DE202017106193U1 - Vorrichtung zum Herstellen von Ausstattungsteilen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger (2), mit:
zumindest zwei Werkzeugkomponenten (3, 4) mit jeweils einer Prägefläche (5, 6), die relativ zueinander verfahrbar sind, so dass die beiden Werkzeugkomponenten (3, 4) zum Einlegen einer faserverstärkten Matte (7) auf zumindest eine der Prägeflächen (5, 6) zwischen einer Öffnungsstellung und zum Verpressen der Matte (7) zwischen den Prägeflächen (5, 6) zum faserverstärkten Träger (2) in eine Pressstellung bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine der Werkzeugkomponenten (3, 4) ein Stempelelement (8) umfasst, das auf zumindest einer der Prägeflächen (5) angeordnet ist,
das Stempelelement (8) zumindest einen Stanzabschnitt (9), in dem die Matte (7) zumindest in der Pressstellung stanzbar ist, und
zumindest einen Verdichtungsabschnitt (10), in dem die Matte (7) zumindest in der Pressstellung stärker verdichtbar ist als in Bereichen der Prägeflächen (5, 6), die an das Stempelelement (8) angrenzen, aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines Ausstattungsteils eines Kraftfahrzeuges, das zumindest einen faserverstärkten Träger umfasst.
  • Stand der Technik
  • Es ist mittlerweile üblich Formteile nicht nur aus Kunststoff sondern auch aus Faserverbundwerkstoffen herzustellen. Insbesondere in der Automobilindustrie ersetzen Faserverbundwerkstoffe zunehmend Bauteile aus reinem Kunststoff, da Faserverbundwerkstoffe ein deutlich geringeres Gewicht bei gleich bleibenden Materialeigenschaften aufweisen. Formteile aus Faserverbundwerkstoffen können beispielsweise hergestellt werden, indem eine Fasermatte, die aus einem Fasergemisch besteht, das sich aus Natur- und Synthetikfasern zusammen setzen kann, in ein Formpresswerkzeug eingelegt wird und zum dreidimensionalen Formteil verpresst wird.
  • Es ist hierbei wünschenswert, dass im Zuge dieses Pressvorgangs das Formteil derart erzeugt wird, dass möglichst wenige Nachbearbeitungsschritte notwendig werden. Insbesondere bei der Erzeugung von Durchbrüchen besteht hierbei jedoch das Problem, dass bei einem derartigen Herstellen von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen größere Durchbrüche nur realisierbar sind, indem Material aus dem Faserverbundwerkstoff ausgestanzt ist oder ausgeschnitten wird. Dies führt jedoch dazu, dass eine werkzeugfallende Herstellung des Formteils im Presswerkzeug nur unter größerem Aufwand möglich ist. Wird beispielsweise werkzeugfallend durch Ausstanzen ein Durchbruch im Formteil erzeugt, so verbleibt der ausgestanzte Materialrest im Werkzeug. Bevor die nächste Matte zum Formteil verpresst werden kann, muss also das Formwerkzeug erst von Materialresten gereinigt werden. Dies führt unweigerlich dazu, dass der Herstellungsaufwand des Formteils deutlich aufwendiger wird.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, zumindest einen im Stand der Technik genannten Nachteil zu überwinden und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht Formteile aus Faserverbundwerkstoffen mit Durchbrüchen und Öffnungen herzustellen, ohne dass ein erhöhter Produktionsaufwand in Kauf genommen werden muss.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger umfasst zumindest zwei Werkzeugkomponenten mit jeweils einer Prägefläche, die relativ zueinander verfahrbar sind. Die Prägeflächen der beiden Werkzeugkomponenten sind dabei bevorzugt einander zugewandt. Die Prägeflächen können dabei die dreidimensionale negative Form des herzustellenden Formteils zumindest teilweise ausbilden. Die beiden Werkzeugkomponenten sind zum Einlegen einer faserverstärkten Matte zwischen einer Öffnungsstellung und zum Verpressen der Matte zum faserverstärkten Träger in eine Pressstellung bewegbar. Die Matte wird dabei bevorzugt in der Öffnungsstellung auf eine der Prägeflächen abgelegt und zwischen den Prägeflächen in der Pressstellung zum faserverstärkten Träger verpresst. Die Matte kann vor dem Pressvorgang beispielsweise eine Dicke von 10 bis 30 mm aufweisen und kann im Zuge des Pressvorgangs auf beispielsweise eine Dicke von 1 bis 5 mm verpresst werden.
  • Zumindest eine der Werkzeugkomponenten umfasst ein Stempelelement, das auf zumindest einer der Prägeflächen angeordnet ist. Das Stempelelement umfasst dabei zumindest einen Stanzabschnitt, in dem die Matte zumindest in der Pressstellung stanzbar ist, und zumindest einen Verdichtungsabschnitt, in dem die Matte zumindest in der Pressstellung stärker verdichtbar ist als in Bereichen der Prägeflächen, die an das Stempelelement angrenzen, aufweist.
  • Mithilfe des Stempelelements kann während des Pressvorgangs, also in der Pressstellung, ein Abschnitt der Matte bzw. des späteren Trägers gestanzt werden, indem die Matte vom Stempelelement gegen die gegenüberliegende Prägefläche gepresst wird, so dass ein Durchbruch im späteren Träger erzeugt werden kann. Da das Stempelelement jedoch zusätzlich einen Verdichtungsabschnitt aufweist, in dem der Träger bzw. die Matte nicht vollständig durchdrungen wird, verbleibt das Material, welches im Stanzabschnitt gestanzt wird, an der Matte bzw. am Träger. Es werden also keine Materialreste produziert, bei denen die Gefahr besteht, dass die Materialreste nach der Entnahme des Trägers aus dem Werkzeug auf den Prägeflächen zurückbleiben und somit die Werkzeugkomponenten gereinigt werden müssen, bevor eine neue Matte zwischen den Werkzeugkomponenten zum Träger verpresst werden kann.
  • Sobald die Werkzeugkomponenten aus der Pressstellung zurück in die Öffnungsstellung verfahren sind, kann der Träger aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung entnommen und der Materialrest kann mit nur wenig Aufwand aus dem Träger herausgebrochen werden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Träger im Verdichtungsabschnitt des Stempelelements zumindest so stark verpresst wird, dass sich beim Herausbrechen der Materialreste auch der stärker verdichtete Teil mit herauslöst, um eine Formtreue des damit im Träger erzeugten Durchbruchs zu gewährleisten. Es ist an dieser Stelle daher von Vorteil, wenn das Stempelelement zumindest im Verdichtungsabschnitt und im Stanzabschnitt eine Form aufweist, die der Form des einzubringenden Durchbruchs zumindest teilweise entspricht. Es ist von besonderem Vorteil, wenn das gesamte Stempelelement eine Form aufweist, die dem einzubringenden Durchbruch entspricht.
  • Die Matte besteht bevorzugt aus einem Fasergemisch aus Naturfasern und synthetischen Fasern. Die Naturfasern können beispielsweise aus Hanf, Flachs, Kokos, Kenaf oder Sisal bestehen. Ebenso sind Mischungen dieser Faserarten denkbar. Die synthetischen Fasern können beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff, bestehen.
  • Unter den Bereichen der Prägeflächen, die an das Stempelelement angrenzen, können in diesem Zusammenhang Abschnitte der Matte verstanden werden, die nicht von dem Stempelelement verpresst bzw. verdichtet werden sondern vielmehr Abschnitte die außerhalb dieses Stempelelements liegen und durch die Prägeflächen insbesondere ohne Stempelelement verdichtet bzw. verpresst werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Stempelelement im Stanzabschnitt bezogen auf die jeweilige Prägefläche eine größere Höhe als im Verdichtungsabschnitt aufweist. Die Stanzung in der Matte bzw. im Träger kann also erzeugt werden, in dem die Matte im Zuge des Pressvorgangs sehr stark verdichtet wird und sich der Stanzabschnitt durch die Matte hindurch drückt und die Matte entsprechend durchstanzt. Gleichsam ist so sichergestellt, dass die Matte im Verdichtungsabschnitt zwar stärker verdichtet jedoch nicht gestanzt wird, da das Stempelelement in diesem Bereich eine geringere Höhe aufweist und entsprechend weniger stark in die Matte eindringen kann. Die jeweilige Prägefläche entspricht dabei der Prägefläche, auf der das Stempelelement angeordnet ist.
  • Es ist hierbei besonders bevorzugt, wenn das Stempelelement im Stanzabschnitt bezogen auf die jeweilige Prägefläche eine Höhe aufweist, die größer oder zumindest gleich der mittleren Dicke des faserverstärkten Trägers ist, welcher bevorzugt aus der Matte im Zuge des Pressvorgang hergestellt werden soll. Das Stempelelement kann im Stanzabschnitt beispielsweise eine Höhe von 0,5 bis 3 mm aufweisen. Es hat sich hierbei gezeigt, dass in diesem Fall sichergestellt ist, dass das Stempelelement im Stanzabschnitt die Matte entsprechend durchstanzt. Somit kann die Prozesssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesteigert werden und insbesondere sichergestellt werden, dass die Matte bzw. der Träger zumindest im Stanzabschnitt prozesssicher gestanzt wird.
  • Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Stempelelement im Verdichtungsabschnitt bezogen auf die jeweilige Prägefläche eine Höhe aufweist die kleiner oder zumindest gleich der mittleren Dicke des faserverstärkten Trägers ist. Sofern eine Höhe im genannten Bereich gewählt ist, kann sichergestellt werden, dass die Matte im Verdichtungsabschnitt ausreichend stark verpresst wird, um nach der Trägerherstellung ein sicheres Herausbrechen des entstandenen Materialrestes zu gewährleisten und zum anderen bleibt so sichergestellt, dass im Verdichtungsabschnitt die Matte nicht ungewollt gestanzt wird. Die Höhe des Stempelelements im Verdichtungsabschnitt kann beispielsweise 0,05 bis 0,5 mm betragen. Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Verdichtungsbereich eine Höhe aufweist, die 0,2 mm kleiner als die mittlere Dicke des faserverstärkten Trägers ist.
  • Unter der mittleren Dicke des faserverstärkten Trägers kann in diesem Zusammenhang die durchschnittliche Dicke des Trägers nach Verpressen der Matte zum Träger verstanden werden. Da die mittlere Dicke im Wesentlichen durch den Abstand der Prägeflächen außerhalb des Stempelelements erzeugt wird, entspricht die mittlere Dicke des Trägers ebenso dem Abstand der Prägeflächen in der Pressstellung außerhalb des Stempelelements.
  • Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn das Stempelelement zwischen Stanzabschnitt und Verdichtungsabschnitt einen Übergangsabschnitt aufweist, in dem ein auf die jeweilige Prägefläche bezogener Höhenunterschied zwischen Stanzabschnitt und Verdichtungsabschnitt gleichmäßig ausgeglichen wird. Durch den Höhenunterschied zwischen Stanzabschnitt und Verdichtungsabschnitt kann ein gleichmäßiger Übergang geschaffen werden. Es ist in diesem Zusammenhang besonders bevorzugt, dass der Höhenunterschied von Verdichtungsabschnitt zu Stanzabschnitt stufenlos erfolgt. Auf diese Weise entstehen am Übergang von Stanzabschnitt zu Verdichtungsabschnitt keine Kanten, die beispielsweise die Entformbarkeit aus den Werkzeugkomponenten erschweren könnten.
  • Weiterhin ist es von besonderem Vorteil, wenn der Höhenunterschied zwischen Stanzabschnitt und Verdichtungsabschnitt im Übergangsabschnitt linear ausgeglichen wird. In diesem Fall wird während des Pressvorgangs die Matte im Bereich des Stempelelements ausgehend von dem Verdichtungsabschnitt in Richtung Stanzabschnitt zunehmend stärker verdichtet, so dass ein gleichmäßiger Übergang in Bezug auf die Dicke der Matte bzw. des Trägers gewährleistet ist. So kann auch sichergestellt werden, dass insbesondere der herausgestanzte Teil der Matte im Bereich des Stanzabschnitts sich nicht ungewollt von dem Rest der Matte vollständig ablöst.
  • Um ein Stanzen der Matte weiterhin zu begünstigen, kann es von Vorteil sein, wenn das Stempelelement zumindest im Stanzabschnitt eine Schneidkante umfasst. Die Schneidkante kann dabei zumindest im Bereich des Stanzabschnitts an der Kante verlaufen, die zwischen einer Seite, die der Prägefläche, auf der das Stempelelement angeordnet ist, abgewandt ist und einer daran angrenzenden Seite verlaufen. Der Stanzabschnitt kann dabei nur teilweise oder auch vollständig eine Schneidkante aufweisen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Schneidkante in unterschiedlichen Bereichen des Stanzabschnitts eine unterschiedliche Form aufweist. Weist das Stempelelement einen Übergangsbereich auf, kann sich die Schneidkante in den Übergangsbereich hinein erstrecken. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Schneidkante ausgehend vom Stanzabschnitt in Richtung Verdichtungsabschnitt entlang des Übergangsbereichs zurückgebildet wird.
  • Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Stempelelement zumindest auf einer der Prägefläche abgewandten Seite, auf der das Stempelelement angeordnet ist, zumindest eine Vertiefung aufweist. Die Vertiefung kann beispielsweise eine Tiefe von 0,01 bis 2,5 mm, bevorzugter 1 bis 2 mm, aufweisen. Des Weiteren kann sich die Vertiefung lediglich nur im Stanzabschnitt oder nur im Verdichtungsabschnitt erstrecken. Es ist jedoch von Vorteil, wenn sich die Vertiefung sowohl im Stanzabschnitt als auch im Verdichtungsabschnitt ausbildet. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Vertiefung keine Stufen, sondern bevorzugt einen runden, insbesondere halbrunden, Querschnitt aufweist. Durch die Vertiefung ist sichergestellt, dass insbesondere im Stanzabschnitt das ausgestanzte Material der Matte in der Vertiefung nicht zu stark gegen das Stempelelement drückt und somit das Stempelelement nicht unnötig belastet wird. Somit wird die Lebensdauer des Stempelelements erhöht.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Stempelelement lösbar auf der Prägefläche befestigt ist. Beispielsweise kann das Stempelelement kraftschlüssig und/oder formschlüssig an der Prägefläche befestigt sein, so dass das Stempelelement demontiert und beispielsweise durch ein Stempelelement, das sich in seiner Form vom demontierten Stempelelement unterscheidet, austauschbar ist.
  • Um sicherzustellen, dass eine besonders prägnante Kante im zu erzeugenden Durchbruch des Trägers ausgebildet wird, ist es von Vorteil, wenn das Stempelelement zumindest an einer an die Prägefläche angrenzenden Seite, auf der das Stempelelement angeordnet ist, eine Einschnürung umfasst. Die Einschnürung kann sowohl im Stanzabschnitt als auch im Verdichtungsabschnitt angeordnet sein. Die Einschnürung hat vorteilhafterweise einen runden Querschnitt, wobei sich die Tiefe und/oder die Form der Einschnürung je nach Lage der Einschnürung am Stempelelement unterscheiden können. Beispielsweise kann die Einschnürung im Bereich des Stanzabschnitts eine höhere Tiefe aufweisen als im Verdichtungsabschnitt.
  • Da Beschädigungen auftreten können, wenn die Werkzeuge in der Pressstellung innerhalb der Prägeflächen aufeinandertreffen, kann im Bereich des Stempelelements, auf der dem Stempelelement gegenüberliegenden Prägefläche, eine Tasche angeordnet sein, in der das Stempelelement zumindest in der Pressstellung zumindest teilweise angeordnet ist. Die Tasche kann beispielsweise eine Ausnehmung in der Prägefläche sein. Die Tasche kann beispielsweise zum Teil die Negativform des Stempelelements ausbilden.
  • 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 bevorzugter Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugkomponente,
  • 2 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung mit eingelegter Matte und
  • 3a bis 3c eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Prozessschritten.
  • 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 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Werkzeugkomponente 3 in einer perspektivischen Ansicht. Die Werkzeugkomponente 3 weist eine Prägefläche 5 auf, die zum prägen und insbesondere Verpressen einer nicht gezeigten Matte aus einem Fasergemisch dient. Die Prägefläche 5 ist leicht abgesenkt in die Werkzeugkomponente 3 eingebracht.
  • Durch die Absenkung kann im Zuge eines Verpressens der nicht gezeigten Matte eine definierte Randkontur eines späteren aus der Matte gepressten faserverstärkten Trägerteils erzeugt werden. Die Prägefläche 5 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Tiefe von 1,5 mm.
  • Auf der Prägefläche 5 ist ein Stempelelement 8 angeordnet. Das Stempelelement 8 hebt sich senkrecht zur Prägefläche 5 ab. Das Stempelelement 8 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Verdichtungsabschnitt 10, einen Übergangsabschnitt 13 sowie einen Stanzabschnitt 9. Der Übergangsabschnitt 13 ist dabei zwischen Stanzabschnitt 9 und Verdichtungsabschnitt 10 angeordnet.
  • Des Weiteren besitzt das Stempelelement 8 im Verdichtungsabschnitt 10 eine geringere Höhe als im Stanzabschnitt 9. Im Übergangsabschnitt 13 findet im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein linearer Höhenübergang zwischen Stanzabschnitt 9 und Verdichtungsabschnitt 10 statt. Das Stempelelement 8 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Verdichtungsabschnitt 10 eine Höhe 12 von 1,3 mm und im Stanzabschnitt 9 eine Höhe 11 von 3,5 mm.
  • Das Stempelelement 8 umfasst auf einer Seite 17, die der Prägefläche 5 abgewandt ist, eine Vertiefung 15, die sich vom Verdichtungsabschnitt 10 über den Übergangsabschnitt 13 bis hin zum Stanzabschnitt 9 erstreckt. Die Vertiefung 15 hat eine Tiefe von 1,0 mm. Die Vertiefung 15 ist dabei von einem Rand der Seite zur Mitte hin abgerundet.
  • Des Weiteren umfasst das Stempelelement 8 im Bereich des Stanzabschnitts 9 eine Schneidkante 14. Die Schneidkante 14 unterstützt hierbei die Stanzwirkung des Stempelelements 8 im Stanzabschnitt 9. Dabei wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine konturgenaue Stanzung dadurch unterstützt, dass das Stempelelement 8 an einer Seite, die an Prägefläche 5 angrenzt, eine Einschnürung 16 umfasst. Durch die Einschnürung 16 bildet die Schneidkante 14 eine überstehende Kante aus, so dass sichergestellt ist, dass eine nicht gezeigte Matte im Zuge des Pressvorgangs nicht durch Seitenwände des Stempelelements 8 behindert oder gehemmt wird.
  • 2 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach 1 mit einer Schnittansicht, wobei der Schnitt durch das Stempelelement 8 hindurch verläuft.
  • Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßer faserverstärkter Träger 2 auf der Werkzeugkomponente 3 angeordnet. Der Träger 2 wurde in einem nicht gezeigten Prozessschritt aus einer nicht gezeigten faserverstärkten Matte verpresst. Der Träger 2 weist nach dem Verpressen eine Dicke d von 1,5 mm auf. Das Stempelelement 8 ist dabei im Stanzabschnitt 9 durch den Träger 2 hindurch gedrungen und hat diesen ausgestanzt. Im Verdichtungsabschnitt 10 wurde der Träger 2 lediglich verdichtet, wobei der verdichtete Teil im Bereich des Verdichtungsabschnitts 10 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Das Stempelelement 8 ragt dabei im Stanzabschnitt 9 und teilweise im Übergangsabschnitt 13 zum Teil über den Träger 2 hinaus, so dass ein prozesssicheres Stanzen des Trägers 2 gewährleistet bleibt. Gleichzeitig ist das Stempelelement 8 im Verdichtungsbereich 10 in etwa bündig mit dem Träger 2, so dass in diesem Abschnitt lediglich eine Verdichtung erfolgt und der gestanzte Materialrest 17 am Träger 2 verbleibt.
  • 3a bis 3c zeigen einen vollständigen Fertigungsprozess einer Matte 7 aus einem Fasermaterial zu einem faserverstärkten Träger 2. Hierzu wird, wie in 3a gezeigt, die Matte 7 zwischen den Werkzeugkomponenten 3 und 4, die in einer Öffnungsstellung angeordnet sind, positioniert. Die Matte 7 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Fasergemisch, das Kenaffasern, Flachsfasern und Polypropylenfasern umfasst. Die Matte 7 wurde in einem nicht gezeigten Prozessschritt vorverdichtet und hat eine mittlere Dicke von 3 mm.
  • Sobald die Matte 7 korrekt zwischen den Werkzeugkomponenten 3 und 4 auf den Prägeflächen 5 und 6 positioniert ist, werden die relativ zueinander beweglichen Werkzeugkomponenten 3 und 4 in eine Pressstellung verfahren, wie es in 3b ersichtlich ist. Die Matte 7 wird dabei zum faserverstärkten Träger 2 verpresst. Dies erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass die beiden Werkzeugkomponenten 3 und 4 beheizt sind und in der Pressstellung die Matte 7, und insbesondere die darin befindlichen Polypropylenfasern, aufschmelzen, so dass diese eine Kunststoffmatrix im Fasergemisch ausbilden. Alternativ kann die Matte 7 jedoch ebenso in einem nicht gezeigten Prozessschritt vorgeheizt werden und zwischen unbeheizten Werkzeugkomponenten 3, 4 verpresst werden. Gleichzeitig wird die Matte 7 in der Pressstellung zwischen den Prägeflächen 5, 6 auf 1,7 mm verdichtet. Das Stempelelement 8 presst sich dabei in die Matte 7 ein, wobei die Matte 7 im Verdichtungsabschnitt 10 verdichtet und im Stanzabschnitt 9 gestanzt wird.
  • Weiterhin taucht das Stempelelement 8 in eine Tasche 18, die in der dem Stempelelement 8 gegenüberliegenden Werkzeugkomponente 4 ausgebildet ist, ein.
  • Nachdem die Matte 7 zum faserverstärkten Träger 2 verpresst ist, kann der Träger 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 entnommen werden. Der entnommene Träger 2 ist in 3c ersichtlich. Der Träger 2 weist aufgrund des Stempelelements 8 eine Stanzung auf, wobei ein Materialrest 17 aufgrund der geringeren Verdichtung im Verdichtungsbereich 10 des Stempelelements 8 am Träger 2 verbleibt. Durch die höhere Verdichtung des Materialrests 17 in diesem Bereich im Gegensatz zu den umliegenden Bereichen, lässt sich der Materialrest 17 aufgrund der geringeren Materialdicke des Materialrestes 17 auf einfache Weise aus dem Träger 2 herausbrechen, so dass mit nur geringem Nacharbeitsaufwand ein Durchbruch im Träger 2 erzeugt werden kann, ohne das Materialreste 17 zwischen den Werkzeugkomponenten 3 und 4 verbleiben.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Träger
    3
    Werkzeugkomponente
    4
    Werkzeugkomponente
    5
    Prägefläche
    6
    Prägefläche
    7
    Matte
    8
    Stempelelement
    9
    Stanzabschnitt
    10
    Verdichtungsabschnitt
    11
    Höhe Stanzabschnitt
    12
    Höhe Verdichtungsabschnitt
    13
    Übergangsabschnitt
    14
    Schneidkante
    15
    Vertiefung
    16
    Einschnürung
    17
    Materialrest
    18
    Tasche
    d
    Dicke Träger

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Formteils mit einem faserverstärkten Träger (2), mit: zumindest zwei Werkzeugkomponenten (3, 4) mit jeweils einer Prägefläche (5, 6), die relativ zueinander verfahrbar sind, so dass die beiden Werkzeugkomponenten (3, 4) zum Einlegen einer faserverstärkten Matte (7) auf zumindest eine der Prägeflächen (5, 6) zwischen einer Öffnungsstellung und zum Verpressen der Matte (7) zwischen den Prägeflächen (5, 6) zum faserverstärkten Träger (2) in eine Pressstellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Werkzeugkomponenten (3, 4) ein Stempelelement (8) umfasst, das auf zumindest einer der Prägeflächen (5) angeordnet ist, das Stempelelement (8) zumindest einen Stanzabschnitt (9), in dem die Matte (7) zumindest in der Pressstellung stanzbar ist, und zumindest einen Verdichtungsabschnitt (10), in dem die Matte (7) zumindest in der Pressstellung stärker verdichtbar ist als in Bereichen der Prägeflächen (5, 6), die an das Stempelelement (8) angrenzen, aufweist.
  2. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) im Stanzabschnitt (9) bezogen auf die jeweilige Prägefläche (5, 6) eine größere Höhe (11, 12) als im Verdichtungsabschnitt (10) aufweist.
  3. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) im Stanzabschnitt (9) bezogen auf die jeweilige Prägefläche (5, 6) eine Höhe (11) aufweist, die größer oder gleich der mittleren Dicke (d) des faserverstärkten Trägers (2) ist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) im Verdichtungsabschnitt (10) bezogen auf die jeweilige Prägefläche (5, 6) eine Höhe (12) aufweist, die kleiner oder gleich der mittleren Dicke (d) des faserverstärkten Trägers (2) ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) zwischen Stanzabschnitt (9) und Verdichtungsabschnitt (10) einen Übergangsabschnitt (13) aufweist, in dem ein auf die jeweilige Prägefläche (5, 6) bezogener Höhenunterschied zwischen Stanzabschnitt (9) und Verdichtungsabschnitt (10) gleichmäßig, insbesondere stufenlos, ausgeglichen wird.
  6. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Höhenunterschied zwischen Stanzabschnitt (9) und Verdichtungsabschnitt (10) linear ausgeglichen wird.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) zumindest im Stanzabschnitt (9) eine Schneidkante (14) umfasst.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) zumindest auf einer der Prägefläche (5) abgewandten Seite, auf der das Stempelelement (8) angeordnet ist, zumindest eine Vertiefung (15) aufweist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) zumindest an einer an die Prägefläche (5) angrenzenden Seite, auf der das Stempelelement (8) angeordnet ist, eine Einschnürung (16) umfasst.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelelement (8) zumindest in der Pressstellung zumindest teilweise in einer Tasche (18) angeordnet ist, die in der dem Stempelelement (8) gegenüberliegenden Werkzeugkomponente (4) angeordnet ist.
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