DE102021106471A1 - Method for producing a composite component and composite component - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils, wobei das Verbundbauteil ein Einlegeelement aufweist, welches zum Erzeugen eines zusammenhängenden Umspritz- oder Umgussbereichs umspritzt oder umgossen ist, und wobei das Umspritzen oder Umgießen abschnittsweise erfolgt.A method for producing a composite component, wherein the composite component has an insert element which is molded or cast around to produce a coherent injection-molded or cast-around region, and the injection-molding or cast-around takes place in sections.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils sowie ein Verbundbauteil, insbesondere ein Gehäuseteil eines Energiespeichergehäuses.The present invention relates to a method for producing a composite component and a composite component, in particular a housing part of an energy storage housing.

Der Fokus liegt vorliegend insbesondere auf sehr großen oder großflächigen Bauteilen, wie sie beispielsweise für große Behälter oder Gehäuse verwendet werden. Derartige Behälter oder Gehäuse sind vorliegend beispielsweise Gehäuse für Hochvoltspeicher bzw. Traktionsbatterien von teil- oder vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen. Diese füllen bei Personenkraftwagen ggf. den kompletten Unterboden aus. Hinsichtlich Fertigungsaufwand und Gewicht stellt dies eine große Herausforderung dar. Um die Herstellung zu vereinfachen schlägt die DE 10 2016 209 853 A1 eine Unterschale für ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie mit einer aus gefaltetem Metallblech gebildeten Wanne vor, die ein Bodenblech und durch Abkantung aufgestellte Seitenwände aufweist. Mehrere aus Metallblech gebildete Einsätze, die die Wanne in einzelne Fächer unterteilen, sind sowohl mit dem Bodenblech als auch mit den Seitenwänden gefügt. Der Montageaufwand erscheint allerdings hoch. Zudem müssen Fügebereiche immer aufwändig nachträglich abgedichtet werden. Demgegenüber wird in der DE 10 2014 215 161 A1 ein Aluminiumdruckgussverfahren zum Herstellen derartiger Gehäuse erwähnt, wobei allerdings das hohe Gewicht als nachteilig erachtet wird. Ein Grund hierfür sind die teils benötigten hohen Wandstärken, um vor dem Hintergrund der langen Fließwege eine Formfüllung zu gewährleisten.The focus here is particularly on very large or large-area components, such as those used for large containers or housings. In the present case, such containers or housings are, for example, housings for high-voltage storage devices or traction batteries of partially or fully electrically operated vehicles. In the case of passenger cars, these may fill the entire underbody. In terms of manufacturing costs and weight, this represents a major challenge. In order to simplify production, the DE 10 2016 209 853 A1 a lower shell for a battery housing of a traction battery with a trough formed from folded sheet metal, which has a base plate and side walls set up by folding. A plurality of inserts formed from sheet metal dividing the tub into individual compartments are bonded to both the floor panel and the side walls. However, the installation effort seems high. In addition, joint areas always have to be sealed afterwards, which is laborious. In contrast, in the DE 10 2014 215 161 A1 mentions an aluminum die-casting process for producing such housings, although the heavy weight is considered a disadvantage. One reason for this is the high wall thickness that is sometimes required to ensure mold filling against the background of the long flow paths.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils sowie ein Bauteil anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen bzw. insbesondere die bekannten Ansätze und Verfahren optimieren.It is therefore an object of the present invention to specify a method for producing a component and a component which eliminate the aforementioned disadvantages or, in particular, optimize the known approaches and methods.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verbundbauteil gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by a method for producing a composite component according to claim 1 and by a composite component according to claim 12. Further advantages and features emerge from the subclaims and the description and the attached figures.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils vorgesehen, wobei das Verbundbauteil zumindest ein Einlegeelement aufweist, welches zum Erzeugen eines zusammenhängenden und/oder geschlossenen Umspritz- oder Umgussbereichs umspritzt oder umgossen ist, und wobei das Umspritzen oder Umgießen abschnittsweise erfolgt. Zweckmäßigerweise wird also der Umspritz- oder Umgussbereich in mehreren Schritten erzeugt und nicht in einem Verfahrensschritt. Damit können effektiv Fließwege verkürzt und die Sprengfläche des Gießwerkzeugs reduziert werden. Mit dem Ausdruck „Umspritzen“ sind insbesondere Gießverfahren, wie Spritzgussverfahren, gemeint, bei welchen mit Kunststoffen gearbeitet wird. Demgegenüber sind mit dem Ausdruck „Umgießen“ insbesondere Gießverfahren mit metallischen Schmelzen, beispielsweise Druckgussverfahren, Niederdruckgussverfahren etc., gemeint. In beiden Fällen wird das Einlegeelement zumindest bereichsweise zum Formen des Umspritz- oder Umgussbereichs umgossen. Der Umspritz- oder Umgussbereich wird also abschnittsweise erzeugt, wobei bei einem nachfolgenden Umspritzen oder Umgießen immer an den bereits erzeugten Umspritz-/Umgussbereich angespritzt oder angegossen wird, um den zusammenhängenden und/oder geschlossenen Umspritz-/Umgussbereich zu erzeugen.According to the invention, a method for producing a composite component is provided, wherein the composite component has at least one insert element, which is molded or cast to produce a cohesive and/or closed injection-molded or cast-around region, and wherein the coating or cast-in takes place in sections. Expediently, therefore, the overmoulding or encapsulation area is produced in several steps and not in one method step. This effectively shortens flow paths and reduces the blasting surface of the casting tool. The expression “overmoulding” refers in particular to casting processes, such as injection molding processes, in which plastics are used. In contrast, the term “casting around” means in particular casting processes with metallic melts, for example pressure casting processes, low-pressure casting processes, etc. In both cases, the insert element is encapsulated, at least in certain areas, for forming the overmolding or encapsulation area. The encapsulation or encapsulation area is thus produced in sections, with subsequent encapsulation or encapsulation always injecting or casting onto the encapsulation/encapsulation area already produced in order to produce the coherent and/or closed encapsulation/encapsulation area.

Das abschnittsweise Umgießen oder Umspritzen ist gemäß einer Ausführungsform derart ausgebildet, dass die abschnittsweise erzeugten Umspritz- oder Umgussbereiche naht- und stufenlos aneinander liegen. Alternativ kann ein bereits erzeugter Umspritz- oder Umgussbereich im Randbereich auch umspritzt oder umgossen werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Einlegeelement auch eine Vielzahl derartiger Umspritz-/Umgussbereiche aufweisen, von welchen jeder jeweils abschnittsweise erzeugt ist.According to one embodiment, the encapsulation or encapsulation in sections is designed in such a way that the encapsulation or encapsulation regions produced in sections lie seamlessly and steplessly against one another. Alternatively, an already produced overmolding or encapsulation area can also be overmolded or encapsulated in the edge area. According to one embodiment, the insert element can also have a multiplicity of such overmoulding/encapsulation areas, each of which is produced in sections.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Einlegeelement jeweils (nur) teilweise in einem Gießwerkzeug zum Umspritzen oder Umgießen angeordnet. Hierbei ragt beispielsweise ein Abschnitt des Einlegeelements, welcher nicht umspritzt oder umgossen werden soll, aus dem Gießwerkzeug bzw. aus der Kavität heraus. Alternativ kann das zumindest bereichs- oder abschnittsweise Umspritzen oder Umgießen aber auch realisiert werden, wenn das Einlegeelement jeweils vollständig in dem Gießwerkzeug angeordnet ist.According to one embodiment, the insert element is in each case (only) partially arranged in a casting tool for injection molding or encapsulation. In this case, for example, a section of the insert element that is not to be overmolded or cast protrudes from the casting tool or from the cavity. Alternatively, the at least regionally or partially encapsulation or encapsulation can also be implemented if the insert element is arranged completely in the casting tool.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bauteil ein Gehäuseunterteil eines Hochvoltspeichergehäuses.According to a preferred embodiment, the component is a lower housing part of a high-voltage battery housing.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Einlegeelement ein wannen- oder plattenförmiges Element, insbesondere aus einem Metall- und/oder Kunststoffmaterial. Gemäß einer Ausführungsform ist das Einlegeelement durch ein umgeformtes Metallblech, insbesondere ein tiefgezogenes oder abgekantetes Metallblech, geformt. Das Einlegeelement weist zweckmäßigerweise eine Bodenfläche sowie zumindest zwei Seitenwände auf, welche, zumindest teilweise, einen Anordnungsraum zur Anordnung einer Vielzahl von Energiespeicherzellen formen. Von den Seitenelementen erstrecken sich gemäß einer Ausführungsform, parallel zur Bodenfläche, Flanschelemente zur Anbindung eines Deckelelements weg. Die Seitenwände erstrecken sich im eingebauten Zustand des Verbundbauteils, welches als das erwähnte Gehäuseunterteil ausgebildet ist, entlang einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Quer zur Fahrtrichtung kann das Einlegelement zum Verbinden der Seitenwände ebenfalls, insbesondere endseitig, Querwände aufweisen. Bevorzugte Werkstoffe für das Einlegelement sind insbesondere Leichtmetalle, wie beispielsweise Aluminiumwerkstoffe. Daneben können aber auch Stahlwerkstoffe verwendet werden. Das Einlegeelement kann auch aus einem Kunststoffmaterial geformt sein. Auch Kompositwerkstoffe, also Werkstoffe aus zwei oder mehr verbundenen Materialien, können mit Vorteil verwendet werden.According to one embodiment, the insert element is a trough-shaped or plate-shaped element, in particular made of a metal and/or plastic material. According to one embodiment, the insert element is formed by a formed metal sheet, in particular a deep-drawn or folded metal sheet. The insert element expediently has a bottom surface and at least two side walls which, at least in part, form an arrangement space for arranging a multiplicity of energy storage cells. According to one embodiment, the side elements extend parallel to the floor surface, flange elements for connecting a cover element away. In the installed state of the composite component, which is designed as the lower housing part mentioned, the side walls extend along a direction of travel of the motor vehicle. Transverse to the direction of travel, the insert element for connecting the side walls can also have transverse walls, in particular at the ends. Preferred materials for the insert element are, in particular, light metals such as aluminum materials. In addition, however, steel materials can also be used. The insert element can also be formed from a plastic material. Composite materials, ie materials made from two or more connected materials, can also be used to advantage.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:

  • - Anordnen eines ersten Abschnitts des Einlegeelements in dem Gießwerkzeug;
  • - Umgießen des Einlegeelements zum teilweise Erzeugen des Umspritz- oder Umgussbereichs;
  • - Entnehmen des Einlegeelements dem Gießwerkzeug und Anordnen eines zweiten Abschnitts des Einlegeelements in dem oder einem Gießwerkzeug;
  • - Umspritzen oder Umgießen des Einlegeelements zum Umspritzen oder Vervollständigen des Umspritz- oder Umgussbereichs.
According to one embodiment, the method comprises the steps:
  • - Arranging a first portion of the insert element in the casting tool;
  • - Encapsulation of the insert element to partially produce the encapsulation or encapsulation area;
  • - Removing the insert element from the casting tool and arranging a second section of the insert element in the or a casting tool;
  • - Overmoulding or encapsulation of the insert element for encapsulation or completion of the encapsulation or encapsulation area.

Der Umspritz- oder Umgussbereich kann in zwei Schritten erzeugt werden. Alternativ kann er auch in mehreren Verfahrensschritten, beispielsweise in drei, vier, fünf, sechs oder mehr Verfahrensschritten erzeugt werden. Dies ist von der Bauteilgeometrie sowie von der Größe des Umspritz- oder Umgussbereichs abhängig.The overmoulding or encapsulation area can be created in two steps. Alternatively, it can also be generated in several method steps, for example in three, four, five, six or more method steps. This depends on the component geometry and the size of the overmoulding or encapsulation area.

Zweckmäßigerweise wird die Größe des anteiligen Umguss- oder Umspritzbereichs an gießtechnische Randbedingungen angepasst. Darunter ist beispielsweise die Wandstärke zu verstehen, mit welcher das Einlegeelement umspritzt werden soll. So bedingen sehr dünne Wandstärken, um eine Formfüllung zu erreichen, ggf. eher kleine anteilige Umguss- oder Umspritzbereiche. Daneben spielt auch die Sprengfläche eine Rolle, welche bevorzugt möglichst klein ist, um Kosten und Aufwand für das Gießwerkzeug möglichst gering zu halten. Daneben gibt es weitere Randbedingungen bzw. Einflussfaktoren, wie beispielweise die Art des verwendeten Werkstoffs zum Umspritzen oder Umgießen. Gemäß einer Ausführungsform hüllt der Umspritz- oder Umgussbereich das Einlegeelement vollständig oder zumindest bereichsweise ein. Der Umspritz- oder Umgussbereich wird also so erzeugt, dass das Einlegeelement vollständig eingehüllt ist. Alternativ können aber auch nur Bereiche des Einlegeelements umspritzt oder umgossen sein, wobei allerdings zu beachten ist, dass in Summe ein zusammenhängender Umspritz- oder Umgussbereich erzeugt wird. Alternativ kann das Einlegeelement auch nur auf einer Seite umspritzt oder umgossen sein, ist also gerade nicht vollständig eingehüllt.The size of the proportionate encapsulation or overmoulding area is expediently adapted to casting-related boundary conditions. This is to be understood, for example, as the wall thickness with which the insert element is to be overmolded. Thus, very thin wall thicknesses, in order to achieve mold filling, may require relatively small proportioned encapsulation or overmoulding areas. In addition, the blasting surface also plays a role, which is preferably as small as possible in order to keep the costs and effort for the casting tool as low as possible. There are also other boundary conditions or influencing factors, such as the type of material used for overmoulding or casting. According to one embodiment, the overmolding or encapsulation area encloses the insert element completely or at least in areas. The overmolding or encapsulation area is thus created in such a way that the insert element is completely encased. Alternatively, however, only areas of the insert element can also be overmoulded or encapsulated, although it should be noted that a coherent overmoulded or encapsulated area is produced overall. Alternatively, the insert element can also be encapsulated or encapsulated on only one side, ie it is not completely encased.

Gemäß einer Ausführungsform formt der Umspritz- oder Umgussbereich eine Schicht auf dem Einlegelement, ein- oder beidseitig, welche einige bis mehrere Millimeter stark sein kann.According to one embodiment, the overmolding or encapsulation area forms a layer on the insert element, on one or both sides, which can be a few to several millimeters thick.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Ausbilden zumindest eines Strukturabschnitts beim Umspritzen oder Umgie-ßen.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Forming at least one structural section during encapsulation or encapsulation Shen.

Der Strukturabschnitt ist als ein Abschnitt oder Bereich zu verstehen, in welchem das Einlegeelement nicht umspritzt oder umgossen wird. Der Gusswerkstoff formt im Strukturabschnitt als solcher einen Bereich des Verbundbauteils.The structural section is to be understood as a section or area in which the insert element is not encapsulated or encapsulated. The cast material forms a region of the composite component in the structural section as such.

Derartige Strukturbereiche können auch vorgesehen sind, um Einlegelemente gießtechnisch miteinander zur verbinden, wenn das Verbundbauteil mehr als ein Einlegeelement aufweist.Such structural areas can also be provided in order to connect insert elements to one another by casting if the composite component has more than one insert element.

Mit Bezug auf die vorgenannten möglichen Konfigurationen des Einlegeelements sei erwähnt, dass gemäß einer Ausführungsform das Einlegeelement die Grundform des Verbundbauteils aufweist, wobei das Einlegeelement zumindest bereichsweise umspritzt oder umhüllt ist. Wie bereits erwähnt, ist beispielsweise das Einlegeelement aus einem Metallwerkstoff, während das Umspritzen/Umspritzen beispielsweise dem Korrosionsschutz dient. Alternativ kann das Einlegeelement auch aus einem, bevorzugt insbesondere steifen, Verbundmaterial geformt sein, welches mit einer metallischen Schicht umgossen ist.With reference to the aforementioned possible configurations of the insert element, it should be mentioned that, according to one embodiment, the insert element has the basic shape of the composite component, with the insert element being overmolded or encased at least in regions. As already mentioned, the insert element is made of a metal material, for example, while the encapsulation/encapsulation serves, for example, to protect against corrosion. Alternatively, the insert element can also be formed from a composite material, which is preferably in particular stiff, around which a metallic layer is cast.

Alternativ formt das Einlegeelement nur Bereiche oder Abschnitte des Verbundbauteils. Dies bedeutet, dass gewisse Bereiche oder Abschnitte, wie der vorher erwähnte Strukturabschnitt, ausschließlich aus Gusswerkstoff bestehen. So können beispielsweise bei einem Einlegeelement, umfassend ein Bodenblech sowie zwei seitliche Wände, die vorderen und hinteren Querwände ausschließlich im Guss erzeugt sein.Alternatively, the insert element only forms areas or sections of the composite component. This means that certain areas or sections, such as the aforementioned structural section, are made entirely of cast material. For example, in the case of an insert element comprising a floor panel and two lateral walls, the front and rear transverse walls can be produced exclusively in the cast.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Konditionieren, insbesondere Erwärmen oder Oberflächenbeschichten, des Einlegeelements vor dem Einlegen in das Gießwerkzeug.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Conditioning, in particular heating or surface coating, the insert element before inserting it into the casting tool.

Durch Vortemperieren des Einlegeelements kann die Schmelzzone beim Umgießen ggf. zusätzlich optimiert werden. Alternativ kann eine Oberflächenvorbehandlung, sei es chemisch oder mechanisch, vorgesehen werden, um die Haftung des Gießwerkstoffs am Einlegeelement zu optimieren.By pre-tempering the insert element, the melting zone can be additionally optimized when casting. Alternatively, a surface pre-treatment, be it chemical or mechanical, can be provided in order to optimize the adhesion of the casting material to the insert element.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Einlegeelement zumindest einen Befestigungsbereich auf, und wobei das Verfahren den Schritt umfasst:

  • - Verwenden des zumindest einen Befestigungsbereichs zum Positionieren des Einlegeelements in dem Gießwerkzeug.
According to one embodiment, the insert element has at least one fastening area, and the method comprises the step:
  • - Using the at least one fastening area for positioning the insert element in the casting tool.

Bei den Befestigungsbereichen handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um bereits existierende Fahrzeuganbindungspunkte, die im Einlegeelement bereits vorhanden sind. Diese sind zur späteren Verwendung im Fahrzeug vorgesehen. Zweckmäßigerweise werden diese vorliegend zur Indexierung und Positionierung verwendet.According to a preferred embodiment, the fastening areas are already existing vehicle connection points that are already present in the insert element. These are intended for later use in the vehicle. These are expediently used here for indexing and positioning.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Arretieren des aus dem Gießwerkzeug herausragenden Abschnitts des Einlegeelements mittels einer Vorrichtung, insbesondere beispielsweise mittels eines Industrieroboters.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Locking the protruding from the casting mold section of the insert element by means of a device, in particular, for example, by means of an industrial robot.

Gemäß einer Ausführungsform wird beispielsweise ein Industrieroboter, wie ein Sechs- oder Siebenachsroboterarm verwendet. Dieser kann zweckmäßigerweise zum Handling der Bauteile bzw. Verbundbauteile verwendet werden, wie auch zum Arretieren, also insbesondere zum Halten des ggf. aus dem Gießwerkzeug herausragenden Abschnitts des Verbundbauteils.According to one embodiment, an industrial robot, such as a six- or seven-axis robot arm, is used, for example. This can expediently be used for handling the components or composite components, as well as for locking, ie in particular for holding the section of the composite component that may protrude from the casting tool.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Gießwerkzeug, umfassend mehrere Kavitäten, verwendet. Mit Vorteil kommt beispielsweise die Wendeplatten- oder Würfeltechnik zum Einsatz. Auch Dreiplattenwerkzeuge können zweckmäßigerweise derart ausgebildet sein, dass sie mehrere Kavitäten aufweisen.According to one embodiment of the method, a casting tool comprising a plurality of cavities is used. For example, the turning plate or cube technology is used with advantage. Three-plate molds can also be expediently designed in such a way that they have a number of cavities.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Vielzahl von Gießwerkzeugen verwendet. Zweckmäßigerweise können diese entsprechend kleiner gestaltet werden, da die Einlegeelemente nicht auf einmal umspritzt oder umgossen werden, sondern lediglich anteilig bzw. diese aus dem Werkzeug herausragen.According to one embodiment, a plurality of casting tools are used. These can expediently be made correspondingly smaller, since the insert elements are not encapsulated or cast all at once, but only protrude partially or protrude from the tool.

Die Erfindung betrifft auch ein Verbundbauteil, insbesondere ein Gehäuseteil eines Energiespeichergehäuses, umfassend zumindest ein Einlegeelement, welches zumindest bereichsweise einen zusammenhängenden und/oder geschlossenen Umspritz- oder Umgussbereich aufweist, und wobei der Umguss- oder Umspritzbereich abschnittsweise erzeugt ist.The invention also relates to a composite component, in particular a housing part of an energy storage housing, comprising at least one insert element which has a continuous and/or closed encapsulation or encapsulation area at least in certain areas, and wherein the encapsulation or encapsulation area is produced in sections.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuseteil ein Gehäuseoberteil oder ein Gehäuseunterteil eines Hochvoltspeichergehäuses, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuseoberteil ausgelegt, den Boden des Fahrgastinnenraums zu formen. Alternativ formt das Verbundbauteil ein, insbesondere wannenförmiges, Gehäuseunterteil. In beiden Fällen handelt es sich um sehr große Bauteile. Zweckmäßigerweise können die Herstell- und Produktionskosten aber durch das anteilige Umspritzen oder Umgießen gering gehalten werden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien können die Eigenschaften des Verbundbauteils optimal an die Randbedingungen angepasst werden.According to a preferred embodiment, the housing part is a housing upper part or a housing lower part of a high-voltage battery housing, in particular for a motor vehicle, in particular a passenger car. According to one embodiment, the upper housing part is designed to shape the floor of the passenger compartment. Alternatively, the composite component forms a lower housing part, in particular a trough-shaped part. In both cases, the components are very large. Expediently, however, the manufacturing and production costs can be kept low by the proportionate encapsulation or encapsulation. By using different materials, the properties of the composite component can be optimally adapted to the boundary conditions.

Besonders vorteilhaft ist, dass mit dem vorgeschlagenen Konzept diverse Längenvarianten darstellbar und flexibel an die Bedarfe angepasst werden können. Beispielsweise ist eine Längenanpassung über unterschiedlich lange Einlegeelemente bzw. über die Anzahl der verwendeten Einlegeelement aufwandsarm und schnell realisierbar.It is particularly advantageous that with the proposed concept, various length variants can be presented and flexibly adapted to requirements. For example, a length adjustment via insert elements of different lengths or via the number of insert elements used can be implemented quickly and with little effort.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsform des Verfahrens bzw. des Verbundbauteils mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Further advantages and features result from the following description of the embodiment of the method or of the composite component with reference to the enclosed figures.

Es zeigen:

  • 1: mehrere schematische Skizzen, zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Verfahrensablaufs;
  • 2: mehrere schematische Skizzen zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrensablaufs.
  • 3: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Verbundbauteils.
Show it:
  • 1 : several schematic sketches to illustrate an embodiment of a method sequence;
  • 2 : several schematic sketches to illustrate a further embodiment of a method sequence.
  • 3 1: a schematic view of an embodiment of a composite component.

1 zeigt in mehreren schematischen Ansichten einen möglichen Verfahrensablauf. Im linken Bildbereich ist ein Einlegeelement 10 skizziert, welches auf einer Konditioniervorrichtung 70 angeordnet ist. Darüber kann beispielsweise ein Erwärmen des Einlegeelements 10 realisiert werden, um die form- und/oder stoffschlüssige Verbindung beim späteren Umspritzen oder Umgießen zu verbessern. Der Schnitt A-A zeigt, dass das Einlegeelement 10 vorliegend als tiefgezogene oder abgekantete Wanne, beispielsweise aus einem Metallblech, ausgebildet ist. In der rechten unteren Bildhälfte ist ein Gießwerkzeug 40 dargestellt, welches zwei Kavitäten 50 umfasst. In der hier skizzierten Ausführungsform handelt es sich insbesondere um ein Dreiplattenwerkzeug, welches entsprechend zwei Kavitäten 50 ausbildet. Mittig angeordnet ist ein Anguss 14. Dargestellt ist nun, dass ein Einlegeelement 10 mit einem ersten Abschnitt 11 in der linken Kavität 50 angeordnet und entsprechend umgossen ist oder wird, vgl. den schraffierten Bereich 20. Im gleichen Schritt ist ein weiteres Einlegeelement 10 in der rechten Kavität 50 angeordnet. Dessen erster Abschnitt 11 ist bereits umgossen. Vorliegend werden also in dem Gießwerkzeug zweckmäßigerweise gleichzeitig zwei Einlegeelemente 10 umgossen, wobei in der linken Bildhälfte der Umspritz- oder Umgussbereich 20 im ersten Abschnitt erzeugt wird und in der rechten Kavität 50 der Umspritz- oder Umgussbereich 20 im zweiten Abschnitt 12 des jeweiligen Einlegeelements. In der oberen Bildhälfte ist eine weitere Konditioniereinrichtung 70 dargestellt. So kann beispielsweise das Einlegeelement 10 nach dem Umspritzen oder Umgießen aus der linken Kavität 50 entnommen und in der oberen Konditioniereinrichtung 70 entsprechend konditioniert werden, um das Umgießen oder Umspritzen des zweiten Abschnitts 12 zu optimieren. Zum Handling bzw. auch zum Arretieren oder Halten des aus dem Gießwerkzeug 40 herausstehenden Abschnitts des jeweiligen Bauteils, können mit Vorteil entsprechend ausgelegte und positionierte Vorrichtungen 60, wie beispielsweise Industrieroboter, zum Einsatz kommen. 1 shows a possible process sequence in several schematic views. An insertion element 10 which is arranged on a conditioning device 70 is sketched in the left-hand area of the figure. In this way, for example, the insert element 10 can be heated in order to improve the form-fitting and/or material-locking connection during later overmolding or overmolding. The section AA shows that the insert element 10 is presently designed as a deep-drawn or folded trough, for example made of sheet metal. A casting tool 40 which comprises two cavities 50 is shown in the lower right half of the figure. In the embodiment outlined here form is in particular a three-plate mold which forms two cavities 50 accordingly. A sprue 14 is arranged in the middle. It is now shown that an insert element 10 with a first section 11 is arranged in the left-hand cavity 50 and is cast accordingly, cf. the hatched area 20. In the same step, another insert element 10 is in the right cavity 50 arranged. Its first section 11 has already been cast around. In the present case, two insert elements 10 are expediently encapsulated in the casting tool at the same time, with the injection-molded or encapsulated area 20 being produced in the first section in the left-hand half of the figure and the injection-coated or encapsulated area 20 in the second section 12 of the respective insert element in the right-hand cavity 50. Another conditioning device 70 is shown in the upper half of the figure. For example, the insert element 10 can be removed from the left-hand cavity 50 after the encapsulation or encapsulation and conditioned accordingly in the upper conditioning device 70 in order to optimize the encapsulation or encapsulation of the second section 12 . Appropriately designed and positioned devices 60, such as industrial robots, can advantageously be used for handling or also for locking or holding the section of the respective component protruding from the casting tool 40.

2 zeigt eine im Wesentlichen ähnliche Konfiguration, wobei hier allerdings mit jeweils kleineren Gießwerkzeugen 40 gearbeitet wird, welche jeweils eine Kavität 50 aufweisen. Im linken Gießwerkzeug 40 wird ein Umspritz- oder Umgussbereich 20 im ersten Abschnitt 11 eines Einlegeelements 10 erzeugt, im rechten ein Umspritz- oder Umgussbereich 20 im zweiten Abschnitt 12 des Einlegeelements. Dazwischen ist eine Konditioniereinrichtung 70 angeordnet. Zum Handling sind auch hier entsprechende Vorrichtungen 60 vorgesehen. 2 FIG. 12 shows an essentially similar configuration, although smaller casting tools 40 are used here, each of which has a cavity 50 . In the left-hand casting tool 40, an injection-molded or encapsulated area 20 is produced in the first section 11 of an insert element 10, and in the right-hand one an encapsulated or encapsulated area 20 in the second section 12 of the insert element. A conditioning device 70 is arranged in between. Appropriate devices 60 are also provided here for handling.

Die in den 1 und 2 skizzierten Einlegeelemente umfassen Befestigungsbereiche bzw. bereits existierende Fahrzeuganbindungspunkte, welche vorliegend zweckmäßigerweise zur Positionierung und Indexierung innerhalb der Gießwerkzeuge verwendet werden können, vgl. die in den Einlegeelementen skizzierten runden Kreisabschnitte.The in the 1 and 2 The insert elements outlined include fastening areas or already existing vehicle connection points, which in the present case can expediently be used for positioning and indexing within the casting tools, cf. the round circular sections outlined in the insert elements.

3 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Einlegeelement 10, wie es im Wesentlichen aus den vorhergehenden Figuren bekannt ist. Schraffiert ist angedeutet, dass das Einlegeelement 10 in seinem ersten Abschnitt 11 einen Umspritz- oder Umgussbereich 20 aufweist. Vorliegend ist das Umspritzen bzw. Umgießen allerdings derart ausgeführt, dass der Gusswerkstoff auch einen Strukturabschnitt 13 formt. Hier findet also kein Umspritzen oder Umgießen statt, stattdessen formt der Gusswerkstoff hier einen eigenständigen Abschnitt des Verbundbauteils. 3 shows a schematic view of an insert element 10, as is essentially known from the preceding figures. It is indicated by hatching that the insert element 10 has an overmolding or encapsulation area 20 in its first section 11 . In the present case, however, the encapsulation or encapsulation is carried out in such a way that the casting material also forms a structural section 13 . There is no overmoulding or casting here, instead the casting material forms an independent section of the composite component.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Einlegeelementinsert element
1111
erster Abschnittfirst section
1212
zweiter Abschnittsecond part
1313
Strukturabschnitt, EndabschnittStructural Section, End Section
1414
Angusssprue
2020
Umspritz-/UmgussbereichOvermoulding/recasting area
4040
Gießwerkzeugcasting tool
5050
Kavitätcavity
6060
Vorrichtung zum Verlagern, IndustrieroboterShifting device, industrial robot
7070
Konditioniervorrichtungconditioning device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102016209853 A1 [0002]DE 102016209853 A1 [0002]
  • DE 102014215161 A1 [0002]DE 102014215161 A1 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils, wobei das Verbundbauteil zumindest ein Einlegeelement (10) aufweist, welches zum Erzeugen eines zusammenhängenden Umspritz- oder Umgussbereichs (20) umspritzt oder umgossen ist, und wobei das Umspritzen oder Umgießen abschnittsweise erfolgt.Process for manufacturing a composite component, wherein the composite component has at least one insert element (10) which is injection-molded or encapsulated to produce a coherent encapsulation or encapsulation region (20), and the encapsulation or encapsulation takes place in sections. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einlegeelement (10) jeweils teilweise in einem Gießwerkzeug (40) zum Umspritzen oder Umgießen angeordnet wird.procedure after claim 1 , wherein the insert element (10) is arranged partially in a casting tool (40) for encapsulation or encapsulation. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einlegeelement (10) ein wannen- oder plattenförmiges Element ist, insbesondere aus einem Metall- und/oder Kunststoffmaterial.procedure after claim 1 or 2 , wherein the insert element (10) is a trough-shaped or plate-shaped element, in particular made of a metal and/or plastic material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Anordnen eines ersten Abschnitts (11) des Einlegeelements (10) in dem Gießwerkzeug (40); - Umgießen des Einlegeelements (10) zum teilweise Erzeugen des Umspritz- oder Umgussbereichs (20); - Entnehmen des Einlegeelements (10) dem Gießwerkzeug (40) und Anordnen eines zweiten Abschnitts (12) des Einlegeelements (10) in dem oder einem Gießwerkzeug (40); - Umspritzen oder Umgießen des Einlegeelements (10) zum Ergänzen oder Vervollständigen des Umspritz- oder Umgussbereichs (20).Method according to one of the preceding claims, comprising the steps of: - Arranging a first portion (11) of the insert element (10) in the casting tool (40); - Encapsulation of the insert element (10) for partially producing the encapsulation or encapsulation area (20); - Removing the insert element (10) from the casting tool (40) and arranging a second section (12) of the insert element (10) in the or a casting tool (40); - Encapsulation or encapsulation of the insert element (10) to supplement or complete the encapsulation or encapsulation area (20). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Umspritz- oder Umgussbereich (40) das Einlegeelement (10) vollständig oder zumindest bereichsweise einhüllt.Method according to one of the preceding claims, wherein the injection-molded or encapsulated region (40) encloses the insert element (10) completely or at least in regions. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassen den Schritt: - Ausbilden zumindest eines Strukturabschnitts (13) beim Umspritzen oder Umgießen.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Forming at least one structural section (13) during encapsulation or encapsulation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Konditionieren, insbesondere Erwärmen, des Einlegeelements (10) vor dem Einlegen in das Gießwerkzeug (40).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Conditioning, in particular heating, the insert element (10) before inserting it into the casting tool (40). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einlegeelement (10) zumindest einen Befestigungsbereich aufweist, umfassend den Schritt: - Verwenden des zumindest einen Befestigungsbereichs zum Positionieren des Einlegeelements (10) in dem Gießwerkzeug (40).Method according to one of the preceding claims, wherein the insert element (10) has at least one fastening area, including the step: - Using the at least one fastening area for positioning the insert element (10) in the casting tool (40). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Arretieren des aus dem Gießwerkzeug (40) herausragenden Abschnitts (11, 12) des Einlegeelements (10) mittels einer Vorrichtung (60), insbesondere einem Industrieroboter.Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Locking the section (11, 12) of the insert element (10) protruding from the casting tool (40) by means of a device (60), in particular an industrial robot. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassen den Schritt: - Verwenden eines Gießwerkzeugs (40), umfassend mehrere Kavitäten (50).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Using a casting tool (40) comprising a plurality of cavities (50). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verwenden einer Vielzahl von Gießwerkzeugen (40).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Using a variety of casting tools (40). Verbundbauteil, insbesondere Gehäuseteil eines Energiespeichergehäuses, umfassend zumindest ein Einlegeelement (10), welches zumindest bereichsweise einen zusammenhängenden Umspritz- oder Umgussbereich (20) aufweist, und wobei der Umspritz- oder Umgussbereich (20) abschnittsweise erzeugt ist.Composite component, in particular a housing part of an energy storage housing, comprising at least one insert element (10) which has a continuous overmolding or overmolding area (20) at least in some areas, and wherein the overmolding or overmolding area (20) is produced in sections.
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