WO2016127975A1 - Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for applying the method - Google Patents

Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for applying the method Download PDF

Info

Publication number
WO2016127975A1
WO2016127975A1 PCT/DE2016/100013 DE2016100013W WO2016127975A1 WO 2016127975 A1 WO2016127975 A1 WO 2016127975A1 DE 2016100013 W DE2016100013 W DE 2016100013W WO 2016127975 A1 WO2016127975 A1 WO 2016127975A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vacuum
forming tool
fiber
insulation
negative mold
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/100013
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Diederik Cuylits
Original Assignee
Cuylits Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cuylits Holding GmbH filed Critical Cuylits Holding GmbH
Publication of WO2016127975A1 publication Critical patent/WO2016127975A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B32B37/1018—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure using only vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a general shape other than plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1866—Handling of layers or the laminate conforming the layers or laminate to a convex or concave profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/10—Fibres of continuous length
    • B32B2305/20—Fibres of continuous length in the form of a non-woven mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/10—Properties of the layers or laminate having particular acoustical properties
    • B32B2307/102—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/08—Cars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/20—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for heat or sound protection, e.g. using a shield or specially shaped outer surface of exhaust device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2310/00—Selection of sound absorbing or insulating material
    • F01N2310/14—Wire mesh fabric, woven glass cloth or the like

Definitions

  • Vacuum forming tool for the application of the method
  • the invention relates to a method for producing an insulation composite component and to a vacuum molding tool for using the method.
  • Insulation composite components which are accurately and materially connected to a metallic sheath, are known in different forms and already in use.
  • the use of such insulation composite components for the sound or heat insulation of individual elements in the engine compartment or exhaust system in motor vehicles is becoming increasingly important.
  • the catalysts used in a motor vehicle must be brought in the shortest possible time to their operating temperature and operated with this, which requires a correspondingly expensive insulation.
  • an insulation composite component is required that can withstand temperatures of 600 ° C to over 1000 ° C and can optimally fit between the surface of the catalyst and its metallic shell.
  • the thermal and acoustic shield serving coat of the catalyst is usually made of a complex shaped sheet or perforated plate, are manually inserted or glued into the cut glass fiber mats. Consequently, the production of such an insulation composite component involves a considerable amount of work, which ultimately increases the manufacturing costs and because of the used coming adhesion promoter, which, for example, an adhesive is to understand, can also be harmful to health.
  • Another disadvantage is also that the glass fiber mats can not optimally fit due to their rigidity in the complex shaped geometries of the shell and thus locally undesirable wrinkling occurs, which ultimately leads to premature wear of the insulating molding and / or to a limited isolation of the Catalyst can lead.
  • DE 20 2005 007 653 111 relates to an insulation composite component which consists of a fiber mat and of a very thin metal foil formed as a lamination thereof, wherein the metal foil is connected to the fiber mat by means of a high temperature adhesive.
  • the metal foil is formed according to the document as a microstructured stainless steel foil with a material thickness between 0.03 to 0.08 mm. Again, however, the disadvantages already described in the production of such insulation composite component are recorded, resulting from the predominantly manual activity.
  • DE 35 34 757 A1 discloses a solution for an insulation composite component, in which a metallic inner part is used, which is a sieve fabric onto which a ceramic fiber material is applied. A metallic outer sheath takes up the two layers so that an insulation composite component consisting of three layers is created here. To fix the outer shell clamping rings are used, which is expensive in terms of installation.
  • the invention has for its object to provide a method for producing an insulation composite component that allows a simplified, largely automated production with constant quality and with the required process reliability.
  • a method for producing an insulation composite component which consists of a metallic sheath, into which a fiber mat is fitted and integrally bonded thereto, is characterized according to the invention by the following method steps:
  • Vacuum generating device are connected,
  • An essential advantage of the method according to the invention is the elimination of manual activities, so that a high process reliability and thus a consistent quality can be ensured with a substantial increase in the number of units to be produced.
  • the automated prefabrication of an insulation blank also allows a high degree of precision in the adaptation to the geometry of the metallic shell, so that in this way the reject rate in the production is negligible.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that commercially available fiber mats can be used which, apart from their blank in the sense of a development geometry, require no special adaptation.
  • the demolding of the insulation composite component from the vacuum forming tool takes place by interruption or alternatively by reversal of the vacuum.
  • the previously manual activity can be automated.
  • the vacuum is used both for deformation, as well as for fixing the insulation blank.
  • a simple shutdown of the vacuum is therefore usually sufficient for easy demolding of the finished insulation composite component.
  • adhesion of the insulation composite component to the negative mold can be detected, for example, by small adhesion promoter residues, and thus does not detach itself automatically.
  • An alternative or additional and very simple procedure for separating the insulation composite component produced after it has been produced from the vacuum molding tool further comprises demoulding the insulation composite component by means of gravity, ie by turning the vacuum molding tool through 180 °. This process is also easily automated and therefore requires no manual intervention.
  • the fiber stamping Before the fiber stamping is applied to the negative mold of the vacuum forming tool, it also makes sense first to introduce any necessary for further processing recesses in the fiber stamping.
  • the geometry adapted to the negative mold of the vacuum forming tool after forming would make it more difficult to introduce such recesses.
  • a further proposal according to the invention is to provide a heating of the vacuum channels having negative mold.
  • this heating of the negative mold advantageously allows an improved dimensional stability of the insulation blank produced in this way to be achieved, which ultimately also has a positive effect on its further processing.
  • An increase in temperature can also have a positive effect on the drying process of the adhesion promoter, since its adhesion is accelerated by heating. This is related to an improved chemical reaction of the primer due to heating.
  • a vacuum forming tool according to the invention for the application of the method described above is characterized in that the vacuum forming tool consisting of at least one upper tool part and at least one lower tool part forms a negative mold of one of a Having processing geometry having fiber stamping a fiber mat to produce insulation blank, wherein in the surface of the negative mold and perpendicular to the surface a plurality of individual vacuum channels are incorporated as part of a vacuum duct system.
  • the fiber stamped part can be sucked onto the negative mold of the insulation blank to be produced and fixed in this area.
  • the vacuum forming tool according to the invention therefore has a simple structure and is inexpensive to produce. Nevertheless, large quantities of the insulating composite components to be produced can be produced with this vacuum forming tool, which is particularly important in the automotive industry.
  • a further proposal according to the invention is to provide within the vacuum forming a collecting channel for bundling the individual vacuum channels whose projected area is greater than the total area of introduced into the negative mold vacuum channels.
  • the collection channel has a larger volume than all the vacuum channels taken together.
  • the vacuum channels in the region of the surface of the negative mold have a reduction. This reduction is only intended to avoid sharp-edged transitions. However, their design is so small that no deformation of the surface of the insulation composite component is produced.
  • the grid dimension of the vacuum channels is between 12 and 17 mm, but preferably 15 mm and their diameter between 1 mm and 3 mm, but preferably 2 mm. With such an arrangement, for example, insulation composite components can be produced, which are used for catalytic converters in motor vehicles.
  • the negative mold of the vacuum forming tool for the stated purpose is that between 1 10 and 140, preferably 130 vacuum channels are provided here.
  • Optimal results have also resulted in this case with a vacuum generating device, which is designed with a suction of 300 m 3 / h as a vacuum blower and a vacuum of 0.2 to 0.4 bar, preferably 0.3 bar generated.
  • a vacuum generating device which is designed with a suction of 300 m 3 / h as a vacuum blower and a vacuum of 0.2 to 0.4 bar, preferably 0.3 bar generated.
  • the fiber stamping is formed exactly and fixed evenly to the negative mold of the vacuum forming tool.
  • a further proposal is also made to perform at least some, but preferably all automated, method steps by means of a program-controlled robot.
  • a program-controlled robot can consequently be used to place the fiber stamped part on the negative mold or to apply the bonding agent to the outer surface of the insulation blank and then to place the metallic shell on this surface.
  • a robot may also be used to remove the completed insulation composite components from the vacuum forming tool and / or to supply them to a package.
  • Figure 1 a schematically greatly simplified exploded view of a
  • Vakuumformwerkmaschinemaschinees corresponding to a first step for producing an insulation composite component
  • Figure 2 a schematically greatly simplified exploded view of
  • Figure 3 a section through a vacuum mold, in the longitudinal direction of the negative mold.
  • the exploded view of a vacuum forming tool 3 shown in FIG. 1 consists of an upper tool part 9 and a lower tool part 10.
  • the holes visible in the lower tool part 10 are used for releasably connecting the two tool parts, for which simple machine screws can be used, for example, but not in FIG are shown.
  • the side facing away from the tool lower part 10 of the upper tool part 9 has a negative mold 4 of the insulating blank 5 to be produced.
  • the negative mold 4 has a plurality of individual vacuum channels 6, which are designed as bores in the present case. In the area of the surface 11 of the negative mold 4, these vacuum channels 6 are provided with countersinks in order to improve the surface quality of the product Improve insulation composite component.
  • the tool upper part 9 also has vacuum connections 12, which serve to apply a vacuum, which reaches the surface 11 of the negative mold 4 via a collecting channel and the vacuum channels 6 and thus acts on the fiber stamped part 2 shown above the vacuum molding tool 3.
  • the illustrated fiber stamping part 2 is a development geometry punched out of a commercially available fiber mat, which moves in the direction of the arrow A by sucking on the negative mold 4 of the vacuum forming tool 3 and fully conforms to the surface 11 of the negative mold 4, thereby forming the produced insulation blank 5 immediately assumes its final shape, which corresponds to the internal geometry of a subsequently connected to the insulation blank 5, metallic shell 1.
  • the vacuum forming tool 3 consists of a lower tool part 10 and a sealing upper part 9 sealingly attached to it, in which the vacuum ports 12 are located and which also has a negative mold 4 of the insulation blank 5 to be produced from the fiber stamping part 2 having.
  • the insulation blank 5 is shown in a position raised from the surface 11 of the negative mold 4.
  • a metallic shell 1 in the direction of arrow C on the outer side 8 of the insulation blank 5 is placed and fixed in this position until the bonding agent 7 has unfolded its adhesive action.
  • the negative mold 4 can be additionally heated. After the insulation composite component thus produced is completed, it is removed from the vacuum mold 3, which can be accelerated by reversing the vacuum in a blast of compressed air.
  • FIG. 3 shows a sectional profile in the longitudinal direction of the negative mold 4 through the vacuum forming tool 3.
  • the negative mold 4 has a cavity, which in the present case forms a collecting channel and from which a multiplicity of individual vacuum channels 6 originate and in the surface 11 of the negative mold 4 leak.
  • the vacuum forming tool 3 consists of an upper tool 9 and a sealingly connected thereto lower tool part 10, the upper tool 9 for connection in the direction of arrow D on the lower tool part 10 is moved to and then screwed with this.
  • a sealing groove 14 into which a ring seal is used.

Abstract

The invention relates to a method for producing an insulation composite component, which consists of a metal shell, into which a fiber mat is fit, the fiber mat being integrally bonded to the metal shell, which method comprises the following steps: producing the metal shell (1) in shaping device; punching out a fiber punched part (2) having a development geometry from a flat fiber mat; grasping the fiber punched part in an automated manner and then laying the fiber punched part (2) accurately fittingly onto the surface of a vacuum molding tool (3), in the region in which the vacuum molding tool has a negative mold (4) of an insulation blank (5) to be produced from the fiber punched part (2) and additionally has a plurality of individual vacuum channels (6) in said negative mold (4), wherein the vacuum channels (6) are connected, in a flow-conducting manner, to a vacuum-generating device that generates a vacuum; generating a vacuum such that the fiber punched part (2) is sucked against the negative mold (4) of the vacuum molding tool (3) and the insulation blank (5) is thereby produced; applying an adhesion promoter (7) to the outside (8) of the produced insulation blank (5) in an automated manner; laying the metal shell (1) in an automated manner onto the outer surface (8) of the insulation blank (5) that has been provided with the adhesion promoter (7); curing the adhesion promoter (7) until an adhesive effect exists; unmolding the produced insulation composite component from the vacuum molding tool (3). For the application of the method, a vacuum molding tool is presented, which is characterized in that the vacuum molding tool (3), which consists of at least one upper tool part (9) and at least one lower tool part (10), has a negative mold (4) of an insulation blank (5) to be produced from a fiber punched part (2) of a fiber mat, said fiber punched part having a development geometry, wherein a plurality of individual vacuum channels (6) is introduced into the surface (11) of the negative mold (4) perpendicularly to the surface (11) as a component of a vacuum channel system.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils u  Method for producing an insulation composite component u
Vakuumformwerkzeug zur Anwendung des Verfahrens  Vacuum forming tool for the application of the method
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils sowie ein Vakuumformwerkzeug zur Anwendung des Verfahrens. The invention relates to a method for producing an insulation composite component and to a vacuum molding tool for using the method.
Isolationsverbundbauteile, die passgenau und stoffschlüssig mit einem metallischen Mantel verbunden werden, sind in unterschiedlichen Ausprägungen bekannt und bereits im Einsatz. So gewinnt beispielsweise die Verwendung derartiger Isolationsverbundbauteile für die Schall- beziehungsweise Wärmeisolierung einzelner Elemente im Motorraum oder des Abgasstranges in Kraftfahrzeugen eine zunehmende Bedeutung. Insbesondere die in einem Kraftfahrzeug verwendeten Katalysatoren müssen in möglichst kurzer Zeit auf ihre Betriebstemperatur gebracht und mit dieser betrieben werden, was eine entsprechend aufwendige Isolierung erfordert. Für diesen Einsatzzweck ist zum Beispiel ein Isolationsverbundbauteil erforderlich, das Temperaturen von 600° C bis über 1000 °C stand halten kann und das sich dabei optimal zwischen der Oberfläche des Katalysators und dessen metallischen Mantel einpassen lässt. Der einer thermischen und akustischen Abschirmung dienende Mantel des Katalysators wird in der Regel aus einem komplex geformten Blech oder Lochblech hergestellt, in das zugeschnittene Glasfasermatten manuell eingelegt beziehungsweise eingeklebt werden. Folglich geht die Herstellung eines derartigen Isolationsverbundbauteils mit einem erheblichen Arbeitsaufwand einher, der letztlich die Herstellungskosten erhöht und wegen des zum Einsatz kommenden Haftvermittlers, worunter beispielsweise ein Klebstoff zu verstehen ist, auch gesundheitlich beeinträchtigend sein kann. Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, dass sich die Glasfasermatten auf Grund ihrer Steifigkeit nicht optimal in die komplex gestalteten Geometrien des Mantels einpassen lassen und dadurch lokal eine unerwünschte Faltenbildung entsteht, die letztlich zu einem vorzeitigen Verschleiß des Isolationsformteils und/oder zu einer eingeschränkten Isolierung des Katalysators führen kann. Insulation composite components, which are accurately and materially connected to a metallic sheath, are known in different forms and already in use. Thus, for example, the use of such insulation composite components for the sound or heat insulation of individual elements in the engine compartment or exhaust system in motor vehicles is becoming increasingly important. In particular, the catalysts used in a motor vehicle must be brought in the shortest possible time to their operating temperature and operated with this, which requires a correspondingly expensive insulation. For this purpose, for example, an insulation composite component is required that can withstand temperatures of 600 ° C to over 1000 ° C and can optimally fit between the surface of the catalyst and its metallic shell. The thermal and acoustic shield serving coat of the catalyst is usually made of a complex shaped sheet or perforated plate, are manually inserted or glued into the cut glass fiber mats. Consequently, the production of such an insulation composite component involves a considerable amount of work, which ultimately increases the manufacturing costs and because of the used coming adhesion promoter, which, for example, an adhesive is to understand, can also be harmful to health. Another disadvantage is also that the glass fiber mats can not optimally fit due to their rigidity in the complex shaped geometries of the shell and thus locally undesirable wrinkling occurs, which ultimately leads to premature wear of the insulating molding and / or to a limited isolation of the Catalyst can lead.
Die DE 20 2005 007 653 111 betrifft ein Isolationsverbundbauteil, das aus einer Fasermatte und aus einer als Kaschierung derselben ausgebildeten, sehr dünnen Metallfolie besteht, wobei die Metallfolie mittels eines Hochtemperaturklebers mit der Fasermatte verbunden wird. Die Metallfolie wird nach der Schrift als eine mikrostrukturierte Edelstahlfolie mit einer Materialdicke zwischen 0,03 bis 0,08 mm ausgebildet. Auch hierbei sind jedoch die bereits beschriebenen Nachteile bei der Herstellung eines derartigen Isolationsverbundbauteiles zu verzeichnen, die sich aus der überwiegend manuellen Tätigkeit ergeben. DE 20 2005 007 653 111 relates to an insulation composite component which consists of a fiber mat and of a very thin metal foil formed as a lamination thereof, wherein the metal foil is connected to the fiber mat by means of a high temperature adhesive. The metal foil is formed according to the document as a microstructured stainless steel foil with a material thickness between 0.03 to 0.08 mm. Again, however, the disadvantages already described in the production of such insulation composite component are recorded, resulting from the predominantly manual activity.
Darüber hinaus geht aus der DE 35 34 757 A1 eine Lösung für ein Isolationsverbundbauteil hervor, bei der ein metallisches Innenteil Verwendung findet, bei dem es sich um ein Sieb-Gewebe handelt, auf das ein keramisches Fasermaterial aufgebracht wird. Ein metallischer Außenmantel nimmt die beiden Schichten auf, sodass hier ein aus drei Schichten bestehendes Isolationsverbundbauteil entsteht. Zur Fixierung des Außenmantels werden Spannringe verwendet, was hinsichtlich der Montage aufwendig ist. In addition, DE 35 34 757 A1 discloses a solution for an insulation composite component, in which a metallic inner part is used, which is a sieve fabric onto which a ceramic fiber material is applied. A metallic outer sheath takes up the two layers so that an insulation composite component consisting of three layers is created here. To fix the outer shell clamping rings are used, which is expensive in terms of installation.
Durch die bisher noch immer gegebene manuelle Fertigung derartiger Isolationsverbundbauteile kommt es leider auch zu Abweichungen und Fehlern bei der Herstellung. Eine kontinuierliche Prozesssicherheit kann folglich auf diese Weise nicht gewährleistet werden. Außerdem sind mit den bekannten Fertigungsverfahren keine großen Stückzahlen, wie sie zum Beispiel in der Automobilindustrie benötigt werden, erreichbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils bereitzustellen, das eine vereinfachte, weitgehend automatisierte Fertigung bei konstanter Qualität und mit der erforderlichen Prozesssicherheit ermöglicht. Due to the still existing manual production of such insulation composite components, there are also deviations and errors in the production. Consequently, continuous process reliability can not be guaranteed in this way. In addition, with the known manufacturing processes no large quantities, as required for example in the automotive industry, can be achieved. The invention has for its object to provide a method for producing an insulation composite component that allows a simplified, largely automated production with constant quality and with the required process reliability.
Es ist ferner ein Vakuumformwerkzeug bereitzustellen, mit dem das Verfahren durchführbar ist.  It is further to provide a vacuum forming tool, with which the method is feasible.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7. The invention solves this problem with the features of the independent claims 1 and 7.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich jeweils anschließenden Unteransprüche.  Further embodiments of the invention are the subject of each subsequent sub-claims.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils, das aus einem metallischen Mantel besteht, in den eine Fasermatte eingepasst und stoffschlüssig mit diesem verbunden wird, ist erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: A method for producing an insulation composite component, which consists of a metallic sheath, into which a fiber mat is fitted and integrally bonded thereto, is characterized according to the invention by the following method steps:
-Herstellung des metallischen Mantels in einer Umformvorrichtung, -Ausstanzen eines eine Abwicklungsgeometrie aufweisenden Faserstanzteils aus einer ebenen Fasermatte,  -Production of the metallic shell in a forming device, -Stußanzen a development geometry having fiber stamping from a flat fiber mat,
-automatisierte Erfassung und anschließende, passgenaue Auflage des Faserstanzteils auf die Oberfläche eines Vakuumformwerkzeuges, in dem Bereich, in dem dieses eine Negativform eines aus dem Faserstanzteils zu erzeugenden Isolationsrohlings und zudem eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle in dieser Negativform aufweist, wobei die Vakuumkanäle strömungsleitend mit einer ein Vakuum erzeugenden  -automated detection and subsequent, accurate fit of the fiber stamping on the surface of a vacuum forming tool, in the area in which this has a negative mold of an insulating blank to be produced from the fiber stamping and also a plurality of individual vacuum channels in this negative mold, the vacuum channels flow-conducting with a Vacuum generating
Vakuumerzeugungseinrichtung verbunden sind, Vacuum generating device are connected,
-Erzeugung eines Vakuums, sodass das Faserstanzteil an die Negativform des Vakuumformwerkzeuges angesaugt und dadurch der Isolationsrohling hergestellt wird,  Generation of a vacuum, so that the fiber stamped part is sucked against the negative mold of the vacuum forming tool and thereby the insulation blank is produced,
-automatisierte Aufbringung eines Haftvermittlers auf die Außenoberfläche des erzeugten Isolationsrohlings, -automatisierte Auflage des metallischen Mantels auf die mit dem Haftvermittler versehene Außenseite des Isolationsrohlings, -automatic application of an adhesion promoter to the outer surface of the insulation blank produced, -automatic support of the metallic shell on the outside of the insulation blank provided with the adhesion promoter,
-Aushärtung des Haftvermittlers, bis eine Haftwirkung besteht, -Entformung des entstandenen Isolationsverbundbauteils aus dem Vakuumformwerkzeug.  Hardening of the bonding agent until an adhesion effect, -Deforming the resulting insulation composite component from the vacuum forming tool.
Ein wesentlicher Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in dem Wegfall manueller Tätigkeiten, sodass dadurch eine hohe Prozesssicherheit und damit eine gleichbleibende Qualität bei einer wesentlichen Erhöhung der zu fertigenden Stückzahlen gewährleistet werden kann. Die automatisierte Vorfertigung eines Isolationsrohlings gestattet zudem eine hohe Präzision bei der Anpassung an die Geometrie des metallischen Mantels, sodass auf diese Weise der Ausschussanteil in der Fertigung vernachlässigbar ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darüber hinaus auch darin, dass handelsübliche Fasermatten verwendet werden können, die, abgesehen von ihrem Zuschnitt im Sinne einer Abwicklungsgeometrie, keiner speziellen Anpassung bedürfen. An essential advantage of the method according to the invention is the elimination of manual activities, so that a high process reliability and thus a consistent quality can be ensured with a substantial increase in the number of units to be produced. The automated prefabrication of an insulation blank also allows a high degree of precision in the adaptation to the geometry of the metallic shell, so that in this way the reject rate in the production is negligible. Another advantage of the solution according to the invention, moreover, is that commercially available fiber mats can be used which, apart from their blank in the sense of a development geometry, require no special adaptation.
Entsprechend einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Entformung des Isolationsverbundbauteils aus dem Vakuumformwerkzeug durch Unterbrechung oder alternativ hierzu durch Umkehrung des Vakuums erfolgt. Somit kann auch in diesem Arbeitsschritt die bisher manuelle Tätigkeit automatisiert werden. Das Vakuum wird hierbei sowohl zur Verformung, als auch zur Fixierung des Isolationsrohlings verwendet. Ein einfaches Abschalten des Vakuums ist daher in der Regel ausreichend für eine problemlose Entformung des fertig gestellten Isolationsverbundbauteils. In seltenen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass beispielsweise durch kleine Haftvermittlerreste ein Anhaften des Isolationsverbundbauteils an der Negativform zu verzeichnen ist und sich dieses somit nicht selbsttätig löst. Unter diesen Umständen kann durch Umkehrung des Vakuums, also beispielsweise durch Erzeugung eines kurzen Druckluftstoßes, das Isolationsverbundbauteil zuverlässig von der Negativform des Vakuumformwerkzeuges getrennt werden. Eine alternative oder ergänzende und sehr einfache Vorgehensweise, das erzeugte Isolationsverbundbauteil nach seiner Herstellung von dem Vakuumformwerkzeug zu trennen, besteht ferner darin, das Isolationsverbundbauteil mit Hilfe der Schwerkraft, also durch Wenden des Vakuumformwerkzeuges um 180°, zu entformen. Auch dieser Vorgang ist problemlos automatisierbar und bedarf daher keines manuellen Eingriffs. According to a first embodiment of the method according to the invention, it is proposed that the demolding of the insulation composite component from the vacuum forming tool takes place by interruption or alternatively by reversal of the vacuum. Thus, in this step, the previously manual activity can be automated. The vacuum is used both for deformation, as well as for fixing the insulation blank. A simple shutdown of the vacuum is therefore usually sufficient for easy demolding of the finished insulation composite component. In rare cases, however, it may happen that adhesion of the insulation composite component to the negative mold can be detected, for example, by small adhesion promoter residues, and thus does not detach itself automatically. Under these circumstances, by reversing the vacuum, so for example by generating a short burst of compressed air, the insulation composite component can be reliably separated from the negative mold of the vacuum forming tool. An alternative or additional and very simple procedure for separating the insulation composite component produced after it has been produced from the vacuum molding tool further comprises demoulding the insulation composite component by means of gravity, ie by turning the vacuum molding tool through 180 °. This process is also easily automated and therefore requires no manual intervention.
Bevor das Faserstanzteil auf die Negativform des Vakuumformwerkzeuges aufgebracht wird, ist es darüber hinaus sinnvoll, zunächst eventuell für die Weiterverarbeitung erforderliche Ausnehmungen in das Faserstanzteil einzubringen. Die nach der Umformung an die Negativform des Vakuumformwerkzeugs angepasste Geometrie würde eine Einbringung derartiger Ausnehmungen eher erschweren. Before the fiber stamping is applied to the negative mold of the vacuum forming tool, it also makes sense first to introduce any necessary for further processing recesses in the fiber stamping. The geometry adapted to the negative mold of the vacuum forming tool after forming would make it more difficult to introduce such recesses.
Zur Beschleunigung der Herstellung des Isolationsrohlings in dem Vakuumformwerkzeug geht ein weiterführender Vorschlag nach der Erfindung dahin, eine Erwärmung der die Vakuumkanäle aufweisenden Negativform vorzusehen. Durch diese Erhitzung der Negativform kann darüber hinaus in vorteilhafter Weise eine verbesserte Formstabilität des auf diese Art erzeugten Isolationsrohlings erreicht werden, die sich letztlich auch positiv auf dessen Weiterverarbeitung auswirkt. To accelerate the production of the insulation blank in the vacuum forming tool, a further proposal according to the invention is to provide a heating of the vacuum channels having negative mold. In addition, this heating of the negative mold advantageously allows an improved dimensional stability of the insulation blank produced in this way to be achieved, which ultimately also has a positive effect on its further processing.
Eine Temperaturerhöhung kann sich darüber hinaus auch positiv auf den Trocknungsvorgang des Haftvermittlers auswirken, da dessen Haftwirkung durch eine Erwärmung beschleunigt wird. Dies hängt mit einer verbesserten chemischen Reaktion des Haftvermittlers infolge der Erwärmung zusammen. An increase in temperature can also have a positive effect on the drying process of the adhesion promoter, since its adhesion is accelerated by heating. This is related to an improved chemical reaction of the primer due to heating.
Ein erfindungsgemäßes Vakuumformwerkzeug zur Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das aus zumindest einem Werkzeugoberteil und wenigstens einem Werkzeugunterteil bestehende Vakuumformwerkzeug eine Negativform eines aus einem eine Abwicklungsgeometrie aufweisenden Faserstanzteils einer Fasermatte zu erzeugenden Isolationsrohlings aufweist, wobei in die Oberfläche der Negativform und senkrecht zu der Oberfläche eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle als Bestandteil eines Vakuumkanalsystems eingebracht sind. A vacuum forming tool according to the invention for the application of the method described above is characterized in that the vacuum forming tool consisting of at least one upper tool part and at least one lower tool part forms a negative mold of one of a Having processing geometry having fiber stamping a fiber mat to produce insulation blank, wherein in the surface of the negative mold and perpendicular to the surface a plurality of individual vacuum channels are incorporated as part of a vacuum duct system.
Durch das im Vakuumformwerkzeug vorhandene Vakuum kann das Faserstanzteil an die Negativform des zu erzeugenden Isolationsrohlings angesaugt und in diesem Bereich fixiert werden. Darüber hinaus wird durch das Vakuum erreicht, dass eine Umformung des Faserstanzteils zu dem Isolationsrohling möglich wird. Dieser Vorgang läuft automatisch ab, ohne dass es des Eingreifens einer Bedienperson bedarf. Maßgeblich für den Erfolg dieses Arbeitsschrittes sind dementsprechend die Vakuumkanäle als Bestandteile des Vakuumkanalsystems. Das erfindungsgemäße Vakuumformwerkzeug weist demnach einen einfachen Aufbau auf und ist kostengünstig herstellbar. Dennoch können mit diesem Vakuumformwerkzeug große Stückzahlen der zu erzeugenden Isolationsverbundbauteile hergestellt werden, was insbesondere in der Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung ist. By virtue of the vacuum existing in the vacuum forming tool, the fiber stamped part can be sucked onto the negative mold of the insulation blank to be produced and fixed in this area. In addition, it is achieved by the vacuum that a deformation of the fiber stamping part to the insulation blank is possible. This process takes place automatically, without the intervention of an operator. Decisive for the success of this step are accordingly the vacuum channels as components of the vacuum channel system. The vacuum forming tool according to the invention therefore has a simple structure and is inexpensive to produce. Nevertheless, large quantities of the insulating composite components to be produced can be produced with this vacuum forming tool, which is particularly important in the automotive industry.
Um sämtliche Vakuumkanäle zuverlässig mit dem erforderlichen Vakuum zu versorgen, geht ein weiterführender Vorschlag nach der Erfindung dahin, innerhalb des Vakuumformwerkzeuges einen Sammelkanal zur Bündelung der einzelnen Vakuumkanäle vorzusehen, dessen projizierte Fläche größer als die Gesamtfläche der in die Negativform eingebrachten Vakuumkanäle ist. Einfacher ausgedrückt weist der Sammelkanal ein größeres Volumen auf, als sämtliche Vakuumkanäle zusammengenommen. In order to reliably supply all the vacuum channels with the required vacuum, a further proposal according to the invention is to provide within the vacuum forming a collecting channel for bundling the individual vacuum channels whose projected area is greater than the total area of introduced into the negative mold vacuum channels. In simpler terms, the collection channel has a larger volume than all the vacuum channels taken together.
Zur Vermeidung von Beschädigungen der Oberfläche des Isolationsverbundbauteils ist es ferner vorteilhaft, wenn die Vakuumkanäle im Bereich der Oberfläche der Negativform eine Senkung aufweisen. Diese Senkung ist lediglich dafür gedacht, scharfkantige Übergänge zu vermeiden. Ihre Ausführung ist jedoch so gering, dass keine Deformation der Oberfläche des Isolationsverbundbauteils entsteht. In einem erfindungsgemäßen Vakuumformwerkzeug ist es von Vorteil, wenn das Rastermaß der Vakuumkanäle zwischen 12 und 17 mm, bevorzugt jedoch 15 mm und ihr Durchmesser zwischen 1 mm und 3 mm, bevorzugt jedoch 2 mm beträgt. Mit einer derartigen Anordnung können beispielsweise Isolationsverbundbauteile erzeugt werden, die für Abgaskatalysatoren in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. To avoid damage to the surface of the insulation composite component, it is also advantageous if the vacuum channels in the region of the surface of the negative mold have a reduction. This reduction is only intended to avoid sharp-edged transitions. However, their design is so small that no deformation of the surface of the insulation composite component is produced. In a vacuum forming tool according to the invention, it is advantageous if the grid dimension of the vacuum channels is between 12 and 17 mm, but preferably 15 mm and their diameter between 1 mm and 3 mm, but preferably 2 mm. With such an arrangement, for example, insulation composite components can be produced, which are used for catalytic converters in motor vehicles.
Darüber hinaus besteht eine konkrete Ausgestaltung der Negativform des Vakuumformwerkzeuges für den genannten Einsatzzweck darin, dass hier zwischen 1 10 und 140, bevorzugt 130 Vakuumkanäle vorgesehen sind. In addition, there is a specific embodiment of the negative mold of the vacuum forming tool for the stated purpose is that between 1 10 and 140, preferably 130 vacuum channels are provided here.
Optimale Ergebnisse haben sich in diesem Fall ferner mit einer Vakuumerzeugungseinrichtung ergeben, die mit einer Saugleistung von 300 m3/h als Vakuum-Gebläse ausgeführt ist und ein Vakuum von 0,2 bis 0,4 bar, bevorzugt 0,3 bar erzeugt. In diesem Bereich wird das Faserstanzteil exakt umgeformt und gleichmäßig an der Negativform des Vakuumformwerkzeuges fixiert. Optimal results have also resulted in this case with a vacuum generating device, which is designed with a suction of 300 m 3 / h as a vacuum blower and a vacuum of 0.2 to 0.4 bar, preferably 0.3 bar generated. In this area, the fiber stamping is formed exactly and fixed evenly to the negative mold of the vacuum forming tool.
Zur Umsetzung einer maximalen Automatisierung des gesamten Fertigungsprozesses zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils nach der Erfindung geht ein weiterführender Vorschlag ferner dahin, wenigstens einige, bevorzugt jedoch sämtliche automatisierten Verfahrensschritte mittels eines programmgesteuerten Roboters durchzuführen. Ein derartiger Roboter kann folglich zum Einsatz kommen, um das Faserstanzteil auf die Negativform aufzusetzen beziehungsweise um den Haftvermittler auf die Außenoberfläche des Isolationsrohlings aufzubringen und anschließend den metallischen Mantel auf diese Oberfläche aufzusetzen. Darüber hinaus kann ein Roboter auch verwendet werden, um die fertig gestellten Isolationsverbundbauteile aus dem Vakuumformwerkzeug zu entnehmen und/oder diese einer Verpackung zuzuführen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Das gezeigte Ausführungsbeispiel stellt dabei keine Einschränkung auf die dargestellte Variante dar, sondern dient lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. In order to implement a maximum automation of the entire manufacturing process for producing an insulation composite component according to the invention, a further proposal is also made to perform at least some, but preferably all automated, method steps by means of a program-controlled robot. Such a robot can consequently be used to place the fiber stamped part on the negative mold or to apply the bonding agent to the outer surface of the insulation blank and then to place the metallic shell on this surface. In addition, a robot may also be used to remove the completed insulation composite components from the vacuum forming tool and / or to supply them to a package. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The exemplary embodiment shown here represents no restriction to the illustrated variant, but merely serves to explain a principle of the invention.
Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.  Identical or similar components are always denoted by the same reference numerals. In order to be able to illustrate the mode of operation according to the invention, only greatly simplified schematic representations are shown in the figures, in which the components which are not essential to the invention have been dispensed with. However, this does not mean that such components are not present in a solution according to the invention.
Es zeigt: It shows:
Figur 1 : eine schematisch stark vereinfachte Explosivdarstellung eines  Figure 1: a schematically greatly simplified exploded view of a
Vakuumformwerkzeuges, entsprechend einem ersten Arbeitsschritt zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils, Vakuumformwerkzeuges, corresponding to a first step for producing an insulation composite component,
Figur 2: eine schematisch stark vereinfachte Explosivdarstellung des Figure 2: a schematically greatly simplified exploded view of
gesamten Fertigungsprozesses zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils  entire manufacturing process for the production of an insulation composite component
und and
Figur 3: einen Schnitt durch ein Vakuumformwerkzeug, in Längsrichtung der Negativform.  Figure 3: a section through a vacuum mold, in the longitudinal direction of the negative mold.
Die in der Figur 1 dargestellte Explosivdarstellung eines Vakuumformwerkzeuges 3 besteht aus einem Werkzeugoberteil 9 und einem Werkzeugunterteil 10. Die in dem Werkzeugunterteil 10 erkennbaren Bohrungen dienen der lösbaren Verbindung der beiden Werkzeugteile, wozu beispielsweise einfache Maschinenschrauben Verwendung finden können, die in der Figur 1 jedoch nicht dargestellt sind. Die dem Werkzeugunterteil 10 abgewandte Seite des Werkzeugoberteils 9 weist eine Negativform 4 des zu erzeugenden Isolationsrohlings 5 auf. Die Negativform 4 verfügt über eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle 6, die im vorliegenden Fall als Bohrungen ausgeführt sind. Im Bereich der Oberfläche 11 der Negativform 4 sind diese Vakuumkanäle 6 mit Senkungen ausgestattet, um die Oberflächenqualität des zu erzeugenden Isolationsverbundbauteils zu verbessern. Das Werkzeugoberteil 9 verfügt ferner über Vakuumanschlüsse 12, die dazu dienen, ein Vakuum anzulegen, das über einen Sammelkanal und die Vakuumkanäle 6 zur Oberfläche 11 der Negativform 4 gelangt und damit auf das oberhalb des Vakuumformwerkzeugs 3 dargestellte Faserstanzteil 2 einwirkt. The exploded view of a vacuum forming tool 3 shown in FIG. 1 consists of an upper tool part 9 and a lower tool part 10. The holes visible in the lower tool part 10 are used for releasably connecting the two tool parts, for which simple machine screws can be used, for example, but not in FIG are shown. The side facing away from the tool lower part 10 of the upper tool part 9 has a negative mold 4 of the insulating blank 5 to be produced. The negative mold 4 has a plurality of individual vacuum channels 6, which are designed as bores in the present case. In the area of the surface 11 of the negative mold 4, these vacuum channels 6 are provided with countersinks in order to improve the surface quality of the product Improve insulation composite component. The tool upper part 9 also has vacuum connections 12, which serve to apply a vacuum, which reaches the surface 11 of the negative mold 4 via a collecting channel and the vacuum channels 6 and thus acts on the fiber stamped part 2 shown above the vacuum molding tool 3.
Bei dem dargestellten Faserstanzteil 2 handelt es sich um eine aus einer handelsüblichen Fasermatte heraus gestanzten Abwicklungsgeometrie, die sich durch das Ansaugen an die Negativform 4 des Vakuumformwerkzeuges 3 in Richtung des Pfeils A bewegt und vollständig an die Oberfläche 11 der Negativform 4 anschmiegt, wobei der dadurch erzeugte Isolationsrohling 5 unmittelbar seine endgültige Form einnimmt, die der Innengeometrie eines anschließend mit dem Isolationsrohling 5 zu verbindenden, metallischen Mantel 1 entspricht.  The illustrated fiber stamping part 2 is a development geometry punched out of a commercially available fiber mat, which moves in the direction of the arrow A by sucking on the negative mold 4 of the vacuum forming tool 3 and fully conforms to the surface 11 of the negative mold 4, thereby forming the produced insulation blank 5 immediately assumes its final shape, which corresponds to the internal geometry of a subsequently connected to the insulation blank 5, metallic shell 1.
Anschaulicher geht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils aus der Darstellung in Figur 2 hervor. We bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurde, besteht das Vakuumformwerkzeug 3 aus einem Werkzeugunterteil 10 und einem dichtend auf dieses aufgesetzten Werkzeugoberteil 9, in dem sich die Vakuumsanschlüsse 12 befinden und das zudem eine Negativform 4 des aus dem Faserstanzteil 2 zu erzeugenden Isolationsrohlings 5 aufweist. In der Explosivdarstellung der Figur 2 ist der Isolationsrohling 5 in einer von der Oberfläche 11 der Negativform 4 abgehobenen Position gezeigt. Die NegativformThe process according to the invention for producing an insulation composite component from the illustration in FIG. 2 is clearer. As has already been explained in connection with FIG. 1, the vacuum forming tool 3 consists of a lower tool part 10 and a sealing upper part 9 sealingly attached to it, in which the vacuum ports 12 are located and which also has a negative mold 4 of the insulation blank 5 to be produced from the fiber stamping part 2 having. In the exploded view of FIG. 2, the insulation blank 5 is shown in a position raised from the surface 11 of the negative mold 4. The negative form
4 verfügt in der zuvor bereits beschriebenen Weise über eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle 6, über die das Vakuum auf den Isolationsrohling 5 übertragen wird, der dadurch fixiert ist und gleichzeitig umgeformt wird. Auf die Außenseite 8 des Isolationsrohlings 5 erfolgt in einem sich anschließenden Arbeitsschritt die automatisierte Auftragung eines Haftvermittlers 7, wobei bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel eine Bewegung der hierfür zum Einsatz kommenden Sprühvorrichtung 13 in Richtung des Doppelpfeils B einen gleichmäßigen Auftrag gestattet. Nachdem der Haftvermittler 7 auf die Außenseite des Isolationsrohlings4 has in the manner already described above a plurality of individual vacuum channels 6, via which the vacuum is transferred to the insulating blank 5, which is thereby fixed and simultaneously formed. The automated application of a bonding agent 7 takes place on the outside 8 of the insulation blank 5 in a subsequent working step, with a movement of the spraying device 13 used in the direction of the double arrow B permitting a uniform application in the example shown in FIG. After the bonding agent 7 on the outside of the insulation blank
5 aufgebracht wurde, wird ein metallischer Mantel 1 in Richtung des Pfeils C auf die Außenseite 8 des Isolationsrohlings 5 aufgesetzt und in dieser Position fixiert, bis der Haftvermittler 7 seiner Haftwirkung entfaltet hat. Zur Beschleunigung dieses Vorganges kann die Negativform 4 zusätzlich erwärmt werden. Nachdem das somit hergestellte Isolationsverbundbauteil fertig gestellt ist, erfolgt dessen Entformung aus dem Vakuumformwerkzeug 3, was durch eine Umkehrung des Vakuums in einen Druckluftstoß beschleunigt werden kann. 5 was applied, a metallic shell 1 in the direction of arrow C on the outer side 8 of the insulation blank 5 is placed and fixed in this position until the bonding agent 7 has unfolded its adhesive action. To accelerate this process, the negative mold 4 can be additionally heated. After the insulation composite component thus produced is completed, it is removed from the vacuum mold 3, which can be accelerated by reversing the vacuum in a blast of compressed air.
Die Figur 3 zeigt schließlich einen Schnittverlauf in Längsrichtung der Negativform 4 durch das Vakuumformwerkzeug 3. Die Negativform 4 weist einen Hohlraum auf, der im vorliegenden Fall einen Sammelkanal bildet und von dem eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle 6 ausgehen und in der Oberfläche 1 1 der Negativform 4 auslaufen. Die dadurch entstehende, strömungsleitende Verbindung ermöglicht die Zuführung des Vakuums zu der Oberfläche 11 der Negativform 4. Das Vakuumformwerkzeug 3 besteht aus einem Werkzeugoberteil 9 und einem dichtend mit diesem verbundenen Werkzeugunterteil 10, wobei das Werkzeugoberteil 9 zur Verbindung in Richtung des Pfeils D auf das Werkzeugunterteil 10 zu bewegt und anschließend mit diesem verschraubt wird. Zur Herstellung einer Abdichtung zwischen dem Werkzeugoberteil 9 und den Werkzeugunterteil 10 dient im vorliegenden Fall eine Dichtungsnut 14, in die eine Ringdichtung eingesetzt wird. Finally, FIG. 3 shows a sectional profile in the longitudinal direction of the negative mold 4 through the vacuum forming tool 3. The negative mold 4 has a cavity, which in the present case forms a collecting channel and from which a multiplicity of individual vacuum channels 6 originate and in the surface 11 of the negative mold 4 leak. The vacuum forming tool 3 consists of an upper tool 9 and a sealingly connected thereto lower tool part 10, the upper tool 9 for connection in the direction of arrow D on the lower tool part 10 is moved to and then screwed with this. To produce a seal between the upper tool part 9 and the lower tool part 10 is used in the present case, a sealing groove 14 into which a ring seal is used.
BEZUGSZEICHENLISTE: LIST OF REFERENCE NUMBERS:
1 metallischer Mantel 1 metallic coat
2 Faserstanzteil  2 fiber stamped part
3 Vakuumformwerkzeug  3 vacuum mold
4 Negativform  4 negative form
5 Isolationsrohling  5 insulation blank
6 Vakuumkanal  6 vacuum channel
7 Haftvermittler  7 adhesion agents
8 Außenoberfläche (des Isolationsrohlings) 8 outer surface (of insulation blank)
9 Werkzeugoberteil 9 Tool shell
10 Werkzeugunterteil  10 lower tool part
11 Oberfläche (der Negativform)  11 surface (the negative mold)
12 Vakuumanschluss  12 vacuum connection
13 Sprühvorrichtung  13 spray device
14 Dichtungsnut  14 sealing groove

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Herstellung eines Isolationsverbundbauteils, das aus einem metallischen Mantel besteht, in den eine Fasermatte eingepasst und stoffschlüssig mit diesem verbunden wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: 1. Process for producing an insulation composite component, which consists of a metallic jacket into which a fiber mat is fitted and materially connected to it, characterized by the process steps:
-Herstellung des metallischen Mantels (1) in einer Umformvorrichtung, -Ausstanzen eines eine Abwicklungsgeometrie aufweisenden -Manufacture of the metallic jacket (1) in a forming device, -Stamping out one having a development geometry
Faserstanzteils (2) aus einer ebenen Fasermatte, Fiber punched part (2) made of a flat fiber mat,
-automatisierte Erfassung und anschließende, passgenaue Auflage des Faserstanzteils -Automated capture and subsequent, precisely fitting placement of the fiber punched part
(2) auf die Oberfläche eines Vakuumformwerkzeuges (2) on the surface of a vacuum forming tool
(3), in dem Bereich, in dem dieses eine Negativform (4) eines aus dem Faserstanzteils (2) zu erzeugenden Isolationsrohlings (5) und zudem eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle (6) in dieser Negativform (4) aufweist, wobei die Vakuumkanäle (6) strömungsleitend mit einer ein Vakuum erzeugenden Vakuumerzeugungseinrichtung verbunden sind, (3), in the area in which this has a negative form (4) of an insulation blank (5) to be produced from the fiber punched part (2) and also a large number of individual vacuum channels (6) in this negative form (4), the vacuum channels ( 6) are connected in a flow-conducting manner to a vacuum generating device that generates a vacuum,
-Erzeugung eines Vakuums, sodass das Faserstanzteil (2) an die Negativform -Creation of a vacuum so that the fiber punched part (2) is attached to the negative mold
(4) des Vakuumformwerkzeuges (3) angesaugt und dadurch der Isolationsrohling (5) hergestellt wird, (4) of the vacuum forming tool (3) is sucked in and the insulation blank (5) is thereby produced,
-automatisierte Aufbringung eines Haftvermittlers (7) auf die Außenseite (8) des erzeugten Isolationsrohlings (5), -automated application of an adhesion promoter (7) to the outside (8) of the insulation blank (5) produced,
-automatisierte Auflage des metallischen Mantels (1) auf die mit dem Haftvermittler (7) versehene Außenoberfläche (8) des Isolationsrohlings -Automated placement of the metallic jacket (1) on the outer surface (8) of the insulation blank provided with the adhesion promoter (7).
(5), (5),
-Aushärtung des Haftvermittlers (7), bis eine Haftwirkung besteht, -Entformung des entstandenen Isolationsverbundbauteils aus dem Vakuumformwerkzeug (3). Verfahren nach Anspruch 1 , -Curing of the adhesion promoter (7) until there is an adhesive effect, -Removal of the resulting insulation composite component from the vacuum forming tool (3). Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Entformung des Isolationsverbundbauteils aus dem the demoulding of the insulation composite component from the
Vakuumformwerkzeug (3) durch Unterbrechung oder Umkehrung des Vacuum forming tool (3) by interrupting or reversing the
Vakuums erfolgt. vacuum takes place.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, Method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Entformung des Isolationsverbundbauteils aus dem the demoulding of the insulation composite component from the
Vakuumformwerkzeug (3) unter Nutzung der Schwerkraft durch Wenden des Vakuumformwerkzeuges (3) um 180° erfolgt. Vacuum forming tool (3) is carried out using gravity by turning the vacuum forming tool (3) by 180°.
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the above-mentioned claims, characterized in that
für die Weiterverarbeitung erforderliche Ausnehmungen in das recesses required for further processing
Faserstanzteil (2) eingebracht werden, bevor das Faserstanzteil (2) auf die Negativform (4) des Vakuumformwerkzeuges (3) aufgelegt wird. Fiber punched part (2) must be introduced before the fiber punched part (2) is placed on the negative mold (4) of the vacuum forming tool (3).
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the above-mentioned claims, characterized in that
die Herstellung des Isolationsrohlings (5) in dem Vakuumformwerkzeug (3) bei gleichzeitiger Erwärmung der die Vakuumkanäle the production of the insulation blank (5) in the vacuum forming tool (3) while simultaneously heating the vacuum channels
(6) aufweisenden Negativform (4) erfolgt. (6) having negative form (4).
Verfahren nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Method according to one of the above-mentioned claims, characterized in that
der Trocknungsvorgang des Haftvermittlers (7) durch eine Erwärmung beschleunigt wird. the drying process of the adhesion promoter (7) is accelerated by heating.
7. Vakuumformwerkzeug zur Anwendung des Verfahrens nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, 7. Vacuum forming tool for using the method according to one of the above claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das aus zumindest einem Werkzeugoberteil (9) und wenigstens einem Werkzeugunterteil (10) bestehende Vakuumformwerkzeug (3) eine Negativform (4) eines aus einem eine Abwicklungsgeometrie the vacuum forming tool (3) consisting of at least one upper tool part (9) and at least one lower tool part (10), a negative mold (4) of a development geometry
aufweisenden Faserstanzteils (2) einer Fasermatte zu erzeugenden Isolationsrohlings (5) aufweist, wobei in die Oberfläche (1 1) der having fiber punched part (2) of a fiber mat to be produced insulation blank (5), wherein in the surface (1 1) of
Negativform (4) und senkrecht zu der Oberfläche (11) eine Vielzahl einzelner Vakuumkanäle (6) als Bestandteil eines Vakuumkanalsystems eingebracht sind. Negative mold (4) and perpendicular to the surface (11) a large number of individual vacuum channels (6) are introduced as part of a vacuum channel system.
8. Vakuumformwerkzeug nach Anspruch 7, 8. Vacuum forming tool according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
innerhalb des Vakuumformwerkzeuges (3) ein Sammelkanal zur a collecting channel within the vacuum forming tool (3).
Bündelung der einzelnen Vakuumkanäle (6) vorhanden ist, dessen projizierte Fläche größer als die Gesamtfläche der in die Negativform (4) eingebrachten Vakuumkanäle (6) ist. Bundling of the individual vacuum channels (6) is present, the projected area of which is larger than the total area of the vacuum channels (6) introduced into the negative mold (4).
9. Vakuumformwerkzeug nach Anspruch 7 oder 8, 9. Vacuum forming tool according to claim 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Vakuumkanäle (6) im Bereich der Oberfläche (11) der Negativform (4) eine Senkung aufweisen. the vacuum channels (6) have a depression in the area of the surface (11) of the negative mold (4).
10. Vakuumformwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, 10. Vacuum forming tool according to one of claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Rastermaß der Vakuumkanäle (6) zwischen 12 und 17 mm und ihr Durchmesser zwischen 1 mm und 3 mm beträgt. the pitch of the vacuum channels (6) is between 12 and 17 mm and their diameter is between 1 mm and 3 mm.
1 1. Vakuumformwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 1 1. Vacuum forming tool according to one of claims 7 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Negativform (4) zwischen 110 und 140 Vakuumkanäle (6) aufweist. the negative mold (4) has between 110 and 140 vacuum channels (6).
12. Vakuumformwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , 12. Vacuum forming tool according to one of claims 7 to 11,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mittels der eine Saugleistung von 300 m3/h als Vakuum-Gebläse ausgeführten Vakuumerzeugungseinrichtung ein Vakuum von 0,2 bis 0,4 bar erzeugbar ist. A vacuum of 0.2 to 0.4 bar can be generated by means of the vacuum generating device designed as a vacuum blower with a suction power of 300 m 3 /h.
13. Vakuumformwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 12, 13. Vacuum forming tool according to one of claims 7 to 12,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die automatisierten Verfahrensschritte mittels eines programmgesteuerten Roboters durchgeführt werden. the automated process steps are carried out using a program-controlled robot.
PCT/DE2016/100013 2015-02-10 2016-01-13 Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for applying the method WO2016127975A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEDE102015101881.0 2015-02-10
DE102015101881.0A DE102015101881A1 (en) 2015-02-10 2015-02-10 Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for use of the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016127975A1 true WO2016127975A1 (en) 2016-08-18

Family

ID=55486410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2016/100013 WO2016127975A1 (en) 2015-02-10 2016-01-13 Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for applying the method

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015101881A1 (en)
WO (1) WO2016127975A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534757A1 (en) 1985-09-28 1987-04-09 Didier Werke Ag HOT GAS GUIDE COMPONENT, ESPECIALLY EXHAUST GAS GUIDE COMPONENT FOR COMBUSTION ENGINES, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
WO2002058926A1 (en) * 2001-01-26 2002-08-01 Bombardier Transportation Gmbh Method for producing curved sandwich structures and a curved sandwich structure
DE202005007653U1 (en) 2004-12-23 2005-08-04 Thermamax Hochtemperaturdämmungen GmbH Thermal insulation panel for e.g. truck engine bay, turbocharger sidewalls, exhaust systems etc. is bonded by high-temperature adhesive to stainless steel substrate
EP2098349A1 (en) * 2006-12-01 2009-09-09 Tanazawa Hakkosha Co., Ltd. Mold for resin molding, method for manufacturing mold for resin molding, and resin molded product
US20140238648A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 Interface Solutions, Inc. Lightweight Thermal Shield

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534757A1 (en) 1985-09-28 1987-04-09 Didier Werke Ag HOT GAS GUIDE COMPONENT, ESPECIALLY EXHAUST GAS GUIDE COMPONENT FOR COMBUSTION ENGINES, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
WO2002058926A1 (en) * 2001-01-26 2002-08-01 Bombardier Transportation Gmbh Method for producing curved sandwich structures and a curved sandwich structure
DE202005007653U1 (en) 2004-12-23 2005-08-04 Thermamax Hochtemperaturdämmungen GmbH Thermal insulation panel for e.g. truck engine bay, turbocharger sidewalls, exhaust systems etc. is bonded by high-temperature adhesive to stainless steel substrate
EP2098349A1 (en) * 2006-12-01 2009-09-09 Tanazawa Hakkosha Co., Ltd. Mold for resin molding, method for manufacturing mold for resin molding, and resin molded product
US20140238648A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 Interface Solutions, Inc. Lightweight Thermal Shield

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015101881A1 (en) 2016-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013114245B3 (en) Method and device for producing hot-formed wheeled dishes
DE102012110354B4 (en) Molding tool, control means, method and system for producing a, preferably fiber-reinforced, plastic component
DE102011055654A1 (en) Manufacturing method for a composite sheet metal part with metallic area
EP3408080A1 (en) Press for producing a component from a fibre-composite material
EP2492069A1 (en) Method for reinforcing the edge of a hole, tool with a hole with reinforced edge and hole edge reinforcement device
EP3408075B1 (en) Method for producing a component from a fiber composite material
EP3237183B1 (en) Method and apparatus for manufacturing a sandwich component
EP0657265B1 (en) Method for manufacturing flat coated articles using grid-structure preforms
EP1473131A2 (en) Method for making textile preforms from textile half-products
DE102014001690B4 (en) Method for joining a metal component with a plastic component
DE102007060525A1 (en) Silencer air duct and method of making a silencer air duct
DE102011110206B4 (en) mold
DE102010027466A1 (en) Device for manufacturing complex-three-dimensionally formed continuous fiber-reinforced preform from preform foil, has multiple positioning pins arranged over entire surface of relief structure of matrix
DE102015005504A1 (en) Process for producing a fiber-reinforced plastic component
EP3461610A1 (en) Method and device for targeted influence of the technological characteristics of individual areas of a wooden board, a pre-compressed wooden fabric or fibre cake made of wood
EP1892077A1 (en) Method and device for producing fibrous composite component
WO2016127975A1 (en) Method for producing an insulation composite component and vacuum molding tool for applying the method
DE102006052696A1 (en) Plates or semi-finished product transforming method, involves producing negative pressure in die plate of tool half in relation to pressure of transforming medium between another tool half and semi-finished product
DE102013003538A1 (en) Producing component, preferably a component for automotive vehicle with core structure and cover layer, comprises producing finally produced core structure and applying cover layer by laminating strip material on core structure
AT519010B1 (en) Motor vehicle component
DE102005045794B4 (en) Method for producing a multi-layer underbody paneling for motor vehicles
WO2010142279A1 (en) Method for the production of composite elements using a diffusion seal
DE102013209270B4 (en) Device for clamping a fiber arrangement
WO2017129395A1 (en) Press for producing a component from a fibre-composite material
DE102015225363A1 (en) Method for producing a decorative element for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16708582

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16708582

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1