5 vorgesehen und eingerichtet. Hierzu kann der Halter 9 während des schichtweisen Aufbaus der Kanalwände 5 und der Stützstruktur 6 mit den Kanalwänden 5 verbunden bzw. einstückig geformt werden.
In 4 ist auch gezeigt, dass eine Labyrinth-Dichtung 18 im Bereich zumindest eines Kanalendes 17 vorgesehen sein kann. Die das Kanalende 17 umgebende Labbyrinth-Dichung 18 wird von der Masse 7 umschlossen und verhindert insbesondere ein Eindringen von Feuchtigkeit zwischen der Masse 7 und der Kanalwand 5. Weiter kann ein Relief 23 z. B. mit einer (umlaufenden) Nut auf der Kanalwand 5 gebildet sein; wobei hier das Relief 23 insbesondere so ausgebildet ist, dass es eine Labyrinth-Dichtung 18 mit ausformt. Beispielhaft und schematisch ist auch dargestellt, dass eine Wärmeableitungsstruktur 15 vorgesehen sein kann, wobei die Wärmeableitungsstruktur 15 die Kanalwand 5 und einen metallischen Wärmeableitungsbereich 16 an einer Außenkontur 14 des Gehäusebauteils 1 kontaktiert.
5 zeigt schematisch eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines schichtweise aufgebauten Gebildes. Eine solche oder ähnliche Anordnung ist grundsätzlich auch zur Durchführung des hier vorgestellten Verfahrens zur Herstellung eines Gehäusebauteils geeignet, beispielsweise zum schichtweisen Aufbau der Kanalwand 5 und der Stützstruktur 6. Zudem kann die Verzahnung 19, der Halter 9, die Wärmeableitungsstruktur 15, die Labyrinth-Dichtung 18, der Wärmeableitungsbereich 16, die Strebe 8, der Rahmen 10 und/oder der Flansch 11 des Eckelements 12 bzw. der Ecke 13 schichtweise aufgebaut werden/sein.
Zu diesem Zweck ist ein Behälter 30 mit einem mittels einer Verschiebevorrichtung 31 (vertikal) bewegbaren Untergrund 32 ausgeführt. Auf diesen Untergrund 32 kann eine Schicht 33 losen Materials 34 mittels des Füllapparats 35 abgelegt werden. Ist die vorgegebene Schichthöhe erreicht, wird ein hochenergetischer Strahl 36, der in einem Strahlgenerator 37 erzeugt und gegebenenfalls mittels einer Optik 38 abgelenkt wird, hin zu dem losen Material 34 geführt. Dabei überstreicht der hochenergetische Strahl 36 einen vorgegebenen Pfad 39 entlang der Schicht 33, wobei das lose Material 34 zumindest teilweise aufgeschmolzen und mit dem benachbarten Material versintert wird. Auf diese Weise kann nun Schicht 33 für Schicht 33 sukzessive ein gewünschter Festkörper 40 erzeugt werden. Die einzelnen Prozesse beziehungsweise Apparaturen der Anordnung können mittels einer Kontrolleinheit 41 und hierfür geeigneten Datenleitungen 42 gesteuert werden, so dass die gewünschte Bauteilgeometrie erreicht wird. Insbesondere gibt die Kontrolleinheit 41 aufgrund ihr zur Verfügung stehenden CAD-Daten die Bewegungen des Füllapparats 35, des hochenergetischen Strahls 36 (z. B. über die Optik 38) und des Untergrunds 32 gezielt vor.
In 6 ist schematisch ein erster Schritt eines Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils 1 veranschaulicht. Es ist gezeigt, dass die in 5 veranschaulichte Anordnung zum schichtweisen Aufbauen der Kanalwand 5 und der Stützstruktur 6 verwendet werden kann. Im schichtweise aufgebauten Zustand umgibt die Kanalwand 5 einen Leitungsabschnitt 2 mit mehreren Kanälen 4. Die Stützstruktur 6 ist mit mehreren Eckenelementen 12 und mit Streben 8 ausgeführt. Die Streben 8 verbinden die Eckenelemente 12 mit der Kanalwand 5.
7 veranschaulicht einen zweiten Schritt des Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils 1. Das im ersten Prozessschritt gemäß 6 schichtweise aufgebaute Gebildet, umfassend die Kanalwand 5 und die Stützstruktur 6, wird in einer Gussform 43 angeordnet. Hierbei erfolgt ein gemeinsames Anordnen der Kanalwand 5 und der Stützstruktur 6 auf einer Grundfläche 21. Das heißt insbesondere auch, dass das im ersten Prozessschritt erhaltenen Gebilde als eine Art Einlegeteil in einer Spritzgussform angeordnet wird. Vorzugsweise werden dabei Öffnungen der Kanäle 4 an den Kanalenden 17 durch die Spritzgussform abgedeckt, um ein Eindringen der Masse 7 in das Innere der Kanäle 4 zu vermeiden.
In 8 ist schematisch ein dritter Schritt des Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils 1 veranschaulicht. Im dritten Prozessschritt wird die Grundfläche 21 mit einer ersten Masse 44 bedeckt. Im Sinne des hier vorgeschlagenen Verfahrens handelt es sich bei diesem Bedecken um ein Bereitstellen einer ersten Masse 44 der Masse 7, die zumindest teilweise die Kanalwand 5 und die Stützstruktur 6 kontaktiert. Die erste Masse 44 ist hier beispielhaft mit einem metallischen Material gebildet. Während des Bedeckens ist die erste Masse 4 in der Regel verflüssigt, z. B. geschmolzen, und härtet nach dem Bedecken der Grundfläche 21 aus. Zum Bedecken der Grundfläche 21 mit einem metallischen Material können beliebige Guss-Techniken verwendet werden. Das Bedecken der Grundfläche 21 erfolgt so lange, bis eine gewünschte bzw. bestimmte Grund-Füllhöhe 22 erreicht ist.
Alternativ kann der dritte Schritt entfallen und es kann eine der ersten Masse 44 entsprechende Bodenplatte 25 des Gehäusebauteils 1 schon im ersten Prozessschritt mittels des anhand von 6 beschriebenen 3D-Druckverfahren gebildet werden. Ebenso kann eine Bodenplatte 25 als (separates) Metallblech zur Verfügung gestellt werden, auf die die Schichten 33 gemäß erstem Prozessschritt aufgebracht werden, und die nach Abschluss des ersten Prozessschritts fester bzw. integraler Bestandteil des in diesem Prozessschritt hergestellten Gebildes ist.
Alternativ kann der dritte Schritt entfallen und die Masse 7 alleine durch Ausführen des folgenden vierten Schrittes gebildet werden.
In 9 ist schematisch ein vierter Schritt des Prozesses zur Herstellung eines Gehäusebauteils 1 veranschaulicht. Hier erfolgt ein Umgeben der Kanalwand 5 und der Stützstruktur 6 mit einer zweiten Masse 45. Im Sinne des hier vorgeschlagenen Verfahrens handelt es sich bei diesem Umgeben um ein Bereitstellen einer zweiten Masse 45 der Masse 7, die zumindest teilweise die Kanalwand 5 und die Stützstruktur 6 kontaktiert. Die zweite Masse ist hier beispielhaft mit einem Kunststoff-Material gebildet. Die erste Masse 44 und die zweite Masse 45 bilden hier beispielhaft gemeinsam die Masse 7. Das Umgeben erfolgt beispielsweise so lange, bis die Gussform 43 fast vollständig gefüllt ist.
Damit ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils, insbesondere eines Gehäusebauteils einer Hydraulik-Anordnung (bevorzugt einer Hydraulik-Ventilanordnung), angegeben, das die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise löst. Das Verfahren ermöglicht eine kostengünstige und materialschonende Herstellung eines Gehäusebauteils. Es wird mit dem Verfahren die Herstellung eines leichten Gehäusebauteils mit einer hohen Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des inneren Verlaufs der Kanäle und der äußeren Formgebung ermöglicht. Gleichwohl ist das mit dem Verfahren hergestellte Gehäusebauteil leicht zu reinigen und insbesondere für etwaige Nachbearbeitungsschritte gut handhabbar, insbesondere gut spannbar. Zudem kann das Gehäusebauteil mit handelsüblichen Außenabmessungen hergestellt werden, so dass es als Nachrüstbauteil und/oder Ersatzteil verwendet werden kann. Das Gehäusebauteil kann mit dem Verfahren so hergestellt werden, dass eine Geräuschbelastung verringert werden kann und Eigenschwingungen des Gehäusebauteils minimiert werden können.
Bezugszeichenliste

1: Gehäusebauteil
2: Leitungsabschnitt
3: Hydraulikleitung
4: Kanal
5: Kanalwand
6: Stützstruktur
7: Masse
8: Strebe
9: Halter
10: Rahmen
11: Flansch
12: Eckenelement
13: Ecke
14: Außenkontur
15: Wärmeableitungsstruktur
16: Wärmeableitungsbereich
17: Kanalende
18: Labyrinth-Dichtung
19: Verzahnungselement
20: Kontaktfläche
21: Grundfläche
22: Grund-Füllhöhe
23: Relief
24: Hydraulik-Ventilanordnung
25: Bodenplatte
26: Magnet
27: Steuerschieber
28: Stößel
29: Rückstellfeder
30: Behälter
31: Verschiebevorrichtung
32: Untergrund
33: Schicht
34: Material
35: Füllapparat
36: Strahl
37: Strahlgenerator
38: Optik
39: Pfad
40: Festkörper
41: Kontrolleinheit
42: Datenleitung
43: Gussform
44: erste Masse
45: zweite Masse

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebauteils (1), das einen Leitungsabschnitt (2) einer Hydraulikleitung (3) mit mindestens einem Kanal (4) aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Schichtweises Aufbauen einer Kanalwand (5) des mindestens einen Kanals (4), b) Schichtweises Aufbauen einer Stützstruktur (6) zum Abstützen der Kanalwand (5), c) Bereitstellen einer Masse (7), die zumindest teilweise die Kanalwand (5) und die Stützstruktur (6) kontaktiert.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das schichtweise Aufbauen der Kanalwand (5) in Schritt a) zumindest die folgenden Zwischenschritte umfasst: a1) Bereitstellen einer Schicht (33) losen Materials (34) auf einem Untergrund (32), a2) Verbinden der Schicht (33) zu einem Festkörper (40) mittels eines hochenergetischen Strahls (36), der einem vorgegebenem Pfad (39) entlang der Schicht (33) folgt, a3) Wiederholen der Schritte a1) und a2).
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das schichtweise Aufbauen der Stützstruktur (6) in Schritt b) zumindest die folgenden Zwischenschritte umfasst: b1) Bereitstellen einer Schicht (33) losen Materials (34) auf einem Untergrund (32), b2) Verbinden der Schicht (33) zu einem Festkörper (40) mittels eines hochenergetischen Strahls (36), der einem vorgegebenem Pfad entlang der Schicht (33) folgt, b3) Wiederholen der Schritte b1) und b2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Stützstruktur (6) zumindest teilweise eine Außenkontur (14) des Gehäusebauteils (1) bestimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Stützstruktur (6) zumindest mit einer der folgenden Komponenten schichtweise aufgebaut wird: – mindestens einer Strebe (8), die mindestens zwei Bereiche der Kanalwand (5) miteinander verbindet, – einem Halter (9), an dem die Kanalwand (5) gehalten ist, – einem Rahmen (10), der zumindest teilweise eine Außenkontur (14) des Gehäusebauteils (1) bestimmt, wobei der Rahmen (10) mit der Kanalwand (5) verbunden ist, – mindestens einem Eckenelement (12), das an einer Ecke (13) des Gehäusebauteils (1) angeordnet ist und mit der Kanalwand (5) verbunden ist, – mindestens einer Strebe (8), die die Kanalwand (5) mit dem Rahmen (10) oder dem Eckenelement (12) verbindet, – einem Flansch (11), der an mindestens einem Kanalende (17) des mindestens einen Kanals (4) gebildet ist – einer Bodenplatte (25).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Bereitstellen der Masse (7) in Schritt c) zumindest einen der folgenden Zwischenschritte umfasst: ca) gemeinsame Anordnung der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) in einer Gussform, und zumindest teilweises Füllen der Gussform mit der Masse (7), cb) Umspritzen der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) mit der Masse (7), cc) Übergießen der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) mit der Masse (7), cd) gemeinsames Eintauchen der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) in die Masse (7), und Aushärten der Masse (7), ce) gemeinsame Anordnung der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) auf einer Grundfläche (21), zumindest teilweises Bedecken der Grundfläche (21) bis zu einer bestimmten Grund-Füllhöhe (22) mit einem metallischen Material, und Umgeben der Kanalwand (5) und der Stützstruktur (6) mit einem Kunststoff-Material.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zumindest auf die Kanalwand (5) oder die Stützstruktur (6) zumindest eine der folgenden Komponenten schichtweise aufgebaut wird: – eine Labyrinth-Dichtung (18) im Bereich zumindest eines Kanalendes (17), – mindestens ein Verzahnungselement (19), das eine Kontaktfläche (20) zwischen der Masse (7) und zumindest der Kanalwand (5) oder der Stützstruktur (6) vergrößert, – ein Relief (23).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kanalwand (5) und die Stützstruktur (6) mit einem metallischen Material schichtweise aufgebaut werden und wobei die Masse (7) zumindest mit einem Kunststoff-Material oder mit einem metallischen Material gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Wärmeableitungsstruktur (15) schichtweise aufgebaut wird, wobei die Wärmeableitungsstruktur (15) die Kanalwand (5) und einen Wärmeableitungsbereich (16) an einer Außenkontur (14) des Gehäusebauteils (1) kontaktiert.
Hydraulik-Ventilanordnung (24) mit einem Gehäusebauteil (1), aufweisend einen Leitungsabschnitt (2) einer Hydraulikleitung (3) mit mindestens einem Kanal (4), wobei der mindestens eine Kanal (4) eine schichtweise aufgebaute Kanalwand (5) hat und mit einer schichtweise aufgebauten Stützstruktur (6) abgestützt ist und wobei die Kanalwand (5) und die Stützstruktur (6) zumindest teilweise von einer Masse (7) kontaktiert sind.