EP4673289A1 - Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils

Info

Publication number
EP4673289A1
EP4673289A1 EP24708364.5A EP24708364A EP4673289A1 EP 4673289 A1 EP4673289 A1 EP 4673289A1 EP 24708364 A EP24708364 A EP 24708364A EP 4673289 A1 EP4673289 A1 EP 4673289A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective element
tool
tool part
pressing tool
pressing
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.)
Pending
Application number
EP24708364.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Heidrich
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.)
Kautex Textron GmbH and Co KG
Original Assignee
Kautex Textron GmbH and Co KG
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 Kautex Textron GmbH and Co KG filed Critical Kautex Textron GmbH and Co KG
Publication of EP4673289A1 publication Critical patent/EP4673289A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping 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
    • B29C70/78—Moulding material on one side only of the preformed part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping 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
    • B29C70/84—Shaping 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 by moulding material on preformed parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping 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
    • B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/001—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings
    • B29D99/0014—Producing wall or panel-like structures, e.g. for hulls, fuselages, or buildings provided with ridges or ribs, e.g. joined ribs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/021—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface
    • B29C2043/026—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface having functional projections, e.g. fasteners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C2043/3602—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with means for positioning, fastening or clamping the material to be formed or preforms inside the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C2043/3602—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with means for positioning, fastening or clamping the material to be formed or preforms inside the mould
    • B29C2043/3605—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with means for positioning, fastening or clamping the material to be formed or preforms inside the mould vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/50—Removing moulded articles
    • B29C2043/503—Removing moulded articles using ejector pins, rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
    • B29K2105/0863—SMC, i.e. sheet moulding compound
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2677/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2677/10—Aromatic polyamides [polyaramides] or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/02—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3005—Body finishings
    • B29L2031/3017—Floor coverings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7146—Battery-cases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a hybrid component for traction battery housings or for a motor vehicle underbody protection by means of a pressing tool.
  • the present invention also relates to a pressing tool for producing a hybrid component.
  • Hybrid components are components that have at least two components or material components.
  • a hybrid component is a component with a plastic layer and a metal layer. It is known from the prior art to form a plastic component using, for example, an extrusion process, which, after its production, is connected to a metal component to reinforce the component, so that the finished component has a plastic layer and a metal layer.
  • a corresponding manufacturing process comprises a large number of work steps carried out one after the other and is therefore complex in terms of spatial and temporal coordination.
  • the present invention is based on the object of providing a method for producing a hybrid component by means of a pressing tool, by means of which stable and large-area hybrid components can be produced with reduced expenditure of time and at low cost.
  • the object underlying the present invention is achieved by a method for producing a hybrid component with at least one plastic layer and with at least one protective element connected thereto according to claim 1.
  • Advantageous embodiments of the method are described in the claims dependent on claim 1.
  • the object underlying the present invention is achieved by a method for producing a hybrid component which has at least one plastic layer and at least one protective element connected to the plastic layer, the method comprising the following method steps:
  • the method according to the invention has the advantage that a hybrid component with increased stability can be produced without the need for tools. Due to the use of tools, the production costs of the hybrid part are significantly reduced and at the same time the production time is significantly reduced.
  • the hybrid component is preferably designed as a hybrid component for a battery housing of a traction battery.
  • the hybrid component is designed as a battery housing and/or battery housing lower shell and/or battery housing upper shell and/or battery housing cover and/or as underbody protection.
  • the hybrid component is preferably designed as a hybrid component for underbody protection of a motor vehicle.
  • the lower tool part is preferably designed as a die.
  • the upper tool part is preferably designed as a punch.
  • the lower tool part and the upper tool part are spaced smaller apart than in the open position of the pressing tool.
  • the feature according to which the upper tool part comes at least indirectly into contact with the plasticized material when the pressing tool is closed means that the upper tool part comes into contact with the plasticized material either directly or by means of a further component (for example via a protective element).
  • a further component for example via a protective element.
  • two or more protective elements are placed in the press tool in the open position.
  • the at least two protective elements are preferably arranged next to one another with respect to the direction of movement of the upper tool part to the lower tool part.
  • the at least two protective elements are connected to one another by the plastic layer of the hybrid component.
  • two or more plastics are placed in the press tool in the open position. Furthermore, the at least two plastics are preferably arranged next to one another with respect to the direction of movement of the upper tool part to the lower tool part. A method designed in this way allows a particularly large hybrid component to be produced off-tool.
  • the pressing tool can be designed as a plunge-edge tool.
  • the punch penetrates into the die in the closed position of the plunge-edge tool in such a way that an essentially sealed space is created, with a gap of between 0.05 mm and 0.2 mm remaining between the punch and the die.
  • the plastic preferably comprises a matrix material and/or a fiber material.
  • the matrix material can comprise a polypropylene (PP) and/or a polyamide (PA) and/or another polymer or can be formed from these.
  • the fiber material can comprise glass fibers and/or carbon fibers and/or aramid fibers or can be formed from these.
  • the plastic can be designed as a sheet molding compound (SMC) with glass fiber reinforcement or as a glass mat thermoplastic (GMT) comprising a glass fiber reinforced PP or as a direct long fiber thermoplastic (D-LFT) comprising a glass fiber reinforced PP and/or PA.
  • SMC sheet molding compound
  • GMT glass mat thermoplastic
  • D-LFT direct long fiber thermoplastic
  • the at least one protective element preferably comprises a steel sheet and/or an aluminum sheet and/or an organic sheet.
  • the at least one protective element is further preferably designed as a steel sheet or as an aluminum sheet or as an organic sheet.
  • the protective element preferably has a thickness in the range between 0.8 mm and 4 mm.
  • Organic sheets are fiber-matrix semi-finished products. These consist of a fiber fabric or a fiber layer embedded in a thermoplastic matrix. This can improve hot formability and thus shorten production times. In addition, the flexural rigidity of the hybrid component can be improved.
  • the plastic material is connected to the at least one protective element in a form-fitting and/or material-fitting manner.
  • the method is designed such that the at least one protective element is deformed by exerting force by means of the at least one plastic.
  • a hybrid component is produced with even greater stability, since the shape of the protective element increases the rigidity of the protective element and thus also the rigidity of the hybrid component.
  • the hybrid component can still be produced off-tool, since the protective element is formed during the process of joining the plastic to the protective element.
  • the lower tool part and/or the upper tool part has a shape to which the protective element adapts during its deformation.
  • the lower tool part and/or the upper tool part has a shape which is designed such that the at least one protective element forms a flange when the at least one protective element adapts to the shape of the lower tool part and/or the upper tool part.
  • the shaping of the lower tool part and/or the upper tool part can simultaneously achieve deep drawing of the protective element so that a flange is formed. This allows a hybrid component with increased stability to be manufactured off-tool.
  • the flange can be designed as a circumferential wing flange.
  • a circumferential wing flange can be used to better connect a hybrid component to another component, e.g. a battery housing. At the same time, the stability of the hybrid component is increased.
  • the flange may have a width in the range between 8 mm and 25 mm, preferably in the range between 10 mm and 15 mm.
  • the lower tool part and/or the upper tool part has a shape which is designed such that depressions and/or elevations in the hybrid component and/or in which at least one protective element is formed when the at least one protective element is deformed by exerting force using the at least one plastic.
  • This allows an even more complex hybrid component to be produced off-tool. This is because the additional elevations and/or depressions can be produced during the process of connecting the plastic to the protective element.
  • the recesses and/or elevations can be designed in such a way that, for example, screw heads can be countersunk in the recesses and/or elevations. This makes it easier to connect the hybrid component to another component, for example a battery housing cover, by means of screws.
  • the method is designed such that a first and a second protective element are introduced into the pressing tool and connected to the plastic arranged between them by means of the pressing tool, the method can be designed such that the first protective element and the second protective element are deformed. Consequently, the method then has the following method step: deforming the first protective element and/or the second protective element by exerting force by means of the at least one plastic. This allows a hybrid component with even better stability to be produced off-the-tool.
  • the method is designed such that the at least one protective element is placed in the pressing tool in the open position such that the at least one protective element rests at least indirectly on the lower tool part and that the at least one plastic material is placed on the at least one protective element.
  • the at least one protective element can be placed in the lower tool part with an increased positioning accuracy and thus the manufacturing accuracy of the hybrid component can be considerably improved.
  • the at least one protective element is placed on an ejection device of the pressing tool.
  • the ejection device can be implemented, for example, in the form of ejection pins located in the lower tool part, which are arranged in the lower tool part. After completion of the hybrid component, the ejection pins can be moved out of respective recesses in the lower tool part, whereby the completed hybrid component is ejected from the pressing tool.
  • the ejector pins can be designed as hydraulically controlled ejector pins. This allows the required demolding force to be individually adapted to the respective hybrid component so that a uniform mechanical load acts on the hybrid component during demolding.
  • the protective element can also be called the first protective element.
  • the method is preferably designed such that a second protective element is placed in the press tool in the open position such that the plastic is arranged between a first protective element, which rests at least indirectly on the lower tool part, and the second protective element. Furthermore, the press tool is closed so that the upper tool part comes into contact with the second protective element at least indirectly and the plastic is pressed by applying pressure by means of the upper tool part and/or by means of of the lower tool part is connected to the first protective element and the second protective element.
  • the correspondingly designed process enables the production of an even more stable hybrid component. This is because the correspondingly manufactured hybrid component has three layers, with the plastic layer being arranged in a sandwich-like manner between the first protective element and the second protective element and connected to them.
  • the process also enables off-tool production for this more complex hybrid component. This means that the production time and costs can be significantly reduced even for this more complex hybrid component.
  • the second protective element can be inserted into the press tool in the open position in such a way that the second protective element is arranged directly or indirectly on the upper tool part.
  • the second protective element can preferably be arranged on the upper tool part magnetically and/or sucked in by a vacuum. This allows the press tool to be closed immediately after the plastic has been placed, so that the production time of a hybrid component can be significantly shortened.
  • the method is designed in such a way that a pressing tool is provided which has a lower tool part and an upper tool part, wherein the upper tool part and the lower tool part are movable relative to one another along a direction of movement between an open position and a closed position of the pressing tool, and wherein a plurality of recesses are formed in the lower tool part and/or in the upper tool part and a plurality of ribs from the plastic material during the closing of the pressing tool by pressing the plastic material into the recess.
  • the correspondingly designed process enables the off-tool production of a hybrid component with monolithic ribs.
  • the process for this more complex hybrid component therefore has the advantage that the hybrid component can be manufactured at lower production costs and with a reduced production time.
  • the ribs can be monolithically connected to the plastic layer.
  • Two monolithically connected components are made from a single continuous piece.
  • two monolithically connected parts are connected to one another without any joints.
  • the method is further preferably designed such that at least one protective element, which has a plurality of through openings, and at least one plastic material are placed in the pressing tool in the open position such that the plastic material and the protective element are arranged one above the other along the direction of movement, and that the respective through openings are each aligned with the respective recesses, so that the respective recesses are accessible via the respective through openings.
  • a plurality of ribs are formed from material of the plastic material during the closing of the pressing tool by pressing the material of the plastic material through the respective through openings into the respective recesses.
  • the correspondingly designed process enables the off-tool production of an even more stable hybrid component with monolithically formed ribs.
  • the hybrid component produced accordingly has three layers, with the plastic layer sandwiched between the first protective element and the second protective element and connected to them, and the ribs monolithically connected to the plastic layer protruding through the through holes of a protective element. This means that the production time and costs can be significantly reduced even for this even more complex hybrid component.
  • the method is designed such that the at least one protective element is heated before being brought into contact with the at least one plastic and/or before closing the pressing tool.
  • the correspondingly designed method has the advantage that the plastic material can flow better on the protective element. This allows a more uniform and thus improved connection between the protective element and the plastic material, in particular between a protective element designed as a steel sheet and/or an aluminum sheet and the plastic material.
  • the protective element can be heated, for example, by means of a convection oven, infrared radiation, induction or a hotplate.
  • the method is designed such that a contact surface of the at least one protective element, which is connected to the at least one plastic to form the plastic layer, is microstructured.
  • a micro-form fit between the at least one protective element and the plastic can be achieved when the pressing tool is closed.
  • a micro-form fit within the meaning of the invention is understood to mean a form fit between two components, whereby one component is at least partially engaged by the other component at a number of points. This makes it possible to achieve an improved form fit with an increased connection force. In addition, this makes it possible to better connect two components made of different materials, such as plastic and metal.
  • the microsurface structure of the contact surface of the at least one protective element is produced, for example, by means of a laser microstructuring process and/or by means of sandblasting or corundum blasting and/or by means of an etching process.
  • the method is designed such that an adhesion promoter is applied to a contact surface of the at least one protective element, which is connected to the at least one plastic to form the plastic layer.
  • the adhesion promoter layer can achieve an improved connection, in particular an improved material-locking connection between the contact surface of the at least one protective element and the plastic layer.
  • the adhesion promoter layer can be designed as a heat-activatable adhesive layer, preferably in the form of a film, a varnish and/or a powder coating.
  • the powder coating can be based on a thermoplastic or thermosetting material. This makes it possible to achieve a further improved material-locking connection between the plastic and the at least one protective element.
  • Another object underlying the present invention is to provide a pressing tool for producing a Hybrid component, whereby the pressing tool enables a more cost-effective and faster production of a hybrid component with increased stability.
  • a pressing tool for producing a hybrid component which has at least one plastic layer and at least one protective element connected to the plastic layer.
  • the pressing tool has a lower tool part and an upper tool part, wherein the upper tool part and the lower tool part are movable along a direction of movement relative to one another between an open position and a closed position of the pressing tool.
  • the pressing tool also has a holding device for holding the at least one protective element in the pressing tool.
  • the pressing tool is designed so that when the pressing tool is transferred to its closed position, a plastic material introduced into the pressing tool and a protective element introduced into the pressing tool are pressed onto one another and connected to one another, wherein the plastic material introduced into the pressing tool is deformed to form the plastic layer.
  • the pressing tool according to the invention has the advantage that a hybrid component with increased stability can be produced without the tool. Due to the tool-free production, the production costs of the hybrid part are significantly reduced and at the same time the production time is significantly reduced.
  • the lower tool part is preferably designed as a die.
  • the upper tool part is preferably designed as a punch.
  • the pressing tool can be designed as a plunge-edge tool.
  • the punch penetrates into the die in the closed position of the plunge-edge tool in such a way that an essentially sealed space is created, with a gap of between 0.05 mm and 0.2 mm remaining between the punch and the die.
  • the pressing tool is preferably designed such that a plurality of depressions are formed in the lower tool part and/or in the upper tool part.
  • the pressing tool is preferably designed such that when the pressing tool is transferred into its closed position, the plastic material is at least partially pressed into the plurality of depressions, so that the plastic layer has a plurality of ribs monolithically connected to it.
  • the pressing tool designed in this way has the advantage that a more complex hybrid component with increased stability can be produced without the need for a tool. Due to the tool-free production, the production costs of the more complex hybrid part are significantly reduced and at the same time the production time is significantly reduced, even though the hybrid component is more complex to produce.
  • the pressing tool is designed such that the pressing tool has an ejection device for ejecting the hybrid component.
  • the ejection device is preferably designed to separate the hybrid component from the lower tool part and/or the upper tool part after completion of the hybrid component by applying force to the hybrid component.
  • the pressing tool designed in this way has the advantage that the hybrid component can be manufactured as an off-tool component regardless of the geometric design. This means that even with complex geometries of the hybrid component, the hybrid component can be manufactured with reduced manufacturing costs and reduced manufacturing time.
  • the ejection device can preferably be implemented in the form of ejection pins located in the lower tool part and/or in the upper tool part, which are arranged in the lower tool part and/or in the upper tool part. After completion of the hybrid component, the ejection pins can be moved out of respective recesses in the lower tool part and/or in the upper tool part, whereby the completed hybrid component is ejected from the pressing tool.
  • the ejector pins can be designed as hydraulically controlled ejector pins. This allows the required demolding force to be individually adapted to the respective hybrid component so that a uniform mechanical load acts on the hybrid component during demolding.
  • the pressing tool is preferably designed such that the upper tool part and/or the lower tool part has a forming device for forming the at least one protective element.
  • the pressing tool is preferably designed to deform the at least one protective element by applying force by means of the at least one plastic in the direction of the forming device during the closing movement of the pressing tool.
  • the pressing tool designed in this way has the advantage that a hybrid component can be produced with even greater stability, since the shape of the protective element increases the rigidity of the protective element and thus also the rigidity of the hybrid component.
  • the hybrid component can still be manufactured off-tool, since the protective element is formed during the process of joining the plastic with the protective element.
  • the forming device of the pressing tool is designed such that the protective element adapts to the shape of the forming device when the protective element is deformed.
  • the forming device of the pressing tool is designed such that the at least one protective element forms a flange when the at least one protective element adapts to the shape of the forming device of the pressing tool.
  • the shaping of the forming device of the pressing tool can simultaneously achieve deep drawing of the protective element so that a flange is formed. This allows a hybrid component with increased stability to be produced in one production step.
  • the flange can be designed as a circumferential wing flange.
  • a circumferential wing flange enables a hybrid component to be better connected to another component, e.g. a battery housing cover. At the same time, the stability of the hybrid component is increased again.
  • the lower tool part and/or the upper tool part has a shape which is designed in such a way that depressions and/or elevations are formed in the hybrid component and/or in the at least one protective element when the at least one protective element is deformed by exerting force using the at least one plastic.
  • This makes it possible to produce an even more complex hybrid component off-tool. This is because the additional elevations and/or depressions can be produced during the process of connecting the plastic to the protective element.
  • the recesses and/or elevations can be designed in such a way that, for example, screw heads can be countersunk in the recesses and/or elevations. This makes it easier to connect the hybrid component to another component, for example a battery housing cover, by means of screws.
  • the pressing tool is preferably designed such that the pressing tool has a holding-down device attached to the lower tool part, which can be moved in the direction of movement between a first position and a second position. In the first position, the at least one protective element can be clamped between the holding-down device and the upper tool part, and in the second position, the at least one protective element is arranged loosely between the holding-down device and the upper tool part with respect to the direction of movement.
  • the pressing tool is designed to hold the at least one protective element clamped between the holding-down device in the first position and the upper tool part during the closing movement. Furthermore, the pressing tool is designed to deform the at least one protective element by applying force using the at least one plastic during the closing movement of the pressing tool.
  • the pressing tool designed in this way has the advantage that a hybrid component with even better stability and increased quality can be produced.
  • the hold-down device enables a uniform flow process of the protective element to be achieved during the deformation of the at least one protective element and in particular prevents the formation of folds near the flow zone of the at least one protective element. This also enables high degrees of deformation to be achieved while maintaining the same quality of the hybrid component.
  • the feature that the at least one protective element is loosely arranged in the second position of the hold-down device between the hold-down device and the upper tool part with respect to the direction of movement can also be expressed in such a way that the at least one protective element is not clamped in the second position of the hold-down device between the hold-down device and the upper tool part.
  • the first position of the hold-down device is preferably reached during the closing movement of the pressing tool before the closing position of the pressing tool.
  • the at least one protective element is clamped between the hold-down device and the upper tool part before the at least one protective element is deformed.
  • the second position of the hold-down device is preferably reached during the opening movement of the pressing tool before the pressing tool is in the open position. This allows the hybrid component to be ejected more quickly after completion.
  • the hold-down device can have a spring bearing. This allows the clamping force to be adjusted more effectively during the deformation of the at least one protective element.
  • the spring bearing can be hydraulic, mechanical or pneumatic.
  • the pressing tool is designed such that the upper tool part has a holding device for holding the at least one protective element in the pressing tool.
  • the holding device is preferably designed as a magnetic holding device or as a holding device that generates a negative pressure.
  • the pressing tool designed in this way has the advantage that the pressing tool can be closed immediately after the plastic has been placed. This can significantly shorten the production time of a hybrid component.
  • the magnetic holding device can be designed as a magnetic ejector pin.
  • an ejector pin can simultaneously be a magnetic holding device. This functional integration allows a pressing tool to be manufactured at a lower cost, which in turn allows a hybrid component to be manufactured at a lower cost.
  • the holding device that generates a negative pressure can be designed as an ejector pin that generates a negative pressure.
  • an ejector pin can simultaneously be a holding device that generates a negative pressure.
  • Figure 1A a schematic sectional view of a pressing tool according to the invention according to a first embodiment in an open position
  • Figure 1B a schematic sectional view of the pressing tool shown in Figure 1A after completion of a hybrid component in an opening movement according to
  • Figure 2A a schematic sectional view of a pressing tool according to the invention according to a second embodiment in an open position;
  • Figure 2B a schematic sectional view of the pressing tool shown in Figure 2A after completion of a hybrid component in an opening movement after leaving a closed position of the pressing tool;
  • Figure 3A a schematic sectional view of a pressing tool according to the invention according to a third embodiment in an open position;
  • Figure 3B a schematic sectional view of the pressing tool shown in Figure 3A after completion of a hybrid component in an opening movement after leaving a closed position of the pressing tool;
  • Figure 4A a schematic sectional view of a pressing tool according to the invention according to a fourth embodiment in a first position of a holding-down device;
  • Figure 4B a schematic sectional view of the pressing tool shown in Figure 4A, with the hold-down device in a second position.
  • FIG. 1A shows a schematic sectional view of a pressing tool 10 for producing a hybrid component
  • the pressing tool 10 has a lower tool part 20 and an upper tool part 30, wherein the lower tool part 20 and the upper tool part 30 are movable along a direction of movement R relative to one another between an open position and a closed position of the pressing tool 10.
  • the pressing tool 10 also has a holding device 21 for holding the at least one protective element 4 in the pressing tool 10.
  • At least one protective element 4 and at least one plastic P are placed in the pressing tool 10 such that the plastic P and the protective element 4 are arranged one above the other along the direction of movement R.
  • the protective element 4 is placed in the pressing tool 10 in the open position in such a way that the protective element 4 rests at least indirectly on the lower tool part 20.
  • the plastic P is placed on the protective element 4.
  • the pressing tool 10 is designed so that when the pressing tool 10 is transferred into its closed position, the plastic P introduced into the pressing tool 10 and the protective element 4 introduced into the pressing tool 10 are pressed onto one another and connected to one another, wherein the plastic P introduced into the pressing tool 10 is pressed onto one another to form a plastic layer.
  • the hybrid component 1 produced in this way thus has at least one plastic layer 2 and at least one protective element 4 connected to the plastic layer 2.
  • Figure 1B shows a schematic sectional view of a pressing tool 10 for producing a hybrid component 1 in an opening movement after completion of the hybrid component 1 after leaving a closed position according to the first embodiment of the present invention.
  • a plurality of recesses 33 are formed in the upper tool part 30.
  • the pressing tool 10 is designed so that when the pressing tool 10 is transferred into its closed position, the plastic P is at least partially pressed into the plurality of recesses 33, so that the plastic layer 2 has a plurality of ribs 3 monolithically connected to it.
  • the hybrid component 1 produced in this way consequently has at least one plastic layer 2 and at least one protective element 4 connected to the plastic layer 2, wherein the plastic layer 2 has a plurality of ribs 3 monolithically connected to the plastic layer 2.
  • the pressing tool 10 has an ejection device 24 for ejecting the hybrid component 1, wherein the ejection device 24 is designed to separate the hybrid component 1 from the lower tool part 20 and/or the upper tool part 30 by applying force to the hybrid component 1 after completion of the hybrid component 1.
  • the ejection device 24 is realized in the form of ejector pins 24 located in the lower tool part and in the upper tool part.
  • the ejector pins 24, which are arranged in the upper tool part 30, are arranged in alignment with a plurality of recesses 33, so that after completion of the hybrid component 1, the hybrid component 1 can be separated from the upper tool part 30 by applying force to a plurality of ribs 3 of the hybrid component 1.
  • FIGs 2A and 2B show a pressing tool 10 according to a second embodiment of the present invention, wherein in Figure 2A the pressing tool 10 is shown in an open position and in Figure 2B in an opening movement after leaving a closed position.
  • the manufacturing process of a further hybrid component 1 is explained using the pressing tool 10 shown in Figures 2A and 2B.
  • the lower tool part 20 of the pressing tool 10 shown in Figure 2A has a forming device 32 for forming the protective element 4.
  • the pressing tool 10 is designed to deform the protective element 4 by applying force by means of the plastic P in the direction of the forming device 32 during the closing movement of the pressing tool 10.
  • the hybrid component 1 produced by a pressing tool 10 according to the second embodiment has a protective layer 4 which is adapted to the shape of the forming device 32 of the lower tool part 20.
  • the pressing tool 10 has an ejection device.
  • the pressing tool 10 according to the second embodiment can also have an ejection device 24.
  • the design of the ejection device 24 reference is made to the above description with reference to Figures 1A and 1B.
  • the remaining structure of the pressing tool 10 according to the second embodiment corresponds to the structure of the pressing tool 10 according to the first embodiment, so that in order to avoid repetition, reference is made to the above explanations.
  • Figures 3A and 3B show a schematic cross-sectional view of a pressing tool 10 according to a third embodiment. The manufacturing process of a hybrid component 1 is explained using the pressing tool 10 shown in Figures 3A and 3B.
  • the upper tool part 30 of the pressing tool 10 has a holding device 34 for holding a second protective element 7 in the pressing tool 10.
  • the holding device 34 can be designed as a magnetic holding device 34 or as a holding device 34 that generates a negative pressure.
  • the second protective element 7 is placed in the pressing tool 10 such that the plastic P is arranged between the first protective element 4, which rests on the lower tool part 20, and the second protective element 7.
  • the pressing tool 10 is closed so that the plastic P is connected to the first protective element 4 and the second protective element 7 by applying pressure by means of the upper tool part 30 and/or by means of the lower tool part 20.
  • the first protective element 4 has a plurality of through openings 6.
  • the plastic P and the first protective element 4 are placed in the press tool 10 in the open position in such a way that the plastic P and the protective element 4 are arranged one above the other along the direction of movement R, and that the respective through openings 6 are each in are aligned with the respective recesses 33 so that the respective recesses 33 are accessible via the respective through openings 6.
  • Figure 3B shows a schematic sectional view of the pressing tool 10 shown in Figure 3A after completion of the hybrid component 1 in an opening movement after leaving a closed position.
  • the ribs 3 are formed from the material of the plastic P by pressing the material of the plastic P through the respective through-openings 6 into the respective recesses 23.
  • Figures 4A and 4B show a pressing tool 10 according to a fourth embodiment of the present invention in a schematic sectional view, which is used to explain the manufacturing process of a further hybrid component 1.
  • Figure 4A shows a schematic sectional view of a pressing tool 10 for manufacturing a hybrid component 1 in a first position of a hold-down device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the pressing tool 10 has a hold-down device 40 attached to the lower tool part 20, which can be moved in the direction of movement R between a first position and a second position.
  • the at least one protective element 7 is clamped between the hold-down device 40 and the upper tool part 30.
  • the first position of the holding-down device 40 is reached during the closing movement of the pressing tool 10 before the closing position of the pressing tool 10.
  • the at least one protective element 7 is between the holding-down device 40 and the upper tool part 30 before the at least one protective element 7 is deformed.
  • the pressing tool 10 is designed to hold the at least one protective element 7 clamped between the hold-down device 40 in the first position and the upper tool part 30 during the closing movement and to deform the at least one protective element 7 by applying force by means of the at least one plastic P during the closing movement of the pressing tool 10.
  • the hold-down device 40 has a spring bearing 41, by means of which the clamping force can be adjusted during the deformation of the protective element 7.
  • Figure 4B shows a schematic sectional view of a pressing tool 10 for producing a hybrid component 1 in a second position of the hold-down device 40 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the at least one protective element 7 is loosely arranged between the hold-down device 40 and the upper tool part 30 with respect to the direction of movement R.
  • the second position of the hold-down device 40 is reached during the opening movement of the pressing tool 10 before the open position of the pressing tool 10. This allows the hybrid component 1 to be ejected more quickly after completion.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils (1), das zumindest eine Kunststofflage (2) und zumindest ein mit der Kunststofflage (2) verbundenes Schutzelement (4, 7) aufweist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: - Bereitstellen eines Presswerkzeugs (10), das ein Unterwerkzeugteil (20) und ein Oberwerkzeugteil (30) aufweist, wobei das Oberwerkzeugteil (30) und das Unterwerkzeugteil (20) relativ zueinander entlang einer Bewegungsrichtung (R) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs (10) beweglich sind; - Platzieren von zumindest einem Schutzelement (4, 7) und von zumindest einem Plastifikat (P) in das sich in Offenstellung befindliche Presswerkzeug derart, dass das Plastifikat (P) und das Schutzelement (4, 7) entlang der Bewegungsrichtung (R) übereinander angeordnet sind; und - Schließen des Presswerkzeugs (10), so dass das Oberwerkzeugteil (30) zumindest mittelbar mit dem zumindest einen Plastifikat (P) oder mit dem zumindest einen Schutzelement (4, 7) in Kontakt kommt und das Plastifikat (P) durch Druckaufbringung mittels des Oberwerkzeugteils (30) und/oder mittels des Unterwerkzeugteils (20) umgeformt wird und das zumindest eine Plastifikat (P) mit dem zumindest einen Schutzelement (4, 7) unter Ausbildung der Kunststofflage (2) verbunden wird. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein Presswerkzeug (10) zum Herstellen eines Hybridbauteils (1), das zumindest eine Kunststofflage (2) und zumindest ein mit der Kunststofflage (2) verbundenes Schutzelement (4, 7) aufweist.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils und Presswerkzeug zum Herstellen eines Hybridbauteils
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils für Traktionsbatteriegehäuse oder für einen Kraftfahrzeugunterbodenschutz mittels eines Presswerkzeugs . Weiterhin betri f ft die vorliegende Erfindung ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Hybridbauteils .
Hybridbauteile sind Bauteile , die zumindest zwei Komponenten bzw . Werkstof f komponenten aufweisen . Beispielsweise ist ein Hybridbauteil ein Bauteil mit einer Kunststof f läge und einer Metalllage . Aus dem Stand der Technik ist es bekannt , mittels beispielsweise eines Fließpressprozesses ein Kunststof fbauteil zu formen, das nach dessen Herstellung mit einem Metallbauteil zur Verstärkung des Bauteils verbunden wird, so dass das fertiggestellte Bauteil eine Kunststof f läge und eine Metalllage aufweist .
Ein entsprechendes Herstellungsverfahren weist eine Viel zahl von zeitlich nacheinander ausgeführten Arbeitsschritten auf und ist daher hinsichtlich dessen räumlicher und zeitlicher Koordinierung aufwendig .
Insbesondere bei groß flächigen Hybridbauteilen wie beispielsweise Bauteile für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie für Elektrofahrzeuge (beispielsweise eine Batteriegehäuseunterschale , eine Batteriegehäuseoberschale oder ein Batteriegehäusedeckel ) oder ein Unterbodenschutz für Kraftfahrzeuge stellt sich die Fertigung entsprechender Bauteile als zeit- und kostenintensiv dar .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils mittels eines Presswerkzeugs bereitzustellen, mittels dem stabile und groß flächige Hybridbauteile mit reduziertem Zeitaufwand und kostengünstig herstellbar sind .
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils mit zumindest einer Kunststof f läge und mit zumindest einem mit dieser verbundenem Schutzelement gemäß Anspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils , das zumindest eine Kunststof f läge und zumindest ein mit der Kunststof f läge verbundenes Schutzelement aufweist , wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist :
Bereitstellen eines Presswerkzeugs , das ein Unterwerkzeugteil und ein Oberwerkzeugteil aufweist , wobei das Oberwerkzeugteil und das Unterwerkzeugteil relativ zueinander entlang einer Bewegungsrichtung bzw . Bewegungsachse zwischen einer Of fenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs beweglich sind;
Platzieren von zumindest einem Schutzelement und von zumindest einem Plasti fikat in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug derart , dass das Plasti fikat und das Schutzelement entlang der Bewegungsrichtung übereinander angeordnet sind; und
Schließen des Presswerkzeugs , so dass das Oberwerkzeugteil zumindest mittelbar mit dem zumindest einen Plasti fikat o- der mit dem zumindest einen Schutzelement in Kontakt kommt und das Plasti fikat durch Druckaufbringung mittels des Oberwerkzeugteils und/oder mittels des Unterwerkzeugteils umgeformt wird und das zumindest eine Plasti fikat mit dem zumindest einen Schutzelement unter Ausbildung der Kunststof flage verbunden wird .
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf , dass ein Hybridbauteil mit erhöhter Stabilität werkzeugfallend herstellbar ist . Aufgrund der werkzeugfallenden Herstellung sind die Herstellungskosten des Hybridteils erheblich vermindert und gleichzeitig die Herstellungs zeit erheblich verringert .
Das Hybridbauteil ist vorzugsweise als Hybridbauteil für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie ausgebildet . Beispielsweise ist das Hybridbauteil als Batteriegehäuse und/oder Batteriegehäuseunterschale und/oder Batteriegehäuseoberschale und/oder Batteriegehäusedeckel und/oder als Unterbodenschutz ausgebildet .
Das Hybridbauteil ist vorzugsweise als ein Hybridbauteil für einen Unterbodenschutz eines Kraftfahrzeugs ausgebildet .
Das Unterwerkzeugteil ist vorzugsweise als Matri ze ausgebildet . Das Oberwerkzeugteil ist vorzugsweise als Stempel ausgebildet .
In der Schließstellung des Presswerkzeugs weisen das Unterwerkzeugteil und das Oberwerkzeugteil einen kleineren Abstand zueinander auf als in der Of fenstellung des Presswerkzeugs .
Das Merkmal , gemäß dem beim Schließen des Presswerkzeugs das Oberwerkzeugteil zumindest mittelbar mit dem Plasti fikat in Kontakt kommt , bedeutet , dass das Oberwerkzeugteil mit dem Plastifikat entweder in direkten Kontakt oder mittels eines weiteren Bauteils (beispielsweise über ein Schutzelement ) in Kontakt kommt . Vorzugsweise werden zwei oder mehr Schutzelemente in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkezug platziert . Weiter vorzugsweise sind die zumindest zwei Schutzelemente bezüglich der Bewegungsrichtung des Oberwerkzeugteils zum Unterwerkzeugteil nebeneinander angeordnet . Weiter vorzugsweise sind die zumindest zwei Schutzelemente durch die Kunststof f läge des Hybridbauteils miteinander verbunden . Ein derart ausgebildetes Verfahren erlaubt es , ein Hybridbauteil mit einer erhöhten thermischen und mechanischen Beständigkeit auch bei komplexen geometrischen Formen des Hybridbauteils werkzeugfallend und damit erheblich günstiger und erheblich schneller herzustellen .
Vorzugsweise werden zwei oder mehr Plasti fikate in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkezug platziert . Weiter vorzugsweise sind die zumindest zwei Plasti fikate bezüglich der Bewegungsrichtung des Oberwerkzeugteils zum Unterwerkzeugteil nebeneinander angeordnet . Ein derart ausgebildetes Verfahren erlaubt es ein besonders großes Hybridbauteil werkzeugfallend herzustellen .
Das Presswerkzeug kann als Tauchkantenwerkzeug ausgebildet sein . Bei einem Tauchkantenwerkzeug dringt der Stempel in der Schließstellung des Tauchkantenwerkzeugs in die Matri ze derart ein, dass ein im Wesentlichen abgedichteter Raum entsteht , wobei zwischen dem Stempel und der Matri ze ein Spalt mit einer Erstreckung zwischen 0 , 05 mm und 0 , 2 mm verbleibt .
Vorzugsweise weist das Plasti fikat ein Matrixmaterial und/oder ein Fasermaterial auf . Das Matrixmaterial kann ein Polypropylen ( PP ) und/oder ein Polyamid ( PA) und/oder ein weiteres Polymer aufweisen oder aus diesen gebildet sein . Das Fasermaterial kann Glas fasern und/oder Karbonfasern und/oder Aramidfasern aufweisen oder aus diesen gebildet sein . Das Plasti fikat kann als ein Sheet-Moulding-Compund ( SMC ) mit Glas faserverstärkung oder als ein Glasmattenthermoplast ( GMT ) aufweisend ein glas faserverstärktes PP oder als ein Direkt-Lang- f aserthermoplast ( D-LFT ) aufweisend ein glas faserverstärktes PP und/oder PA ausgebildet sein .
Das zumindest eine Schutzelement weist vorzugsweise ein Stahlblech und/oder ein Aluminiumblech und/oder ein Organoblech auf . Weiter vorzugsweise ist das zumindest eine Schutzelement als ein Stahlblech oder als ein Aluminiumblech oder als ein Organoblech ausgebildet . Das Schutzelement weist vorzugsweise eine Dickenerstreckung im Bereich zwischen 0 , 8 mm und 4 mm auf .
Unter Organoblechen sind Faser-Matrix-Halbzeuge zu verstehen . Diese bestehen aus einem Fasergewebe oder einem Fasergelege , die in eine thermoplastische Kunststof fmatrix eingebettet sind . Dadurch kann die Warmumformbarkeit verbessert werden und dadurch die Fertigungs zeiten verkürzt werden . Zudem kann die Biegesteifigkeit des Hybridbauteils verbessert werden .
Vorzugsweise wird das Plasti fikat mit dem zumindest einen Schutzelement formschlüssig und/oder stof f schlüssig verbunden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s das zumindest eine Schutzelement durch Kraftausübung mittels des zumindest einen Plasti fikats verformt wird .
Mittels des entsprechend ausgebildeten Verfahrens wird ein Hybridbauteil mit einer nochmals verbesserten Stabilität hergestellt , da aufgrund der Formgebung des Schutzelements die Stei figkeit des Schutzelements und somit auch die Stei figkeit des Hybridbauteils vergrößert wird . Dabei ist das Hybridbauteil weiterhin werkzeugfallend herstellbar, da während des Verbindungsprozesses des Plasti fikats mit dem Schutzelement die Umformung des Schutzelements erfolgt . Vorzugsweise weist das Unterwerkzeugteil und/oder das Oberwerkzeugteil eine Formgebung auf , an die sich das Schutzelement während dessen Verformung angleicht .
Die eigentliche Kraftausübung erfolgt über die Schließbewegung des Presswerkzeugs . Aufgrund der Kontaktierung des Plasti fikats mit dem Schutzelement wird die zur Verformung des Schutzelements benötigte Kraft mittels des Plasti fikats ausgeübt bzw . übertragen .
Vorzugsweise weist das Unterwerkzeugteil und/oder das Oberwerkzeugteil eine Formgebung auf , die derart ausgebildet ist , dass das zumindest eine Schutzelement einen Flansch ausbildet , wenn sich das zumindest eine Schutzelement an die Formgebung des Unterwerkzeugteils und/oder des Oberwerkzeugteils anpasst . Mit anderen Worten kann durch die Formgebung des Unterwerkzeugteils und/oder des Oberwerkzeugteils gleichzeitig ein Tief ziehen des Schutzelements erreicht werden, sodass sich ein Flansch ausbildet . Dadurch kann ein Hybridbauteil mit einer erhöhten Stabilität werkzeugfallend hergestellt werden .
Der Flansch kann als umlaufender Flügel flansch ausgebildet sein . Durch einen umlaufenden Flügel flansch kann ein Hybridbauteil verbessert mit einem weiteren Bauteil , bspw . einem Batteriegehäuse , verbunden werden . Gleichzeitig erhöht sich die Stabilität des Hybridbauteils .
Der Flansch kann eine Breitenerstreckung im Bereich zwischen 8 mm und 25 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 mm und 15 mm aufweisen .
Vorzugsweise weist das Unterwerkzeugteil und/oder das Oberwerkzeugteil eine Formgebung auf , die derart ausgebildet ist , dass Vertiefungen und/oder Erhebungen in dem Hybridbauteil und/oder in dem zumindest einen Schutzelement ausgebildet werden, wenn das zumindest eine Schutzelement durch Kraftausübung mittels des zumindest einen Plasti fikats verformt wird . Dadurch kann ein nochmals aufwendigeres Hybridbauteil werkzeugfallend hergestellt werden . Denn die zusätzlichen Erhebungen und/oder Vertiefungen können während des Verbindungsprozesses des Plasti fikats mit dem Schutzelement hergestellt werden .
Die Vertiefungen und/oder Erhebungen können derart ausgebildet sein, dass beispielsweise Schraubenköpfe in den Vertiefungen und/oder Erhebungen versenkt werden können . Dadurch kann das Hybridbauteil verbessert mit einem weiteren Bauteil , beispielsweise einem Batteriegehäusedeckel , mittels Schrauben verbunden werden .
Wenn das Verfahren derart ausgebi ldet ist , dass ein erstes und ein zweites Schutzelement in das Presswerkzeug eingebracht und mittels des Presswerkzeugs mit dem zwischen diesen angeordneten Plasti fikat verbunden werden, kann das Verfahren derart ausgebildet sein, dass das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement verformt werden . Folglich weist das Verfahren dann folgenden Verfahrensschritt auf : Verformen des ersten Schutzelements und/oder des zweiten Schutzelements durch Kraftausübung mittels des zumindest einen Plasti fikats . Dadurch kann ein Hybridbauteil mit einer nochmals verbesserten Stabilität werkzeugfallend hergestellt werden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , dass das zumindest eine Schutzelement in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug derart platziert wird, dass das zumindest eine Schutzelement zumindest mittelbar auf dem Unterwerkzeugteil aufliegt und dass das zumindest eine Plasti fikat auf das zumindest eine Schutzelement platziert wird . Mittels des entsprechend ausgebildeten Verfahrens kann das zumindest eine Schutzelement mit einer erhöhten Positionierungsgenauigkeit in dem Unterwerkzeugteil platziert werden und damit die Fertigungsgenauigkeiten des Hybridbauteils erheblich verbessert werden .
Vorzugsweise wird das zumindest eine Schutzelement auf eine Auswerfeinrichtung des Presswerkzeugs platziert . Die Auswerfeinrichtung kann beispielsweise in Form von in dem Unterwerkzeugteil befindlichen Auswerf sti ften realisiert sein, die in dem Unterwerkzeugteil angeordnet sind . Die Auswerf sti fte können nach Fertigstellung des Hybridbauteils aus j eweiligen Vertiefungen in dem Unterwerkzeugteil herausgefahren werden, wodurch das fertiggestellte Hybridbauteil aus dem Presswerkzeug ausgeworfen wird .
Die Auswerfersti fte können als hydraulisch gesteuerte Auswerfersti fte ausgebildet sein . Dadurch kann die benötigte Entformungskraft verbessert individuell an das j eweilige Hybridbauteil angepasst werden, sodass eine gleichmäßige mechanische Belastung auf das Hybridbauteil während der Entformung wirkt .
Das Schutzelement kann auch als das erste Schutzelement bezeichnet werden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s ein zweites Schutzelement in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug derart platziert wird, dass das Plasti fikat zwischen einem ersten Schutzelement , das zumindest mittelbar auf dem Unterwerkzeugteil aufliegt , und dem zweiten Schutzelement angeordnet ist . Ferner wird das Presswerkzeug geschlossen, so dass das Oberwerkzeugteil zumindest mittelbar mit dem zweiten Schutzelement in Kontakt kommt und das Plasti fikat durch Druckbeaufschlagung mittels des Oberwerkzeugteils und/oder mittels des Unterwerkzeugteils mit dem ersten Schutzelement und dem zweiten Schutzelement verbunden wird .
Das entsprechend ausgebildete Verfahren ermöglicht die Herstellung eines nochmals stabileren Hybridbauteils . Denn das entsprechend hergestellte Hybridbauteil wei st drei Lagen auf , wobei die Kunststof f läge sandwichartig zwischen dem ersten Schutzelement und dem zweiten Schutzelement angeordnet und mit diesen verbunden ist .
Auch bei der Herstellung dieses aufwendigeren Hybridbauteils ermöglicht das Verfahren eine werkzeugfallende Herstellung . Dadurch können auch bei diesem aufwendigeren Hybridbauteil die Herstellungs zeit erheblich verringert und die Herstellungskosten erheblich reduziert werden .
Das zweite Schutzelement kann derart in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug eingelegt werden, dass das zweite Schutzelement mittelbar oder unmittelbar an dem Oberwerkzeugteil angeordnet ist . Vorzugsweise kann das zweite Schutzelement magnetisch und/oder durch einen Unterdrück angesaugt an dem Oberwerkzeugteil angeordnet sein . Dadurch kann das Presswerkzeug unmittelbar nach Platzieren des Plasti fikats geschlossen werden, sodass die Herstellungs zeit eines Hybridbauteils erheblich verkürzt werden kann .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s ein Presswerkzeug bereitgestellt wird, das ein Unterwerkzeugteil und ein Oberwerkzeugteil aufweist , wobei das Oberwerkzeugteil und das Unterwerkzeugteil relativ zueinander entlang einer Bewegungsrichtung zwischen einer Of fenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs beweglich sind, und wobei in dem Unterwerkzeugteil und/oder in dem Oberwerkzeugteil eine Mehrzahl von Vertiefungen ausgebildet sind und eine Mehrzahl von Rippen aus Material des Plasti fikats während des Schließens des Presswerkzeugs ausgeformt werden, indem das Material des Plasti fikats in die Vertiefung eingepresst wird .
Das entsprechend ausgebildete Verfahren ermöglicht die werkzeugfallende Herstellung eines Hybridbauteils mit monolithisch ausgebildeten Rippen . Damit wei st das Verfahren für dieses aufwendigere Hybridbauteil den Vorteil auf , dass das Hybridbauteil zu geringeren Herstellungskosten und mit einer verringerten Herstellungs zeit gefertigt werden kann .
Die Rippen können monolithisch mit der Kunststof f läge verbunden sein .
Zwei monolithisch miteinander verbundene Bauteile sind aus einem zusammenhängenden Stück gefertigt . Insbesondere sind zwei monolithisch miteinander verbundene Teile fugenlos miteinander verbunden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s zumindest ein Schutzelement , das eine Mehrzahl von Durchgangsöf fnungen aufweist , und das zumindest ein Plasti fikat in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug derart platziert werden, dass das Plasti fikat und das Schutzelement entlang der Bewegungsrichtung übereinander angeordnet sind, und dass die j eweiligen Durchgangsöf fnungen j eweils in Flucht mit den j eweiligen Vertiefungen ausgerichtet sind, so dass die j eweil igen Vertiefungen über die j eweiligen Durchgangsöf fnungen zugänglich sind . Eine Mehrzahl von Rippen wird aus Material des Plasti f ikats während des Schließens des Presswerkzeugs ausgeformt , indem das Material des Plasti fikats durch die j eweiligen Durchgangsöf fnungen in die j eweiligen Vertiefungen eingepresst wird .
Das entsprechend ausgebildete Verfahren ermöglicht die werkzeugfallende Herstellung eines nochmals stabileren Hybridbauteils mit monolithisch ausgebildeten Rippen . Denn das entsprechend hergestellte Hybridbauteil wei st drei Lagen auf , wobei die Kunststof f läge sandwichartig zwischen dem ersten Schutzelement und dem zweiten Schutzelement angeordnet und mit diesen verbunden ist und die monolithisch mit der Kunststof f läge verbundenen Rippen durch die Durchgangsöf fnungen eines Schutzelements ragen . Dadurch können auch bei diesem nochmals aufwendigeren Hybridbauteil die Herstellungs zeit erheblich verringert und die Herstellungskosten erheblich reduziert werden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s das zumindest eine Schutzelement vor in Kontakt Bringen mit dem zumindest einen Plasti fikat und/oder vor dem Schließen des Presswerkzeugs aufgehei zt wird .
Das entsprechend ausgebildete Verfahren weist den Vorteil auf , dass das Plasti fikat verbessert auf dem Schutzelement fließen kann . Dadurch kann eine gleichmäßigere und damit verbesserte Verbindung zwischen dem Schutzelement und dem Plastifikat erfolgen, insbesondere zwischen einem als Stahlblech und/oder einem als Aluminiumblech ausgebildeten Schutzelement und dem Plasti fikat .
Das Schutzelement kann beispielsweise mittels Konvektionsofen, Infrarotstrahlung, Induktion oder einer Hei zplatte aufgehei zt werden .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s eine Kontaktoberfläche des zumindest einen Schutzelements , die mit dem zumindest einen Plasti fikat unter Ausbildung der Kunststof flage verbunden wird, mikrostrukturiert wird .
Dadurch kann beim Schließen des Presswerkzeugs ein Mikroformschluss zwischen dem zumindest einen Schutzelement und dem Plasti fikat erreicht werden . Unter einem Mikroformschluss im Sinne der Erfindung wird ein Formschluss zwischen zwei Bauteilen verstanden, wobei ein Bauteil an einer Viel zahl von Stel len zumindest teilweise von dem anderen Bauteil hintergri f fen wird . Dadurch kann ein verbesserter Formschluss mit einer erhöhten Verbindungskraft erreicht werden . Außerdem können dadurch zwei Bauteile unterschiedlicher Materialien wie beispielsweise Kunststof f und Metall verbessert miteinander verbunden werden .
Die Mikrooberflächenstruktur der Kontaktoberfläche des zumindest einen Schutzelements ist beispielsweise mittels eines Laser-Mik- rostrukturierungsverf ährens und/oder mittels Sandstrahlen oder Korundstrahlen und/oder mittels eines Ätzverfahrens erzeugt .
Weiter vorzugsweise ist das Verfahren derart ausgebildet , das s ein Haftvermittler auf eine Kontaktf läche des zumindest einen Schutzelements , die mit dem zumindest einen Plasti fikat unter Ausbildung der Kunststof f läge verbunden wird, aufgebracht wird .
Durch die Haftvermittlerschicht kann eine verbesserte Verbindung, insbesondere eine verbesserte stof f schlüssige Verbindung zwischen der Kontakt fläche des zumindest einen Schutzelementes und der Kunststof f läge erreicht werden .
Die Haftvermittlerschicht kann als hitzeaktivierbare Klebeschicht ausgebildet sein, vorzugsweise in Form einer Folie , eines Lacks und/oder einer Pulverlackbeschichtung . Die Pulverlackbeschichtung kann auf thermoplastischer oder duroplastischer Basis ausgebildet sein . Dadurch kann eine nochmals verbesserte stof f schlüssige Verbindung zwischen dem Plasti fikat und dem zumindest einen Schutzelement erreicht werden .
Eine weitere der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Bereitstellung eines Presswerkzeugs zum Herstellen eines Hybridbauteils , wobei das Presswerkzeug eine kostengünstigere und schnellere Herstellung eines Hybridbauteils mit vergrößerter Stabilität ermöglicht .
Diese der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Hybridbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den von Anspruch 10 abhängigen Ansprüchen beschrieben .
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Hybridbauteils , das zumindest eine Kunststof f läge und zumindest ein mit der Kunststof f läge verbundenes Schutzelement aufweist , gelöst . Das Presswerkzeug weist ein Unterwerkzeugteil und ein Oberwerkzeugteil auf , wobei das Oberwerkzeugteil und das Unterwerkzeugteil entlang einer Bewegungsrichtung relativ zueinander zwischen einer Of fenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs beweglich sind . Das Presswerkzeug weist zudem eine Halteeinrichtung zum Halten des zumindest einen Schutzelements in dem Presswerkzeug auf . Das Presswerkzeug ist dazu ausgebildet , dass bei Überführen des Presswerkzeugs in dessen Schließstellung ein in das Presswerkzeug eingebrachtes Plasti- fikat und ein in das Presswerkzeug eingebrachtes Schutzelement aufeinander gepresst und miteinander verbunden werden, wobei das in das Presswerkzeug eingebrachte Plasti fikat unter Ausbildung der Kunststof f läge verformt wird .
Das erfindungsgemäße Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass ein Hybridbauteil mit erhöhter Stabilität werkzeugfallend herstellbar ist . Aufgrund der werkzeugfallenden Herstellung sind die Herstellungskosten des Hybridteils erheblich vermindert und gleichzeitig die Herstellungs zeit erheblich verringert . Das Unterwerkzeugteil ist vorzugsweise als Matri ze ausgebildet . Das Oberwerkzeugteil ist vorzugsweise als Stempel ausgebildet .
Das Presswerkzeug kann als Tauchkantenwerkzeug ausgebildet sein . Bei einem Tauchkantenwerkzeug dringt der Stempel in der Schließstellung des Tauchkantenwerkzeugs in die Matri ze derart ein, dass ein im Wesentlichen abgedichteter Raum entsteht , wobei zwischen dem Stempel und der Matri ze ein Spalt mit einer Erstreckung zwischen 0 , 05 mm und 0 , 2 mm verbleibt .
Vorzugsweise ist das Presswerkzeug derart ausgebildet , dass in dem Unterwerkzeugteil und/oder in dem Oberwerkzeugteil eine Mehrzahl von Vertiefungen ausgebildet sind . Das Presswerkzeug ist vorzugsweise dazu ausgebildet , dass beim Überführen des Presswerkzeugs in dessen Schließstellung das Plasti fikat zumindest teilweise in die Mehrzahl der Vertiefungen gepresst wird, so dass die Kunststof f läge eine Mehrzahl von mit dieser monolithisch verbundenen Rippen aufweist .
Das derart ausgebildete Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass ein aufwendigeres Hybridbauteil mit erhöhter Stabilität werkzeugfallend herstellbar ist . Aufgrund der werkzeugfallenden Herstellung sind die Herstellungskosten des aufwendigeren Hybridteils erheblich vermindert und gleichzeitig die Herstellungszeit erheblich verringert obwohl das Hybridbauteil aufwendiger in der Herstellung ist .
Vorzugsweise ist das Presswerkzeug derart ausgebildet , dass das Presswerkzeug eine Auswerfeinrichtung zum Auswerfen des Hybridbauteils aufweist . Die Auswerfeinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet , nach Fertigstellung des Hybridbauteils das Hybridbauteil durch Kraftbeaufschlagung auf das Hybridbauteil von dem Unterwerkzeugteil und/oder dem Oberwerkzeugteil zu trennen . Das derart ausgebildete Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass das Hybridbauteil unabhängig von der geometrischen Gestaltung als werkzeugfallendes Bauteil hergestellt werden kann . Dadurch kann auch bei komplexen Geometrien des Hybridbauteils das Hybridbauteil mit verringerten Herstellungskosten und verringerter Herstellungs zeit hergestellt werden .
Die Auswerfeinrichtung kann vorzugsweise in Form von in dem Unterwerkzeugteil und/oder in dem Oberwerkzeugteil befindlichen Auswerf sti ften realisiert sein, die in dem Unterwerkzeugteil und/oder in dem Oberwerkzeugteil angeordnet sind . Die Auswerfsti fte können nach Fertigstellung des Hybridbauteils aus j eweiligen Vertiefungen in dem Unterwerkzeugteil und/oder in dem Oberwerkzeugteil herausgefahren werden, wodurch das fertiggestellte Hybridbauteil aus dem Presswerkzeug ausgeworfen wird .
Die Auswerfersti fte können als hydraulisch gesteuerte Auswerfersti fte ausgebildet sein . Dadurch kann die benötigte Entformungskraft verbessert individuell an das j eweilige Hybridbauteil angepasst werden, sodass eine gleichmäßige mechanische Belastung auf das Hybridbauteil während der Entformung wirkt .
Vorzugsweise ist das Presswerkzeug derart ausgebildet , dass das Oberwerkzeugteil und/oder das Unterwerkzeugteil eine Umformeinrichtung zum Umformen des zumindest einen Schutzelements aufweist . Das Presswerkzeug ist vorzugsweise dazu ausgebildet , das zumindest eine Schutzelement durch Kraftbeaufschlagung mittels des zumindest einen Plasti fikats in Richtung der Umformeinrichtung bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs zu verformen .
Das derart ausgebildete Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass ein Hybridbauteil mit einer nochmals verbesserten Stabilität hergestellt werden kann, da aufgrund der Formgebung des Schutzelements die Stei figkeit des Schutzelements und somit auch die Stei figkeit des Hybridbauteils vergrößert wird . Dabei ist das Hybridbauteil weiterhin werkzeugfallend herstellbar, da während des Verbindungsprozesses des Plasti fikats mit dem Schutzelement die Umformung des Schutzelements erfolgt .
Vorzugsweise ist die Umformeinrichtung des Presswerkzeugs derart ausgebildet , dass sich das Schutzelement an die Formgebung der Umformeinrichtung angleicht , wenn das Schutzelement verformt wird .
Vorzugsweise ist die Umformeinrichtung des Presswerkzeugs derart ausgebildet , dass das zumindest eine Schutzelement einen Flansch ausbildet , wenn sich das zumindest eine Schutzelement an die Formgebung der Umformeinrichtung des Presswerkzeugs anpasst . Mit anderen Worten kann durch die Formgebung der Umformeinrichtung des Presswerkzeugs gleichzeitig ein Tief ziehen des Schutzelements erreicht werden, sodass sich ein Flansch ausbildet . Dadurch kann ein Hybridbauteil mit einer erhöhten Stabilität in einem Fertigungsschritt hergestellt werden .
Der Flansch kann als umlaufender Flügel flansch ausgebildet sein . Durch einen umlaufenden Flügel flansch kann ein Hybridbauteil verbessert mit einem weiteren Bauteil , bspw . einem Batteriegehäusedeckel , verbunden werden . Gleichzeitig erhöht sich die Stabilität des Hybridbauteils abermals .
Vorzugsweise weist das Unterwerkzeugteil und/oder das Oberwerkzeugteil eine Formgebung auf , die derart ausgebildet ist , dass Vertiefungen und/oder Erhebungen in dem Hybridbauteil und/oder in dem zumindest einen Schutzelement ausgebildet werden, wenn das zumindest eine Schutzelement durch Kraftausübung mittels des zumindest einen Plasti fikats verformt wird . Dadurch kann ein nochmals aufwendigeres Hybridbauteil werkzeugfallend hergestellt werden . Denn die zusätzlichen Erhebungen und/oder Vertiefungen können während des Verbindungsprozesses des Plasti fikats mit dem Schutzelement hergestellt werden . Die Vertiefungen und/oder Erhebungen können derart ausgebildet sein, dass beispielsweise Schraubenköpfe in den Vertiefungen und/oder Erhebungen versenkt werden können . Dadurch kann das Hybridbauteil verbessert mit einem weiteren Bauteil , beispielsweise einem Batteriegehäusedeckel , mittels Schrauben verbunden werden .
Vorzugsweise ist das Presswerkzeug derart ausgebildet , dass das Presswerkzeug eine an dem Unterwerkzeugteil angebrachte Niederhalteeinrichtung aufweist , die in Bewegungsrichtung zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verfahrbar ist . In der ersten Stellung ist das zumindest eine Schutzelement zwischen der Niederhalteeinrichtung und dem Oberwerkzeugteil klemmbar und in der zweiten Stellung ist das zumindest eine Schutzelement zwischen der Niederhalteeinrichtung und dem Oberwerkzeugteil bezüglich der Bewegungsrichtung lose angeordnet . Das Presswerkzeug ist dazu ausgebi ldet , das zumindest eine Schutzelement während der Schließbewegung zwischen der Niederhalteeinrichtung in der ersten Stellung und dem Oberwerkzeugteil geklemmt fest zuhalten . Ferner ist das Presswerkzeug dazu ausgebildet , das zumindest eine Schutzelement durch Kraftbeaufschlagung mittels des zumindest einen Plasti fikats bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs zu verformen .
Das derart ausgebildete Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass ein Hybridbauteil mit einer nochmals verbesserten Stabilität und erhöhter Qualität hergestellt werden kann . Durch die Niederhalteeinrichtung kann während der Verformung des zumindest einen Schutzelements ein gleichmäßiger Fließprozess des Schutzelements erreicht werden und dadurch insbesondere eine Faltenbildung in der Nähe der Fließ zone des zumindest einen Schutzelements vermieden werden . Dadurch können auch hohe Umformgrade bei gleichbleibender Qualität des Hybridbauteils erreicht werden . Das Merkmal , dass das zumindest eine Schutzelement in der zweiten Stellung der Niederhalteeinrichtung zwischen der Niederhalteeinrichtung und dem Oberwerkzeugteil bezüglich der Bewegungsrichtung lose angeordnet ist , kann auch so ausgedrückt werden, dass das zumindest eine Schutzelement in der zweiten Stellung der Niederhalteeinrichtung zwischen der Niederhalteeinrichtung und dem Oberwerkzeugteil nicht geklemmt ist .
Die erste Stellung der Niederhalteeinrichtung wird vorzugsweise während der Schließbewegung des Presswerkzeugs vor der Schließstellung des Presswerkzeugs erreicht . Dadurch wird das zumindest eine Schutzelement zwischen der Niederhalteeinrichtung und dem Oberwerkzeugteil geklemmt bevor das zumindest eine Schutzelement verformt wird .
Die zweite Stellung der Niederhalteeinrichtung wird vorzugsweise während der Öf fnungsbewegung des Presswerkzeugs vor der Of fenstellung des Presswerkzeugs erreicht . Dadurch kann das Hybridbauteil nach der Fertigstellung beschleunigt ausgeworfen werden .
Die Niederhalteeinrichtung kann eine Federlagerung aufweisen . Dadurch kann die Klemmkraft während der Verformung des zumindest einen Schutzelements verbessert eingestellt werden .
Die Federlagerung kann hydraulisch, mechanisch oder pneumatisch ausgebildet sein .
Vorzugsweise ist das Presswerkzeug derart ausgebildet , dass das Oberwerkzeugteil eine Halteeinrichtung zum Halten des zumindest einen Schutzelements in dem Presswerkzeug aufweist . Die Halteeinrichtung ist vorzugsweise als magnetische Halteeinrichtung oder als eine einen Unterdrück erzeugende Halteeinrichtung ausgebildet . Das derart ausgebildete Presswerkzeug weist den Vorteil auf , dass das Presswerkzeug unmittelbar nach dem Platzieren des Plas- ti fikats geschlossen werden kann . Dadurch kann die Herstellungszeit eines Hybridbauteils erheblich verkürzt werden .
Die magnetische Halteeinrichtung kann als magnetischer Auswerfersti ft ausgebildet sein . Mit anderen Worten kann ein Auswerfersti ft gleichzeitig eine magnetische Halteeinrichtung sein . Durch diese Funktionsintegration kann ein Presswerkzeug vergünstigt hergestellt werden, wodurch wiederum ein Hybridbauteil vergünstigt hergestellt werden kann .
Die einen Unterdrück erzeugende Halteeinrichtung kann als ein einen Unterdrück erzeugender Auswerfersti ft ausgebildet sein . Mit anderen Worten kann ein Auswerfersti ft gleichzeitig eine einen Unterdrück erzeugende Halteeinrichtung sein . Durch diese Funktionsintegration kann ein Presswerkzeug vergünstigt hergestellt werden, wodurch wiederum ein Hybridbauteil vergünstigt hergestellt werden kann .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen :
Figur 1A: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungs form in einer Of fenstellung;
Figur 1B : eine schematische Schnittdarstel lung des in Figur 1A dargestellten Presswerkzeugs nach Fertigstellung eines Hybridbauteils in einer Öf fnungsbewegung nach
Verlassen einer Schließstellung des Presswerkzeugs ; Figur 2A: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Pres swerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungs form in einer Of fenstellung;
Figur 2B : eine schematische Schnittdarstel lung des in Figur 2A dargestellten Presswerkzeugs nach Fertigstellung eines Hybridbauteils in einer Öf fnungsbewegung nach Verlassen einer Schließstellung des Presswerkzeugs ;
Figur 3A: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Pres swerkzeugs gemäß einer dritten Ausführungs form in einer Of fenstellung;
Figur 3B : eine schematische Schnittdarstel lung des in Figur 3A dargestellten Presswerkzeugs nach Fertigstellung eines Hybridbauteils in einer Öf fnungsbewegung nach Verlassen einer Schließstellung des Presswerkzeugs ;
Figur 4A: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Pres swerkzeugs gemäß einer vierten Ausführungs form in einer ersten Stellung einer Niederhalteeinrichtung; und
Figur 4B : eine schematische Schnittdarstel lung des in Figur 4A dargestellten Presswerkzeugs , wobei sich die Niederhalteeinrichtung in einer zweiten Stellung befindet .
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt , sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar . Anhand des in den Figuren 1A und 1B dargestellten Presswerkzeugs 10 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils 1 erläutert . Figur 1A zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung eines Presswerkzeugs 10 zum Herstellen eines Hybridbauteils
1 in einer Of fenstellung gemäß einer ersten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung . Das Presswerkzeug 10 weist ein Unterwerkzeugteil 20 und ein Oberwerkzeugteil 30 auf , wobei das Unterwerkzeugteil 20 und das Oberwerkzeugteil 30 entlang einer Bewegungsrichtung R relativ zueinander zwischen einer Of fenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs 10 beweglich sind . Das Presswerkzeug 10 weist zudem eine Halteeinrichtung 21 zum Halten des zumindest einen Schutzelements 4 in dem Presswerkzeug 10 auf .
In einer in Figur 1A dargestellten Of fenstellung des Presswerkzeugs 10 wird zumindest ein Schutzelement 4 und zumindest ein Plasti fikat P derart in das Presswerkzeugs 10 platziert , dass das Plasti fikat P und das Schutzelement 4 entlang der Bewegungsrichtung R übereinander angeordnet sind .
Das Schutzelement 4 wird derart in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug 10 platziert , dass das Schutzelement 4 zumindest mittelbar auf dem Unterwerkzeugteil 20 auf liegt . Das Plasti fikat P wird auf das Schutzelement 4 platziert .
Das Presswerkzeug 10 ist dazu ausgebildet , dass beim Überführen des Presswerkzeugs 10 in dessen Schließstellung das in das Presswerkzeug 10 eingebrachte Plastifikat P und das in das Presswerkzeug 10 eingebrachte Schutzelement 4 aufeinander gepresst und miteinander verbunden werden, wobei das in das Presswerkzeug 10 eingebrachte Plasti fikat P unter Ausbildung einer Kunststof f läge
2 des in Figur 1B dargestellten Hybridbauteils 1 verformt wird . Das derart hergestellte Hybridbauteil 1 weist somit zumindest eine Kunststof f läge 2 und zumindest ein mit der Kunststof f läge 2 verbundenes Schutzelement 4 auf .
Figur 1B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Presswerkzeugs 10 zum Herstellen eines Hybridbauteils 1 in einer Öf f- nungsbewegung nach Fertigstellung des Hybridbauteils 1 nach Verlassen einer Schließstellung gemäß der ersten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung .
In dem Oberwerkzeugteil 30 sind eine Mehrzahl von Vertiefungen 33 ausgebildet . Das Presswerkzeug 10 ist dazu ausgebildet , dass beim Überführen des Presswerkzeugs 10 in dessen Schließstellung das Plasti fikat P zumindest teilweise in die Mehrzahl der Vertiefungen 33 gepresst wird, so dass die Kunststof f läge 2 eine Mehrzahl von mit dieser monolithisch verbundenen Rippen 3 aufweist .
Das derart hergestellte Hybridbauteil 1 weist folglich zumindest eine Kunststof f läge 2 und zumindest ein mit der Kunststof f läge 2 verbundenes Schutzelement 4 auf , wobei die Kunststo f f läge 2 eine Mehrzahl von mit der Kunststof f läge 2 monolithisch verbundenen Rippen 3 aufweist .
Das Presswerkzeug 10 weist eine Auswerfeinrichtung 24 zum Auswerfen des Hybridbauteils 1 auf , wobei die Auswerfeinrichtung 24 dazu ausgebildet ist , nach Fertigstellung des Hybridbauteils 1 das Hybridbauteil 1 durch Kraftbeaufschlagung auf das Hybridbauteil 1 von dem Unterwerkzeugteil 20 und/oder dem Oberwerkezugteil 30 zu trennen .
Die Auswerfeinrichtung 24 ist in Form von in dem Unterwerkzeugteil und in dem Oberwerkzeugteil befindlichen Auswerfersti ften 24 realisiert . Die Auswerfersti fte 24 , die in dem Oberwerkzeugteil 30 angeordnet sind, sind in einer Flucht mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 33 angeordnet , sodass nach Fertigstellung des Hybridbauteils 1 das Hybridbauteil 1 durch Kraftbeaufschlagung auf eine Mehrzahl von Rippen 3 des Hybridbauteils 1 von dem Oberwerkzeugteil 30 getrennt werden kann .
Die Figuren 2A und 2B zeigen ein Presswerkzeug 10 gemäß einer zweiten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung, wobei in Figur 2A das Presswerkzeug 10 in einer Of fenstellung und in Figur 2B in einer Öf fnungsbewegung nach Verlassen einer Schließstellung dargestellt ist . Anhand des in den Figuren 2A und 2B dargestellten Presswerkzeugs 10 wird der Herstellungsprozess eines weiteren Hybridbauteils 1 erläutert .
Das Unterwerkzeugteil 20 des in Figur 2A dargestellten Presswerkzeugs 10 weist eine Umformeinrichtung 32 zum Umformen des Schutzelements 4 auf . Das Presswerkzeug 10 ist dazu ausgebi ldet , das Schutzelement 4 durch Kraftbeaufschlagung mittels des Plas- ti fikats P in Richtung der Umformeinrichtung 32 bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs 10 zu verformen .
Das durch ein Presswerkzeug 10 gemäß der zweiten Aus führungs form hergestellte Hybridbauteil 1 wei st eine Schutzlage 4 auf , die sich an die Formgebung der Umformeinrichtung 32 des Unterwerkzeugteils 20 angeglichen hat .
In den Figuren 2A und 2B ist nicht dargestellt , dass das Presswerkzeug 10 eine Auswerfeinrichtung aufweist . Jedoch kann das Presswerkzeug 10 gemäß der zweiten Aus führungs form auch eine Auswerfeinrichtung 24 aufweisen . Hinsichtlich der Ausgestaltung der Auswerfeinrichtung 24 wird auf die obige Beschreibung mit Bezug auf die Figuren 1A und 1B verwiesen . Der übrige Aufbau des Presswerke zugs 10 gemäß der zweiten Ausführungs form entspricht dem Aufbau des Presswerkzeugs 10 gemäß der ersten Aus führungs form, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Aus führungen verwiesen wird .
In den Figuren 3A und 3B ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Presswerkzeug 10 gemäß einer dritten Aus führungsform dargestellt . Anhand des in den Figuren 3A und 3B dargestellten Presswerkzeugs l Owird der Herstellungsprozess eines Hybridbauteils 1 erläutert .
Das Oberwerkzeugteil 30 des Presswerkzeugs 10 weist eine Halteeinrichtung 34 zum Halten eines zweiten Schutzelement 7 in dem Presswerkzeug 10 auf . Die Halteeinrichtung 34 kann als magnetische Halteeinrichtung 34 oder als eine einen Unterdrück erzeugende Halteeinrichtung 34 ausgebildet sein .
In einer Of fenstellung des Presswerkzeugs 10 wird das zweite Schutzelement 7 in das Presswerkzeug 10 derart platziert , dass das Plasti fikat P zwischen dem ersten Schutzelement 4 , das auf dem Unterwerkzeugteil 20 aufliegt , und dem zweiten Schutzelement 7 angeordnet ist .
Anschließend wird das Presswerkzeug 10 geschlossen, so dass das Plasti fikat P durch Druckbeaufschlagung mittels des Oberwerkzeugteils 30 und/oder mittels des Unterwerkzeugteils 20 mit dem ersten Schutzelement 4 und dem zweiten Schutzelement 7 verbunden wird .
Das erste Schutzelement 4 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöf fnungen 6 auf . Das Plasti f ikat P und das erste Schutzelement 4 werden derart in das sich in Of fenstellung befindliche Presswerkzeug 10 platziert , dass das Plasti fikat P und das Schutzelement 4 entlang der Bewegungsrichtung R übereinander angeordnet sind, und dass die j eweiligen Durchgangsöf fnungen 6 j eweils in Flucht mit den j eweiligen Vertiefungen 33 ausgerichtet sind, so dass die j eweiligen Vertiefungen 33 über die j eweiligen Durchgangsöf fnungen 6 zugänglich sind .
Figur 3B zeigt eine schematische Schnittdarstellung des in Figur 3A dargestellten Presswerkzeugs 10 nach Fertigstellung des Hybridbauteils 1 in einer Öf fnungsbewegung nach Verlassen einer Schließ Stellung .
Während des Schlie ens des Presswerkzeugs 10 werden die Rippen 3 aus Material des Plasti fikats P ausgeformt , indem das Material des Plasti fikats P durch die j eweil igen Durchgangsöf fnungen 6 in die j eweiligen Vertiefungen 23 eingepresst wird .
In den Figuren 4A und 4B ist ein Presswerkzeug 10 gemäß einer vierten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung in schematischer Schnittdarstellung gezeigt , anhand der der Herstellungsprozess eines weiteren Hybridbauteils 1 erläutert wird . Figur 4A zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Presswerkzeugs 10 zum Herstellen eines Hybridbauteils 1 in einer ersten Stellung einer Niederhalteeinrichtung gemäß einer vierten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung . Das Presswerkzeug 10 weist eine an dem Unterwerkzeugteil 20 angebrachte Niederhalteeinrichtung 40 auf , die in Bewegungsrichtung R zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verfahrbar ist .
In der ersten Stellung der Niederhalteeinrichtung 40 ist das zumindest eine Schutzelement 7 zwischen der Niederhalteeinrichtung 40 und dem Oberwerkzeugteil 30 geklemmt .
Die erste Stellung der Niederhalteeinrichtung 40 wird während der Schließbewegung des Presswerkzeugs 10 vor der Schließstellung des Presswerkzeugs 10 erreicht . Dadurch wird das zumindest eine Schutzelement 7 zwischen der Niederhalteeinrichtung 40 und dem Oberwerkzeugteil 30 geklemmt bevor das zumindest eine Schutzelement 7 verformt wird .
Das Presswerkzeug 10 ist dazu ausgebi ldet , das zumindest eine Schutzelement 7 während der Schließbewegung zwischen der Niederhalteeinrichtung 40 in der ersten Stellung und dem Oberwerkzeugteil 30 geklemmt festzuhalten und das zumindest eine Schutzelement 7 durch Kraftbeaufschlagung mittels des zumindest einen Plasti fikats P bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs 10 zu verformen .
Die Niederhalteeinrichtung 40 wei st eine Federlagerung 41 auf , durch welche die Klemmkraft während der Verformung des Schutzelements 7 eingestellt werden kann .
Figur 4B zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Presswerkzeugs 10 zum Herstellen eines Hybridbauteils 1 in einer zweiten Stellung der Niederhalteeinrichtung 40 gemäß der vierten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung .
In der zweiten Stellung ist das zumindest eine Schutzelement 7 zwischen der Niederhalteeinrichtung 40 und dem Oberwerkzeugteil 30 bezüglich der Bewegungsrichtung R lose angeordnet .
Die zweite Stellung der Niederhalteeinrichtung 40 wird während der Öf fnungsbewegung des Presswerkzeugs 10 vor der Of fenstellung des Presswerkzeugs 10 erreicht . Dadurch kann das Hybridbauteil 1 nach der Fertigstellung beschleunigt ausgeworfen werden . Bezugszeichenliste
1 Hybridbauteil
2 Kunststoff läge (des Hybridbauteils)
3 Rippen (der Kunststoff läge)
4 (erstes) Schutzelement (des Hybridbauteils)
5 Kontaktoberfläche (des ersten Schutzelements)
6 Durchgangsöffnung (des Schutzelements)
7 (zweites) Schutzelement (des Hybridbauteils)
8 Kontaktoberfläche (des zweiten Schutzelements)
10 Presswerkzeug
20 Unterwerkzeugteil (des Presswerkzeugs)
21 Halteeinrichtung (des Unterwerkzeugteils)
22 Umformungseinrichtung (des Unterwerkzeugteils)
23 Vertiefung (des Unterwerkzeugteils)
24 Auswerfeinrichtung / Auswerf stifte (des Unterwerkzeugteils)
30 Oberwerkzeugteil (des Presswerkzeugs)
32 Umformungseinrichtung (des Oberwerkzeugteils)
33 Vertiefung (des Oberwerkzeugteils)
34 Halteeinrichtung (des Oberwerkzeugteils)
40 Niederhalteeinrichtung / Halteeinrichtung
41 Federlagerung (der Niederhalteeinrichtung)
P Plastif ikat
R Bewegungsrichtung (des Oberwerkzeugteils bezüglich des Unterwerkzeugteils)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils (1) , das zumindest eine Kunststoff läge (2) und zumindest ein mit der Kunststoff läge (2) verbundenes Schutzelement (4, 7) aufweist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
Bereitstellen eines Presswerkzeugs (10) , das ein Unterwerkzeugteil (20) und ein Oberwerkzeugteil (30) aufweist, wobei das Oberwerkzeugteil (30) und das Unterwerkzeugteil (20) relativ zueinander entlang einer Bewegungsrichtung (R) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs (10) beweglich sind;
Platzieren von zumindest einem Schutzelement (4, 7) und von zumindest einem Plastifikat (P) in das sich in Offenstellung befindliche Presswerkzeug derart, dass das Plastifikat (P) und das Schutzelement (4, 7) entlang der Bewegungsrichtung (R) übereinander angeordnet sind; und Schließen des Presswerkzeugs (10) , so dass das Oberwerkzeugteil (30) zumindest mittelbar mit dem zumindest einen Plastifikat (P) oder mit dem zumindest einen Schutzelement (4, 7) in Kontakt kommt und das Plastifikat (P) durch Druckaufbringung mittels des Oberwerkzeugteils (30) und/oder mittels des Unterwerkzeugteils (20) umgeformt wird und das zumindest eine Plastifikat (P) mit dem zumindest einen Schutzelement (4, 7) unter Ausbildung der Kunststoff läge (2) verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden verfahrensschritt : Verformen des zumindest einen Schutzelements (4, 7) durch Kraf tausübung mittels des zumindest einen Plas- tif ikats (P) .
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Platzieren des zumindest einen Schutzelements (4) in das sich in Offenstellung befindliche Presswerkzeug (10) derart, dass das zumindest eine Schutzelement (4) zumindest mittelbar auf dem Unterwerkzeugteil (20) auf liegt; und Platzieren des zumindest einen Plastifikats (P) auf das zumindest eine Schutzelement (4) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Platzieren eines zweiten Schutzelements (7) in das sich in Offenstellung befindliche Presswerkzeug (10) derart, dass das Plastifikat (P) zwischen einem ersten Schutzelement (4) , das zumindest mittelbar auf dem Unterwerkzeugteil (20) aufliegt, und dem zweiten Schutzelement (7) angeordnet ist; und Schließen des Presswerkzeugs (10) , so dass das Oberwerkzeugteil (30) zumindest mittelbar mit dem zweiten Schutzelement (7) in Kontakt kommt und das Plastifikat (P) durch Druckbeaufschlagung mittels des Oberwerkzeugteils (30) und/oder mittels des Unterwerkzeugteils (20) mit dem ersten Schutzelement (4) und dem zweiten Schutzelement (7) verbunden wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Presswerkzeugs (10) , das ein Unterwerkzeugteil (20) und ein Oberwerkzeugteil (30) aufweist, wobei das Oberwerkzeugteil (30) und das Unterwerkzeugteil (20) relativ zueinander entlang einer Bewegungsrichtung (R) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs (10) beweglich sind, und wobei in dem Unterwerkzeugteil (20) und/oder in dem Oberwerkzeugteil (30) eine Mehrzahl von Vertiefungen (23, 33) ausgebildet sind; und Ausformen von einer Mehrzahl von Rippen (3) aus Material des Plastifikats (P) während des Schließens des Presswerkzeugs (10) , indem das Material des Plastifikats (P) in die Vertiefungen (23, 33) eingepresst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :
Platzieren von zumindest einem Schutzelement (4, 7) , das eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (6) aufweist, und des zumindest einen Plastifikats (P) in das sich in Offenstellung befindliche Presswerkzeug (10) derart, dass das Plastifikat (P) und das Schutzelement (4, 7) entlang der Bewegungsrichtung (R) übereinander angeordnet sind, und dass die jeweiligen Durchgangsöffnungen (6) jeweils in Flucht mit den jeweiligen Vertiefungen (23, 33) ausgerichtet sind, so dass die jeweiligen Vertiefungen (23, 33) über die jeweiligen Durchgangsöffnungen (6) zugänglich sind; und Ausformen von einer Mehrzahl von Rippen (3) aus Material des Plastifikats (P) während des Schließens des Presswerkzeugs (10) , indem das Material des Plastifikats (P) durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen (6) in die jeweiligen Vertiefungen (23, 33) eingepresst wird .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: Aufheizen des zumindest einen Schutzelements (4,
7) vor in Kontakt Bringen mit dem zumindest einen Plas- tifikat (P) und/oder vor dem Schließen des Presswerkzeugs (10) .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
Mikrostrukturieren einer Kontaktoberfläche (5, 8) des zumindest einen Schutzelements (4, 7) , die mit dem zumindest einen Plastifikat (P) unter Ausbildung der Kunststoff läge (2) verbunden wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
Aufbringen eines Haftvermittlers auf eine Kontaktfläche des zumindest einen Schutzelements (4, 7) , die mit dem zumindest einen Plastifikat (P) unter Ausbildung der Kunststoff läge (2) verbunden wird.
10. Presswerkzeug (10) zum Herstellen eines Hybridbauteils (1) , das zumindest eine Kunststoff läge (2) und zumindest ein mit der Kunststoff läge (2) verbundenes Schutzelement (4, 7) aufweist, wobei das Presswerkzeug (10) folgende Merkmale aufweist : das Presswerkzeug (10) weist ein Unterwerkzeugteil (20) und ein Oberwerkzeugteil (30) auf; das Oberwerkzeugteil (30) und das Unterwerkzeugteil (20) sind entlang einer Bewegungsrichtung (R) relativ zueinander zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung des Presswerkzeugs (10) beweglich; das Presswerkzeug (10) weist eine Halteeinrichtung
(21, 34, 40) zum Halten des zumindest einen Schutzelements (4, 7) in dem Presswerkzeug (10) auf; und das Presswerkzeug (10) ist dazu ausgebildet, dass bei Überführen des Presswerkzeugs (10) in dessen Schließstellung ein in das Presswerkzeug (10) eingebrachtes Plastifikat (P) und ein in das Presswerkzeug (10) eingebrachtes Schutzelement (4, 7) aufeinander gepresst und miteinander verbunden werden, wobei das in das Presswerkzeug (10) eingebrachte Plastifikat (P) unter Ausbildung der Kunststoff läge (2) verformt wird.
11. Presswerkzeug (10) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: in dem Unterwerkzeugteil (20) und/oder in dem Oberwerkzeugteil (30) sind eine Mehrzahl von Vertiefungen (23, 33) ausgebildet; und das Presswerkzeug (10) ist dazu ausgebildet, dass beim Überführen des Presswerkzeugs (10) in dessen Schließstellung das Plastifikat (P) zumindest teilweise in die Mehrzahl der Vertiefungen (23, 33) gepresst wird, so dass die Kunststoff läge (2) eine Mehrzahl von mit dieser monolithisch verbundenen Rippen (3) aufweist.
12. Presswerkzeug (10) nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: das Presswerkzeug (10) weist eine Auswerfeinrichtung (24) zum Auswerfen des Hybridbauteils (1) auf; und die Auswerfeinrichtung (24) ist dazu ausgebildet, nach Fertigstellung des Hybridbauteils (1) das Hybridbauteil (1) durch Kraftbeaufschlagung auf das Hybridbauteil (1) von dem Unterwerkzeugteil (20) und/oder dem Oberwerkzeugteil (30) zu trennen.
13. Presswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: das Oberwerkzeugteil (30) und/oder das Unterwerkzeugteil (20) weist eine Umformeinrichtung (32) zum Umformen des zumindest einen Schutzelements (4, 7) auf; und das Presswerkzeug (10) ist dazu ausgebildet, das zumindest eine Schutzelement (4, 7) durch Kraftbeaufschlagung mittels des zumindest einen Plastifikats (P) in Richtung der Umformeinrichtung (32) bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs (10) zu verformen.
14. Presswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: das Presswerkzeug (10) weist eine an dem Unterwerkzeugteil (20) angebrachte Niederhalteeinrichtung (40) auf, die in Bewegungsrichtung (R) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verfahrbar ist ; in der ersten Stellung ist das zumindest eine Schutzelement (4, 7) zwischen der Niederhalteeinrichtung (40) und dem Oberwerkzeugteil (30) klemmbar; in der zweiten Stellung ist das zumindest eine Schutzelement (4, 7) zwischen der Niederhalteeinrichtung (40) und dem Oberwerkzeugteil (30) bezüglich der Bewegungsrichtung (R) frei beweglich; das Presswerkzeug (10) ist dazu ausgebildet, das zumindest eine Schutzelement (4, 7) während der Schließbewegung zwischen der Niederhalteeinrichtung (40) in der ersten Stellung und dem Oberwerkzeugteil (30) geklemmt fest zuhalten; und das Presswerkzeug (10) ist dazu ausgebildet, das zumindest eine Schutzelement (4, 7) durch Kraftbeaufschlagung mittels des zumindest einen Plastifikats (P) bei der Schließbewegung des Presswerkzeugs (10) zu verformen .
15. Presswerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: das Oberwerkzeugteil (30) weist eine Halteeinrichtung (34) zum Halten des zumindest einen Schutzelements (4, 7) in dem Presswerkzeug (10) auf; und die Halteeinrichtung (34) ist als magnetische Halteeinrichtung (34) oder als eine einen Unterdrück erzeugende Halteeinrichtung (34) ausgebildet.
EP24708364.5A 2023-02-27 2024-02-21 Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils Pending EP4673289A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023104738.8A DE102023104738A1 (de) 2023-02-27 2023-02-27 Verfahren zum Herstellen eines Hybridbauteils und Presswerkzeug zum Herstellen eines Hybridbauteils
PCT/EP2024/054374 WO2024179894A1 (de) 2023-02-27 2024-02-21 Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4673289A1 true EP4673289A1 (de) 2026-01-07

Family

ID=90105052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24708364.5A Pending EP4673289A1 (de) 2023-02-27 2024-02-21 Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4673289A1 (de)
CN (1) CN120513161A (de)
DE (1) DE102023104738A1 (de)
WO (1) WO2024179894A1 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749796B1 (fr) * 1996-06-13 1998-07-31 Plastic Omnium Cie Procede pour realiser une piece en matiere thermoplastique renforcee, poutre de pare-chocs et pare-chocs comprenant une telle poutre
ITTO20010782A1 (it) * 2001-08-03 2003-02-03 Campagnolo Srl Procedimento per la produzione di una pedivella per bicicletta.
DE102007024530A1 (de) * 2007-05-24 2008-11-27 Novem Car Interior Design Gmbh Formpressverfahren zur Herstellung von Formteilen, insbesondere Dekorteilen und/oder Verkleidungsteilen für den Fahrzeuginnenraum
DE102014008815B4 (de) * 2014-06-11 2025-11-06 Albis Plastic Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffverbundes aus Metall und Kunststoff zu einem Kunststoff-Metall-Hybridbauteil sowie Verwendung des nach Verfahren hergestellten Hybridbauteils
DE102014108293B4 (de) * 2014-06-12 2026-02-12 Christian Karl Siebenwurst Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen eines Leichtbauteils, insbesondere eines Karosserieteils
TW201903013A (zh) * 2017-03-31 2019-01-16 日商新日鐵住金化學股份有限公司 金屬-纖維強化樹脂材料複合體及其製造方法
DE102017122670A1 (de) * 2017-09-29 2019-04-04 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren und Presswerkzeug zur Herstellung eines Hybridbauteils sowie Hybridbauteil
DE102019206646A1 (de) * 2019-05-08 2020-11-12 Audi Ag Energiespeichergehäuseanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102019135323A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Audi Ag Unterbodenschutzelement aus thermoplastischem Kunststoffmaterial für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug mit einem Unterbodenschutzelement sowie Verfahren zur Herstellung eines Unterbodenschutzelements
KR102404814B1 (ko) * 2020-07-15 2022-06-07 이이엘씨이이주식회사 다중층 재료, 입체구조용 복합적층재 및 이를 이용한 프레스 성형 방법
DE102021109791B4 (de) * 2021-04-19 2026-02-26 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines als plattenartiges Sandwichbauteil ausgebildeten Ladebodens und damit hergestellter Ladeboden

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024179894A9 (de) 2025-06-05
DE102023104738A1 (de) 2024-08-29
WO2024179894A1 (de) 2024-09-06
CN120513161A (zh) 2025-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3310545B1 (de) Verfahren zum herstellen eines kunststoffformkörpers, kunststoffformkörper und formwerkzeug
DE102011012499B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundwerkstückes
EP3365158B1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils aus einem faserverbundwerkstoff
EP1995034A2 (de) Formteil, insbesondere Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für den Fahrzeuginnenraum, und Verfahren zur Herstellung von Formteilen
DE102004054228A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundteils
EP3408075B1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils aus einem faserverbundwerkstoff
DE202007007498U1 (de) Formteil, insbesondere Dekorteil und/oder Verkleidungsteil für den Fahrzeuginnenraum
EP1646492A1 (de) Innenausstattungskomponenten von kraftfahrzeugen mit einem definierten oberflächenprofil
EP3115162A1 (de) Holzfurnier beschichteter kunststoffformkörper
DE102015208946A1 (de) Kunststoffbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils
DE102017122584B4 (de) Formwerkzeug für eine Formgebungsmaschine, Formgebungsmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Formgebungsteils
DE102015206534A1 (de) Verbindungsanordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung
DE19959654A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Innenausstattungskomponenten von Kraftfahrzeugen
DE102017109953A1 (de) Bauelement
EP3188885B1 (de) Verfahren zur herstellung mehrschaliger verbundwerkstoffbauteile mit integrierter verstärkungsstruktur
DE102011051301A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Metall-Kunststoff-Verbindung
EP4673289A1 (de) Verfahren zum herstellen eines hybridbauteils und presswerkzeug zum herstellen eines hybridbauteils
EP3613550B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines kaschierten formteils
EP3640485B1 (de) Verfahren und system zum verbinden zweier bauteile
DE102017216496A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus faserverstärktem Kunststoff
EP4151384B1 (de) Verfahren zum herstellen von kunststoffspritzgussbauteilen sowie kunststoffspritzgussbauteil
DE102011108942B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem ersten und einem zweiten Material
DE102018125716A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellen eines Kunststoffbauteils
DE102013015266B4 (de) Modulare Mittelkonsole für ein Fahrzeug
DE102014218305A1 (de) Verbundbauteil und Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils

Legal Events

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

Free format text: STATUS: UNKNOWN

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

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

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250613

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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