DE102014202300A1

DE102014202300A1 - Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur zur Gasführung

Info

Publication number: DE102014202300A1
Application number: DE102014202300.9A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Stehlig
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-08-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur (14) zur Gasführung, bei dem ein erstes Spritzwerkzeug (17) so weit geöffnet wird, dass ein erster Schweißrand (23) einer ersten Schale (15) zugänglich wird, der im Profil zwei Anlageflächen (25), eine zwischen den Anlageflächen (25) angeordnete Fügefläche (26) und zwei jeweils zwischen der Fügefläche (26) und einer der Anlageflächen (25) angeordnete Nuten (27) aufweist, bei dem die Fügefläche (26) plastifiziert wird, während die erste Schale (15) im ersten Spritzwerkzeug (17) angeordnet ist, bei dem eine zweite Schale (16) in einer Andruckrichtung (34) an die erste Schale (15) angedrückt wird, bei dem ein zweiter Schweißrand (24) der zweiten Schale (16) eine zur Fügefläche (26) komplementäre Gegenfügefläche (28), zwei zu den Anlageflächen (25) komplementäre Gegenanlagefläche (29) und zwei zu den Nuten (27) komplementäre Gegennuten (30) aufweist, mit dem ersten Schweißrand (23) in Kontakt kommt, bei dem die Gegenfügefläche (28) plastifiziertes Material (35) der Fügefläche (26) seitlich verdrängt, dabei aufschmilzt und mit der Fügefläche (26) verschweißt, bei dem die Anlageflächen (25) und die Gegenanlagefläche (29) aneinander zur Anlage kommen, bei dem die Gegennuten (30) die Nuten (27) zu Aufnahmekammern (36) ergänzen, die zumindest teilweise vom verdrängten Material (35) ausgefüllt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur zur Gasführung.
Hohlraumstrukturen zur Gasführung kommen insbesondere bei Brennkraftmaschinen beispielsweise in Form von Saugrohren oder Frischluftverteilern oder Sauganlagen oder Saugmodulen zum Einsatz. Ein Frischluftverteiler enthält eine Verteilerkammer und besitzt in der Regel eine Frischlufteinlassöffnung und mehrere Frischluftauslassöffnungen, die dann zu einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine führen. Hierzu können vom Frischluftverteiler mehrere, separate Saugrohre abgehen, welche die jeweilige Frischluftauslassöffnung des Frischluftverteilers mit einer Einlassöffnung der Brennkraftmaschine verbinden. Sauganlagen und Saugmodule umfassen einen Frischluftverteiler und mehrere davon ausgehende Saugrohre.
Um derartige Hohlraumstrukturen in hohen Stückzahlen preiswert herstellen zu können, ist eine mehrschalige Bauweise bevorzugt, wobei die einzelnen Schalen in Spritzformtechnik mit Kunststoff hergestellt werden. Die einzelnen Schalen müssen dann dauerhaft fest miteinander verbunden werden, was beispielsweise mittels einer Schweißverbindung erfolgt.
Aus der DE 100 51 116 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Saugrohrs bekannt, das aus zwei Schalen zusammengebaut wird. Die beiden Schalen können dabei jeweils in einem Spritzwerkzeug durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt werden. Um die beiden Schalen miteinander verschweißen zu können, ist jede Schale mit einem Schweißrand ausgestattet. Die erste Schale besitzt demnach einen ersten Schweißrand, der im Profil zwei Anlageflächen, eine zwischen den Anlageflächen angeordnete Fügefläche und zwei jeweils zwischen der Fügefläche und einer der Anlageflächen angeordnete Nuten aufweist. Die zweite Schale besitzt dementsprechend einen zweiten Schweißrand, der eine zur Fügefläche komplementäre Gegenfügefläche, zwei zu den Anlageflächen komplementäre Gegenanlageflächen und zwei zu den Nuten komplementäre Gegennuten aufweist. Zum Fügen werden die beiden Schalen in einer Schweißvorrichtung angeordnet und darin in einer Andruckrichtung aneinander angedrückt, wobei zunächst nur die Fügefläche an der Gegenfügefläche zur Anlage kommt. Anschließend wird ein Vibrationsschweißverfahren oder ein Ultraschallschweißverfahren durchgeführt, bei dem die Fügefläche und die Gegenfügefläche durch Reibung erhitzt und dadurch plastifiziert werden und miteinander verschweißen. Aufgeschmolzenes bzw. plastifiziertes Material wird dabei aufgrund der anliegenden Andruckkräfte seitlich verdrängt, wodurch verdrängtes Material in die Nuten und Gegennuten eindringt. Gleichzeitig nähern sich die Schweißränder weiter aneinander an. Der Fügeprozess ist in der Regel dann beendet, wenn die Anlageflächen mit den Gegenanlageflächen in Kontakt kommen. Aufgrund der für das Vibrationsschweißen bzw. Ultraschallschweißen erforderlichen Relativbewegungen zwischen den beiden Schalen bauen die Schweißränder vergleichsweise breit, wobei die Breitenrichtung quer zur Andruckrichtung und quer zur Längsrichtung des jeweiligen Schweißrands gemessen ist.
Aus der DE 101 26 875 A1 ist ein ähnliches Herstellverfahren bekannt, bei dem eine Sauganlage aus zwei Schalen hergestellt wird. Auch hier sind Schweißränder der vorstehend beschriebenen Art vorgesehen. Die Plastifizierung erfolgt in diesem Fall innerhalb der Fügefläche und innerhalb der Gegenfügefläche derart, dass kein plastifiziertes Material in die Nuten bzw. Gegennuten eintreten kann. Hierzu müssen die Fügefläche und die Gegenfügefläche eine entsprechende Breite besitzen, wodurch auch hier die Schweißränder eine relativ große Breite besitzen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur, die sich zum Führen von Gasen eignet, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine kompakte Bauweise im Bereich der Schweißränder auszeichnet. Des Weiteren soll das Herstellverfahren vergleichsweise preiswert realisierbar sein. Dementsprechend sind auch reduzierte Herstellkosten für die jeweilige Hohlraumstruktur angestrebt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Plastifizieren der Fügefläche im ersten Schweißrand der ersten Schale durchzuführen, während die erste Schale noch in einem ersten Spritzwerkzeug angeordnet ist, in dem sie zuvor durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt worden ist. Durch Andrücken der zweiten Schale kommt die Gegenfügefläche mit dem plastifizierten Material der Fügefläche in Kontakt, wodurch zum einen die Gegenfügefläche aufschmilzt und mit der Fügefläche verschweißt, während gleichzeitig plastifiziertes Material seitlich in die Nuten bzw. Gegennuten verdrängt wird. Durch diese Herstellungsweise steht die gesamte Fügefläche zum Herstellen einer Schweißverbindung mit der Gegenfügefläche zur Verfügung. Zum anderen sind keine Relativbewegungen zwischen den Schalen quer zur Andruckrichtung erforderlich. Beide Effekte führen dazu, dass die Schweißränder vergleichsweise kompakt, also mit relativ geringer Breite realisiert werden können.
Das Verschweißen der beiden Schalen erfolgt bevorzugt relativ zeitnah zum Spritzgießen der Schalen, so dass sie in einem spritzfrischen Zustand sind. Durch das Verschweißen der beiden Schalen im spritzfrischen Zustand ist eine verbesserte Schweißnahtgüte erreichbar, da noch keine oder nur sehr reduzierte Wassereinlagerung in den Werkstoff erfolgt ist. Weiterhin weisen die spritzfrischen Schalen keinen bzw. nur einen sehr geringen Verzug auf, wenn die Schalen noch nicht vollständig erkaltet sind. Somit ist eine verbesserte Passgenauigkeit der Schalen zueinander erreichbar. Außerdem ist durch die in den Schalen bzw. dem jeweiligen Spritzwerkzeug vorhandene Restwärme eine geringere Wärmezufuhr ausreichend, um die Schmelztemperatur für den Schweißvorgang zu erreichen. Somit ist auch eine Energieeinsparung realisierbar.
Im Einzelnen schlägt das erfindungsgemäße Herstellverfahren vor, eine erste Schale in einem ersten Spritzwerkzeug durch Spritzformen aus Kunststoff herzustellen und eine zweite Schale in einem zweiten Spritzwerkzeug durch Spritzformen aus Kunststoff herzustellen. Anschließend wird das erste Spritzwerkzeug so weit geöffnet, dass ein erster Schweißrand der ersten Schale zugänglich wird, der im Profil, also quer zur Längsrichtung des Schweißrands, zwei Anlageflächen, eine zwischen den Anlageflächen angeordnete Fügefläche und zwei jeweils zwischen der Fügefläche und einer der Anlageflächen angeordnete Nuten aufweist. Danach wird die Fügefläche plastifiziert, während die erste Schale im ersten Spritzwerkzeug angeordnet ist. Anschließend wird die zweite Schale in einer Andruckrichtung an die erste Schale angedrückt. Hierbei kommt ein zweiter Schweißrand der zweiten Schale, der eine zur Fügefläche komplementäre Gegenfügefläche, zwei zu den Anlageflächen komplementäre Gegenanlageflächen und zwei zu den Nuten komplementäre Gegennuten aufweist, mit dem ersten Schweißrand in Kontakt, also zur Anlage. In der Folge verdrängt die Gegenfügefläche plastifiziertes Material der Fügefläche seitlich, wobei die Gegenfügefläche aufschmilzt und mit der Fügefläche verschweißt wird. Das Andrücken der beiden Schalen aneinander erfolgt so lange, bis die Anlageflächen mit den Gegenanlageflächen aneinander zur Anlage kommen. Dabei ergänzen dann die Gegennuten die Nuten zu Aufnahmekammern, die zumindest teilweise vom verdrängten plastifizierten Material ausgefüllt werden bzw. sind.
Die vorstehend genannte Zugänglichkeit des ersten Schweißrands ist so zu verstehen, dass die Fügefläche plastifiziert werden kann, obwohl die erste Schale noch im ersten Spritzwerkzeug angeordnet ist. Beispielsweise besitzt das erste Spritzwerkzeug zwei relativ zueinander verstellbare Werkzeugteile, wobei durch das Entfernen des einen Werkzeugteils zumindest der erste Schweißrand freigelegt bzw. zugänglich wird.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Schweißränder ausschließlich in der Andruckrichtung relativ zueinander bewegt werden. Hierdurch scheiden Fügeverfahren aus, die Relativbewegungen zwischen den Schalen quer zur Andruckrichtung benötigen. Insbesondere wird somit kein Ultraschallschweißen oder Vibrationsschweißen verwendet, um die Fügefläche zu plastifizieren. Diese Maßnahme führt dazu, dass die Schweißränder in der Breitenrichtung vergleichsweise schmal realisiert werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Plastifizieren der Fügefläche durch eine Beaufschlagung der Fügefläche mit Wärme erfolgen. Die Wärme kann beispielsweise mittels eines Heißgasstroms unmittelbar an der Fügefläche erzeugt werden. Alternativ kann die Wärme mittels Infrarotstrahlung oder mittels Laser unmittelbar an der Fügefläche erzeugt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Aufnahmekammern so dimensioniert sein, dass sie zu mindestens 50%, vorzugsweise zu mindestens 80%, mit im plastischen Zustand verdrängtem Material ausgefüllt sind. Im Idealfall sind die Aufnahmekammern vollständig vom verdrängten, zuvor plastifizierten Material ausgefüllt. Aufgrund von Herstellungstoleranzen sind jedoch konstruktionsbedingt gewisse Reserven vorzusehen. Durch das weitgehende Ausfüllen der Aufnahmekammern mit verdrängtem Material sind die Aufnahmekammern bzw. die Nuten und Gegennuten gerade so groß dimensioniert, dass kein aufgeschmolzenes Material aus den Schweißrändern austreten kann. Hierdurch werden die Nuten und Gegennuten möglichst klein dimensioniert, wodurch die Schweißränder in der Breitenrichtung klein bauen.
Bei einer anderen Ausführungsform können beim zweiten Schweißrand die Gegenfügefläche und die beiden Gegenanlageflächen im Profil in einer Trennebene liegen, während beim ersten Schweißrand die Fügeflächen über die beiden Anlageflächen vorsteht, bevor die Anlageflächen mit den Gegenanlageflächen in Kontakt kommen. Hierdurch vereinfachen sich die Herstellung der zweiten Schale sowie die Auslegung der Aufnahmekammern.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Breite der Fügefläche, die im Profil quer zur Längsrichtung des jeweiligen Schweißrands gemessen ist, größer sein als die Summe aus einer Breite der einen Anlagefläche und einer Breite der zwischen dieser Anlagefläche und der Fügefläche liegenden Nut. Insbesondere kann die Breite der Fügefläche dabei größer sein als eine Wandstärke der ersten Schale und/oder der zweiten Schale in einem an eine durch die Schweißränder gebildeten Fügezone angrenzenden Bereich. Durch diese Bauweise wird gleichzeitig ein Abstand zwischen einer innen liegenden Kante der Schweißränder und der Fügefläche vergleichsweise klein, wodurch Hebelkräfte reduziert werden können, die an der Schweißverbindung angreifen, wenn die Hohlraumstruktur an ihrer Innenseite mit einem Druck beaufschlagt wird. Dementsprechend führt diese kompakte Bauweise zu einer erhöhten Stabilität und Festigkeit der Schweißverbindung.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Breite der jeweiligen Anlagefläche kleiner sein als eine Breite der benachbarten Nut, wobei auch hier die Breiten jeweils im Profil und quer zur Längsrichtung des Schweißrands gemessen sind. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, dass der jeweilige Schweißrand in der Breitenrichtung relativ klein dimensioniert werden kann.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zweite Schale beim Andrücken an die erste Schale noch im zweiten Spritzwerkzeug angeordnet ist, das hierzu so weit geöffnet wird, dass der zweite Schweißrand zugänglich ist. Somit entfallen ein Herausnehmen der zweiten Schale aus dem zweiten Spritzwerkzeug und ein Positionieren der zweiten Schale mit Hilfe eines zusätzlichen Positionierwerkzeugs relativ zur ersten Schale.
Ein erfindungsgemäßes Saugmodul, das für eine Verwendung in einer Frischluftanlage einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, weist eine mit einer Einlassöffnung fluidisch verbundene Verteilerkammer auf, von der mehrere Kanäle zu Auslassöffnungen führen, wobei das Saugmodul aus wenigstens zwei Schalen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine,
2 bis 6 vereinfachte Schnittansichten einer mehrschaligen Hohlraumstruktur im Bereich einer Fügezone während verschiedener Abschnitte eines Verfahrens zum Herstellen der Hohlraumstruktur.
Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 in üblicher Weise einen Motorblock 2, der mehrere Zylinder 3 enthält, die jeweils einen Brennraum 5 umschließen. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine 1 eine Frischluftanlage 5 zum Zuführen einer Frischluftströmung 6 zu den Brennräumen 4. Des Weiteren ist eine Abgasanlage 7 zum Abführen einer Abgasströmung 8 von den Brennräumen 4 vorgesehen. Die Frischluftanlage 5 umfasst ein Saugmodul 9, das eine Verteilerkammer 10 und für jeden Zylinder 3 einen Kanal 11 aufweist. Das Saugmodul 9 besitzt ferner eine Einlassöffnung 12, die fluidisch mit der Verteilerkammer 10 verbunden ist, so dass die Frischluftströmung 6 durch die Einlassöffnung 12 in die Verteilerkammer 10 gelangt. In der Verteilerkammer 10 wird die Frischluftströmung 6 dann auf die einzelnen Kanäle 11 verteilt, die dann zu entsprechenden Auslassöffnungen 13 des Saugmoduls 9 führen. Von den Auslassöffnungen 13 gelangt die Frischluft dann innerhalb des Motorblocks 2 in die einzelnen Brennräume 4. Das Saugmodul 9 repräsentiert eine Hohlraumstruktur 14, die zur Gasführung geeignet ist. Eine derartige Hohlraumstruktur 14 kann gemäß dem nachfolgend anhand der 2 bis 6 erläuterten Verfahren hergestellt werden.
Gemäß dem hier vorgestellten Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur 14 werden zunächst in einem ersten Verfahrensabschnitt gemäß 2 eine erste Schale 15 sowie eine zweite Schale 16 durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt. Dabei wird die erste Schale 15 in einem ersten Spritzwerkzeug 17 spritzgeformt, während die zweite Schale 16 in einem zweiten Spritzwerkzeug 18 spritzgeformt wird. Die Spritzwerkzeuge 17, 18 sind hier rein exemplarisch zweiteilig hergestellt. So besitzt das erste Spritzwerkzeug 17 gemäß 2 ein Oberteil 19 und ein Unterteil 20. Analog dazu besitzt das zweite Spritzwerkzeug 18 gemäß 2 ein Oberteil 21 und ein Unterteil 22. Die beiden Teile 19, 20, 21, 22 des jeweiligen Spritzwerkzeugs 17, 18 sind relativ zueinander verstellbar, um nach dem Spritzvorgang die Schalen 15, 16 aus dem jeweiligen Spritzwerkzeug 17, 18 herausnehmen zu können.
In den 2 bis 6 sind die Spritzwerkzeuge 17, 18 bzw. die Schalen 15, 16 jeweils nur in einem Bereich eines ersten Schweißrands 23 der ersten Schale 15 bzw. im Bereich eines zweiten Schweißrands 24 der zweiten Schale 16 dargestellt. Der erste Schweißrand 23 besitzt im Profil, das quer zu einer Erstreckungsrichtung oder Längsrichtung des ersten Schweißrands 23 orientiert ist, zwei Anlageflächen 25, eine zwischen den Anlageflächen 25 angeordnete Fügefläche 26 und zwei Nuten 27, die jeweils zwischen der Fügefläche 26 und einer der Anlageflächen 25 angeordnet sind. Der zweite Schweißrand 24 weist im Profil, also quer zur Erstreckungs- bzw. Längsrichtung des zweiten Schweißrands 24 eine zur Fügefläche 26 komplementäre Gegenfügefläche 28, zwei zu den Anlageflächen 25 komplementäre Gegenanlageflächen 29 und zwei zu den Nuten 27 komplementäre Gegennuten 30 auf.
Gemäß 2 wird für eine zweite Phase des Herstellverfahrens das erste Spritzwerkzeug 17 so weit geöffnet, dass der erste Schweißrand 23 zugänglich wird. Beim hier gezeigten Beispiel wird hierzu das Oberteil 19 des ersten Spritzwerkzeugs 17 entfernt. Die erste Schale 15 verbleibt somit im Unterteil 20 des ersten Spritzwerkzeugs 17. Ferner wird bei geöffnetem ersten Spritzwerkzeug 17 die Fügefläche 26 plastifiziert, wobei die erste Schale 15 im ersten Spritzwerkzeug 17, hier in dessen Unterschale 20, verbleibt. Die Plastifizierung der Fügefläche 26 kann gemäß 3 mittels einer Heizeinrichtung 31 erfolgen, die gezielt die Fügefläche 26 erhitzt, bis dort der Kunststoff plastifiziert, also anschmilzt bzw. flüssig wird. Ein plastifizierter Bereich des ersten Schweißrands 23 ist dabei mit 32 bezeichnet. Erkennbar wird somit nicht nur die Oberfläche der Fügefläche 26 plastifiziert, sondern ein in die Tiefe gehender, die Fügefläche 26 aufweisender Fügebereich innerhalb des ersten Schweißrands 23. Beispielsweise kann die Plastifizierung der Fügefläche 26 mit Hilfe eines Heißgasstroms 33 realisiert werden, mit dem die Fügefläche 26 gezielt beaufschlagt wird. Alternativ dazu kann grundsätzlich auch ein NIR-Verfahren, das mit Infrarotstrahlung arbeitet, oder ein Laser-Verfahren zur Anwendung kommen, um die Fügefläche 26 zu plastifizieren.
Gemäß 4 wird in einem weiteren Abschnitt des Herstellungsverfahrens nach dem Plastifizieren der Fügefläche 26 die zweite Schale 16 in einer Andruckrichtung 34 an die erste Schale 15 angedrückt, und zwar gezielt derart, dass der zweite Schweißrand 24 mit dem ersten Schweißrand 23 in Kontakt kommt. Hierbei berührt zunächst die Gegenfügefläche 28 die angeschmolzene Fügefläche 26, wodurch die Gegenfügefläche 28 plastifiziertes Material 35 seitlich verdrängt, also aus dem Bereich der aneinandergedrückten Fügefläche 26 und Gegenfügefläche 28 herausdrückt. Durch die Wärme der plastifizierten Fügefläche 26 wird dabei auch die Gegenfügefläche 28 aufgeschmolzen, wodurch sie mit der Fügefläche 26 verschweißt.
Das Andrücken der beiden Schalen 15, 16 erfolgt gemäß 5 so lange, bis die Anlageflächen 25 und die Gegenanlageflächen 29 aneinander zur Anlage kommen. Während dieses Abschnitts des Herstellverfahrens ergänzen sich die Nuten 27 und die Gegennuten 30 zu Aufnahmekammern 36, die vom verdrängten plastifizierten Material 35 zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, ausgefüllt werden. Nach dem Erkalten bzw. Erstarren ist das in die Aufnahmekammern 36 verdrängte Material 35 nicht mehr plastifiziert bzw. plastisch, sondern fest.
Nach dem Auskühlen bzw. Erhärten der Plastifizierung kann dann gemäß dem in 6 gezeigten Abschnitt des Herstellverfahrens die erste Schale 15 aus dem ersten Werkzeug 17 herausgenommen werden. Die Hohlraumstruktur 14 ist dann hergestellt. Die beiden Schweißränder 23, 24 bilden dann innerhalb der Hohlraumstruktur 14 eine Fügezone 43, in der die beiden Schalen 15, 16 aneinander stoffschlüssig befestigt sind.
Die beiden Schalen 15, 16 werden im Bereich ihrer Schweißränder 23, 24 vorzugsweise ausschließlich in der Andruckrichtung 34 relativ zueinander bewegt. Hierdurch baut die durch die aneinander anliegenden Schweißränder 15, 16 gebildete Fügezone 43 der Hohlraumstruktur 14 in der Breitenrichtung relativ kompakt bzw. klein.
Gemäß 2 liegen beim zweiten Schweißrand 24 die Gegenfügefläche 28 und die beiden Gegenanlageflächen 29 im Profil in einer gemeinsamen Trennebene 37. Im Unterschied dazu steht beim ersten Schweißrand 23 gemäß den 2 und 3 die Fügefläche 26 über die beiden Anlageflächen 25 parallel zur Andruckrichtung 34 vor, bevor die Anlageflächen 25 gemäß den 5 und 6 mit den Gegenanlageflächen 29 in Kontakt kommen.
Gemäß 2 ist eine Breite 38 der Fügefläche 26 größer als die Summe aus einer Breite 39 der einen Anlagefläche 25 und einer Breite 40 der zwischen der Fügefläche 26 und dieser Anlagefläche 25 liegenden Nut 27. Ferner ist die Breite 38 der Fügefläche 26 größer als eine Wandstärke 41 der ersten Schale 15 in einem an den ersten Schweißrand 23 bzw. an die Fügezone 43 anschließenden Bereich. Zweckmäßig sind die Breiten 39 der Anlageflächen 25 gleich groß. Auch sind die Breiten 40 der Nuten 27 gleich groß. Des Weiteren besitzen die Fügefläche 26 und die Gegenfügefläche 28 vorzugsweise dieselbe Breite 38. Auch besitzen die Anlageflächen 25 und die Gegenanlagefläche 29 vorzugsweise die gleichen Breiten 39. Außerdem besitzen die Nuten 27 und die Gegennuten 30 vorzugsweise dieselben Breiten 40. Auch kann die zweite Schale 16 in einem an den zweiten Schweißrand 24 bzw. an die Fügezone 43 anschließenden Bereich eine Wandstärke 42 aufweisen, die gleich groß ist wie die Wandstärke 41 der ersten Schale 15.
Ferner ist bei den hier gezeigten Beispielen vorgesehen, dass die Breite 39 der jeweiligen Anlagefläche 25 kleiner ist als die Breite 40 der daran angrenzenden Nut 27. Entsprechendes gilt hier dann auch für die Breiten 39 der Gegenanlagefläche 29, die kleiner sind als die Breiten 40 der daran anschließenden Gegennuten 30.
Wie sich den 4 und 5 entnehmen lässt, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die zweite Schale 16 auch beim Andrücken an die erste Schale 15 noch im zweiten Spritzwerkzeug 18 angeordnet sein, das hierzu so weit geöffnet ist, dass der zweite Schweißrand 24 zugänglich ist. Diese Zugänglichkeit wird im Beispiel dadurch erreicht, dass das Unterteil 22 vom zweiten Spritzwerkzeug 18 entfernt wird, so dass die zweite Schale 16 im Oberteil 21 des zweiten Spritzwerkzeugs 18 verbleibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10051116 A1 [0004]
DE 10126875 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer mehrschaligen Hohlraumstruktur (14) zur Gasführung, – bei dem eine erste Schale (15) in einem ersten Spritzwerkzeug (17) durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt wird, – bei dem eine zweite Schale (16) in einem zweiten Spritzwerkzeug (18) durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt wird, – bei dem das erste Spritzwerkzeug (17) so weit geöffnet wird, dass ein erster Schweißrand (23) der ersten Schale (15) zugänglich wird, der im Profil zwei Anlageflächen (25), eine zwischen den Anlageflächen (25) angeordnete Fügefläche (26) und zwei jeweils zwischen der Fügefläche (26) und einer der Anlageflächen (25) angeordnete Nuten (27) aufweist, – bei dem die Fügefläche (26) plastifiziert wird, während die erste Schale (15) im ersten Spritzwerkzeug (17) angeordnet ist, – bei dem die zweite Schale (16) in einer Andruckrichtung (34) an die erste Schale (15) angedrückt wird, – bei dem ein zweiter Schweißrand (24) der zweiten Schale (16) eine zur Fügefläche (26) komplementäre Gegenfügefläche (28), zwei zu den Anlageflächen (25) komplementäre Gegenanlagefläche (29) und zwei zu den Nuten (27) komplementäre Gegennuten (30) aufweist, mit dem ersten Schweißrand (23) in Kontakt kommt, – bei dem die Gegenfügefläche (28) plastifiziertes Material (35) der Fügefläche (26) seitlich verdrängt, dabei aufschmilzt und mit der Fügefläche (26) verschweißt, – bei dem die Anlageflächen (25) und die Gegenanlagefläche (29) aneinander zur Anlage kommen, – bei dem die Gegennuten (30) die Nuten (27) zu Aufnahmekammern (36) ergänzen, die zumindest teilweise vom verdrängten Material (35) ausgefüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißränder (23, 24) ausschließlich in der Andruckrichtung (34) relativ zueinander bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Plastifizieren der Fügefläche (26) durch eine Beaufschlagung der Fügefläche (26) mit Wärme erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammern (36) zu mindestens 50%, vorzugsweise zu mindestens 80%, mit verdrängtem Material (35) ausgefüllt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim zweiten Schweißrand (24) die Gegenfügefläche (28) und die beiden Gegenanlageflächen (29) im Profil in einer Trennebene (37) liegen, während beim ersten Schweißrand (23) die Fügefläche (26) über die beiden Anlageflächen (25) vorsteht, bevor die Anlageflächen (25) mit den Gegenanlageflächen (29) in Kontakt kommen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (38) der Fügefläche (26) größer ist als die Summe aus einer Breite (39) der einen Anlagefläche (25) und einer Breite (40) der zwischen der Fügefläche (26) und dieser Anlagefläche (25) liegenden Nut (27).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (39) der jeweiligen Anlagefläche (25) kleiner ist als eine Breite (40) der benachbarten Nut (27).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schale (16) beim Andrücken an die erste Schale (15) noch im zweiten Spritzwerkzeug (18) angeordnet ist, das so weit geöffnet ist, dass der zweite Schweißrand (24) zugänglich ist.
Saugmodul für eine Frischluftanlage (5) einer Brennkraftmaschine (1), das eine mit einer Einlassöffnung (12) fluidisch verbundene Verteilerkammer (10) aufweist, von der mehrere Kanäle (11) zu Auslassöffnungen (13) führen, wobei das Saugmodul (9) aus wenigstens zwei Schalen (15, 16) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.