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Werkzeug zum Hinterspritzen schalldämmender Textilien verbessert die Fertigung von Radlaufschalen. Radlaufschalen aus textilen Kunststoffen von Automobilen dämpfen die Fahrgeräusche. Das...

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Werkzeug zum Hinterspritzen schalldämmender Textilien verbessert die Fertigung von RadlaufschalenRadlaufschalen aus textilen Kunststoffen von Automobilen dämpfen die Fahrgeräusche. Das verdeutlichen Untersuchungen des Automobilbauers Audi, der damit insbesondere bei nassen Straßen den Geräuschpegel im Innern der Fahrzeuge um 2 bis 3 dB verringern konnte [1]. Allerdings geht das zu Lasten der Fertigungskosten. Die Herstellung textiler Radlaufschalen - beispielsweise durch Warmformen vorkonfektionierter Zuschnitte und Nachbearbeitung - ist technisch aufwendig und somit teuer. Deshalb werden textile Radlaufschalen heute noch wenig im Automobilbau verwendet. Nun hat jedoch der Schweizer Formenbauer Georg Kaufmann, Busslingen, ein Werkzeugkonzept zum Spritzgießen dieser Teile entwickelt, mit dem die Fertigung deutlich einfacher wird. Davon verspricht sich der Formenbauer eine deutliche Kostenreduktion.Außer der Schalldämpfung wird Gewicht reduziertAnfang der achtziger Jahre wurden für Automobile die ersten Radlaufschalen aus Kunststoff gefertigt. Für die erforderliche Geräuschdämpfung waren sie mindestens 2,5 mm dick und enthielten Schwerspat: einen Füllstoff mit hoher spezifischer Dichte. Die Einführung textiler Werkstoffe als Dämpfungskomponente, wie Dilourvliese mit wasserdichter Rückenbeschichtung oder Flachnadelvliese, führten dann nicht nur zu einem niedrigeren Geräuschpegel im Fahrzeuginnern, sondern reduzierten auch das Bauteilgewicht um bis zu 50%. Allerdings sind erst an wenigen Automobilen Radlaufschalen mit Textileinlagen montiert. Die Modelle Alpha Romeo 156 und 166 sowie Ford Focus gehören zu den Ausnahmen. Mit dem Werkzeugkonzept des Schweizer Formenbauers kann sich dieser Zustand jedoch ändern. Dafür spricht, dass in einem einzigen Fertigungsschritt ein montagefertiges Bauteil entsteht - mit dem Textilvlies über der Reifenlauffläche. Zur Verdeutlichung dieses Vorteils baute man ein Versuchswerkzeug zum Hinterspritzen eines typisches Segments einer Radlaufschale (Bild 2). Noppen im Werkzeug fassen beim Schließvorgang den Randbereich des textilen Vliesstoffs. Sie fixieren den Zuschnitt mittig zwischen der festen und der beweglichen Werkzeughälfte. Schieber sind dafür nicht erforderlich. Während des Füllvorgangs strömt die Schmelze über den Anguss in einen um die Noppen freibleibenden Kanal und umhüllt dabei die textile Komponente. Eine Kante im Werkzeug verhindert, dass die Schmelze über den Randbereich hinaus weiterströmt. Nach Ablauf der Kühlzeit öffnet sich das Werkzeug. Am Rand des Spritzgießteiles ist der Kunststoff unlösbar mit dem Textil verbunden, das durch die Kunststoffeinfassung eine Stabilität erhalten hat. Dadurch wird bei einer kompletten Radlaufschale das Abstapeln, der Transport und die Montage am Fahrzeug wesentlich erleichtert (Bild 3).Vorgegebene Geometrie kann übernommen werdenDas Arbeiten mit dem Versuchswerkzeug zeige, so der Formenbauer, dass sich ohne Schwierigkeiten der Randbereich vergrößern und sich schließlich eine komplette Radlaufschale mit mehr oder weniger stark ausgeprägten Seitenbereichen aus Kunststoff im Spritzgießverfahren herstellen lässt. Dabei könne zur Schalenkonstruktion die für das Hinterspritzen typische Gestaltungsfreiheit uneingeschränkt genutzt werden. Somit ist es möglich, dass die durch die Karosserie vorgegebene Geometrie der Radlaufschalen einfach übernommen wird. Die Schalen können mit Rippen und Sicken versteift werden. Außerdem lassen sich Befestigungspunkte anspritzen.Als besonders vorteilhaft bezeichnet der Formenbauer die mögliche Verfahrenskombination mit dem Warmformen. Hat die Radlaufschale eine komplexe Geometrie, kann der Textilzuschnitt vor dem Einlegen in das Spritzgießwerkzeug erwärmt werden. Während des Schließens übernimmt das Werkzeug zugleich Aufgaben des Ober- und Unterstempels beim Warmformen: Es erfasst das Textil und prägt diesem die Kontur der Werkzeugkavität auf. Anschließend läuft das Hinterspritzen ab. Diese Verfahrensweise stellt sicher, dass unter allen Umständen das Textil faltenfrei bleibt und - gegebenenfalls zusammen mit einer Verrippung - eine hohe Gestaltfestigkeit bei der Schalenkonstruktion ermöglicht wird.Für das Hinterspritzen mit oder ohne Warmformprozess wird eine Spritzgießmaschine mit relativ kleiner Schließkraft benötigt. Außerdem ist das Werkzeug einfach aufgebaut und somit betriebssicher, wie die Versuche deutlich machten. Eine intensive Kühlung des Randbereichs ermöglicht kurze Zykluszeiten. Außerdem lässt sich aus den Arbeiten mit dem Versuchswerkzeug schließen, dass sich mit breiter werdendem Randbereich die Maßtoleranz des Textilzuschnitts vergrößern kann.Literatur[1]Puschmann, O., und U. Steuer: Gewichtsreduzierung an akustisch wirksamen Bauteilen am Beispiel der hinteren Radlaufschale des Audi A6. In: Handbuch zur Tagung ,,Kunststoffe im Automobilbau - variabel in die Zukunft" in Mannheim. 17. und 18. März 1999. VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik, Düsseldorf.