CN104842500A - 用于在纤维复合部件中产生开口的方法和模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在至少一个由纤维复合材料制成的部件(B)上引入开口的方法，其中，在第一步骤中，将开口(7)引入到安置在模具(1；20)中的该部件(B)中，并且在第二步骤中，以塑料来填充在该开口附近成型在同一模具(1；20)中的构形(4；27)，由此使得塑料形成包绕件(5，26)，该包绕件围绕构成开口(7)的部件(B)边缘区域。

Description

用于在纤维复合部件中产生开口的方法和模具
技术领域
本发明涉及一种用于在纤维复合部件中产生开口以连接到尤其是金属的第二部件上的方法和模具。
背景技术
尤其是在车辆构造中，特别是在机动车辆的系列构造中，一方面寻求轻量的结构包括对应地薄部件或低重量的扁平的部件；而另一方面，除了足够的稳定性之外，这样的部件必须还具有高的抗腐蚀性。因而，相对困难的是将附加上的零件以实现低的重量和高的稳定性同时伴随有最佳的抗腐蚀性的方式联结到这样的扁平的部件上-例如联结到金属板材或所谓的有机金属的板材上，例如像车桥部件、用于车门的铰链或锁、舱盖、以及发动机罩。在多个车身结构或白车身结构之间的连接，其中例如一个部件是由有机金属的板材构成而第二个部件是由铝构成的情况下尤为如此。
因而，从现有技术已经公知有许多考虑了这样的混合构造的生产和结构的建议。DE 600 09 021 T2和EP 0 721 831 B1阐述了用于借助于用塑料材料来注射模制或包覆模制而组装两个金属板材的方法和装置，其中寻求同时通过在注射模具中对这些板材进行变形来实现一种稳定的连接。
DE 10 2010 053 960 A1和US 2011/0031643 A1阐述了用于将多个插入件引入例如有机金属的板材的金属板材中而不损伤纤维的方法。在这种情况下，插入件要被一个模具型芯在加热时引入到车身部件中。在DE 10 2010053 960 A1中，插入件额外用塑料包覆模制。
US 4,860,425披露了一种用于连接两个金属板材的方法，这两个金属板材就它们的连接而言是用冲头穿孔的并且在穿孔之后被完全以塑料包覆模制。
US 4,956,139阐述了借助于型芯使得板材变形并且随后通过塑料来对变形的位置进行包覆模制而将一种塑料销钉附接到一个金属板材上。
GB 1,075,702、US 2,648,177、US 3,354,510、US 3,800,483和US4,774,788这些文献示出了用于生产套筒状部件的装置和方法，其中套筒开口是以塑料包覆模制的。
最后，DE 693 15 172 T2披露了一种用于通过将多个金属插入件引入到塑料部件中来生产电路的方法。在这种情况下，这些安置在模具中的金属部件通过一个或多个冲头预先穿孔以用于电气隔离这些电路，并且在此之后是在冲头缩回的状态下用塑料来包覆模制。
发明内容
本发明所基于的目的是提供一种适合于简单且低成本地在纤维复合部件中产生开口以用于与尤其是金属的第二部件相连接的方法和相应的模具。
前述目的根据本发明是通过以下方式实现的，即，在第一步骤中，将开口引入到安置在模具中的纤维复合部件中。在第二步骤中，以塑料来填充在开口附近区域成型在同一模具中的构形，由此使得塑料形成围绕构成开口的纤维复合部件边缘区域的层。也就是说，对由针形件引入的这种开口进行了包覆模制或包裹，从而防止该开口的边缘区域出现纤维毛边。
如果将纤维复合部件在冲头与冲模之间安置在模具中并且将一个与开口的轮廓相对应的、相对于纤维复合部件基本上垂直地定向的针形件运动进入到该纤维复合部件中就获得了实施前述方法的一种尤其有利的可能性。因此，该开口是通过拓宽或挤压周围纤维结构而逐渐形成的，不会在过大的程度上损伤纤维。
这种针形件优选在其长度上具有两个区段，这些区段就其宽度而言彼此不同。具有其较小宽度的这个区段对应于最终所希望的开口；具有较大宽度的这个区段对应于产生包覆模制的塑料层所要求的开口。针形件的这两个区段之间的差异与所产生的并且在第二个方法步骤中填充以塑料的间隙相对应。
在这种情况下，这种可运动的针形件可以是可移位地支承在冲模或冲头中，以便使得针形件的所述区段进入操作位置。
在冲头中可以提供/设置至少一个给送孔，该至少一个给送孔与成型在模具中的构形连通并且用于注射/灌注塑料。
就在冲头和/或冲模中与针形件相对应的这些开口而言，该针形件在其尺寸方面优选被形成为，使得该针形件和该冲模或冲头同时形成密封的构形。
为引入该开口，该冲头、该冲模和/或该针形件可以是机械性地或液压地可运动的。
根据前述方法或以前述模具生产的这种部件因此具有开口，该开口可适合于接收紧固器件。形成该开口的边缘区域在这种情况下被塑料环绕成使得该纤维复合部件不再有可能有纤维毛边。同时，由此能有效地防止腐蚀。
不言而喻，根据本发明的方法原则上可以用所有已知的热塑性塑料或塑料混合物来进行。
同样不言而喻地，为实施这种方法，必须在模具中在冲头与冲模之间精确地固定这些扁平的部件。
附图说明
以下通过参考附图基于两个示例性实施例对本发明的进一步的优点、特征和细节加以更具体地说明，在附图中：
图1示出了用于实施根据本发明的方法的模具的第一实施例，
图2示出了如图1中示出的、处于该方法的第二位置的模具，
图3示出了如图1中示出的、处于该方法的第三位置的模具，
图4示出了用于实施根据本发明的方法的模具的第二实施例，其处于该方法的第一位置，
图5示出了如图4中示出的、处于该方法的第二位置的模具；并且
图6示出了如图4中示出的、处于该方法的第三位置的模具。
具体实施方式
图1至图3中的模具1包括冲头2和冲模3。为实施根据本发明的方法，如图1中示出，在模具1中安置了一个纤维复合部件B并且固定于此。在相对于冲模3可运动的冲头2中，成型有一构形4，该构形对应于开口7的所希望的包绕件5的轮廓。
在相对于冲模3可基本上垂直地运动的冲头2中，安排有一个针形件6，这个针形件同样可相对于扁平的纤维复合部件B或相对于冲模3基本上垂直地运动。
针形件6具有一个第一针形件区段6.1，该第一针形件区段对应于其最终所希望的开口直径或开口轮廓，也就是对应于环绕的开口7.1的开口横截面。这一针形件区段6.1通过区段8过渡到一个第二针形件区段6.2中，该第二针形件区段因而以其轮廓或其直径对应于开口7.2的横截面，该开口对于产生在下一步骤中被以塑料填充的间隙是必须的。这两个针形件区段之间的差异因而与环绕开口7的边缘区域的塑料层相对应。针形件6上的一个另外的区段9用于在引入塑料时进行密封(见图3)。
图2示出了其中已经将针形件6移动直至区段9与纤维复合部件B产生抵靠的方法步骤。现在，已经在纤维复合部件B中形成了开口7.2。在如图2中示出的这一方法步骤完成之后，针形件被机械性地或液压地缩回到冲头2中，处于图3所示的位置，并且就此而言使得针形件区段6.1进入操作位置。现在可以通过冲头2的给送孔10引入(注射)塑料(优选加热的)，该塑料完全地填充构形4和由针形件区域6.2在纤维复合部件B中形成的开口以便形成包绕件5。以此方式，开口7.2的边缘区域如所应当地被密封。
图4、图5和图6示出了模具20的一种备选结构。这种模具也包括冲头21和冲模22。然而，与图1至图3中的实施例不同是，可运动的针形件23并非支承在冲头21中，而是支承在冲模22中。与图1至图3中的示例性实施例的另一差异是，纤维复合部件B并非放置和固定在冲模上，而是随着可朝向冲模22运动的冲头21一起运动到冲模22上。在其他情况下，方法流程基本上与以上参见图1至图3阐述的方法流程相同。一旦已经借助于针形件23在扁平的部件B中形成开口(图5)，针形件就从扁平的部件B的开口缩回，尤其是只缩回到使得其区段24紧密地封闭该开口的程度，从而使得通过经给送孔25引入加热的塑料可以在形成于冲头21中的构形27中成型出包括开口壁的覆盖部的包绕件26。
为与包绕件5或26一起移除纤维复合部件B，冲头2或21和针形件6或23被对应地缩回。
对于本领域的技术人员不言而喻的是，能够以任意结构上所需的形式设计构形4或27以及通过区段8和24形成的拓宽的开口。用于注射塑料的构形当然既可以在冲头，又可以在冲模中提供，从而使得所成型的塑料部件不仅仅覆盖该开口和扁平的部件的仅一侧，而且也设计有围绕开口在两侧覆盖扁平部件B的成型件。

Claims (10)

1.一种用于在至少一个由纤维复合材料制成的部件(B)上引入开口的方法，其特征在于，在第一步骤中，将开口(7)引入到安置在模具(1；20)中的部件(B)中，并且在第二步骤中，以塑料来填充在该开口附近区域成型在同一模具(1；20)中的构形(4；27)，由此使得塑料形成包绕件(5，26)，该包绕件围绕构成开口(7)的部件(B)边缘区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将该部件(B)在冲头(2；21)与冲模(3；22)之间安置到模具(1；20)中，并且在所述模具(1；20)中借助于能基本上垂直于扁平的部件(B)运动的针形件(6；23)将开口(7)引入到部件(B)中。
3.一种用于实施如权利要求1或2所述方法的模具，其特征在于，该针形件(6，23)在其长度上具有两个区段，这两个区段就其宽度而言彼此不同。
4.如权利要求3所述的模具，其特征在于，该可运动的针形件(6；23)可移位地支承在所述冲模(22)中。
5.如权利要求3所述的模具，其特征在于，该可运动的针形件(6)可移位地支承在所述冲头(2)中。
6.如权利要求3所述的模具，其特征在于，在所述冲头(2)中提供了至少一个给送件(10；25)，该至少一个给送件与成型在模具中的构形(4；27)连通并用于注射/灌注塑料。
7.如权利要求3所述的模具，其特征在于，就冲头(2；21)和/或冲模(3；22)中与针状物相对应的开口而言，该针状物(6；23)在其尺寸方面被形成为，使得该针形件(6；23)和冲模(3；22)或冲头(2；21)同时形成对于引入塑料密封的构形。
8.如权利要求3所述的模具，其特征在于，所述针形件(6；23)或所述冲头(2；21)和/或所述冲模(3；22)是机械性地可运动的。
9.如权利要求3所述的模具，其特征在于，所述冲头(2；21)和/或所述冲模(3；22)或所述针形件(6；23)是液压地可运动的。
10.一种由纤维复合材料制成的部件，该部件带有用于紧固到其他部件上的开口，其中，形成该开口(7)的边缘区域被一塑料层所包绕。
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