Alle eingangs beschriebenen Türfunktionen sind auf Kunststoff-Aggregateträgern zusammengefasst. Türsysteme sind wesentlich komplexer als auf den ersten Blick sichtbar. Sie integrieren die wichtigen mechanischen und elektrischen Funktionen einer Fahrzeugtür in einer Einheit. Nicht nur die Fensterheber, sondern auch einige Sensoren, das Türsteuergerät, der Türinnengriff und nicht zuletzt das Türschloss werden so als funktionsfähige Montageeinheit zusammengefasst. Die Basis für diese Einheit sind die so genannten Aggregateträger.

Diese produziert der Kunststoffspezialist Wirthwein Nauen, Nauen, auf fünf Spritzgießmaschinen mit elf Werkzeugen im 24/7 Betrieb für Brose Fahrzeugteile. Neben den Produkten für die Automobilindustrie – beispielsweise Tür-Innenverkleidungen, Zargen, Lüfter, Seilantriebsgehäuse, Gurt-Höhen-Versteller – werden dort in der Nähe von Berlin auf 23 Spritzgießmaschinen zum Beispiel auch Laugenbehälter für Waschmaschinen gefertigt. Geliefert wird weltweit, unter anderem für die Standorte Meerane und Gifhorn (Deutschland), Bratislava (Slowakei) ins belgische Gent, nach Torslanda in Schweden und ins chinesische Chang Chun. Die Nauener verbauen den Aggregatträger mit weiteren Komponenten. Je nach Fahrzeugtyp, Drei- oder Fünftürer, entstehen so zwei oder vier Türmodul-Varianten. Als Fahrer eines VW Tiguan, Passat C-Coupé, Golf VI und Volvo S60, XC60 und XC70 begegnet man ihnen im Fahrzeug.

Faserverstärkter Kunststoff als leichtes Material

Für die Fertigung der Kunststoffträger werden pro Woche 45 Tonnen langglasfaserverstärktes Polypropylen verarbeitet, um die geforderte Bauteilfestigkeit zu erreichen. Für eine einwandfreie Qualität ist dabei darauf zu achten, dass über das gesamte Bauteil der Glasfaseranteil nicht nur möglichst homogen verteilt ist, sondern auch die Ausrichtung der Fasern den Erfordernissen entspricht. Das fertige Türsystem integriert die erwähnten elektrischen und mechanischen Anbauteile; es erfüllt aber auch die Funktion, den Türinnenraum in einen Nass- und Trockenbereich zu trennen: Zu diesem Zweck benötigt der Aggregateträger eine Dichtung. Dazu wird ein PUR-Schaum aus zwei Komponenten aufgebracht. Im Dosierkopf mischen sich die beiden Komponenten und werden dann aufgetragen. Damit der Schaum auf den Trägern aus langglasfaserverstärktem Polyproylen haften bleibt, ist eine vorherige Aktivierung der Bauteile durch Oberflächenbehandlung – beispielsweise Plasmatechnologie – notwendig. Im Jahre 2011 produzierte der Standort Nauen Aggregateträger für rund 900.000 Fahrzeuge. Zur Fertigung der abgerufenen Stückzahlen wurde die Kapazität im Mai 2011 um eine dritte 2-K-Schaumanlage erweitert.

Spritzgießwerkzeuge aus dem eigenen Haus

Alle in der Serienfertigung laufenden Etagenwerkzeuge wurden vom hauseigenen Werkzeugbau, dem Tochterunternehmen Formtechnik Osterode, Osterode, hergestellt. Hier werden Spritzgießwerkzeuge seit 1969 gefertigt und so kann durch die vielfältigen Erfahrungen in den Geschäftsfeldern Automotive, Bahn, Energie, Hausgeräte und Medizintechnik Know-how ausgetauscht werden. Aufgrund komplexer Geometrien der Aggregateträger ist in den Werkzeugen eine Vielzahl hydraulisch und mechanisch betriebener Schiebeelemente notwendig – eine besondere Herausforderung. Bei der Konstruktion eines Werkzeuges dieser Art sind der Bauraum der beweglichen Teile, Kühlkreisläufe, Auswerfer und Heißkanalsysteme aufeinander abzustimmen. Um bei einem Werkzeugdefekt schnell reagieren zu können, werden die stark beanspruchten Bereiche als Einzeleinsätze ausgeführt. Diese können bei Bedarf neu gefertigt und in das Werkzeug ohne zeitaufwändige Komplettdemontagen eingebaut werden.

Synergieeffekte schaffen Flexibilität

Die enge Verzahnung von Werkzeugbau und Produktion ermöglicht eine ständige Verbesserung der Werkzeuge und der Produktionsabläufe. Aufgrund der hohen Produktionsmenge der Kunststoffträger fokussierte sich die Unternehmensgruppe auf die Fertigung von Werkzeugen in Etagentechnik. Die Formenbau-Abteilungen an den Standorten Creglingen bei Würzburg, Friedberg bei Augsburg und Mühltal bei Darmstadt sind ebenfalls eingebunden und ermöglichen eine unkomplizierte, schnelle Instandhaltung und Instandsetzung. Die Standorte des mittelständischen Kunststoffverarbeiters arbeiten eng zusammen und schaffen im Netzwerk die geforderte Flexibilität. Weltweit beschäftigt die Gruppe in 15 Unternehmen über 2.000 Mitarbeiter in den Geschäftsfeldern Automotive, Bahn, Energie, Hausgeräte, Medizintechnik und Innenausbau.

Ausreißtests sichern Qualität

Besonderes Augenmerk wurde auf das prozesssichere Einlegen von Gewindebuchsen in das Werkzeug durch ein automatisiertes Handling gelegt. Die Gewindebuchsen werden im Fertigungsprozess umspritzt. Hierbei ist sicher zu stellen, dass die Werkzeuge bei jedem Spritzzyklus mit der erfor-derlichen Anzahl der Einleger auf ihren exakten Positionen bestückt werden. Die Buchsen dienen dazu, den Handgriff am Modul zu befestigen. Durch serienbegleitende Ausreißtests werden die einwandfreie Funktion und qualitativ saubere Umspritzung der Buchsen geprüft. Nachdem die Aggregateträger auf den Spritzgießmaschinen mit Zuhaltekräften von 900 bis 1.600 Tonnen gefertigt wurden, sind zum Teil weitere Produktionsschritte erforderlich. Einige Aggregateträger erhalten Distanzbuchsen, die in einem nachgelagerten Arbeitsschritt eingepresst und umbördelt werden. Diese Buchsen dienen der positionsgenauen und sicheren Montage von zusätzlichen Anbauteilen wie beispielsweise den Antriebsgehäusen der Fensterheber.

Die Qualität eines Kunststoffträgers wird durch eine Vielzahl unterschiedlichster Kriterien bestimmt. Im Spritzguss ist zum Beispiel auf eine gleich-mäßige Materialverteilung, den gewünschten Glasfasergehalt und das korrekte Erscheinungsbild zu achten.Beim nachträglichen Komplettieren des Bauteils müssen Vollständigkeit und Maßhaltigkeit der Einsätze geprüft werden. Die Kontrolle der geforderten Maße wird serienbegleitend durchgeführt, hierzu werden 3D-Messmaschinen eingesetzt. Auch die Dichtung des Aggregateträgers unterliegt strengen Kriterien, um die Wasserundurchlässigkeit des Systems zu gewähr-
leisten.

 

Erhöhte Marktchancen

Türmodul erfordert enges Zusammenspiel

Der Aggregatträger eines Türmoduls muss deutlich mehr Funktionen erfüllen, als auf den ersten Blick sichtbar wird. Er bildet nicht nur das leichte und steife Rückgrat der Türkomponenten, sondern dient auch zur Aufnahme der funktionellen Teile wie Sensoren oder Gewindebuchsen. Und er trennt das Türinnere in einen Naß- und einen Trockenbereich. Wirthwein stellt nicht nur die Aggregatträger für verschiedene Automodelle her, sondern baut im Unternehmensverbund die benötigten Etagenwerkzeuge.

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Daniela Pfeuffer