CN105848862A - 用于制造纤维复合构件的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造纤维复合构件的模具(10)，包括至少两个模具部件(12、14)，所述模具部件具有分腔(16、18)并且在制造位置中移动到一起，以致所述分腔构成一个型腔(20)，在该型腔中制造纤维复合构件。为至少一个第一模具部件(14)配置保持元件(22)，当模具部件(12、14)在制造纤维复合构件后移动离开彼此时，所述保持元件将制成的纤维复合构件保持在第一模具部件(14)中。

Description

用于制造纤维复合构件的模具

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维复合构件的模具。

背景技术

在工业中、例如在汽车工业中越来越多地使用纤维复合构件。纤维复合构件的制造可以不同方式进行，其通常通过压制法来制造。此外，压制法尤其是可理解为预浸压制和湿压制。在湿压制时，液态树脂被施加到干燥的纺织半成品上并在模具内被压制，从而产生纤维复合构件。对干燥的纺织半成品的润湿可在放入纺织半成品之前或之后进行。在预浸压制时则使用已经预浸的纺织半成品，其在模具中被压制。接着，纤维复合构件在模具中时效硬化。

通常为了制造纤维复合构件使用模具，该模具包括两个模具部件、通常是模具半部，它们可相对于彼此移动。这样构造模具半部，使得它们在移动到一起的状态中形成型腔。为了制造纤维复合构件，(例如预浸的)纺织半成品首先被放入两个模具半部之一中并且在湿压制时以液态树脂润湿。接着，第二模具半部移向第一模具半部，以致形成型腔。现在开始压制过程。在纤维复合构件的压制和时效硬化后，两个模具半部再次移动离开彼此，以便可以取出纤维复合构件。通常模具半部具有顶出器，通过该顶出器可将制成的纤维复合构件顶出。

已表明，在两个模具半部移动离开彼此时，制成的纤维复合构件在两个模具部件之一中并没有规定和可靠的定位，因此在纤维复合构件的制造过程中产生延迟。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于制造纤维复合构件的模具，借助该模具可在模具半部之一中规定制成的纤维复合构件的位置。

该任务通过用于制造纤维复合构件的模具解决，其包括至少两个模具部件，各模具部件都具有分腔并且在制造位置中移动到一起，以致各分腔构成一个型腔，在该型腔中制造纤维复合构件，其中，为至少一个第一模具部件配置保持元件，当模具部件在制造纤维复合构件后移动离开彼此时，所述保持元件将制成的纤维复合构件保持在第一模具部件中。

本发明的基本思想在于，通过保持元件使纤维复合构件在其制成后保持在一个相配的模具部件中。由此确保制成的纤维复合构件始终位于过程技术有利的模具部件中，由此可加速制造过程，因为无需手动从“错误”的模具部件中取出。因此在制造时实现更高的自动化程度。此外，可省却否则在两个模具部件上使用的两个顶出器之一，因为现在制成的纤维复合构件具有规定的位置。

本发明的一个方面规定，保持元件可在初始位置和保持位置之间移动、尤其是转动。当模具部件移动到一起以便构成型腔时，保持元件占据其初始位置。一旦纤维复合构件制成并且各模具部件应移动离开彼此，则保持元件从其初始位置移入保持位置，以便将制成的纤维复合构件固定在相配的模具部件中。

根据本发明的另一方面规定，保持元件可气动式、液压式或电气式操作并且尤其是可气动式、液压式或电气式操作的夹具。通过用于驱动保持元件的不同实施方式可决定保持元件从其初始位置进入保持位置的速度。通过将保持元件构造为夹具确保从初始位置到保持位置的纯机械过程。这保证保持元件自动到达保持位置。由此降低了错误率。但保持元件也可气动式、液压式或电气式地被送入初始位置。

本发明的另一方面规定，所述模具部件分别具有与待制造的纤维复合构件接触的表面。所述表面限定型腔，在其中制造纤维复合构件。为了简化从相应模具部件中取出制成的纤维复合构件，所述表面具有低的粗糙度。表面粗糙度大于400Korn(晶粒度)、通常介于800和1000Korn之间、尤其是大于1000Korn。高光泽度抛光具有800至1000Korn的粗糙度，而高于1000Korn的粗糙度相当于镜面抛光、如金刚石研磨膏。

表面可被涂层。通过表面涂层一方面调整粗糙度并且另一方面避免纤维复合构件和模具部件之一在制造期间发生材料锁合连接。

尤其是表面被等离子渗氮或镀铬。由此模具部件在其分腔区域中具有特别高品质的表面。通过等离子渗氮可实现镜面抛光。

本发明还规定，所述模具具有取出元件，该取出元件从模具取出制成的纤维复合构件。由于确保制成的纤维复合构件始终位于预定的模具部件中，因此制造过程可进一步自动化。取出元件可配置给预定的模具部件。

根据本发明的一个方面，取出元件具有至少一个真空抽吸器，通过该真空抽吸器可取出制成的纤维复合构件。借助真空抽吸器确保简单且可靠地取出制成的纤维复合构件，从而最小化在取出时纤维复合构件受损的危险。

取出元件可以是机器人、尤其是具有可移动臂的机器人。由此进一步推进制造过程的自动化，因为制成的纤维复合构件可通过可移动臂被运输到下一加工站。

可在至少一个所述模具部件中设置至少一个空气顶出器。空气顶出器也可辅助纤维复合构件在规定的模具部件中的定位，其方式是，空气顶出器通过空气冲击将制成的纤维复合构件压入另一模具半部中。此外，空气顶出器可辅助从模具中取出制成的纤维复合构件，其方式是，空气顶出器加载空气冲击使制成的纤维复合构件离开预定的模具部件，以便使纤维复合构件与表面分离。

尤其是可在两个模具部件中分别设置一个保持元件。通过两个保持元件可以简单的方式使制成的纤维复合构件与模具分离。为此可在时间上错开地控制两个保持元件。首先使模具部件移动离开彼此，在此第二保持元件将纤维复合构件保持在一个模具部件中，该模具部件并非预定的模具部件。由此纤维复合构件在模具部件移动离开彼此时与预定的模具部件分离。接着，各模具部件可再次移动到一起，第二保持元件回到其初始位置中并且操作第一保持元件，第一保持元件将纤维复合构件保持在预定的模具部件中。该转移也可在未再次移动到一起的情况下进行，因此仅通过变换保持元件进行转移。所述实施方式可通过空气顶出器辅助或者代替空气顶出器。

附图说明

本发明的其它优点和特征由下述说明和参考附图给出。附图如下：

图1为本发明模具的示意性横截面图；

图2为本发明模具的局部侧视图；

图3为本发明模具的局部俯视图；

图4为图3中的区段的侧视图；以及

图5为模具的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出用于制造纤维复合构件的模具10，该模具包括两个模具部件12、14，其也称为模具半部。两个模具部件12、14可相对于彼此移动，它们可占据两个模具部件12、14不相互贴靠的初始位置(称为打开位置)和图1中所示的制造位置。

在制造位置中，两个模具部件12、14在分型面T中相互贴靠。

两个模具部件12、14分别具有一个分腔16、18，它们在制造位置中互补为一个型腔20，在该型腔中制造纤维复合构件。

此外，模具10包括保持元件22，该保持元件用于固定制成的纤维复合构件。保持元件22在图2至4中示出。

保持元件22包括保持区段24，该保持区段是可移动的、尤其是可转动的。在保持区段24的一个端部上设有保持头25。保持区段24的另一端部配置给驱动装置26，通过该驱动装置调整保持区段24。驱动装置26也是保持元件22的一部分。

驱动装置26可以是烟火式、液压式或电气式驱动装置。

保持区段24尤其是可调整90°，如图2与图4的比较所表明的，所述附图示出看向保持元件22的、模具10的后视图及侧视图，在此保持元件22在图2中处于其初始位置并且在图4中处于其保持位置。

保持元件22的一种设计示例是夹具。

由图2还可见，模具部件12、14分别包括一个缺口28、30，保持元件22容纳于所述缺口中。

保持元件22这样设置在模具10中，使得保持元件配置给两个模具部件之一(在此：模具部件14)，因为保持元件通过模具部件14缺口30中的基座32设置在该模具部件中。而保持区段24在初始位置中延伸穿过相对置模具部件12的缺口28(图2)。

保持元件22在制造纤维复合构件后将制成的纤维复合构件固定在相配的模具部件14中。这如下进行：

当两个模具部件12、14相互贴靠并且处于制造位置中时，在模具10中制造纤维复合构件。在模具10的制造位置中保持元件22处于其在图2中所示的初始位置中。

在初始位置中，保持区段24位于模具部件12的缺口28中，可移动的保持区段24垂直于分型面T延伸。保持元件22因此在制造纤维复合构件期间不位于型腔20内，因此在那里未设置可移动的部件。

在纤维复合构件时效硬化后，两个模具部件12、14在分型面T中移动离开彼此，在此之前或同时，保持元件22或保持区段24通过驱动装置26调整，使得保持区段24通过缺口28移入图3和4所示的保持位置中。

在此保持区段24转动70°，使得其通过缺口28从上方接触制成的纤维复合构件并且在制造纤维复合构件后将其固定地保持在模具部件14或分腔18中。

通过模具部件12中的缺口28确保保持区段24与制成的纤维复合构件能够在两个模具部件12、14移动离开彼此之前进行接触。

保持元件22在此可以保持头25直接贴靠在制成的纤维复合构件上或如图3和4所示与支承面33共同作用，该支承面构造为模具部件14中的凸台。制成的纤维复合构件于是被保持区段24保持。在此保持头25的尺寸和支承面的尺寸必须与纤维复合构件在模具部件14中的布置相应协调一致。

在另一种实施方式中，模具10包括两个保持元件22a、22b。

保持元件22a、22b分别设置在一个模具部件12、14中，第一保持元件22a配置给预定的模具部件12，应从该模具部件中取出制成的纤维复合构件。第二保持元件22b配置给另一模具部件14。

两个保持元件22a、22b尤其是可相同地构造，图2所示的保持元件22示出第一保持元件22a。第二保持元件22b以类似方式设置在模具10中。为了显示第二保持元件22b只需交换图2中模具部件12、14的附图标记。

在时间上错开地控制这两个保持元件22a、22b，使得制成的纤维复合构件在模具部件12、14移动离开彼此后设置在预定的模具部件12中。这如下进行：

在纤维复合构件时效硬化后，两个模具部件12、14首先移动离开彼此一小段。在此操作第二保持元件22b，使得其将制成的纤维复合构件保持在模具部件14上。由此纤维复合构件首先与预定的模具部件12分离。

接着两个模具部件12、14可再次移动到一起，例如直至制造位置或仅移动一个部分路径。

在该位置中第二保持元件22b再次松开，从而第二保持元件回到其初始位置中并且不再将纤维复合构件保持在模具部件14上。同时或在第二保持元件22b松开后立即操作第一保持元件22a，以便将纤维复合构件保持在预定的模具部件12上。

作为替代方案，两个模具部件12、14也可不重新移动到一起，以致纤维复合构件的转移直接在模具部件已移动离开彼此一小段的位置中进行。

随后两个模具部件12、14完全移动离开彼此，从而可从预定的模具部件12中取出制成的纤维复合构件。

由此确保制成的纤维复合构件保持在预定的模具部件12中并且还与其表面分离，从而可简单地将纤维复合构件取出。

在图5中示出另一种实施方式，在此模具10附加地包括取出元件34，该取出元件还具有真空抽吸器36。

通过取出元件34和真空抽吸器36可将制成的纤维复合构件从预定的模具部件12、14中取出。

在所示实施方式中，取出元件34构造为具有可移动铰接臂38的机器人，从而可将取出的纤维复合构件直接输送到下一站。

本发明的一种方案规定，模具10包括空气顶出器40，其在图5中以虚线显示。空气顶出器40可配置给模具部件12、14之一或如图所示配置给两个模具部件12、14。空气顶出器40是终止于分腔18表面上的、设置在模具部件14中的压缩空气通道。

设置在模具部件14中(在该模具部件中保持元件22保持制成的纤维复合构件)的空气顶出器40辅助制成的纤维复合构件通过取出元件34的取出，其方式是，在压制和打开模具10后吹出压缩空气。

设置在另一模具部件12上的空气顶出器40也在打开模具10时辅助纤维复合构件与分腔16表面的分离。

空气顶出器40也可替代或附加于两个保持元件22a、22b设置。

原则上可规定，分腔16、18的表面具有低的粗糙度，由此有利于纤维复合构件的取出。该表面可被涂层、等离子渗氮或镀铬，以便提供高品质的表面，该高品质的表面辅助纤维复合构件的制造及其取出。当所述表面被等离子渗氮时，它们尤其也可以是镜面抛光的。

借助本发明的模具10确保模具10过程可靠地脱模，制成的纤维复合构件在脱模后始终位于预定的模具部件中。由此可实现错误率低的自动化批量生产。

Claims (11)

1.一种用于制造纤维复合构件的模具(10)，包括至少两个模具部件(12、14)，各模具部件都具有分腔(16、18)并且在制造位置中移动到一起，以致各分腔构成一个型腔(20)，在该型腔中制造纤维复合构件，其中，为至少一个第一模具部件(14)配置保持元件(22)，当各模具部件(12、14)在制造纤维复合构件后移动离开彼此时，所述保持元件将制成的纤维复合构件保持在第一模具部件(14)中。

2.根据权利要求1所述的模具(10)，其特征在于，所述保持元件(22)能够在初始位置和保持位置之间移动。

3.根据权利要求1或2所述的模具(10)，其特征在于，所述保持元件(22)能够气动式、液压式或电气式操作并且尤其是能够气动式、液压式或电气式操作的夹具。

4.根据前述权利要求之一所述的模具(10)，其特征在于，各模具部件(12、14)分别具有与待制造的纤维复合构件接触的表面。

5.根据权利要求4所述的模具(10)，其特征在于，所述表面被涂层。

6.根据权利要求4或5所述的模具(10)，其特征在于，所述表面被等离子渗氮、镜面抛光或镀铬。

7.根据前述权利要求之一所述的模具(10)，其特征在于，所述模具(10)具有取出元件(34)，该取出元件从模具(10)中取出制成的纤维复合构件。

8.根据权利要求7所述的模具(10)，其特征在于，所述取出元件(34)具有至少一个真空抽吸器(36)，通过该真空抽吸器能够取出制成的纤维复合构件。

9.根据权利要求7或8所述的模具(10)，其特征在于，所述取出元件(34)是机器人、尤其是具有可移动臂(38)的机器人。

10.根据前述权利要求之一所述的模具(10)，其特征在于，在至少一个所述模具部件(12、14)中设置至少一个空气顶出器(40)。

11.根据前述权利要求之一所述的模具(10)，其特征在于，在两个模具部件(12、14)中分别设置一个保持元件(22)。