DE102017111146A1 - Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse Download PDF

Info

Publication number
DE102017111146A1
DE102017111146A1 DE102017111146.8A DE102017111146A DE102017111146A1 DE 102017111146 A1 DE102017111146 A1 DE 102017111146A1 DE 102017111146 A DE102017111146 A DE 102017111146A DE 102017111146 A1 DE102017111146 A1 DE 102017111146A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mat
opening
fiber
closing
during
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.)
Granted
Application number
DE102017111146.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017111146B4 (de
Inventor
Günter Dietl
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.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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 Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
Priority to DE102017111146.8A priority Critical patent/DE102017111146B4/de
Publication of DE102017111146A1 publication Critical patent/DE102017111146A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017111146B4 publication Critical patent/DE102017111146B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/70Completely encapsulating inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils (1) mit einem faserverstärkten Träger (2) und einer daran befindlichen Verbindungsbuchse (3), das zumindest eine Befestigungsöffnung (4) aufweist. Das Verfahren umfasst dabei zumindest die folgenden Schritte:
- Einlegen einer faserverstärkten Matte (5) zwischen jeweilige Prägeflächen (6) zweier Werkzeugkomponenten (7), die sich in einer geöffneten Position befinden;
- Positionieren der Verbindungsbuchse (3) an einem an zumindest einer Werkzeugkomponente (7) befindlichen Positionierungsdom (8), indem die Verbindungsbuchse (3) mit einer Befestigungsöffnung (4) auf den Positionierungsdom (8) gesteckt wird;
- Schließen der Werkzeugkomponenten (7), so dass die Matte (5) unter Druck gesetzt und verpresst wird, um den faserverstärkten Träger (2) herzustellen, wobei die Verbindungsbuchse (3) zumindest abschnittsweise gegen den faserverstärkten Träger (2) gepresst wird;
- Einbringen eines flüssigen Kunststoffs (9) zwischen die geschlossenen Werkzeugkomponenten (7), der die Verbindungsbuchse (3) zumindest teilweise umschließt und eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem faserverstärkten Träger (2) eingeht, wobei die Befestigungsöffnung (3) der Verbindungsbuchse (3) frei von Kunststoff (9) bleibt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils, insbesondere für ein Innenausstattungsteil eines Fahrzeuges, aus einer Fasermatte, wobei während der Erzeugung des Formteils eine Verbindungsbuchse in das Formteil integriert wird.
  • Stand der Technik
  • Formteile aus faserverstärkten Trägermaterialien finden beispielsweise als Innenausstattungsteil für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, immer größere Anwendung. Die Formteile werden dabei hergestellt, indem eine Fasermatte zu einem verwindungssteifen Bauteil verpresst wird. Zusätzliche Anbauteile werden dann entweder im gleichen Prozessschritt oder in einem anschließenden Prozessschritt an das Formteil in Form von flüssigem Kunststoff angespritzt.
  • So beschreibt beispielsweise die DE 10 2013 016 858 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger und mindestens einem damit verbundenen, Kunststoff aufweisenden Anbauteil. Die Vorrichtung weist zumindest eine erste Werkzeugkomponente und eine zweite Werkzeugkomponente auf, von denen zumindest eine relativ zur anderen verfahrbar ist. Die Vorrichtung kann auf diese Weise zum Einlegen einer faserverstärkten Matte zwischen jeweiligen Prägeflächen der beiden Werkzeugkomponenten geöffnet und zum unter Druck setzen und Verpressen der Matte geschlossen werden. Durch das Verpressen der Matte wird der faserverstärkte Träger hergestellt. Die zweite Werkzeugkomponente umfasst eine Düse zum Zuführen von verflüssigtem Kunststoff, wobei die erste Werkzeugkomponente zumindest eine düsenabseitige Kavität zur Ausbildung des Anbauteils aufweist. Die zweite Werkzeugkomponente besitzt wenigstens eine düsenseitige Kavität, so dass das Anbauteil hergestellt und integriert werden kann, indem Kunststoff durch die Düse und durch die Matte in die düsenabseitige Kavität und düsenseitige Kavität eingebracht und darin verfestigt wird.
  • Nachteilig bei solchen Verfahren bzw. Vorrichtungen ist jedoch, dass nur Kunststoffbauteile an das Formteil angebracht werden können. Je nach Anwendungsfall, kann es jedoch notwendig sein, dass auch mechanisch belastbarere Anbauteile, beispielsweise aus Metall, zu verwenden. Insbesondere Verbindungselemente müssen in der Regel aus robusten Materialien gefertigt sein, um eine sichere Verbindung herstellen zu können.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die im Stand der Technik genannten Nachteile zumindest teilweise überwindet und es ermöglicht, Anbauteile, im besonderen Verbindungselemente, verschiedenster Materialien werkzeugfallend bei der Herstellung des Formteils am Formteil anzuordnen.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger und einer daran befindlichen Verbindungsbuchse, die zumindest eine Befestigungsöffnung aufweist, umfasst zumindest den Schritt des Einlegens einer faserverstärkten Matte zwischen jeweilige Prägeflächen zweier Werkzeugkomponenten die sich in einer geöffneten Position befinden. Die Matte kann beispielsweise aus Naturfasern, wie beispielsweise Kenaf, Flachs, Sisal oder Kokos, oder synthetischen Fasern, wie zum Beispiel Glasfasern oder Kunststofffasern, bestehen. Die Matte kann jedoch ebenso aus einem Fasergemisch, beispielsweise aus Naturfasern und synthetischen Fasern, bestehen. Die Prägeflächen bzw. die Werkzeugkomponenten können entweder beheizt sein oder auch Raumtemperatur aufweisen. Die Matte wird des Weiteren bevorzugt zwischen den Prägeflächen positioniert. Die Verbindungsbuchse kann beispielsweise eine Langlochbuchse oder eine Rundlochbuchse sein. Die Befestigungsöffnung kann dabei als Sackloch oder als durchgehende Bohrung ausgebildet sein und darüber hinaus kann die Befestigungsöffnung ein Innengewinde aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst des Weiteren zumindest den Schritt des Positionierens der Verbindungsbuchse an einem an zumindest einer Werkzeugkomponente befindlichen Positionierungsdom, indem die Verbindungsbuchse mit der Befestigungsöffnung auf den Positionierungsdom gesteckt wird. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Schritt des Positionierens sowohl vor als auch nach dem Schritt des Einlegens der Matte erfolgen kann. Die Verbindungsbuchse wird bevorzugt derart mit der Befestigungsöffnung auf den Positionierungsdom gesteckt, dass der Positionierungsdom die Befestigungsöffnung zumindest soweit ausfüllt, dass die Befestigungsöffnung durch den Positionierungsdom verschlossen wird. Der Positionierungsdom kann einen Stoß oder eine Kante bzw. eine Auflage aufweisen, sodass die Verbindungsbuchse nach dem Aufstecken stets definiert auf dem Positionierungsdom aufliegt.
  • Nachdem die faserverstärkte Matte eingelegt und die Verbindungsbuchse positioniert ist, schließt sich ein Schritt des Schließens der Werkzeugkomponenten an, sodass die Matte unter Druck gesetzt und verpresst wird, um den faserverstärkten Träger herzustellen. Die Verbindungsbuchse wird dabei zumindest abschnittsweise gegen die Matte gepresst. Es ist an dieser Stelle von Vorteil, wenn die Verbindungsbuchse derart gegen die Matte gepresst wird, dass sich die Verbindungsbuchse mit der Matte bzw. den durch das Verpressen erzeugten faserverstärkten Träger verbindet. Die Verbindung zwischen faserverstärktem Träger und Verbindungsbuchse ist bevorzugt fluiddicht. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Befestigungsöffnung als durchgehende Bohrung ausgeführt ist und zumindest eine Seite der Befestigungsöffnung auf die Matte bzw. den faserverstärkten Träger aufsetzt. Auf diese Weise bleibt sichergestellt, dass durch die fluiddichte Verbindung zwischen Verbindungsbuchse und faserverstärkten Träger keine Fremdkörper in die Befestigungsöffnung gelangen können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst des Weiteren zumindest den Schritt des Einbringens eines flüssigen Kunststoffs zwischen die geschlossenen Werkzeugkomponenten. Der Kunststoff wird dabei derart eingebracht, dass dieser die Verbindungsbuchse zumindest teilweise umschließt und darüber hinaus eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem faserverstärkten Träger eingeht. Die Befestigungsöffnung der Verbindungsbuchse bleibt dabei jedoch frei von Kunststoff. Der flüssige Kunststoff kann beispielsweise über eine oder mehrere Düsen, die in einer oder in beiden Werkzeugkomponenten angeordnet sein können, zwischen die Werkzeugkomponenten eingebracht werden. Dass die Befestigungsöffnung frei von Kunststoff bleibt, kann zum Beispiel dadurch realisiert sein, dass der Positionierungsdom auf den die Befestigungsöffnung aufgesteckt ist, die Befestigungsöffnung nach außen hin abdichtet, sodass kein Kunststoff in die Befestigungsöffnung gelangen kann. Durch das Umschließen der Verbindungsbuchse mit dem flüssigen Kunststoff und der zusätzlichen stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung von Kunststoff und faserverstärktem Träger, wird die Verbindungsbuchse fest und mechanisch belastbar mit dem faserverstärkten Träger verbunden. Es ist von Vorteil, wenn nach Einbringen des flüssigen Kunststoffs die Werkzeugkomponenten noch so lange geschlossen bleiben, bis der Kunststoff abgekühlt und ausgehärtet ist. Des Weiteren kann der Kunststoff nicht nur dazu vorgesehen sein, die Verbindungsbuchse auf dem Trägerteil zu befestigen, sondern es ist ebenso möglich, dass weitere Kavitäten in den Werkzeugkomponenten vorgesehen sind, die mit flüssigem Kunststoff gefüllt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass werkzeugfallend eine Matte aus faserverstärktem Material zu einem Träger verpresst und gleichzeitig eine Verbindungsbuchse am Träger angebracht und umspritzt werden kann. Dies ermöglicht nicht nur die Herstellung von Formteilen mit belastbaren Verbindungsstellen, sondern es wird somit auch ein Verfahren bereitgestellt, das mit weniger Prozessschritten auskommt.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn die Matte während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten in einem Bereich, in dem die Verbindungbuchse gegen die Matte presst, die Matte stärker verpresst wird, als in umliegenden Bereichen. Dies kann insbesondere so verstanden werden, dass in dem Bereich, in dem die Verbindungsbuchse auf der Matte aufliegt, eine stärkere Materialverdichtung der Matte erzeugt wird als in Bereichen, in denen die Verbindungsbuchse nicht mit der Matte in Kontakt tritt. Durch eine stärkere Verdichtung kann sichergestellt werden, dass eine abdichtende Verbindung zwischen Verbindungsbuchse und faserverstärktem Träger erzeugt wird.
  • Des Weiteren kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungsbuchse während des Schrittes des Schließens derart gegen die Matte gepresst wird, dass eine Haupterstreckungsachse der Befestigungsöffnung senkrecht zu einer Ebene der Matte verläuft. Wenn es sich um eine Befestigungsöffnung handelt, die ähnlich einer Bohrung durchgängig durch die Verbindungsbuchse hindurch geht, wird somit zumindest eine Seite der Befestigungsöffnung durch den faserverstärkten Träger, gegen den die Verbindungsbuchse gepresst wird, verschlossen. Handelt es sich bei der Befestigungsöffnung hingegen um eine nicht durchgängige Befestigungsöffnung, beispielsweise um eine Art Sackloch, ist es von Vorteil, wenn die Befestigungsöffnung auf einer der Matte bzw. den faserverstärkten trägerabgewandten Seite der Verbindungsbuchse angeordnet ist. Auf diese Weise bleibt die Befestigungsöffnung auch weiter zugänglich, wenn die Verbindungsbuchse gegen die Matte gepresst wurde.
  • Es kann ebenfalls von Vorteil sein, wenn der Positionierungsdom während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten mit einer Längsachse senkrecht zur Matte angeordnet ist. Es ist an dieser Stelle besonders vorteilhaft, wenn der Positionierungsdom zumindest in dem Moment bzw. zu dem Zeitpunkt senkrecht mit seiner Längsachse zur Matte angeordnet ist, zu dem die Werkzeugkomponenten geschlossen sind oder kurz davor sind. Der Positionierungsdom kann auf diese Weise beispielsweise genutzt werden, um zumindest abschnittsweise gegen die Matte zu pressen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Verbindungsbuchse eine durchgehende Befestigungsöffnung aufweist. In diesem Fall ist es besonders bevorzugt, dass der Positionierungsdom die Befestigungsöffnung vollständig durchläuft und gegen die Matte gepresst wird. Gleichzeitig ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass der Positionierungsdom die Befestigungsöffnung zur Matte hin verschließt.
  • Der Positionierungsdom kann entweder bündig mit der Verbindungsbuchse abschließen, oder auch über diese hinausragen. In beiden Fällen kann der Positionierungsdom gegen die Matte gepresst werden. Der Positionierungsdom kann mit anderen Worten also auch genutzt werden, um die Matte zumindest lokal zu verdichten bzw. zu verpressen.
  • Der Positionierungsdom kann des Weiteren während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten einen Durchbruch in die Matte einbringen. Es ist an dieser Stelle von Vorteil, wenn der Positionierungsdom während des Schrittes des Schließens in die Matte eindringt und diese zumindest bereichsweise verdrängt. Der Positionierungsdom kann dafür bevorzugt an zumindest einem Ende einen Dorn bzw. eine Spitze aufweisen, um die Matte zu durchdringen bzw. diese zu verdrängen. Der Positionierungsdom kann für den Fall, dass es sich bei der Befestigungsöffnung um eine durchgehende Öffnung handelt, durch die Befestigungsöffnung hindurch geführt sein und über die Verbindungsbuchse hinausragen, so dass der Positionierungsdom mit dem über die Verbindungsbuchse hinausragenden Abschnitt die Matte durchdringt und den Durchbruch in die Matte einbringt. Der Positionierungsdom kann dabei so weit in die Matte eindringen, dass die Verbindungsbuchse in den Durchbruch eingebracht wird.
  • Um sicherzustellen, dass der Positionierungsdom ausreichend tief in die Matte eindringen kann, um den Durchbruch einzubringen, kann auf der dem Positionierungsdom gegenüberliegenden Werkzeugkomponente eine Vertiefung eingebracht sein, in die der Positionierungsdom während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten zumindest teilweise eindringt. Die Vertiefung kann dabei lediglich der Aufnahme des Positionierungsdoms dienen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Vertiefung zusätzlich eine Kavität ausbildet, in die flüssiger Kunststoff während des Schrittes des Einbringens eingebracht wird.
  • Der Positionierungsdom kann bei der Einbringung des Durchbruchs ein Abfallstück erzeugen das während des Schrittes des Schließens in die Vertiefung eingeschoben wird. In diesem Fall wird vom Positionierungsdom die Matte nicht einfach nur verdrängt, um den Durchbruch auszubilden, sondern es wird vielmehr ein Stück der Matte während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten aus der Matte heraus gestanzt. Dies hat den Vorteil, dass der faserverstärkte Träger in den umliegenden Bereichen des Durchbruchs weiterhin möglichst homogen ausgebildet ist.
  • Um sicherzustellen, dass das Abfallstück nach der Entnahme des faserverstärkten Trägers aus den Werkzeugkomponenten nicht in der Vertiefung verbleibt, ist es von Vorteil, wenn das Abfallstück mit der übrigen Matte bzw. mit dem übrigen faserverstärkten Träger über ein Zwischenstück verbunden bleibt, das während des Schrittes des Schließens zwischen einer Wandung der Vertiefung und dem Positionierungsdom verpresst wird. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem der Positionierungsdom an zumindest einer Seitenwand einen Abstand aufweist, der derart gewählt ist, dass die Matte nicht zwischen Wandung der Vertiefung und Positionierungsdom abgeschert, sondern lediglich zwischen die Wandung und den Positionierungsdom geschoben und verpresst wird. Da das Abfallstück in diesem Fall am verpressten, faserverstärkten Trägerteil verbleibt, kann das Abfallstück zusammen mit dem Trägerteil der Werkzeugkomponenten entnommen werden und anschließend vom Trägerteil entfernt werden. Eine Reinigung der Werkzeugkomponenten von Abfallstücken ist somit nicht mehr notwendig.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, während es Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten die Verbindungsbuchse zumindest teilweise in den Durchbruch einzubringen. Es ist an dieser Stelle besonders bevorzugt, dass die Befestigungsöffnung durchgehend ausgebildet ist, so dass eine Öffnung im faserverstärkten Träger ausgebildet wird. Die Befestigungsöffnung bzw. die Verbindungsbuchse ist somit von zumindest zwei Seiten des faserverstärkten Trägers zugänglich. Dies erhöht beispielsweise die Anwendungsmöglichkeiten der Verbindungsbuchse.
  • Es ist an dieser Stelle besonders bevorzugt, dass die Verbindungsbuchse derart in den Durchbruch eingebracht wird, dass die Haupterstreckungsachse der Befestigungsöffnung parallel zu einer Durchbruchachse des Durchbruchs verläuft. Unter Haupterstreckungsachse kann in diesem Zusammenhang die Tiefenrichtung der Befestigungsöffnung verstanden werden.
  • Um sicherzustellen, dass die Verbindungsbuchse ausreichend im Durchbruch fixiert ist, kann es von Vorteil sein, wenn während des Schrittes des Einbringens des flüssigen Kunststoffs auf einer der Verbindungsbuchse gegenüberliegenden Seite der Matte, also der Seite die gegenüberliegend zu einer Seite, über die die Verbindungsbuchse in die Matte eingebracht wird, angeordnet ist, im Bereich des Durchbruchs Kunststoff eingebracht wird. Der Kunststoff kann hierbei besonders bevorzugt auch zwischen die Verbindungsbuchse und den faserverstärkten Träger eingebracht werden. Auf diese Weise kann die Verbindungsbuchse besonders stabil im Durchbruch fixiert werden.
  • Kurze Figurenbeschreibung
  • Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort und oben beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Werkzeuges, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist;
    • 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteils;
    • 3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Werkzeuges, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist;
  • Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Werkzeuges, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Formteils 1 herstellbar ist. Das Werkzeug besteht aus zwei Werkzeugkomponenten 7, die in der gezeigten Ausführungsform in einer geschlossenen Position angeordnet sind. Zwischen den Werkzeugkomponenten 7 ist eine Matte 5 angeordnet, die zwischen Prägeflächen 6 der Werkzeugkomponenten 7 zu einem faserverstärkten Träger 2 verpresst werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Matte 5 aus einem Fasergemisch, das sich aus Kenaf- und Polypropylenfasern zusammensetzt. Durch das Verpressen der Matte 5 schmelzen die Polypropylenfasern auf und bilden eine Kunststoffmatrix aus. Härtet die Kunststoffmatrix im Anschluss wieder aus, hält diese die zum Träger 2 verpresste Matte 5 in Form. Um die Bildung der Kunststoffmatrix zu begünstigen, kann die Matte 5 vor dem Schritt des Schließens der Werkzeugkomponenten 7 aufgeheizt werden.
  • Die untere Werkzeugkomponente 7 umfasst einen Positionierungsdom 8, der in eine Vertiefung 13 der gegenüberliegenden (also in 1 oberen) Werkzeugkomponente 7 teilweise eindringt. Der Positionierungsdom 8 erzeugt einen Durchbruch 12 in der Matte 5, indem er ein Abfallstück 14 aus der Matte 5 teilweise ausstanzt. Das Abfallstück 14 bleibt jedoch über ein Zwischenstück 15 mit der Matte 5 verbunden. Das Zwischenstück 15 wird erzeugt, in dem der Positionierungsdom 8 einen geringen Abstand zu einer Wandung 16 der Vertiefung 13 aufweist und somit das Fasermaterial der Matte 5 nicht abgeschert, sondern lediglich stark verdichtet wird. Der Positionierungsdom 8 wird entlang seiner Längsachse 11 in die Matte 5 eingebracht und erzeugt damit den Durchbruch 12 mit einer Durchbruchsachse 17, die parallel zur Längsachse 11 des Positionierungsdoms 8 verläuft.
  • Am Positionierungsdom 8 ist eine Verbindungsbuchse 3 angeordnet. Die Verbindungsbuchse 3 wird im Zuge des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten 7 in die Matte 5 eingepresst. Die Verbindungsbuchse 3 besitzt eine Befestigungsöffnung 4, mit der die Verbindungsbuchse 3 über den Positionierungsdom 8 gesteckt ist. Die Befestigungsöffnung 4 durchläuft, ähnlich einer Bohrung, vollständig die Verbindungsbuchse 3 und bildet somit eine durchgängige Öffnung aus. Die Befestigungsöffnung 4 besitzt dabei eine Haupterstreckungsachse 10, die parallel zur Längsachse 11 des Positionierungsdoms 8 verläuft. Die Matte 5 formt sich dabei teilweise an die Verbindungsbuchse 3 an. Sowohl auf der der Verbindungsbuchse 3 zugewandten Seite der Matte 5 als auch auf der der Verbindungsbuchse 3 abgewandten Seite der Matte 5, ist ein Kunststoff 9 zwischen die Werkzeugkomponenten 7 eingebracht. Der Kunststoff 9 dient in erster Linie dazu, die Matte 5 bzw. den aus der Matte 5 gepressten Träger 2 im Bereich des Durchbruchs 12 zu stabilisieren, so dass die Verbindungsbuchse 3 fest im Träger 2 integriert ist.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform eines Formteils 1, dass nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Das Formteil 1 besteht aus einem faserverstärkten Träger 2 mit einem Durchbruch 12, in den eine Verbindungsbuchse 3 eingebracht ist. Der faserverstärkte Träger 2 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Fasergemisch aus Kenaf- und Polypropylenfasern. Die Verbindungsbuchse 3 weist eine Befestigungsöffnung 4 auf, deren Haupterstreckungsachse 10 senkrecht zur Bildebene verläuft. Die Verbindungsbuchse 3 ist mit einem Kunststoff 9, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Polypropylen besteht, umspritzt. Dem Polypropylen können weiterhin Füllstoffe, wie zum Beispiel Talkum, Glasfasern oder andere Additive beigemischt sein. Die Verbindungsbuchse 3 bildet im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Langlochbuchse aus.
  • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Werkzeuges, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 wird mithilfe des Positionierungsdoms 8 kein Durchbruch in die Matte 5 eingebracht. Vielmehr wird die Verbindungsbuchse 3 mithilfe des Positionierungsdoms 8 gegen die Matte 5 gepresst. Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Matte 5 aus einem Kenaf-Polypropylenfasergemisch, wobei die Verbindungsbuchse 3 aus Stahl besteht. Die Polypropylenfasern bilden eine Kunststoffmatrix aus. Die Kunststoffmatrix tritt unter anderem mit der Verbindungsbuchse 3 in Kontakt und dichtet die Befestigungsöffnung 4 zur Matte 5 hin ab. Der Positionierungsdom 8 schließt zur Matte 5 bündig mit der Verbindungsbuchse 3 ab, so dass Positionierungsdom 8 und Verbindungsbuchse 3 eine geschlossene Prägefläche 6 ausbilden, die die Matte 5 zum Träger 2 verpresst. Die Matte 5 wird im Bereich der Verbindungsbuchse 3 und im Bereich des Positionierungsdom 8 stärker verpresst als in den umliegenden Bereichen der Matte 5. Weiterhin wird sowohl ein Teil des Positionierungsdoms 8 der sich nicht innerhalb der Verbindungsbuchse 3 befindet und die Verbindungsbuchse 3 selbst von einem Kunststoff 9 umspritzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Kunststoff 9 um Polypropylen. Der Positionierungsdom 8 weist dabei eine Formgebung auf die ermöglicht, dem Positionierungsdom 8 aus dem ausgebrachten Kunststoff 9 und der Verbindungsbuchse 3 herauszunehmen, ohne den Kunststoff 9 zu beschädigen.
  • Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein exemplarisch und nicht als Verzicht zu deuten.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Formteil
    2
    Träger
    3
    Verbindungsbuchse
    4
    Befestigungsöffnung
    5
    Matte
    6
    Prägeflächen
    7
    Werkzeugkomponenten
    8
    Positionierungsdom
    9
    Kunststoff
    10
    Haupterstreckungsachse (Befestigungsöffnung)
    11
    Längsachse (Positionierungsdom)
    12
    Durchbruch
    13
    Vertiefung
    14
    Abfallstück
    15
    Zwischenstück
    16
    Wandung (Vertiefung)
    17
    Durchbruchsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013016858 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Formteils (1) mit einem faserverstärkten Träger (2) und einer daran befindlichen Verbindungsbuchse (3), die zumindest eine Befestigungsöffnung (4) aufweist, umfassend die folgenden Schritte: - Einlegen einer faserverstärkten Matte (5) zwischen jeweilige Prägeflächen (6) zweier Werkzeugkomponenten (7), die sich in einer geöffneten Position befinden; - Positionieren der Verbindungsbuchse (3) an einem an zumindest einer Werkzeugkomponente (7) befindlichen Positionierungsdom (8), indem die Verbindungsbuchse (3) mit der Befestigungsöffnung (4) auf den Positionierungsdom (8) gesteckt wird; - Schließen der Werkzeugkomponenten (7), so dass die Matte (5) unter Druck gesetzt und verpresst wird, um den faserverstärkten Träger (2) herzustellen, wobei die Verbindungsbuchse (3) zumindest abschnittsweise gegen die Matte (5) gepresst wird; - Einbringen eines flüssigen Kunststoffs (9) zwischen die geschlossenen Werkzeugkomponenten (7), der die Verbindungsbuchse (3) zumindest teilweise umschließt und eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem faserverstärkten Träger (2) eingeht, wobei die Befestigungsöffnung (4) der Verbindungsbuchse (3) frei von Kunststoff (9) bleibt.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte (5) während des Schrittes des Schließens der Werkzeugkomponenten (7) in einem Bereich, in dem die Verbindungsbuchse (3) gegen die Matte (5) gepresst wird, stärker verpresst wird als in umliegenden Bereichen.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse (3) während des Schrittes des Schließens derart gegen die Matte (5) gepresst wird, dass eine Haupterstreckungsachse (10) der Befestigungsöffnung (4) senkrecht zu einer Ebene der Matte (5) verläuft.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsdom (8) während des Schrittes des Schließens mit einer Längsachse (11) senkrecht zur Matte (5) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsdom (8) während des Schrittes des Schließens zumindest teileweise gegen die Matte (5) gepresst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsdom (8) während des Schrittes des Schließens einen Durchbruch (12) in die Matte (5) einbringt.
  7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkomponente (7), die dem Positionierungsdom (8) gegenüberliegend angeordnet ist, eine Vertiefung (13) aufweist, in die der Positionierungsdom (8) während des Schrittes des Schließens zumindest teilweise eindringt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsdom (8) bei der Einbringung des Durchbruchs (12) ein Abfallstück (14) erzeugt, das während des Schrittes des Schließens in die Vertiefung (13) eingeschoben wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfallstück (14) mit der übrigen Matte (5) über ein Zwischenstück (15) verbunden bleibt, das während des Schrittes des Schließens zwischen einer Wandung (16) der Vertiefung (13) und dem Positionierungsdom (8) verpresst wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes des Schließens die Verbindungsbuchse (3) zumindest teilweise in den Durchbruch (12) eingebracht wird.
  11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse (3) derart in den Durchbruch (12) eingebracht wird, dass die Haupterstreckungsachse (10) der Befestigungsöffnung (4) parallel zu einer Durchbruchsachse (17) des Durchbruchs (12) verläuft.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schrittes des Einbringens flüssiger Kunststoff (9) auf einer der Verbindungsbuchse (3) gegenüberliegenden Seite der Matte (5) im Bereich des Durchbruchs (12) Kunststoff (9) eingebracht wird.
DE102017111146.8A 2017-05-22 2017-05-22 Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse Active DE102017111146B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017111146.8A DE102017111146B4 (de) 2017-05-22 2017-05-22 Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017111146.8A DE102017111146B4 (de) 2017-05-22 2017-05-22 Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017111146A1 true DE102017111146A1 (de) 2018-11-22
DE102017111146B4 DE102017111146B4 (de) 2020-06-18

Family

ID=64278189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017111146.8A Active DE102017111146B4 (de) 2017-05-22 2017-05-22 Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017111146B4 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1263278B (de) * 1961-08-16 1968-03-14 Busch Jaeger Duerener Metall Anordnung zum Festlegen von Einpressteilen, z. B. Muttern, Buchsen od. dgl., in Hohlkoerpern von Kunstharzpressstoff
EP2607062A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-26 REHAU AG + Co Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit wenigstens einem in das Bauteil wenigstens teilweise eingebetteten Einsatzelement und Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE102013201963A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102013016858A1 (de) 2013-10-10 2015-04-16 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit faserverstärktem Träger und beidseitig angespritzten Funktionselementen
DE102016001401A1 (de) * 2016-02-06 2016-08-11 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen
DE102015219719A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Faserverbundbauteil mit integriertem Anbindungssystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1263278B (de) * 1961-08-16 1968-03-14 Busch Jaeger Duerener Metall Anordnung zum Festlegen von Einpressteilen, z. B. Muttern, Buchsen od. dgl., in Hohlkoerpern von Kunstharzpressstoff
EP2607062A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-26 REHAU AG + Co Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit wenigstens einem in das Bauteil wenigstens teilweise eingebetteten Einsatzelement und Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE102013201963A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils
DE102013016858A1 (de) 2013-10-10 2015-04-16 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit faserverstärktem Träger und beidseitig angespritzten Funktionselementen
DE102015219719A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Faserverbundbauteil mit integriertem Anbindungssystem
DE102016001401A1 (de) * 2016-02-06 2016-08-11 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017111146B4 (de) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60114275T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines verstärkten thermoplastischen Werkstücks und Form
DE102004054228A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundteils
EP2502723B1 (de) Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, Anbauelemente umfassenden Innenverkleidungsbauteilen für Kraftfahrzeuge
DE3933416C2 (de)
DE102010025137B4 (de) Verfahren zum Herstellen von PU-Formteilen sowie danach hergestelltes PU-Formteil
DE102018213487A1 (de) Hybridbauteil sowie Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils
WO2020089278A1 (de) Trägerkörper für einen borsteneinsatz, bürste und verfahren zur herstellung einer bürste
DE3124020A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von druckmittelkanaele aufweisenden adapterbloecken
DE102015114238B4 (de) Anbindungssystem und Verfahren zur Befestigung eines Bauteils an einer Fahrzeugkarosserie
WO2005097456A1 (de) Vorrichtung zum teilweisen umspritzen metallischer einleger mit einem spritzgiesswerkzeug
DE102006045411B4 (de) Werkzeug zum Umschäumen und/oder Umspritzen eines im Wesentlichen plattenförmigen Werkstücks
DE102017219410A1 (de) Bauteilverbund und Steuergerät
DE602004000741T2 (de) Einlegeteilspritzgiessverfahren und Einlegeteilspannelement
DE102017111146B4 (de) Verfahren zum herstellen eines faserformteils mit integrierter verbindungsbuchse
EP2877332B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils
EP3222399B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines formpressteils, welches mindestens einen durchbruch aufweist
DE102020107547B4 (de) Verfahren zum Gießen, vorzugsweise zum Spritzgießen, eines Fahrzeugbauteils mit verbesserter Abdichtung der Gießform sowie Gießform
DE19736082C1 (de) Verfahren und Herstellen einer Chipkarte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102007001756B4 (de) Verfahren und Spritzgussform zum Spritzgießen von hohlen Formteilen aus Kunststoff
DE102013020258A1 (de) Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Faserverbundbauteils sowie Faserverbundbauteil
DE102004056451A1 (de) Werkzeug und Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit Öffnungen
DE202017106193U1 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Ausstattungsteilen
DE4417969C2 (de) Gegossenes Formteil aus einem Kunststoffmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102020101026A1 (de) Verfahren zur Ausbildung einer Kunststoffkomponente für ein elektrisches Leiteranschlussklemmensystem und mit dem Verfahren hergestellte Kunststoffkomponente
DE202005011955U1 (de) Rastclip

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final