DE102011111745A1 - Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values - Google Patents
Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011111745A1 DE102011111745A1 DE201110111745 DE102011111745A DE102011111745A1 DE 102011111745 A1 DE102011111745 A1 DE 102011111745A1 DE 201110111745 DE201110111745 DE 201110111745 DE 102011111745 A DE102011111745 A DE 102011111745A DE 102011111745 A1 DE102011111745 A1 DE 102011111745A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- control housing
- housing module
- thermoplastic
- ribs
- insert
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14631—Coating reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
- B29C45/006—Joining parts moulded in separate cavities
- B29C2045/0063—Joining parts moulded in separate cavities facing before assembling, i.e. bringing the parts opposite to each other before assembling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
- B29C45/006—Joining parts moulded in separate cavities
- B29C2045/0074—Joining parts moulded in separate cavities inserting a heating tool inside the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
- B29C45/006—Joining parts moulded in separate cavities
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14336—Coating a portion of the article, e.g. the edge of the article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
- B29K2705/02—Aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergehäusemodul für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zur Herstellung des Steuergehäusemoduls.The invention relates to a control housing module for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, and to a method for producing the control housing module.
Steuergehäusemodule für Verbrennungskraftmaschinen werden bislang in der Serienfertigung fast ausschließlich aus Al-Si-Legierungen im Druckguss hergestellt. Bei schwereren Ausführungen kann entsprechend des Kurbelgehäuses auch Grauguss zur Fertigung des Steuergehäusemoduls verwendet werden. Ferner ist auch eine Mg-Legierung in Druckguss möglich, die häufig bei Rennmotoren eingesetzt wird.Control housing modules for internal combustion engines have been produced in series production almost exclusively from Al-Si alloys in die casting. For heavier versions, gray cast iron can also be used to manufacture the control box module, according to the crankcase. Furthermore, a diecast magnesium alloy is also possible, which is frequently used in racing engines.
Die
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergehäusemodul für eine Verbrennungskraftmaschine, das an einer Stirnseite der Verbrennungskraftmaschine befestigt ist und an dem Nebenaggregate, wie z. B. Wasserpumpe, Ölfilter, Thermostat, Drehstromgenerator, Lenkhilfepumpe, Kühlmittelverdichter, Riemenspanner sowie Umlenkrollen befestigt oder zum Teil integriert sein können. Vorteilhaft gestattet das Steuergehäusemodul möglichst viele zum Teil voneinander abhängige Nebenaggregate optimal zueinander anzuordnen. Dazu wird der Gehäusedeckel mit einem in Kammern aufgeteilten Hohlraum ausgeführt, in denen die jeweiligen Aggregate wie Ölpumpe, Kühlmittelpumpe oder Thermostatventil aufgenommen werden können. Die Kammern werden dabei über Strömungskanäle miteinander verbunden. Weiter sind außerhalb des Hohlraums Aufnahmestrukturen für die anderen Nebenaggregate vorgesehen.The present invention relates to a control housing module for an internal combustion engine, which is attached to an end face of the internal combustion engine and on the ancillaries, such as. As water pump, oil filter, thermostat, alternator, power steering pump, coolant compressor, belt tensioner and pulleys can be attached or partially integrated. Advantageously, the control housing module allows as many as possible interdependent ancillaries optimally arranged to each other. For this purpose, the housing cover is designed with a chamber divided into chambers, in which the respective units such as oil pump, coolant pump or thermostatic valve can be accommodated. The chambers are connected to each other via flow channels. Furthermore, receiving structures for the other ancillary components are provided outside the cavity.
Aus
Ferner offenbart die
Auch
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergehäusemodul mit einer Vielzahl von zum Teil integrierten Aufnahme-, Anbindungsstrukturen für Nebenaggregate zu schaffen, das auch gegenüber den Steuergehäusedeckeln aus Leichtmetall weiteres Gewichtseinsparungspotential aufweist und zur Kostenverringerung beiträgt.Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a control housing module with a variety of partially integrated recording, connection structures for ancillaries, which also has over the control housing covers made of light metal further weight saving potential and contributes to cost reduction.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergehäusemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.This object is achieved by a control housing module having the features of
Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf ein Steuergehäusemodul für eine Verbrennungskraftmaschine. Das Steuergehäusemodul weist Integrations- und/oder Anbindungs- und/oder Aufnahmestrukturen für die Nebenaggregate sowie eine Rippenstruktur auf. Bei den Nebenaggregaten, die an dem Steuergehäusemodul zu befestigen sind oder die zumindest teilweise darin integriert vorliegen, kann es sich um einen Radialwellendichtring für eine Kurbelwelle, eine Wasserpumpe, einen Kühlmittelkompressor, einen Generator, einen Ölfilter, einen Leitungskanal für Kühlmittel und/oder eine Ölwannenanbindung handeln. Das erfindungsgemäße Steuergehäusemodul besteht aus einem Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbund, der zumindest einen Metall-Einleger aufweist. Die Rippenstruktur besteht aus Verstärkungsrippen, die aus einem thermoplastischen Kunststoff an den Einleger angespritzt sind. Der thermoplastische Kunststoff der Verstärkungsrippen umfasst Kurzfasern aus einem Verstärkungsmaterial mit einem Volumenanteil von zumindest 30%. Der Fasergehalt senkt die Kriechneigung der angespritzten Verstärkungsrippen des Steuergehäusemoduls und verbessert somit dessen Formbeständigkeit auch bei erhöhter Temperatur.A first embodiment relates to a control housing module for an internal combustion engine. The control housing module has integration and / or attachment and / or receiving structures for the ancillaries and a rib structure. The accessories which are to be attached to the control housing module or at least partially integrated therein, it may be a crankshaft radial shaft seal, a water pump, a coolant compressor, a generator, an oil filter, a conduit for coolant and / or an oil pan connection act. The control housing module according to the invention consists of a metal-plastic hybrid composite having at least one metal insert. The rib structure consists of reinforcing ribs, which are molded from a thermoplastic material to the insert. The thermoplastic of the reinforcing ribs comprises short fibers of a reinforcing material with a volume fraction of at least 30%. The fiber content lowers the creep of the injection-molded reinforcing ribs of the control housing module and thus improves its dimensional stability even at elevated temperature.
So stellt das FVK-Steuergehäusemodul für eine Verbrennungskraftmaschine in einer Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbundbauweise mit den hochkurzfasergefüllten thermoplastischen Kunststoffrippen durch den reduzierten Metallanteil ein kostengünstigeres Steuergehäusemodul mit weiter verringertem Gewicht bereit, das dadurch den wachsenden Anforderungen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemission in der Automobilindustrie gerecht wird.Thus, the FVK control box module for an internal combustion engine in a metal-plastic hybrid composite construction with the high short fiber filled thermoplastic resin ribs provides a more cost effective control box module with further reduced weight through the reduced metal portion Requirements for fuel consumption and exhaust emissions in the automotive industry.
In einer Ausführungsform des Steuergehäusemoduls kann ein Faservolumengehalt von 30% ausreichend sein, der Volumenanteil der Kurzfasern kann aber in weiteren Ausführungsformen auch 40% oder mehr, beispielsweise 50% oder 60% oder noch mehr, etwa bis zu 90% betragen, solange sichergestellt ist, dass der faserhaltige Thermoplast spritzbar ist.In one embodiment of the control box module, a fiber volume content of 30% may be sufficient, but in other embodiments, the volume fraction of short fibers may also be 40% or more, for example 50% or 60% or even more, for example up to 90%, as long as it is ensured that the fiber-containing thermoplastic is sprayable.
Aufgrund des Einsatzes in der Nähe eines Verbrennungsmotors weisen geeignete thermoplastische Kunststoffmaterialien für die Rippen eine hohe Wärmeformbeständigkeit auf, wie etwa Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyetheretherketon und Kombinationen davon. Weitere zum Einsatz bei hohen Temperaturen geeignete Thermoplasten sind Polysulfon, Polyetherimid und Polytetrafluorethen.Due to the use in the vicinity of an internal combustion engine, suitable thermoplastic resin materials for the ribs have a high heat resistance, such as polyamide, polyphenylene sulfide, polyphthalamide, polyetheretherketone and combinations thereof. Other thermoplastics suitable for use at high temperatures are polysulfone, polyetherimide and polytetrafluoroethene.
Die das Steuergehäusemodul versteifende Verrippung kann zum einen kraftflussgerecht orientierte Rippenstrukturen als auch regelmäßig geformte längs-, quer-, und/oder diagonal, insbesondere sich kreuzende Verstärkungsrippen umfassen. Zur besseren Schall- und/oder Wärmedämmung können die von den Rippen begrenzten Zwischenrippenräume mit einem Schaummaterial, insbesondere aus Polyamid oder Polyurethan, ausgeschäumt sein.The ribbing stiffening the control housing module can comprise rib structures oriented in accordance with the flow of force as well as regularly shaped longitudinal, transverse, and / or diagonal, in particular intersecting, reinforcing ribs. For better sound and / or thermal insulation, the fin areas bounded by the ribs can be foamed with a foam material, in particular made of polyamide or polyurethane.
Das Steuergehäusemodul kann zumindest abschnittsweise auf der von dem Einleger abgewandten Seite der Rippen mit einer flächigen Verstärkungsstruktur versehen sein. Diese zusätzliche Verstärkungsstruktur kann vor allem in Bereichen erhöhter Krafteinleitung wie den Anbindungsbereichen für den Kühlmittelkompressor und den Generator an dem Steuergehäusemodul sinnvoll sein, es ist aber auch eine vollflächige Abdeckung der Verrippungsstruktur mit der flächigen Verstärkungsstruktur denkbar.The control housing module may be provided with a planar reinforcing structure at least in sections on the side of the ribs facing away from the insert. This additional reinforcement structure may be useful above all in areas of increased introduction of force, such as the connection regions for the coolant compressor and the generator on the control housing module, but it is also conceivable to cover the entire surface of the ribbing structure with the planar reinforcement structure.
Bei der flächigen Verstärkungsstruktur kann es sich um eine entsprechend dem Kraftfluss zugeschnittene faserverstärkte Thermoplastplatte wie ein Organoblech handeln. Unter „Organoblechen” werden plattenförmige endlosfaserverstärkte Thermoplasthalbzeuge verstanden, die sich thermoformen lassen, kurze Prozesszyklen ermöglichen und sich außerdem gut schweißen lassen. Organobleche können dabei aus speziellen Faseranordnungen, die Fasern in definierten Orientierungen aufweisen, eingebettet in der Thermoplastmatrix bestehen. So kann es sich bei den Faseranordnungen um Gewebe, Gelege, Gestricke etc. handeln.The planar reinforcing structure can be a fiber-reinforced thermoplastic sheet cut to length according to the flow of force, such as an organic sheet. "Organic sheet" is understood to mean plate-shaped continuous fiber-reinforced thermoplastic pulleys which can be thermoformed, permit short process cycles and, moreover, can be welded well. Organic sheets may consist of special fiber arrangements having fibers in defined orientations embedded in the thermoplastic matrix. For example, the fiber arrangements can be fabrics, scrims, knits, etc.
Ferner kann eine flächige Verstärkungsstruktur alternativ zu dem Organoblech oder in Kombination damit aus einem mit einem thermoplastischen Kunststoff vorimprägnierten und vorkonsolidierten entsprechend einem Kraftfluss gefertigten TFP-Textil handeln. Mittels des „Tailored Fiber Placements” lassen sich Textileinleger ohne Verschnitt mit den gewünschten kraftflussorientierten Fasern herstellen.Furthermore, a sheet-like reinforcing structure may be an alternative to the organic sheet or, in combination therewith, may be a thermoplastic prepreg-impregnated and preconsolidated TFP textile made according to a flux of force. Tailored fiber placements allow textile inlays to be produced without blending with the desired flow-oriented fibers.
Die flächige Verstärkungsstruktur kann mittels des enthaltenen thermoplastischen Kunststoffs direkt mit den Rippen und/oder dem Einleger verbunden sein, es kann aber auch eine zusätzliche thermoplastische Schicht als Verbindungsschicht vorgesehen sein.The sheet-like reinforcing structure can be connected directly to the ribs and / or the insert by means of the thermoplastic material contained, but an additional thermoplastic layer can also be provided as the bonding layer.
Bei dem thermoplastischen Kunststoff der Thermoplastplatte, des vorimprägnierten TFP-Textils und/oder der Schicht kann es sich, entsprechend den Rippen, ebenfalls um einen wärmeformbeständigen thermoplastischen Kunststoff wie Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyetheretherketon und Kombinationen davon handeln. Ebenfalls entsprechend den Rippen kann der thermoplastische Kunststoff einer Verbindungsschicht ebenfalls Kurzfasern aus einem Verstärkungsmaterial in einem Volumenanteil von zumindest 30% umfassen.The thermoplastics of the thermoplastic sheet, the prepreg TFP fabric and / or the sheet may also be, according to the ribs, a heat-resistant thermoplastic such as polyamide, polyphenylene sulfide, polyphthalamide, polyetheretherketone and combinations thereof. Also according to the ribs, the thermoplastic resin of a tie layer may also comprise short fibers of a reinforcing material in a volume fraction of at least 30%.
In einer Ausführungsform kann das Steuergehäusemodul quasi aus zwei Teil-Bauteilen zusammengesetzt werden, von denen jedes einen Einleger mit der angespritzten Rippenstruktur aufweist. Diese beiden Teil-Bauteile sind über die Rippenstrukturen miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt.In one embodiment, the control housing module can be composed of quasi two partial components, each of which has an insert with the molded rib structure. These two partial components are connected to one another via the rib structures, for example welded.
Auch den Einsatz von zumindest zwei Einlegern erfordert eine Ausführungsform des Steuergehäusemoduls, in der ein erster Einleger einen umgeformten Abschnitt als ein Halbprofil bereitstellt, das durch den zweiten Einleger zu einem Hohlprofil ergänzt wird, der dazu mit dem ersten Einleger verbunden ist.Also, the use of at least two inserts requires an embodiment of the control box module in which a first inserter provides a deformed portion as a half profile which is supplemented by the second inserter to a hollow profile connected thereto to the first inserter.
So kann das Steuergehäusemodul auch zumindest ein FVK-Rohr als in den Einleger integrierten Leitungskanal aufweisen.For example, the control housing module can also have at least one FRP tube as a conduit integrated into the insert.
Der verwendete Metall-Einleger besteht vorzugsweise aus einem Metall-Blech, das insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Zur besseren Anbindung der angespritzten thermoplastischen Kunststoffrippen weist der Metall-Einleger Formschlusselemente wie Sicken, Noppen, Durchbrüche, Schlitze, etc. auf. Ferner kann der Metall-Einleger ebenfalls zur Verbesserung der Anhaftung der Kunststoffrippen mit einer Haftmittelbeschichtung versehen und dazu mit einem sogenannten Primer behandelt sein. Zur weiteren Versteifung des Steuergehäusemoduls kann zumindest ein Rand des Metalleinlegers durch einen Falz verstärkt sein.The metal insert used is preferably made of a metal sheet, which consists in particular of aluminum or an aluminum alloy. For better connection of the molded thermoplastic plastic ribs, the metal insert has positive locking elements such as beads, nubs, openings, slots, etc. Further, the metal insert may also be provided with an adhesive coating to improve the adhesion of the plastic ribs and treated with a so-called primer. For further stiffening of the control box module, at least one edge of the metal insert can be reinforced by a fold.
Zur Herstellung des Steuergehäusemoduls wird ein Metallblech entsprechend dem Steuergehäusemodul zu dem Einleger konfektioniert, bevor oder nachdem es entsprechend geformt z. B. tiefgezogen wird/wurde. Ferner werden die Formschlusselemente in das Blech/den Einleger beispielsweise durch Stanzen eingebracht. Dieser wird sodann in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt. Im Spritzgießwerkzeug wird zumindest die vorgesehene Verrippung aus dem thermoplastischen Kunststoff, der Kurzfasern aus einem Verstärkungsmaterial in einem Volumenanteil von zumindest 30% umfasst, angespritzt. Durch die Formschlusselemente wird der angespritzte Thermoplast formschlüssig mit dem Metalleinleger verbunden. Nach dem Aushärten der Verrippung kann das Steuergehäusemodul aus dem Spritzgießwerkzeug entformt werden.For the preparation of the control housing module, a metal sheet according to the control housing module is assembled to the insert before or after it is shaped accordingly z. B. is deep-drawn / was. Furthermore, the interlocking elements are introduced into the sheet / the inserter, for example by punching. This is then placed in an injection mold. In the injection mold at least the intended ribbing of the thermoplastic material, which comprises short fibers of a reinforcing material in a volume fraction of at least 30%, molded. By the positive locking elements of the molded thermoplastic is positively connected to the metal insert. After curing of the ribbing, the control housing module can be removed from the injection mold.
Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen des Verfahrens umfassen zumindest einen der folgenden Schritte:
Beim Konfektionieren, Formen und/oder Anspritzen werden Integrations- und/oder Anbindungs- und/oder Aufnahmestrukturen für ausgebildet werden, wobei das Fertigen von Hinterschneidungen mittels eines mehrteiligen Spritzgießwerkzeugs umfasst sein kann.Further embodiments of the method according to the invention comprise at least one of the following steps:
During fabrication, molding and / or injection, integration and / or attachment and / or receiving structures will be formed for, wherein the production of undercuts by means of a multi-part injection molding tool may be included.
Ferner kann unmittelbar nach Bildung der Rippen, auch im gleichen Spritzgießwerkzeug das Ausschäumen der Zwischenrippenräume, etwa mit PA oder PUR erfolgen.Furthermore, immediately after the formation of the ribs, the foaming of the intermediate rib spaces, for example with PA or PUR, can take place in the same injection mold.
Das Anordnen und Verbinden einer flächigen Verstärkungsstruktur auf der von dem Einleger abgewandten Seite der Rippen beispielsweise durch Anschweißen mittels einer thermoplastischen Schicht wird nach Beendigung des Spritzgießzyklus', etwa nach dem Entformen des Bauteils stattfinden.Arranging and bonding a planar reinforcing structure on the side of the ribs facing away from the inserter, for example by welding by means of a thermoplastic layer, will take place after the end of the injection molding cycle, for example after demolding of the component.
Ferner kann die Herstellung des Bauteils das Verbinden von zumindest zwei mit einer angespritzten Rippenstruktur ausgestatteten Einlegern durch Verschweißen an den Rippen umfassen.Further, the fabrication of the component may include bonding at least two inserts provided with a molded rib structure by welding to the ribs.
Die Bildung eines integrierten Hohlprofils in dem Bauteil kann vor dem Spritzgießzyklus durch das Verbinden von zumindest zwei Einlegern erfolgen, alternativ oder zusätzlich kann beim Spritzgießen ein FVK-Rohr in den Einleger als Leitungskanal integriert werden.The formation of an integrated hollow profile in the component can take place prior to the injection molding cycle by connecting at least two inserts, alternatively or additionally, during injection molding, an FRP pipe can be integrated into the insert as a conduit.
Zur Randverstärkung kann vor dem Spritzgießen an zumindest einem Rand des Einlegers ein Falz ausgebildet werden.For edge reinforcement, a fold can be formed on at least one edge of the insert before injection molding.
Zusätzlich zu den Formschlusselementen kann durch das Beschichten des Einlegers mit einem Haftvermittler die Anbindung der daraufhin angespritzten Kunststoffrippen verbessert werden.In addition to the positive-locking elements, the connection of the subsequently molded plastic ribs can be improved by coating the insert with a bonding agent.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem besseren Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigt:These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures. The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention. Showing:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf ein Steuergehäusemodul in Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbundbauweise auf Basis einer hochkurzfasergefüllten thermoplastischen Matrix. Geeignete Fasermaterialien umfassen Glas, Carbon und Polymerfasern, insbesondere Aramid. Es können auch Kombinationen der Fasermaterialien eingesetzt werden. Weitere Fasermaterialien, die zumindest anteilsmäßig eingesetzt werden können, umfassen Metallfasern, Naturfasern, Keramikfasern, Basaltfasern etc.The device according to the invention relates to a control housing module in metal-plastic hybrid composite construction based on a high short fiber filled thermoplastic matrix. Suitable fiber materials include glass, carbon and polymer fibers, especially aramid. It is also possible to use combinations of the fiber materials. Other fiber materials that can be used at least proportionally include metal fibers, natural fibers, ceramic fibers, basalt fibers, etc.
Wie in
Aufgrund wachsender Anforderungen bezüglich des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemission in der Automobilindustrie ermöglicht das erfindungsgemäße Hybrid-Steuergehäusemodul
Ein erfindungsgemäßes Steuergehäusemodul
In
Organobleche
Wie
Des Weiteren kann der Raum
Die Sandwichbildung mit den angeschweißten Organoblechen
Die Organobleche
Das Steuergehäusemodul
Ein weiterer Herstellungsweg ist in
Ein auf diese Weise herstellbares Steuergehäusemodul
Generell könnte zwischen dem Einleger
Für eine Teilintegration von Nebenaggregaten (z. B. Wasserpumpe
Dazu verwendete FVK-Rohrhalbzeuge können kontinuierlich im Flechtverfahren hergestellt werden. Die Formgebung und Konsolidierung kann alternativ über die Projektilinjektionstechnik (PIT), die Wasser- bzw. Gasinjektionstechnik (WIT/GIT), das Kernausschmelzverfahren oder auch das Schlauchblasverfahren erfolgen. Weitere Verfahrensvarianten sind die Flechtpultrusion oder das laserunterstützte Thermoplastwickeln.FVK semi-finished tubes used for this purpose can be continuously produced by braiding. Shaping and consolidation can alternatively take place via the projectile injection technique (PIT), the water or gas injection technique (WIT / GIT), the core remelting process or the tube blowing process. Further process variants are braided pultrusion or laser-assisted thermoplastic winding.
Der Aluminiumblech-Einleger
Generell sind solche Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbundbauteile im Stand der Technik bekannt, so bezieht sich die
Zur Herstellung solcher Hybridbauteile wird ein dünnwandiges Metallprofil beispielsweise durch Tiefziehen geformt, zuvor oder danach konfektioniert und zur Schaffung von Durchbrüchen, Schlitzen, Sicken oder Noppen gestanzt. Der geformte und gestanzte Metall-Einleger wird in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und fixiert.
Für eine gute Verbundhaftung zwischen der Kunststoffstruktur und dem Aluminiumblech kann das Blech ferner vor dem Spritzgießprozess mit einem Haftmittel (sog. Primer) beschichtet werdenFor a good bond between the plastic structure and the aluminum sheet, the sheet may also be coated with an adhesive (so-called primer) before the injection molding process
Um eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit zu erreichen, kann das Steuergehäusemodul
Um die freien Ränder des Einlegers
Durch das Hinterspritzen des Einlegers kann das Steifigkeitsverhalten der auftretenden Beanspruchung angepasst werden. Es wird die Möglichkeit zur Bildung von geschlossenen Profilquerschnitten geschaffen. Der hinterspritzte Einleger bietet gegenüber den Leichtmetall-Steuergehäusemodulen weiteres Gewichtseinsparungspotential so dass eine weitere Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der Schadstoffemission ermöglicht wird. Zudem ist das FVK-Steuergehäusemodul gegenüber den Leichtmetall-Steuergehäusemodulen kostengünstiger und kann mit hoher Herstellgenauigkeit, auch ohne Nachbearbeitung gefertigt werden. Ferner sind eine Materialdämpfung sowie ein hohes Maß an Funktionsintegration (z. B. integriertes Gewinde) und die Möglichkeit eines Health-Monitoring durch Sensorintegration gegeben.By injecting the back of the insert, the stiffness behavior of the occurring stress can be adjusted. The possibility of forming closed profile cross-sections is created. The back-injected insert offers over the light metal control housing modules further weight saving potential so that a further reduction in fuel consumption and thus the emission of pollutants is possible. In addition, the FVK control housing module is cheaper compared to the light metal control housing modules and can be manufactured with high manufacturing accuracy, even without reworking. Furthermore, material damping and a high degree of functional integration (eg integrated thread) and the possibility of health monitoring through sensor integration are given.
In der Ausführungsform als Sandwich mit dem zusätzlich auf den Rippen angeordneten Organoblech ergeben sich weitere Möglichkeiten zur Verminderung der Schallemission und/oder der thermischen Isolation sowie eine Erhöhung der Bauteilsteifigkeit.In the embodiment as a sandwich with the additionally arranged on the ribs organo sheet arise further possibilities for reducing the noise emission and / or the thermal insulation and an increase in the component stiffness.
Vorteilhaft vermeidet ein Steuergehäuse in Metall-Kunststoff-Hybrid-Verbundbauweise eine Wasseraufnahme in den Grundköper und bietet auch ohne Ausschäumung und Sandwich eine erhöhte Bauteilsteifigkeit.Advantageously avoids a control housing in metal-plastic-hybrid composite construction, a water absorption in the Grundköper and also without foaming and sandwich increased component stiffness.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4400952 C1 [0003] DE 4400952 C1 [0003]
- DE 19612360 C1 [0005] DE 19612360 C1 [0005]
- DE 19635534 A1 [0005] DE 19635534 A1 [0005]
- EP 0843081 A1 [0005] EP 0843081 A1 [0005]
- DE 19647299 C1 [0005] DE 19647299 C1 [0005]
- DE 19635534 C2 [0005] DE 19635534 C2 [0005]
- DE 102005025882 A1 [0005, 0007] DE 102005025882 A1 [0005, 0007]
- DD 211146 A1 [0006] DD 211146 A1 [0006]
- DE 102009014244 A1 [0070] DE 102009014244 A1 [0070]
- EP 1340668 A2 [0070] EP 1340668 A2 [0070]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110111745 DE102011111745A1 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110111745 DE102011111745A1 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011111745A1 true DE102011111745A1 (en) | 2013-02-28 |
Family
ID=47665164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201110111745 Withdrawn DE102011111745A1 (en) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011111745A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015188798A1 (en) | 2014-06-11 | 2015-12-17 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Method for producing a material composite composed of metal and plastic to form a plastic-metal hybrid component |
EP3009249A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-20 | Magna Seating (Germany) GmbH | Method for producing a hybrid composite component from organosheets and a metallic reinforcing element |
DE102015015619A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Audi Ag | Method for producing a plastic hollow profile from a plastic material by injection molding and corresponding injection molding device |
CN110370535A (en) * | 2019-07-29 | 2019-10-25 | 陆文聪 | A kind of production method of radiator structure |
CN114906232A (en) * | 2017-04-10 | 2022-08-16 | 沙特基础工业全球技术有限公司 | Hybrid structure and method of manufacture |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD211146A1 (en) | 1982-11-15 | 1984-07-04 | Ifa Motorenwerke | CONTROL CASE COVER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE4400952C1 (en) | 1994-01-14 | 1995-05-24 | Daimler Benz Ag | Housing cover for an internal combustion engine |
DE19612360C1 (en) | 1996-03-28 | 1997-06-19 | Daimler Benz Ag | Internal combustion engine timing case cover |
DE19635534A1 (en) | 1996-03-28 | 1997-10-23 | Daimler Benz Ag | Control housing cover for IC-engine |
DE19647299C1 (en) | 1996-11-15 | 1998-04-09 | Daimler Benz Ag | Control housing for an internal combustion engine |
EP1340668A2 (en) | 2002-02-28 | 2003-09-03 | Bayer Ag | Lightweight structural element with outside ribbing |
DE102005025882A1 (en) | 2005-06-06 | 2006-12-07 | Audi Ag | Control housing lid e.g. for sealing internal combustion engine housing, has cover element and edge with slots arranged in cover element for admission of elastic material |
DE102009014244A1 (en) | 2009-03-20 | 2010-11-18 | Daimler Ag | Composite component i.e. bumper bracket, for motor vehicle, has three structure components that sectionally comprise plastic structure, where structure components are connected by plastic structure |
-
2011
- 2011-08-24 DE DE201110111745 patent/DE102011111745A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD211146A1 (en) | 1982-11-15 | 1984-07-04 | Ifa Motorenwerke | CONTROL CASE COVER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE4400952C1 (en) | 1994-01-14 | 1995-05-24 | Daimler Benz Ag | Housing cover for an internal combustion engine |
DE19612360C1 (en) | 1996-03-28 | 1997-06-19 | Daimler Benz Ag | Internal combustion engine timing case cover |
DE19635534A1 (en) | 1996-03-28 | 1997-10-23 | Daimler Benz Ag | Control housing cover for IC-engine |
DE19635534C2 (en) | 1996-03-28 | 1998-07-02 | Daimler Benz Ag | Timing cover for an internal combustion engine |
DE19647299C1 (en) | 1996-11-15 | 1998-04-09 | Daimler Benz Ag | Control housing for an internal combustion engine |
EP0843081A1 (en) | 1996-11-15 | 1998-05-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Timing gear housing for an internal combustion engine |
EP1340668A2 (en) | 2002-02-28 | 2003-09-03 | Bayer Ag | Lightweight structural element with outside ribbing |
DE102005025882A1 (en) | 2005-06-06 | 2006-12-07 | Audi Ag | Control housing lid e.g. for sealing internal combustion engine housing, has cover element and edge with slots arranged in cover element for admission of elastic material |
DE102009014244A1 (en) | 2009-03-20 | 2010-11-18 | Daimler Ag | Composite component i.e. bumper bracket, for motor vehicle, has three structure components that sectionally comprise plastic structure, where structure components are connected by plastic structure |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015188798A1 (en) | 2014-06-11 | 2015-12-17 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Method for producing a material composite composed of metal and plastic to form a plastic-metal hybrid component |
DE102014008815A1 (en) * | 2014-06-11 | 2016-01-21 | Albis Plastic Gmbh | Method for producing a composite material of metal and plastic to a plastic-metal hybrid component |
DE102014008815A8 (en) * | 2014-06-11 | 2016-04-07 | Albis Plastic Gmbh | Method for producing a composite material of metal and plastic to a plastic-metal hybrid component |
US10618207B2 (en) | 2014-06-11 | 2020-04-14 | Basf Se | Method for producing a material composite composed of metal and plastic to form a plastic-metal hybrid component |
EP3009249A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-20 | Magna Seating (Germany) GmbH | Method for producing a hybrid composite component from organosheets and a metallic reinforcing element |
DE102015015619A1 (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | Audi Ag | Method for producing a plastic hollow profile from a plastic material by injection molding and corresponding injection molding device |
DE102015015619B4 (en) | 2015-12-03 | 2022-08-11 | Audi Ag | Process for producing a plastic hollow profile from a plastic material by injection molding |
CN114906232A (en) * | 2017-04-10 | 2022-08-16 | 沙特基础工业全球技术有限公司 | Hybrid structure and method of manufacture |
CN110370535A (en) * | 2019-07-29 | 2019-10-25 | 陆文聪 | A kind of production method of radiator structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2748453B1 (en) | Control housing module and production method | |
DE102011111743B4 (en) | FRP-component | |
EP2726308B1 (en) | Exterior module with an exterior panelling for a modularly constructed housing component and the modularly constructed housing component itself, and method for producing the exterior module | |
EP1197309B1 (en) | Method of manufacturing fibre reinforced composite structural elements | |
DE102009040901B4 (en) | Process for manufacturing supporting structures in motor vehicles | |
WO2002002292A1 (en) | Profile composite component and method for the production thereof | |
WO2011124305A1 (en) | Door for a motor vehicle and method for the production thereof | |
EP0850113A1 (en) | Reinforced formed part, process for its production and its use | |
DE102011111745A1 (en) | Steering box module for internal combustion engine, has corrugated elements with molded reinforcing ribs made from thermoplastic resin, where ribs consist of short fibers from reinforcement material having volume fraction of preset values | |
DE102011118980A1 (en) | Method for manufacturing outer module having outer planking for modularly constructed housing component, particularly door or casing component of motor vehicle, involves providing thermoplastic fiber reinforced plastic inner shell | |
DE102011000450A1 (en) | Support structure for producing e.g. A-pillar of vehicle, has expandable adhesive material between structural element and reinforcement element, which surrounds three sides of portion of reinforcement element facing auxiliary frame | |
DE102014203884A1 (en) | Fixing structure and method for producing the same | |
EP1052164B1 (en) | Wall group for automotive vehicle | |
DE102011118987A1 (en) | Method for manufacturing composite plastic-metal hollow profile component for crash box used in motor car, involves forming composite plastic-metal hollow profile component by covering metal hollow profile and composite hollow profile | |
DE102013215067A1 (en) | Actuator pedal, in particular for a motor vehicle | |
DE102004060009B4 (en) | Method for producing a laminated body | |
DE102017101722A1 (en) | Method for producing a component, in particular for a vehicle | |
DE102019202745A1 (en) | Structural component for a chassis frame and method for its manufacture | |
DE102015013193A1 (en) | Method for producing a composite component and composite component | |
DE102010003656B4 (en) | Vehicle cladding component with it partially provided heat protection component made of plastic material and method for producing the same | |
DE102011121727A1 (en) | Door framework for vehicle door, has base structure formed by metal part i.e. transformed sheet metal part, formed by stamping and made of aluminum or aluminum alloy and/or magnesium or magnesium alloy | |
DE102014208835A1 (en) | Process for producing a plastic component | |
DE102011116744A1 (en) | Semi-finished material for plastic hybrid device installed in front wall cockpit of motor vehicle, has metallic hollow profile member that is partially embedded with fiber material preform | |
DE102015217100A1 (en) | Automotive functional component with applied by adhesive foam insulation layer | |
DE102017216840B4 (en) | Engine hood made of plastic material with at least one integrated functional element and manufacturing process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |