DE102020201081A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer dreidimensional geformten Kanalwand - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer dreidimensional geformten Kanalwand Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest einer dreidimensional geformten Kanalwand (1) eines Luftführungskanals (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kanalwand (1) aus Kunststoff mit einer Wandöffnung (7) gefertigt ist, und wobei die Wandöffnung (7) durch ein die Kanalwand (1) weiterbildendes Vlieselement (8) verschlossen ist, mit zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeughälften (11, 12), die im zusammengesetzten Zustand eine Spritzgussform (13) für die Kanalwand (1) ausbilden, mit einer Einrichtung zum Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgussform (13) und mit einer beabstandet zu der Spritzgussform (13) liegenden Spannrahmenhalterung (23) für das Vlieselement (8), wobei zumindest eine erste der Werkzeughälften (12) einen in der Spritzgussform (13) verschiebbar gelagerten Stempel (14) aufweist, dessen freie Druckfläche (15) der zweiten der Werkzeughälften (11) zugewandt ist, und dass zwischen dem Stempel (14) und der ersten Werkzeughälfte (12) zumindest ein Federelement vorgespannt gehalten ist, das den Stempel (14) in Richtung der zweiten Werkzeughälfte (11) mit einer Federkraft beaufschlagt, sodass der Stempel (14) beim Zusammenführen der Werkzeughälften (11, 12) entgegen der Federkraft verlagerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer dreidimensional geformten Kanalwand eines Luftführungskanals für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kanalwand aus Kunststoff mit einer Wandöffnung gefertigt ist, und wobei die Wandöffnung durch ein die Kanalwand weiterbildendes Vlieselement verschlossen ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, Luftführungskanäle auszubilden, deren Kanalwand abschnittsweise oder vollständig aus einem Vlieselement gefertigt ist. Bei einer abschnittsweisen Ausbildung der Kanalwand aus einem Vlieselement, bei welcher eine Wandöffnung der Kanalwand durch das Vlieselement ersetzt beziehungsweise verschlossen wird, dient das Vlieselement beispielsweise dazu, einen definierten Luftaustritt zu ermöglichen sowie den Luftkanal in Bezug auf seine akustischen Eigenschaften zu verbessern. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 026 556 A1 ist beispielsweise ein solcher Luftführungskanal bereits bekannt. Um das Vlieselement mit der ansonsten aus Kunststoff gefertigten Kanalwand zu verbinden, wird dort vorgeschlagen, dass das Vlieselement verschweißbar ausgebildet ist, wodurch eine einfache Integration in die Kanalwand möglich sei. Außerdem wird vorgeschlagen, das Vlieselement zu verfestigen beziehungsweise zu versteifen, durch thermische, mechanische oder chemische Mittel. Dadurch ist auch eine dreidimensionale Formgebung des Vlieselements möglich, die eine verbesserte Integration des Vlieselements in die dreidimensional geformte Kanalwand ermöglicht. Unter einer dreidimensionalen Formgebung ist vorliegend zu verstehen, dass sich die Kanalwand nicht nur in einer ebenen Ebene erstreckt, sondern sich insbesondere auch aus einer Ebene heraus erstreckt, beispielsweise mittels Erhebungen und/oder Vertiefungen, sodass ein dreidimensionaler Verlauf der Kanalwand entsteht.
  • Aus der Offenlegungsschrift EP 3 080 519 B1 ist weiterhin ein Luftkanal mit einem schallabsorbierenden Element bekannt, wobei das schallabsorbierende Element einen Träger aufweist, der mit mindestens einer Schicht aus einem schallabsorbierenden Material, das insbesondere ein Vlies sein kann, verbunden ist.
  • In der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2011 110 770 U1 ist ferner ein Innenausbauteil zur Verkleidung beschrieben, welches einen Grundkörper und eine Vliesschicht aufweist, wobei durch Pressen zumindest bereichsweise eine Struktur auf die Vliesschicht übertragen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung sowie ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen der Kanalwand zu schaffen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese weist zwei relativ zueinander bewegbare Werkzeughälften auf, die im zusammengesetzten Zustand eine Spritzgussform für die Kanalwand ausbilden. Die Spritzgussform entspricht somit im zusammengesetzten Zustand der Werkzeughälften der dreidimensionalen Gestalt der Kanalwand. Die Spritzgussform ist somit der Hohlraum, der zwischen den Werkzeughälften im zusammengesetzten Zustand gebildet ist, der von der Kanalwand durch die Herstellung ausgefüllt wird. Bei den Werkzeughälften handelt es sich nicht notwendigerweise um Hälften im mathematischen Sinne, vielmehr können die Werkzeughälften unterschiedlich groß und unterschiedlich konturiert ausgebildet sein. Zusammen bilden sie jedoch das Werkzeug zur Herstellung der Kanalwand. Insoweit kann anstelle von Werkzeughälften auch von Werkzeugformen gesprochen werden. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Einrichtung zum Einspritzen von flüssigem Kunststoff in die Spritzgussform auf. Mittels der Einrichtung ist somit Kunststoff in die Spritzgussform einfüllbar, wo der Kunststoff aushärten und insbesondere die Form der Spritzgussform annehmen kann. Weiterhin ist zumindest eine Spannrahmenhalterung beabstandet zu der Spritzgussform vorhanden, die zur Ausrichtung und Halterung des Vlieselements in der Spritzgussform dient. Durch den Spannrahmen ist das Vlieselement gespannt in die Spritzgussform einbringbar und vorteilhaft in der Spritzgussform ausrichtbar, sodass beim folgenden Spritzgussvorgang das Vlieselement vorteilhaft in den Spritzguss eingebettet wird. Zumindest eine erste der Werkzeughälften weist einen in der Spritzgussform verschiebbar gelagerten Stempel auf, dessen freie Druckfläche der zweiten der Werkzeughälften zugewandt ist, wobei zwischen dem Stempel und der ersten Werkzeughälfte zumindest ein Federelement vorgespannt gehalten ist, das den Stempel in Richtung der zweiten Werkzeughälfte mit einer Federkraft beaufschlagt, sodass der Stempel beim Zusammenführen der Werkzeughälften entgegen der Federkraft verlagerbar ist. Damit ist der Stempel in der Spritzgussform verlagerbar und wird durch die Federkraft gegen die zweite Werkzeughälfte gedrängt. Wird zu der Herstellung der Kanalwand das Vlieselement zwischen den Werkzeughälften angeordnet, so wird es zunächst durch den Stempel gegen die zweite Kanalwand gepresst. Aufgrund der Federkraft wird die auf das Vlieselement wirkende Kraft des Stempels nur langsam im Bewegungsweg der Werkzeughälften aufeinander zu erhöht. Dadurch wird dem Vlieselement ausreichend Zeit zu geben, sich ohne lokale Überspannungen im Vliesstoff an die Innenseite der zweiten Werkzeughälfte in der Spritzgussform anzulegen. Durch das Zurückweichen des Stempels entgegen der Federkraft wird somit gewährleistet, dass das Vlieselement bei dem Anformen an die dreidimensional geformte Kontur der Spritzgussform nicht reißt oder beschädigt wird und die gewünschte Form erhält. Erst wenn die Werkzeughälften vollständig zusammengeschoben sind und die Spritzgussform dadurch geschlossen ist, wird mittels der Einrichtung der Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt und dadurch das Vlieselement insbesondere nur bereichsweise von dem Kunststoff umspritzt, sodass der Kunststoff mit dem Vlieselement eine Einheit eingeht und dadurch die Kanalwand ausbildet.
  • Bevorzugt ist dem Federelement eine Stelleinrichtung zum Einstellen der Federkraft zugeordnet. Mittels der Stelleinrichtung ist es somit möglich, die Federkraft vorteilhaft für das verwendete Vlieselement anzupassen. Dadurch erfolgt beispielweise ein langsamerer oder schnellerer Druckaufbau beim Zusammenführen der Werkzeugformen beziehungsweise -hälften. Dadurch ist die Vorrichtung für unterschiedliche Kanalwände und/oder unterschiedliche Vlieselemente einsetzbar und mittels der Stelleinrichtung einfach anpassbar.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Stempel mehrere der Federelemente zugeordnet sind, die in eine oder jeweils eine Stelleinrichtung zum Einstellen der jeweiligen Federkraft zugeordnet ist. Durch die mehreren Federelemente wird der Vorteil erreicht, dass der Stempel gleichmäßig mit einer Federkraft beaufschlagt wird, sodass ein gleichmäßiges Verschieben in der Spritzgussform und eine vorteilhafte Kraftbeaufschlagung des Vlieselements in der Spritzgussform gewährleistet sind. Durch ein individuelles Einstellen der jeweiligen Federkraft ist gewährleistet, dass der Stempel beziehungsweise die durch den Stempel auf das Vlieselement übertragene Druckkraft an die gewählte Spritzgussform vorteilhaft anpassbar ist.
  • Besonders bevorzugt weist der Stempel mehrere Stempelsegmente auf, die unabhängig voneinander verschiebbar gelagert sind, wobei jedem der Stempelsegmente jeweils zumindest eines der Federelemente zugeordnet ist. Dadurch sind die Stempelsegmente unabhängig voneinander durch eine Federkraft beaufschlagt, durch welche das jeweilige Stempelsegment gegen die zweite Werkzeughälfte gedrängt wird. Dadurch kann beispielsweise eine unterschiedlich schnelle Druckerhöhung an unterschiedlichen Bereichen des Vlieselements erreicht werden, wodurch bei besonders komplizierten dreidimensionalen Formen der Spritzgussform ein sicheres Anformen des Vlieselements gewährleistet ist.
  • Bevorzugt weist die Druckfläche des Stempels eine Kontur auf, die mit der Kontur der dem Stempel gegenüberliegenden Innenseite der zweiten Werkzeughälfte korrespondiert. Wobei diese Kontur aufgrund der dreidimensional strukturierten beziehungsweise geformten Spritzgussform eine von einer ebenen Fläche abweichende Kontur ist. Durch die Anpassung des Stempels an die Kontur wird gewährleistet, dass das Vlieselement optimal an die zweite Werkzeughälfte angeformt wird. Der Stempel begrenzt somit auch die Spritzgussform auf der der zweiten Werkzeughälfte gegenüberliegenden Seite.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Spannrahmenhalterung als ein insbesondere die Spritzgussform oder einen Teil davon ringförmig umgebender Spannrahmenhaltering ausgebildet. In diesen Spannrahmenhaltering ist der bevorzugt ebenfalls ringförmige Spannrahmen mit dem Vlieselement einfach einlegbar und positionierbar. Dadurch ist eine vorteilhafte Zuführung des Vlieselements in das Werkzeug gewährleistet.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung den in die Spannrahmenhalterung einlegbaren Spannrahmen aufweist, in welchem das Vlieselement einspannbar oder eingespannt ist. Insbesondere ist der Spannrahmen dazu ausgebildet, unterschiedliche Vlieselemente aufnehmen zu können, sodass mit ein und demselben Spannrahmen unterschiedliche Kanalwände, beispielsweise Kanalwände mit unterschiedlichen Kanalwandstärken, herstellbar sind.
  • Die Spannrahmenhalterung ist bevorzugt durch zwei einander gegenüberliegend ausgebildete Vertiefungen in den beiden Werkzeughälften gebildet, sodass der Spannrahmen bereichsweise in beiden Werkzeughälften einliegt, wenn diese zusammengeführt sind. Dadurch ist ein sicheres Verbleiben des Spannrahmens in der gewünschten Position gewährleistet und insbesondere ein ungewolltes Verschieben des Spannrahmens beim aufeinander zu Führen der der Werkzeughälften sicher verhindert.
  • Besonders bevorzugt sind die Einspritzvorrichtung und die Spritzgussform derart ausgebildet, dass der eingespritzte Kunststoff nur in einen Rahmenabschnitt der Spritzgussform zwischen der Spannrahmenhalterung und dem Stempel gelangt. Dadurch wird durch den eingespritzen Spritzguss ein das Kunststoffvlies umgebender und Kunststoffrahmen gefertigt, der gewährleistet, dass Bereiche des Vlieselements kunststofffrei bleiben. Je nach Ausbildung des Rahmenabschnitts wird nur ein schmaler Rahmen oder ein großer Rahmen gebildet, der dann entsprechend eine kleinere oder größere Kanalwand zusammen dem Vlieselement ausbildet. Optional ist der Rahmenabschnitt derart ausgebildet, dass eine Luftkanalhälfte in der Spritzgussform entsteht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vlieselement in den ringförmigen Spannrahmen eingespannt wird, der Spannrahmen in der Spannrahmenhalterung positioniert wird und die erste Werkzeughälfte anschließend in Richtung der zweiten Werkzeughälfte verschoben wird, bis das Vlieselement durch den Stempel gegen die zweite Werkzeughälfte flächig anliegend angedrückt ist. Erst anschließend erfolgt ein Verpressen des Vlieselements zwischen dem Stempel und der zweiten Werkzeughälfte, wenn die erste Werkzeughälfte mit der zweiten Werkzeughälfte vollständig zusammengeführt wird und die Spritzgussform geschlossen wird. Anschließend wird flüssiger Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt, um die Kanalwand mit dem Vlieselement auszubilden. Dabei wird der Kunststoff vorzugsweise in nur einen Rahmenabschnitt der Spritzgussform zwischen der Spannrahmenhalterung und dem Stempel eingespritzt, sodass das Vlieselement zumindest bereichsweise frei von dem eingespritzten Kunststoff bleibt. Anschließend wird der Kunststoff erhärtet, beispielsweise durch ein Abkühlen des Kunststoffs in der Spritzgussform und anschließend die fertige Kanalwand enthalten. Dazu werden die Werkzeughälften zweckmäßigerweise auseinander bewegt und die Kanalwand aus der Spritzgussform entnommen.
  • Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
    • 1 eine vorteilhafte Kanalwand für einen Luftführungskanal eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Darstellung,
    • 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer vorteilhaften Vorrichtung zur Herstellung der Kanalwand, und
    • 3 eine Detailansicht der Vorrichtung in einer vereinfachten Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Kanalwand 1 eines hier nicht näher dargestellten Luftführungskanals 2 eines Kraftfahrzeugs. Die Kanalwand 1 ist ein dreidimensional geformtes Bauteil, das also Erhebungen und Vertiefungen aufweist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Kanalwand 1 eine bereichsweise, insbesondere randseitig gekrümmte Grundwand 3 auf, von der sich mehrere Seitenwandabschnitte 4 sowie mehrere Luftleitelemente 5 erheben. In der Grundwand 3 sind außerdem mehrere Durchgangsöffnungen 6 ausgebildet.
  • Darüber hinaus weist die Grundwand 3 zwei Wandöffnungen 7 auf, die durch jeweils ein Vlieselement 8 verschlossen sind. Das jeweilige Vlieselement 8 erstreckt sich somit jeweils vollständig über die jeweilige Wandöffnung 7 und bildet dadurch die Grundwand 3 der Kanalwand 1 weiter. Dabei folgt das jeweilige Vlieselement 8 dem jeweils gekrümmten Verlauf der Grundwand 3 im Bereich der Wandöffnungen 7.
  • Bei dem Vlieselement 8 handelt es sich bevorzugt um ein verdichtetes, in Form gepresstes und insbesondere versteiftes Faservlies, das somit eine ausreichende Formsteifigkeit aufweist, durch welche das Weiterbilden der Kanalwand 1 beziehungsweise der Grundwand 3, beispielsweise mitsamt ihren Krümmungen, dauerhaft gewährleistet ist. Das jeweilige Faservlies 8 erstreckt sich dabei über die jeweilige Wandöffnung 7 randseitig hinaus, sodass es an seinem Außenrand in der Kunststoffmasse der Kanalwand 1 vorteilhaft eingebettet ist.
  • Anhand von 2 und 3 werden im Folgenden eine vorteilhafte Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, mittels welcher die Kanalwand 1 herstellbar ist.
  • Die Vorrichtung 9 weist ein mehrteiliges Spritzgusswerkzeug 10 auf. Das Spritzgusswerkzeug 10 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Werkzeughälften 11 und 12 auf, die relativ zueinander bewegbar sind. Beispielsweise ist die Werkzeughälfte 11 in der Höhe verstellbar ausgebildet, um einen Abstand zu der Werkzeughälfte 12 einstellen zu können. Im zusammengesetzten Zustand bilden die Werkzeughälften 11, 12 zwischen sich eine Spritzgussform 13 aus. Die Spritzgussform 13 stellt die Negativform des Kanalelements 1 dar. Dazu weisen die Werkzeughälften 11, 12 an ihren einander zugewandten Seiten jeweils Erhebungen und Vertiefungen auf, die entsprechend die Vertiefungen und Erhebungen der Kanalwand 1 ausbilden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Werkzeughälfte 12 außerdem einen verschiebbar gelagerten Stempel 14 auf, der mit seiner der Werkzeughälfte 11 zugewandten Druckfläche 15 die Spritzgussform 13 mit ausbildet und entsprechend Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die insbesondere korrespondierend zu den Vertiefungen und Erhebungen der Werkzeughälfte 11 ausgebildet sind.
  • Der Stempel 14 ist in einer Vertiefung 16 der Werkzeughälfte 12 derart verschiebbar gelagert, dass er quer zur Schieberichtung spielfrei oder nahezu spielfrei gelagert ist. In der Vertiefung 16 sind außerdem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Federelemente 17 angeordnet, welche den Stempel 14 in Richtung der Werkzeughälfte 11 drängen beziehungsweise aus der Vertiefung 16 heraus. An dem Stempel 14 sind dabei mehrere Führungsschrauben 18 befestigt, die durch Öffnungen 19 in der Rückwand 20 der Werkzeughälfte 12, welche die Vertiefung 16 rückseitig verschließt, hindurch stoßen. An den außenliegenden Enden weisen die Führungsschrauben jeweils einen Schraubenkopf 21 auf, der einen Durchmesser aufweist, der größer ist als die jeweilige Durchgangsöffnung 19, sodass die Führungsschrauben 18 maximal derart weit in Richtung der Werkzeughälfte 11 geschoben werden können, bis der Schraubenkopf 21 an der Rückseite 20 anliegt. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Stempel 14 nicht aus der Werkzeughälfte 12 herausfallen kann. Die Führungsschrauben 18 sind zweckmäßigerweise mit ihrem von dem Schraubenkopf 21 abgewandten Ende in die Rückseite des Stempels 14 eingeschraubt. Die Federelemente 17 sind bevorzugt als Schraubenfedern ausgebildet, wobei an jeder Führungsschraube 18 eine der Schraubenfedern koaxial angeordnet ist, sodass die Schraubenfedern 17 außerdem durch die Führungsschrauben 18 vorteilhaft geführt sind. Wird nun eine Druckkraft auf die Druckfläche 15 ausgeübt, die in Richtung der Werkzeughälfte 12 wirkt, kann der Stempel 14 in die Vertiefung 16 entgegen der Federkraft der Federelemente 17 einfedern, wie in 2 durch Pfeile 22 angezeigt.
  • Die Werkzeughälften 11, 12 weisen des Weiteren eine Spannrahmenhalterung 23 auf. Die Spannrahmenhalterung 23 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Werkzeughälften 11, 12 jeweils einander gegenüberliegende Vertiefungen 24, 25 auf, in welchen ein Spannrahmen 26 der Vorrichtung 9 jeweils bereichsweise aufnehmbar ist. Der Spannrahmen 26 ist dazu ausgebildet, das Faservlies beziehungsweise das Vlieselement 8 gespannt zu halten und in der Spritzgussform 13 zu platzieren. Dazu ist das Faservlies 8 an seinem Außenrand in dem Spannrahmen 26 einspannbar. Insbesondere ist der Spannrahmen 26 derart ausgebildet, dass die Spannkraft entlang des Außenrands des Faservlies 8 in mehreren Bereichen individuell einstellbar ist, sodass das Vlieselement 8 beim Verformen in dem Werkzeug 10 sich von dem Spannrahmen 26 an vorbestimmten Stellen zuerst lösen kann, um ein sicheres und vorteilhaftes und insbesondere beschädigungsfreies Anlegen des Faservlies 8 an die konturierten Innenseiten der Werkzeughälften 11, 12 zu gewährleisten. Dazu weist der Spannrahmen 26 beispielsweise Spannschrauben auf, mittels welcher die Haltekraft für das Faservlies 8 individuell einstellbar ist. Derartige Spannrahmen 26 sind grundsätzlich bekannt, sodass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden soll. Die Vertiefungen 24, 25 sind an dem Spannrahmen 26 angepasst ausgebildet, sodass dieser im zusammengesetzten Zustand der Werkzeughälften 11, 12 formschlüssig zwischen diesen gehalten ist. Dadurch ist eine vorteilhafte und sichere Positionierung des Vlieselements 8 in der Spritzgussform 13 sicher gewährleistet, wobei die Herrichtung der Vorrichtung 10 durch eine Maschine oder eine Person durch das Einsetzen des Spannrahmens 26 mit dem Faservlies 8 besonders einfach gestaltet ist.
  • Die Spannrahmenhalterung 23 ist dabei beabstandet zu dem Stempel 14 angeordnet, sodass im Bereich des Stempels in der Spritzgussform 13 nur das Faservlies, nicht jedoch der Spannrahmen 26 liegt. Werden nun die Werkzeughälften 11, 12 aufeinander zu bewegt, so wird das Vlieselement 8 durch einen Stempel 14 in Richtung der Werkzeughälfte 11 gedrängt. Weil der Stempel 14 entgegen der Federkraft verlagerbar ist, erfolgt ein sanftes Heranführen des Vlieselements 8 an die Werkzeughälfte 11, wodurch eine Überlastung des Faservlies 8 bei dem Anformvorgang verhindert wird. Insbesondere wird das Faservlies 8 vorgewärmt, um Beschädigungen der Fasern zu vermeiden. Durch den Stempel 14 wird das Vlieselement 8 an die Werkzeughälfte 11 angeformt, noch bevor die Werkzeughälften 11, 12 aneinander anliegen, um die Spritzgussform 13 auszubilden. Dadurch wird auch erreicht, dass eine abschließende Anpresskraft, die beim Zusammenführen der Werkzeughälften 11, 12 entsteht, erst nach dem Anformen des Vlieselements 8 an die Werkzeughälfte 11 auftritt, sodass erst nach dem Anformen des Vlieselements 8 das Vlieselement 8 an der Werkzeughälfte 11 durch die Werkzeughälfte 12 verpresst wird. Entsprechend ist das Werkzeug 10 auch im Bereich des weiteren Vlieselements 8 der Kanalwand 1 ausgebildet, in den Figuren jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt.
  • 3 zeigt den zusammengesetzten Zustand der Werkzeughälften 11, 12 in einer vergrößerten Detailansicht des Werkzeugs 10. Dabei ist zu erkennen, dass das Vlieselement 8 nunmehr an die Kontur der Spritzgussform 13 angepasst ist. Die Spannrahmenhalterung 23 ist beabstandet zu dem Stempel 14 angeordnet, wie oben bereits erwähnt, sodass zwischen dem Stempel 14 und der Spannrahmenhalterung 23 ein Abschnitt 27 in der Spritzgussform 13 verbleibt, der zwischen dem Stempel 14 und der Spannrahmenhalterung 23 liegt, und welchem eine Einspritzvorrichtung 28 zum Einspritzen eines flüssigen Kunststoffs zugeordnet ist. Mittels der Einspritzeinrichtung wird in die Spritzgussform 13 der flüssige Kunststoff hinzugegeben. Dabei wird der Kunststoff in den Abschnitt 27 eingefüllt, und gelangt aufgrund des vorherigen Verpressens des Vlieselements 8 nicht in den Bereich des Stempels 14, sodass im Bereich des Stempels 14 das Vlieselement 8 kunststofffrei bleibt. Hierdurch entsteht die vorteilhafte randseitige Einbettung des Vlieselements 8 durch den Kunststoff der Kanalwand 1 beziehungsweise der Grundwand 3, wie in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet.
  • Anschließend wird der Kunststoff erhärtet, insbesondere durch Abkühlen, die Werkzeughälften 11, 12 werden auseinander bewegt und die fertige Kanalwand 1 mit den darin integrierten Vlieselementen 8 wird dem Werkzeug 10 entnommen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kanalwand
    2
    Luftführungskanal
    3
    Grundwand
    4
    Seitenwandabschnitt
    5
    Luftleitelement
    6
    Durchgangsöffnung
    7
    Wandöffnung
    8
    Vlieselement / Faservlies
    9
    Vorrichtung
    10
    Spritzgusswerkzeug
    11
    Werkzeughälfte
    12
    Werkzeughälfte
    13
    Spritzgussform
    14
    Stempel
    15
    Druckfläche
    16
    Vertiefung
    17
    Führungsschraube
    18
    Führungsschraube
    19
    Durchgangsöffnung
    20
    Rückseite
    21
    Schraubenkopf
    22
    Pfeil
    23
    Spannrahmenhalterung
    24
    Vertiefung
    25
    Vertiefung
    26
    Spannrahmen
    27
    Abschnitt
    28
    Einspritzvorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005026556 A1 [0002]
    • EP 3080519 B1 [0003]
    • DE 202011110770 U1 [0004]

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Herstellung zumindest einer dreidimensional geformten Kanalwand (1) eines Luftführungskanals (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Kanalwand (1) aus Kunststoff mit einer Wandöffnung (7) gefertigt ist, und wobei die Wandöffnung (7) durch ein die Kanalwand (1) weiterbildendes Vlieselement (8) verschlossen ist, mit zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeughälften (11, 12), die im zusammengesetzten Zustand eine Spritzgussform (13) für die Kanalwand (1) ausbilden, mit einer Einrichtung zum Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgussform (13) und mit einer beabstandet zu der Spritzgussform (13) liegenden Spannrahmenhalterung (23) für das Vlieselement (8), wobei zumindest eine erste der Werkzeughälften (12) einen in der Spritzgussform (13) verschiebbar gelagerten Stempel (14) aufweist, dessen freie Druckfläche (15) der zweiten der Werkzeughälften (11) zugewandt ist, und dass zwischen dem Stempel (14) und der ersten Werkzeughälfte (12) zumindest ein Federelement vorgespannt gehalten ist, das den Stempel (14) in Richtung der zweiten Werkzeughälfte (11) mit einer Federkraft beaufschlagt, sodass der Stempel (14) beim Zusammenführen der Werkzeughälften (11, 12) entgegen der Federkraft verlagerbar ist.
  2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Federelement eine Stelleinrichtung zum Einstellen der Federkraft zugeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stempel (14) mehrere der Federelemente zugeordnet sind, denen eine oder jeweils eine Stelleinrichtung zum Einstellen der jeweiligen Federkraft zugeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (14) mehrere Stempelsegmente aufweist, die unabhängig voneinander verschiebbar sind, wobei jedem der Stempelsegmente jeweils zumindest eines der Federelemente zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (15) des Stempels (14) eine Kontur aufweist, die mit der Kontur der dem Stempel (14) gegenüberliegenden Innenseite der zweiten Werkzeughälfte (11) korrespondiert.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrahmenhalterung (23) ringförmig ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung den Spannrahmen (26) aufweist, in welchem das Vlieselement (8) in einer Ebene gespannt anordenbar/angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrahmenhalterung (23) in der jeweiligen Werkzeughälfte (11, 12) eine Vertiefung (24, 25) zur bereichsweisen Aufnahme des Spannrahmens aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (28) dazu ausgebildet ist, den Kunststoff in einen Rahmenabschnitt der Spritzgussform (13) zwischen der Spannrahmenhalterung (23) und dem Stempel (14) einzuspritzen.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (14) in einer Vertiefung (24, 25) der ersten Werkzeughälfte (12) spielfrei oder nahezu spielfrei translatorisch verlagerbar ist.
  11. Verfahren zum Herstellen zumindest einer dreidimensional geformten Kanalwand eines Luftführungskanals (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kanalwand (1) aus Kunststoff mit einer Wandöffnung (7) gefertigt wird, und wobei die Wandöffnung (7) durch ein die Kanalwandung weiterbildendes Vlieselement (8) verschlossen wird, mit folgenden Schritten: - Einspannen des Vlieselements (8) in einen ringförmigen Spannrahmen, - Einsetzen des Spannrahmens zwischen die Werkzeughälften (11, 12) in die Spannrahmenhalterung (23), sodass das Vlieselement (8) in der Spritzgussform (13) liegt, - Verlagern der ersten Werkzeughälfte (12) in Richtung der zweiten Werkzeughälfte (11) bis das Vlieselement (8) durch den Stempel (14) gegen die zweite Werkzeughälfte (11) flächig anliegend angedrückt ist, - Verpressen des Vlieselements (8) zwischen dem Stempel (14) und der zweiten Werkzeughälfte (11), - vollständiges Zusammenführen der Werkezughälften (11, 12) und Einspritzen von flüssigem Kunststoff in die Spritzgussform (13) in einen Bereich zwischen dem Stempel (14) und der Spannrahmenhalterung (23), - Erhärtenlassen des Kunststoffs und Erhalten der Kanalwand (1).
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