特許 7387940 押出部品、押出部品を有するバッテリハウジング、押出部品を製造する方法、押出工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-17

(45)【発行日】2023-11-28

(54)【発明の名称】押出部品、押出部品を有するバッテリハウジング、押出部品を製造する方法、押出工具

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/18 20060101AFI20231120BHJP

   B29C 43/28 20060101ALI20231120BHJP

   B29C 70/42 20060101ALI20231120BHJP

   B60R 16/04 20060101ALN20231120BHJP

【ＦＩ】

B29C43/18

B29C43/28

B29C70/42

B60R16/04 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023510385

(86)(22)【出願日】2021-08-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-25

(86)【国際出願番号】 EP2021071591

(87)【国際公開番号】W WO2022033914

(87)【国際公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-03-13

(31)【優先権主張番号】102020121141.4

(32)【優先日】2020-08-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】598001467

【氏名又は名称】カウテックス テクストロン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

(73)【特許権者】

【識別番号】523048848

【氏名又は名称】ウェーバー・ファイバーテック・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ハルトムート・ヴォルフ

(72)【発明者】

【氏名】ノルベルト・ストッツナー

【審査官】坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１６７８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０４４６９３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４３／１８，４３／２８，７０／４２

Ｂ６０Ｒ １６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

押出部品（１０）であって、
－少なくとも１つの可塑物（８０）を押し出すことによって前記押出部品（１０）が形成され、前記可塑物（８０）は、前記可塑物（８０）が固化した状態で前記押出部品（１０）の２つの材料内側縁部（２２、２３）を形成する２つのメルトフロント（８２、８３）を有し、
－前記２つの材料内側縁部（２２、２３）が物質的に互いに接続され、前記押出部品（１０）の線状の継目（４０）を設定し、前記継目（４０）は前記押出部品（１０）の接続領域（６０）に配置され、
－前記押出部品（１０）が少なくとも１つの繊維格子（７０）を有し、前記繊維格子は、少なくとも前記押出部品（１０）の前記接続領域（６０）に配置され、かつ前記繊維格子（７０）が前記２つの材料内側縁部（２２、２３）を橋渡しするように前記押出部品（１０）と接続される、
ことを特徴とする、押出部品（１０）。

【請求項2】

前記繊維格子（７０）の繊維の少なくとも５０％は、前記継目（４０）に対して横方向に延び、かつ前記継目（４０）と４５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有することを特徴とする、請求項１に記載の押出部品（１０）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの繊維格子（７０）は、前記押出部品（１０）の内面に接することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の押出部品（１０）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの繊維格子（７０）は、前記押出部品（１０）の外面に接することを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の押出部品（１０）。

【請求項5】

前記繊維格子（７０）がマトリックス材料に埋め込まれ、前記マトリックス材料は、前記可塑物（８０）と物質的に接続されることを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の押出部品（１０）。

【請求項6】

トラクションバッテリのためのバッテリハウジングであって、少なくとも１つの請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の押出部品（１０）を有する、バッテリハウジング。

【請求項7】

自動車のためのトラクションバッテリであって、前記トラクションバッテリが請求項６に記載のバッテリハウジングを有し、少なくとも１つのバッテリモジュールが前記バッテリハウジングの内部に収容される、トラクションバッテリ。

【請求項8】

押出工具を用いて押出部品（１０）を製造する方法であって、前記方法は、
－開位置にある押出工具のダイ（１００）に少なくとも１つの可塑物（８０）を置く工程と、
－前記押出工具に繊維格子（７０）を置く工程と、
－前記押出工具を閉じる工程であって、それにより前記押出工具のパンチ（１１０）が少なくとも１つの可塑物（８０）と接触し、前記可塑物（８０）が前記パンチ（１１０）により圧力を加えることによって形状変形され、前記繊維格子（７０）が、前記少なくとも１つの可塑物（８０）の２つのメルトフロント（８２、８３）により２つの側から囲まれ、前記可塑物（８０）と接続される、閉じる工程と、を包含する、方法。

【請求項9】

前記繊維格子（７０）が前記ダイ（１００）のコア（１０１、１０２）の直ぐ近くに配置され、それにより前記可塑物（８０）と前記繊維格子（７０）との間に前記コア（１０１、１０２）が配置されるよう、前記繊維格子（７０）が前記押出工具に置かれることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

－前記開位置にある押出工具のダイ（１００）に２つの可塑物（８０）を置くことと、
－前記２つの可塑物（８０）の間に前記繊維格子（７０）を置くことと、
－前記押出工具を閉じ、それにより前記押出工具の前記パンチ（１１０）が前記２つの可塑物（８０）と接触し、前記可塑物（８０）が、前記パンチ（１１０）により圧力を加えることによって形状変形され、前記繊維格子（７０）が第１の前記可塑物（８０）の第１のメルトフロント（８２）により、かつ第２の前記可塑物（８０）の第２のメルトフロント（８３）により囲まれ、前記可塑物（８０）と接続されることと、
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の方法。

【請求項11】

トラクションバッテリのための押出部品（１０）を製造するための押出工具であって、前記押出工具がダイ（１００）とパンチ（１１０）を有し、前記ダイ（１００）が繊維格子（７０）を収容するための収容装置（１０３）を有する、押出工具において、
－前記押出工具が、前記パンチ（１１０）の加圧方向（Ｐ）に沿って第１のポジションと第２のポジションとの間で調節可能である工具部品（１２０）を有することと、
－前記押出工具は、前記加圧方向（Ｐ）に対して横方向に延びる進出方向（Ｒ）に沿って第１の位置と第２の位置との間で調節可能である少なくとも１つのコア（１０１、１０２）を有することと、
－前記工具部品（１２０）は、前記コア（１０１、１０２）を収容するための少なくとも１つの収容開口（１２１）を有し、前記コア（１０１、１０２）は、それが第２の位置にあるとき、前記工具部品（１２０）がその第２のポジションにある場合にのみ前記工具部品（１２０）の前記収容開口（１２１）に進入可能であることと、
を特徴とする、押出工具。

【請求項12】

前記収容装置（１０３）が前記ダイ（１００）に凹部（１０３）として形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の押出工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のトラクションバッテリのための押出部品、押出部品を有するバッテリハウジングに関する。さらに、本発明は、押出工具を用いて押出部品を製造する方法に関する。さらには、本発明は、押出部品を製造するための押出工具に関する。

【背景技術】

【0002】

貫通孔の形の開口部を有する、例えばプラスチックから形成されたバッテリハウジングシェルなどの押出部品は、従来の押出工具を用いて、全くのアウトオブツール式（ｗｅｒｋｚｅｕｇｆａｌｌｅｎｄ）に（すなわち押出成形の後に続く製造工程なしに）製造可能であるが、相応に製造された押出部品の貫通開口の領域における安定性が低い。その理由は、押し出しによる製造プロセスでは押出工具のコアの周りを流れるときに、コアに接する可塑物のメルトフロントが変形し、可塑物（若しくは可塑物のメルトフロント）の流動方向にコアからそれて（可塑物の一方のメルトフロントがコアの周りを流れることによって形成される）２つのメルトフロントが合流し、互いに溶接されるということである。その場合、互いに接続された２つのメルトフロントによって設定される線状の継目が弱くなる。

【0003】

これは、２つのメルトフロントが合流する時点ですでに部分的に冷却されているため、継目の接続強度が低下することによる。

【0004】

繊維材料（例えばガラス繊維又は炭素繊維など）と混合された可塑物を押し出すことによって製造される押出部品の場合、可塑物の押出成形中、メルトフロントの領域において繊維のほとんどが、メルトフロントに対して繊維の長手方向延在が平行に、したがって押出部品の継目に対しても平行に配向された向きになるというさらなる問題がある。したがって、繊維は、押出部品の貫通開口の領域における安定化に寄与しない。特に、繊維は、押出部品の継目の安定化に寄与しない。

【0005】

したがって、先行技術から知られる製造方法では、押出部品の貫通開口は、押出プロセスの時間的に後に押出部品に作製される。この場合、貫通開口は、押出部品に打抜き、穿孔、又は切削（ｓｐａｎａｎｈｅｂｅｎｄ）により作製することができる。したがって、押出部品を相応に製造するには手間がかかり、それに伴いコストがかかる。さらに、貫通開口を作製する際に、製造される部材がかなりの汚れにさらされるが、これは、多大な手間をかけなければ製造される部材から完全に除去できない。

【0006】

押出プロセス中、メルトフロントは制限された変形経路でのみ溶融可塑性であるため、大面積の押出部品は、複数の可塑物から形成する必要がある。そのようにして形成された押出部品は、それぞれの可塑物のメルトフロントの接触線に沿って、すなわち、製造される押出部品の継目に沿って安定性が低下する。なぜなら、複数の可塑物から形成された押出部品の場合でも、上記の理由から押出部品の継目が弱くなるからである。

【0007】

本発明は、安定性を高めた押出部品を提供するという課題に基づいている。

【0008】

本発明を基礎付ける上記課題は、請求項１の特徴を有する押出部品によって解決される。押出部品の有利な形態は、請求項１に従属する請求項に記載されている。

【0009】

より詳細には、本発明を基礎付ける課題は、トラクションバッテリのための押出部品によって解決され、その場合、少なくとも１つの可塑物を押し出すことによって押出部品が形成され、１つの可塑物／複数の可塑物は、１つの可塑物／複数の可塑物が固化した状態で押出部品の２つの材料内側縁部を形成する２つのメルトフロントを有する。この場合、２つの材料内側縁部が物質的に互いに接続され、押出部品の線状の継目を設定し、継目は押出部品の接続領域に配置される。本発明による押出部品は、少なくとも１つの繊維格子を有し、繊維格子は、押出部品の接続領域に配置され、かつ繊維格子が２つの材料内側縁部を橋渡しするように押出部品と接続される。

【0010】

殊に、押出部品は、自動車のトラクションバッテリのバッテリハウジングのためのバッテリハウジングシェルとして形成される。

【0011】

本発明による押出部品は、特にその接続領域において高い安定性を示す。これは、押出部品の接続領域に繊維格子を提供することによって、押出部品の２つの材料内側縁部が橋渡しされるためである。押出工具に繊維格子を的確にセットすることによって、押出工具における繊維格子の繊維の配向に的確に影響を及ぼすことができ、それにより押出部品の繊維が２つの材料内側縁部を橋渡しする。このために、繊維格子の繊維は、押出部品の継目に対して少なくとも部分的に垂直に配向された長手方向延在を有する。

【0012】

それにより、貫通開口を有する押出部品の貫通開口の領域における安定性が高くなる。少なくとも２つの可塑物から作製される押出部品の安定性も高くなる。

【0013】

繊維格子は、押出部品の製造プロセスで可塑物と接続される別個の部材であり、この接続は形状結合的及び／又は物質結合的であり得る。繊維格子を繊維格子マット又は繊維格子インサートとも呼ぶことができる。

【0014】

押出部品の接続領域は、押出部品の材料内側縁部に隣接する領域である。さらに、それぞれ互いに物質結合的に接続された材料内側縁部に隣接する押出部品の内面と外面との両方が押出部品の接続領域に属する。

【0015】

線状の継目は、直線部分と曲線部分とを有することができる。

【0016】

繊維格子の繊維は、殊にガラス繊維及び／又は炭素繊維として形成される。

【0017】

１つの可塑物若しくは複数の可塑物は、殊にポリアミド及び／又はポリプロピレン及び／又はポリカーボネート及び／又はポリエチレン、あるいはこれらのプラスチックの混合物を含む。さらに好ましくは、１つの可塑物若しくは複数の可塑物は、ポリアミド及び／又はポリプロピレン及び／又はポリカーボネート及び／又はポリエチレン、あるいはこれらのプラスチックの混合物からなる。

【0018】

１つの可塑物若しくは複数の可塑物は、マトリックス材料（ポリアミド及び／又はポリプロピレン及び／又はポリカーボネート及び／又はポリエチレン、あるいはこれらのプラスチックの混合物）に組み込まれた、殊に繊維材料を有する。１つの可塑物若しくは複数の可塑物の繊維材料は、殊にガラス繊維及び／又は炭素繊維を有する。

【0019】

例えば、押出部品は、可塑物を押し出すことによって形成され、可塑物は、可塑物が固化した状態で、押出部品の２つの材料内側縁部を形成する２つのメルトフロントを有し、２つのメルトフロントは、工具コアの周りを流れることによって形成される。この場合、２つの材料内側縁部が物質的に互いに接続され、押出部品の線状の継目を設定し、継目は押出部品の接続領域に配置される。押出部品は、少なくとも１つの繊維格子を有し、繊維格子は、押出部品の接続領域に配置され、かつ繊維格子が２つの材料内側縁部を橋渡しするように押出部品と接続される。

【0020】

さらに、例えば、押出部品は、２つの可塑物を押し出すことによって形成され、第１の可塑物が第１のメルトフロントを有し、第２の可塑物が第２のメルトフロントを有し、これらは可塑物が固化した状態で押出部品の２つの材料内側縁部を形成する。この場合、２つの材料内側縁部が物質的に互いに接続され、押出部品の線状の継目を設定し、継目は押出部品の接続領域に配置される。押出部品は、少なくとも１つの繊維格子を有し、繊維格子は、押出部品の接続領域に配置され、かつ繊維格子が２つの材料内側縁部を橋渡しするように押出部品と接続される。

【0021】

２つの材料内側縁部の物質結合的接続は、殊に少なくとも２つの材料内側縁部を溶接することによって実現される。

【0022】

殊に、押出部品は、繊維格子の繊維の少なくとも５０％が継目に対して横方向に延び、かつ継目と４５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するように形成される。

【0023】

押出部品を相応に形成することによって、押出部品の安定性がさらに増大する。

【0024】

本発明の意味において、継目と繊維の長手方向延在とがなす９０°の角度とは、繊維の長手方向延在が押出部品の継目に対して垂直に延びることと理解されるべきである。

【0025】

殊に、繊維格子の繊維の５０％～９０％が、継目と４５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域において良好な安定化を達成することができた。

【0026】

さらに好ましくは、繊維格子の繊維の５０％～９０％が、継目と６０°～９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域においてさらに改善された安定化を達成することができた。

【0027】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、継目と６０°～９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域においてさらに改善された安定化を達成することができた。

【0028】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、継目と７５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域においてさらに改善された安定化を達成することができた。

【0029】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、継目と８５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域においてさらに改善された安定化を達成することができた。

【0030】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の８０％が、継目と実質的に９０°の角度をなす長手方向延在を有する。相応に形成された繊維格子を用いて、押出部品の接続領域においてさらに改善された安定化を達成することができた。

【0031】

殊に、押出部品は、少なくとも１つの繊維格子が押出部品の内面に接するように形成される。

【0032】

相応に形成された押出部品は、高い曲げ安定性を有する。特に、ハウジングシェルとして形成された押出部品の場合、相応に形成されたハウジングシェルは、内部過圧が原因でハウジングシェルが曲がったときに高い安定性を有する。

【0033】

繊維格子が押出部品の内面に接するという特徴は、繊維格子が押出部品の材料によって取り囲まれ、及び／又は貫通され、その場合、繊維格子の外面が押出部品の内面と一致するか、又はその向かい側に位置するように配置されることと理解されるべきである。

【0034】

殊に、押出部品は、押出部品の外面に少なくとも１つの繊維格子が接するように形成される。

【0035】

相応に形成された押出部品は、高い曲げ安定性を有する。特にハウジングシェルとして形成された押出部品の場合、相応に形成されたハウジングシェルは、内部負圧が原因でハウジングシェルが曲がるときに高い安定性を有する。

【0036】

繊維格子が押出部品の外面に接するという特徴は、繊維格子が押出部品の材料によって取り囲まれ、及び／又は貫通され、その場合、繊維格子の外面が押出部品の外面と一致するか、又はその向かい側に位置するように配置されることと理解されるべきである。

【0037】

殊に、押出部品は、繊維格子がマトリックス材料に埋め込まれ、マトリックス材料が１つの可塑物／複数の可塑物と物質結合的に接続されるように形成される。

【0038】

相応に形成された押出部品は、さらに増大した安定性を有する。これは、マトリックス材料に繊維材料を埋め込むことにより、有機シートとも呼ばれる部材の場合、押出部品からその繊維へ力が伝達されることによる。相応に形成された押出部品では、繊維格子におけるプラスチック材料の改善された浸透が達成され、それにより押出部品の安定性が高くなる。

【0039】

好ましくは、マトリックス材料はポリアミド及び／又はポリプロピレン及び／又はポリカーボネート及び／又はポリエチレン、あるいはこれらのプラスチックの混合物を有する。より好ましくは、マトリックス材料は、ポリアミド及び／又はポリプロピレン及び／又はポリカーボネート及び／又はポリエチレン、あるいはこれらのプラスチックの混合物からなる。

【0040】

本発明を基礎付ける別の課題は、安定性が増大し、製造コストが減少したバッテリハウジングを提供することである。

【0041】

本発明を基礎付けるこの課題は、請求項６の特徴を有するバッテリハウジングによって解決される。より詳細には、本発明を基礎付けるこの課題は、トラクションバッテリのためのバッテリハウジングによって解決され、バッテリハウジングは、本明細書で上述したような少なくとも１つの押出部品を有する。

【0042】

その場合、押出部品は、殊にバッテリハウジング上部シェル又はバッテリハウジング下部シェルとして形成されたバッテリハウジングシェルとして形成される。さらにより好ましくは、バッテリハウジングは、バッテリハウジング上部シェルとして形成された第１の押出部品と、バッテリハウジング下部シェルとして形成された第２の押出部品と、を有する。

【0043】

本発明を基礎付けるさらに別の課題は、安定性が増大し、製造コストが減少したトラクションバッテリを提供することである。

【0044】

本発明を基礎付けるこの課題は、請求項７の特徴を有するトラクションバッテリによって解決される。より詳細には、本発明を基礎付けるこの課題は、自動車のためのトラクションバッテリによって解決され、その場合、トラクションバッテリは、本明細書で上述したようなバッテリハウジングを有し、少なくとも１つのバッテリモジュールがバッテリハウジングの内部に収容される。

【0045】

本発明を基礎付けるさらに別の課題は、押出工具を用いて押出部品を製造する方法を提供することであり、方法は、安定性が増大した押出部品の安価な製造を可能にする。

【0046】

本課題（Ａｕｆｇａｂｅ）を基礎付けるこの課題は、請求項８の特徴を有する押出部品を製造する方法によって解決される。有利な実施形態は、請求項８に従属する請求項に記載されている。

【0047】

より詳細には、本発明を基礎付けるこの課題は、押出工具を用いて押出部品を製造する方法によって解決され、方法は、
－開位置にある押出工具のダイに少なくとも１つの可塑物を置く工程と、
－押出工具に繊維格子を置く工程と、
－押出工具を閉じる工程であって、それにより押出工具のパンチが少なくとも１つの可塑物と接触し、可塑物が、パンチにより圧力を加えることによって形状変形され、繊維格子が、少なくとも１つの可塑物の２つのメルトフロントにより２つの側から囲まれ、可塑物と接続される、閉じる工程と、を包含する。

【0048】

本発明による方法は、特に接続領域における安定性を高めた押出部品を製造可能であり、押出部品をアウトオブツール式に製造することにより製造コストが大幅に減じられるという利点を有する。これは、押出部品の接続領域に繊維格子を提供することによって、押出部品の２つの材料内側縁部が橋渡しされるためである。押出工具に繊維格子を的確にセットすることによって、押出工具における繊維格子の繊維の配向に的確に影響を及ぼすことができ、それにより押出部品の繊維が２つの材料内側縁部を橋渡しする。このために、繊維格子の繊維は、押出部品の継目に対して少なくとも部分的に垂直に配向された長手方向延在を有する。

【0049】

これにより、貫通開口を有する押出部品の貫通開口の領域における安定性が高くなる。少なくとも２つの可塑物から作製される押出部品の安定性も高くなる。

【0050】

その場合、押出部品は、殊にバッテリハウジング上部シェル又はバッテリハウジング下部シェルとして形成されたバッテリハウジングシェルとして形成される。

【0051】

殊に、繊維格子の繊維の少なくとも５０％が、生成される押出部品の継目に対して横方向に延び、かつ継目と４５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0052】

殊に、繊維格子の繊維の５０％～９０％が、生成される押出部品の継目と４５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0053】

殊に、繊維格子の繊維の５０％～９０％が、生成される押出部品の継目と６０°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0054】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、生成される押出部品の継目と６０°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0055】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、生成される押出部品の継目と７５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0056】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の７０％～９０％が、生成される押出部品の継目と８５°～９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0057】

さらにより好ましくは、繊維格子の繊維の８０％が、生成される押出部品の継目と実質的に９０°の角度をなす長手方向延在を有するよう、向きを合わせて繊維格子が押出工具に置かれる。

【0058】

殊に、この方法は、繊維格子がダイのコアの直ぐ近くに配置され、それにより可塑物と繊維格子との間にコアが配置されるよう、繊維格子が押出工具に置かれるように形成される。

【0059】

相応に形成された方法によって、少なくとも１つの貫通開口を有する押出成形部材が、特に貫通開口の領域において増大した安定性を有することが達成される。これは、貫通開口に隣接して生成される継目の領域において、繊維格子が押出成形部材を安定化させることによる。

【0060】

コアが可塑物と繊維格子との間に配置されるという特徴は、結果として、１つの可塑物／複数の可塑物若しくは１つの可塑物／複数の可塑物のメルトフロントの流動方向に関してコアの下流に繊維格子が配置されることをもたらす。

【0061】

好ましくは、この方法によって、繊維格子は押出部材の内面に位置決めされる。より好ましくは、この方法によって、繊維格子は押出部材の外面に位置決めされる。さらにより好ましくは、この方法によって、繊維格子が押出部品の外面に位置決めされ、別の繊維格子が押出部品の内面に位置決めされる。

【0062】

より好ましくは、この方法は、開位置にある押出工具のダイに少なくとも２つの可塑物が位置決めされ、２つの可塑物の間に繊維格子が位置決めされるように形成されている。続いて、押出工具が閉じられ、それにより押出工具のパンチが２つの可塑物と接触し、可塑物は、パンチにより圧力を加えることによって形状変形され、繊維格子は、第１の可塑物の第１のメルトフロントと第２の可塑物の第２のメルトフロントとによって囲まれ、可塑物と接続される。

【0063】

相応に形成された方法によって、製造のために複数の可塑物が必要となる大面積の押出部品を製造でき、これらの大面積押出部品も、特に押出部品の継目の領域において高い安定性を有する。

【0064】

本発明を基礎付ける別の課題は、押出部品を製造するための押出工具を提供することであり、押出工具は、安定性が増大した押出部品のより安価な製造を可能にする。

【0065】

本課題を基礎付けるこの課題は、請求項１１の特徴を有する押出部品を製造するための押出工具によって解決される。有利な形態は、請求項１１に従属する請求項に記載されている。

【0066】

より詳細には、本発明を基礎付けるこの課題は、トラクションバッテリのための及び／又はトラクションバッテリのハウジングのための押出部品を製造するための押出工具によって解決され、押出工具はダイとパンチを有し、押出工具のダイは、繊維格子を収容するための収容装置を有する。

【0067】

本発明による押出工具は、押出部品が、特にその接続領域において高い安定性で製造可能であり、押出部品をオフツールで製造することにより製造コストが大幅に減じられるという利点を有する。これは、押出部品の接続領域に繊維格子を提供することによって、押出部品の２つの材料内側縁部が橋渡しされることによる。押出工具に繊維格子を的確にセットすることによって、押出工具における繊維格子の繊維の配向に的確に影響を及ぼすことができ、それにより押出部品の繊維が２つの材料内側縁部を橋渡しする。このために、繊維格子の繊維は、押出部品の継目に対して少なくとも部分的に垂直に配向された長手方向延在を有する。

【0068】

したがって、貫通開口を有する押出部品の貫通開口の領域における安定性が高くなる。少なくとも２つの可塑物から作製される押出部品の安定性も高くなる。

【0069】

その場合、押出部品は、殊にバッテリハウジング上部シェル又はバッテリハウジング下部シェルとして形成されたバッテリハウジングシェルとして形成される。

【0070】

殊に、押出工具は、収容装置がダイの凹部として形成されるように形成されている。

【0071】

相応に形成された押出工具は、繊維格子を保持するための別の保持装置を必要とせずに、押出工具における繊維格子の特に簡単な固定若しくは位置決めを可能にする。

【0072】

より好ましくは、押出工具は、これがパンチの加圧方向に沿って、第１のポジションと第２のポジションとの間で調節可能である工具部品を有するように形成されている。さらに、押出工具は、加圧方向に対して横方向に延びる進出方向に沿って第１の位置と第２の位置との間で調節可能であるコアを有する。工具部品は、コアを収容するための収容開口を有し、コアは、その第２の位置において、工具部品がその第２のポジションにある場合にのみ工具部品の収容開口に進入可能である。

【0073】

相応に形成された押出工具は、任意のポジションに貫通開口を有する幾何学的に複雑な押出部品、例えばバッテリハウジングシェルの製造を可能にする。例えば押出部品の壁区分を互いに角度を付けて複数配置する場合、壁区分のうちの任意の１つに１つの貫通開口若しくは複数の貫通開口を作製することができ、それにより任意に配置された貫通開口を有する複雑な押出部品をアウトオブツール式に製造することができる。

【0074】

本発明の他の利点、詳細、及び特徴は、以下に説明する実施例から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0075】

【図1A】押出部品の製造プロセスの開始時に可塑物を入れた押出工具の、コアを有するダイの平面図であり、押出工具のパンチ及び押出部品の繊維格子は示されていない。

【図1B】コアが可塑物によってすでに取り囲まれた、製造プロセスの後の時点での図１Ａに示される押出工具の図である。

【図1C】押出部品が完成した、製造プロセスの最後の図１Ａ及び図１Ｂにされる押出工具の図であり、図１Ｃでは押出部品の接続領域に繊維格子が示される。

【図2A】可塑物が形状変形プロセスにある、押出部品の製造プロセス中の押出工具の複数のコアを有するダイの平面図であり、押出部品の繊維格子及び押出工具のパンチは図示されていない。

【図2B】押出部品の製造プロセスの後の時点での図２Ａに示される押出工具の図であり、図２Ａとは異なり、押出部品の繊維格子が示される。

【図3A】複数の貫通開口を有する本発明による押出部品の平面図であり、押出部品の繊維格子は示されていない。

【図3B】図３Ａに示される切断面Ａ－Ａに沿う、図３Ａに示される押出部品の断面図である。

【図4A】少なくとも２つの可塑物から作製された押出部品を製造するための押出工具の平面図である。

【図4B】図４Ａに示される押出工具の断面図である。

【図5】本発明の別の実施形態による押出工具の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0076】

次に以下の記載において、同じ参照記号は同じ部材若しくは同じ特徴を示し、それにより１つの図を参照して行われる部材に関する説明が外の図にも適用されるため、説明の繰り返しは回避される。さらに、ある実施形態との関連で説明された個々の特徴を、他の実施形態で別々に使用することもできる。

【0077】

図１Ａは、コア１０１を有する押出工具のダイ１００の平面図を示し、押出工具は図５に断面図で示される。図１Ａから分かるように、可塑物８０がダイ１００に入れられ、押出工具のパンチ１１０を用いて圧力を加えることによって可塑物を変形させることができる。パンチ１１０を用いて可塑物８０に圧力を加えることによって、可塑物８０が押出変形され、それにより可塑物８０のメルトフロント８１が矢印９０で示される流動方向に沿って広がる。コア１０１はダイ１００の表面から突出しているので、可塑物８０のメルトフロント８１はコア１０１の周りを流れざるをえない。

【0078】

図１Ｂから、可塑物８０がさらに変形し、可塑物８０がすでにコア１０１を取り囲む、押出部品１０の製造プロセスの後の時点での図１Ａに示される押出工具が示される。可塑物８０がコア１０１の周りを流れるため、コア１０１の後ろでメルトフロントの流動方向の下流に２つのメルトフロント８２、８３が形成され、これらは押出部品１０の製造プロセスがさらに進むと互いに接触し、それにより溶接される。

【0079】

この状態は、押出成形プロセスが完了した図１Ｃに示される。２つのメルトフロント８２、８３が互いに溶接され、それぞれが押出部品１０の材料内側縁部２２、２３を形成することが見て取れる。材料内側縁部２２、２３は互いに溶接され、線状の継目４０を形成する。図１Ｃから、繊維格子７０が押出部品１０の接続領域６０に配置され、繊維格子７０の繊維が材料内側縁部２２、２３を橋渡しすることが見て取れる。これは、繊維格子７０のそれぞれの繊維が、継目４０の延在方向に対して横方向に延びることを意味する。

【0080】

したがって、この押出工具を用いて押出部品１０を製造する方法によって、高い安定性を有する押出部品１０が製造される。その場合、この方法は、開位置にある押出工具のダイ１００に少なくとも１つの可塑物８０を置く工程を包含する。さらに、繊維格子７０は押出工具に配置される。押出工具を閉じることによって、押出工具のパンチ１１０が可塑物８０と接触し、パンチ１１０によって圧力を加えることによって可塑物８０が形状変形され、それにより繊維格子７０が可塑物８０の２つのメルトフロント８２、８３によって２つの側から囲まれ、可塑物８０と接続される。

【0081】

この製造プロセスによって、少なくとも１つの可塑物８０を変形させることにより押出部品１０が製造される。可塑物８０の２つのメルトフロント８２、８３は、可塑物８０が固化した状態で、押出部品１０の２つの材料内側縁部２２、２３を形成する。材料内側縁部２２、２３は、これらが互いに溶接されることにより互いに物質結合的に接続され、材料内側縁部２２、２３は押出部品１０の線状の継目４０を設定する。継目４０は押出部品１０の接続領域６０に配置され、その場合、接続領域６０は材料内側縁部２２、２３の直ぐ近くを取り囲む。押出部品１０は繊維格子７０を有し、その場合、押出部品１０が多数の繊維格子７０を有することも可能である。繊維格子７０は押出部品１０の接続領域６０に配置され、その場合、繊維格子７０は、２つの材料内側縁部２２、２３を橋渡しするように押出部品と接続される。しかしながら、繊維格子７０は、押出部品１０の面全体にわたって延在することもできる。この場合、繊維格子７０の個々の繊維は、継目４０の延在方向に対して横方向に延び、それにより繊維格子７０の個々の繊維は、２つの材料内側縁部２２、２３を橋渡しする。

【0082】

押出部品１０は、殊にバッテリハウジングシェル１０として形成される。繊維格子７０は、殊に押出部品１０の内面に接することができる。さらに、繊維格子７０が押出部品１０の外面に接することが可能である。押出部品１０の安定性をさらに高めるために、２つの繊維格子７０を設けることもでき、これらは押出部品１０の２つの側に配置され、その場合、一方の繊維格子は押出部品１０の内面に接し、他方の繊維格子７０は押出部品１０の外面に接する。

【0083】

繊維材料が材料マトリックスに埋め込まれるように繊維格子７０を形成することができ、その場合、マトリックス材料は１つの可塑物８０若しくは複数の可塑物８０と物質結合的に接続される。

【0084】

図２Ａ及び図２Ｂにおいて、別の押出部品１０の製造プロセスが概略的に示されている。その場合、図２Ａは、可塑物８０が形状変形プロセスにあるときの押出部品１０の製造プロセス中の複数のコア１０１、１０２を有する押出工具のダイ１００の平面図を示す。その際、図２Ａには押出部品１０の繊維格子７０も押出工具のパンチ１１０も示されていない。しかしこれらは図２Ｂに示されている。

【0085】

押出工具が５つのコア１０１、１０２を有することが見て取れる。第１のコア１０１は、他の４つのコア１０２よりも大きな直径を有する。図２Ａには、図２Ｂよりも押出成形プロセスの早い時点での押出工具が示されている。図２Ａの状態では、可塑物８０のメルトフロント８１はまだコア１０１、１０２から離れていることが見て取れる。押出成形プロセスが進行するにつれて、可塑物８０がコア１０１、１０２を取り囲み、それぞれのコア１０１、１０２の下流で可塑物８０のそれぞれのメルトフロント８２、８３が互いに接続され、押出部品１０の材料内側縁部２２、２３を形成する。図２Ｂから、押出部品１０において貫通孔１４が形成されるべき押出部品１０の領域全体を繊維格子７０が覆うような寸法を繊維格子７０が有することが見て取れる。

【0086】

図３Ａ及び図３Ｂから、このようにして製造された押出部品１０が示され、図１０には押出部品が平面図で示され、図３Ｂには、図３Ａに示される押出部品１０が切断面Ａ－Ａに沿って示される。押出部品１０は、３つの壁区分、すなわち、第１の壁区分１１、第２の壁区分１２、及び第３の壁区分１３を有する。壁区分１１、１２、１３は、互いに角度を付けて配置される。第２の壁区分１２には、コア１０１の周りを流れることにより形成された貫通孔１４が形成されていることが見て取れる。可塑物８０によってコア１０２の周りを流れることにより作製される他の穴は、図３Ｂでは見ることができない。

【0087】

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、押出部品１０を製造するための別の押出工具が示される。その場合、図４Ａにおいて、押出工具が平面図で示され、図４Ｂにおいて、図４Ａに示される押出工具の切断面Ａ－Ａに沿う断面図が示される。押出工具のダイ１００に２つの可塑物８０が入れられていることが見て取れる。２つの可塑物８０間に繊維格子７０が配置され、２つの可塑物８０が変形することによって、繊維格子７０の領域において第１のメルトフロント８２と第２のメルトフロント８３とが互いに接触する。次に、互いに物質結合的に接続されたメルトフロント８２、８３は、完成した押出部品１０の材料内側縁部２２、２３を形成し、これらは押出部品の継目４０を形成する。

【0088】

図４Ｂから、ダイ１００は、繊維格子７０が入れられる凹部１０３の形態の収容装置１０３を有することが見て取れる。したがって、繊維格子７０は、押出部品１０の製造プロセス中、ダイ１００において位置固定された状態であり続ける。

【0089】

図５は、押出工具を断面図で示す。すでに上述したように、押出工具はダイ１００とパンチ１１０とを有する。ダイ１００とパンチ１１０との間に配置された可塑物８０は、パンチ１１０を加圧方向Ｐに沿って押し下げることによって変形する。図５から、押出工具が、パンチ１１０の加圧方向Ｐに沿って第１のポジションと第２のポジションとの間で調節可能な工具部品１２０を有することが見て取れる。さらに、加圧方向Ｐに対して横方向に延びる進出方向Ｒに沿って第１の位置と第２の位置との間で調節可能な移動可能コア１０１がダイ１００に配置されていることが見て取れる。図５に示される押出工具の場合、コア１０１はその第２の位置にあり、工具部品１２０は、その第２のポジションにある。工具部品１２０は、コア１０１を収容するための収容開口１２１を有し、コア１０１は、その第２の位置において、工具部品１２０がその第２のポジションにある場合にのみ工具部品１２０の収容開口１２１に進入可能である。

【符号の説明】

【0090】

１０ 押出部品／バッテリハウジングシェル
１１（押出部品の）第１の壁
１２（押出部品の）第２の壁
１３（押出部品の）第３の壁
１４、１５ 貫通孔
２２、２３（押出部品の）材料内側縁部
４０（押出部品の）継目
５０（押出部品の）貫通開口
６０（押出部品の）接続領域
７０（押出部品の）繊維格子
８０ 可塑物
８１、８２、８３（１つの可塑物／複数の可塑物の）メルトフロント
９０（１つの可塑物／複数の可塑物の）流動方向
１００ ダイ／プレス型
１０１、１０２（ダイの）コア
１０３（ダイの）収容装置／凹部
１１０ パンチ
１２０ 工具部品
１２１（工具部品の）収容開口
Ｐ 加圧方向
Ｒ コアの進出方向

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】