CN107708978B - 用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法 - Google Patents

用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107708978B
CN107708978B CN201680035457.3A CN201680035457A CN107708978B CN 107708978 B CN107708978 B CN 107708978B CN 201680035457 A CN201680035457 A CN 201680035457A CN 107708978 B CN107708978 B CN 107708978B
Authority
CN
China
Prior art keywords
screw
insert
die
extrusion die
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680035457.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107708978A (zh
Inventor
M·申德尔贝克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of CN107708978A publication Critical patent/CN107708978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107708978B publication Critical patent/CN107708978B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/12—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated means for positioning inserts, e.g. labels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0078—Measures or configurations for obtaining anchoring effects in the contact areas between layers
    • B29C37/0082—Mechanical anchoring
    • B29C37/0085—Mechanical anchoring by means of openings in the layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545—Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/82—Forcing wires, nets or the like partially or completely into the surface of an article, e.g. by cutting and pressing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • F16B37/122—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts"
    • F16B37/125—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts" the external surface of the insert being threaded
    • F16B37/127—Threaded inserts, e.g. "rampa bolts" the external surface of the insert being threaded and self-tapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
    • B29C2793/0045—Perforating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2001/00—Articles provided with screw threads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/048—Non-releasable devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法，其包括至少下述步骤：提供具有第一模具部件(71)和能相对于该第一模具部件运动的第二模具部件(72)的挤压模具(70)，各模具部件在挤压模具(70)的闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品(80)的腔室(74)；将旋入式嵌件(10、20、30)与集成在第一模具部件(71)中的旋拧装置(73)连接；将纤维半成品设置在第一模具部件和第二模具部件之间；至少部分闭合挤压模具；操作旋拧装置以便将旋入式嵌件旋入纤维半成品中，并且使纤维半成品硬化。本发明还涉及一种旋入式嵌件和用于实施该方法的挤压模具。

Description

用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法、一种相应的旋入式嵌件以及一种用于实施该方法的挤压模具。
背景技术
为了将纤维复合构件与其它构件连接，已知设置固定点，所述固定点设置于纤维复合构件上或纤维复合构件中。通常，固定点包括专门的连接装置，如螺栓、螺钉或螺母，它们作为连接元件能实现与其它构件的连接。
这些连接元件通常在后续的加工步骤中被施加到已制成并且硬化的纤维复合构件上，由此对于通过钻孔、铣削、切削、研磨、切割和清洁来准备连接表面而言以及对于通过表面粘合的实际连接而言，产生相当大的额外费用。在此情况下，所述连接仅通过材料锁合连接来提供并且相应地在其强度方面受限。
上述操作方法相应耗时并且基于切削加工以及根据所选连接装置而引起层压结构损伤，从而降低了整个所制构件的强度。
为避免这种情况，已知这样的方法，在这些方法中，连接元件已经在纤维复合构件的制造过程中被固定在该纤维复合构件上。为此通常在纺织品预处理过程中手动引入连接元件、尤其是在逐层构造层式装置时将连接元件插入各层之间。但所述制造过程常常为了放入连接元件而必须中断，由此显著降低了生产节拍。此外，通常需要缝合连接元件并为各纤维层打孔。以这种方式产生的层式装置随后被放入挤压模具中并且借助湿压在高压下成形为构件。在此产生附加危险：所述仅被插入或缝合的连接元件滑动或至少基于不可避免的间隙而无法可再现地定位，因而不能满足对纤维复合构件的高公差要求。
发明内容
因此，本发明的任务在于，将连接元件与纤维复合构件这样连接，使得纤维复合构件可高度自动化地加工、满足高的公差要求以及可简单且尽可能低成本地制成。
为此，本发明提出一种用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法，该方法包括至少下述步骤：－提供具有第一模具部件和能相对于该第一模具部件运动的第二模具部件的挤压模具，各模具部件在挤压模具的闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品的腔室；－将旋入式嵌件与集成在第一模具部件中的旋拧装置连接；－将纤维半成品设置在第一模具部件和第二模具部件之间；－至少部分闭合挤压模具；－操作旋拧装置以便将旋入式嵌件旋入纤维半成品中；并且－使纤维半成品硬化以便制造纤维复合构件。
本发明还提出一种用于旋入纤维半成品中的旋入式嵌件，其中，所述旋入式嵌件包括操作区段、远离操作区段延伸的旋入杆以及包括连接区段，所述旋入式嵌件包括至少一个螺纹叶片，该螺纹叶片构造用于将旋入式嵌件旋入并且锚固于纤维半成品中，所述旋入杆具有柱形区段，在该柱形区段上与操作区段间隔开地设有大致盘形的凸缘，所述凸缘具有至少一个凸缘区段，该凸缘区段从通过凸缘限定的凸缘平面伸出，以便形成所述至少一个螺纹叶片。
本发明还提出一种挤压模具，包括第一模具部件和第二模具部件，这两个模具部件在闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品的腔室，其特征在于，至少一个模具部件具有能朝向腔室方向操作的旋拧装置，该旋拧装置用于将旋入式嵌件旋入能置于腔室中的纤维半成品中。
据此，提出一种用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法，其包括至少下述步骤：
－提供具有第一模具部件和能相对于该第一模具部件运动的第二模具部件的挤压模具，这两个模具部件在挤压模具的闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品的腔室，
－将旋入式嵌件与集成在第一模具部件中的旋拧装置连接，
－将纤维半成品设置在第一模具部件和第二模具部件之间，
－至少部分闭合挤压模具，
－操作旋拧装置以便将旋入式嵌件旋入纤维半成品中，并且
－使纤维半成品硬化以便制造纤维复合构件。
该方法因此规定，通过将连接元件旋入或拧入纤维半成品中来将连接元件引入并集成在纤维半成品中。因此连接元件在下面也称为嵌件或旋入式嵌件。
首先将旋入式嵌件与旋拧装置连接，以便随后借助旋拧装置将其旋入纤维半成品中。该连接例如可通过插入旋拧装置中或优选通过相应设计的旋拧装置与旋入式嵌件的形锁合接合来实现，在此，所述接合最晚必须在取出所制造的纤维复合构件时或已在更早时候又松脱。所述旋入可包括借助仅一部分成转运动的旋入或借助一转或多转的旋入。
旋拧装置可集成在第一模具部件中，以便使旋入式嵌件也可在挤压模具的至少部分闭合状态中旋入纤维半成品中。可这样设计旋拧装置的集成，使得旋拧装置与第一模具部件的界定腔室的表面齐平或相对于该表面后移地设置在第一模具部件内。为了将旋入式嵌件旋入，旋拧装置的至少一个旋拧元件或整个旋拧装置可至少部分朝向腔室方向运动，如下面还将详细说明的那样。
在模具部件中的集成能实现旋入式嵌件相对于挤压模具的精确且可再现地定位，由此确保满足高的公差要求。另外，可省却用于否则通常所需的粘合螺栓以及相应的前期准备和清洁措施的高成本粘合过程。
优选纤维半成品在被以基质浸渍并且未硬化的状态下设置在挤压模具中。由于旋入式嵌件在纤维半成品硬化之前旋入纤维半成品中，因此基质处于液态或粘性状态中，从而纤维半成品的纤维可避开压入的旋入式嵌件或者说被其挤开。以这种方式避免了纤维结构和晚些时候由其制造出的纤维复合构件的层压复合物的损伤，所述损伤在其它情况下(例如在于纤维半成品的硬化状态中钻孔的情况下)会出现。以此可避免随之而来的腐蚀问题和渗水以及麻烦的钻孔密封。
优选第一模具部件包括挤压模具的上模并且第二模具部件包括挤压模具的下模。作为替代方案也可反过来将第一模具部件构造为下模并将第二模具部件构造为上模。当然在任何情况下第一和/或第二模具部件均可由一个或多个部件制成。
显然可附加地在第一模具部件中集成一个或多个另外的类似构造的旋拧装置，以便以相同方式将相应数量的另外的旋入式嵌件旋入纤维半成品中。附加或替代地，也可在第二模具部件中集成一个或多个旋拧装置，以便以相同方式将相应数量的另外的旋入式嵌件旋入纤维半成品中。在任何情况下，连接的各步骤可因此对于每个旋入式嵌件而言以顺序或同时的方式重复进行。旋拧装置的操作步骤也对于相应数量的旋拧装置的各个旋拧装置而言以顺序或同时的方式重复进行。
纤维半成品可以是机织物、编结物、稀松布、多轴织物、刺绣、针织物或无纺布。适合的纤维材料是玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、合成纤维和/或适合的天然纤维以及所述各材料的所有任意组合。
根据另一种实施方式，纤维半成品可以是所谓的夹层构件，即包括至少两个分别由所述纤维材料之一制成的层，各层分别又构造为机织物、编结物、稀松布、多轴织物、刺绣、针织物或无纺布。所述至少两个层通过一个由填充材料(如塑料、金属或天然材料)制成的中间层形成。该中间层可包括例如蜂窝结构形式的中空腔室或包括泡沫材料、尤其是由塑料或金属制成的泡沫材料。
为了使挤压模具准备用于硬化纤维半成品，至少部分闭合的步骤包括完全闭合挤压模具，或者完全闭合挤压模具的步骤在纤维半成品硬化之前进行。
根据一种实施方式，所述方法包括在打开挤压模具之前将旋拧装置的至少一个旋拧元件或整个旋拧装置回移。这表示，旋拧装置从其与旋入式嵌件的接合中松脱并且至少使旋拧元件与旋入式嵌件分离。以这种方式可避免在打开挤压模具和/或取出纤维复合构件时损伤旋拧装置和/或纤维复合构件。
此外，说明一种用于旋入纤维半成品中的旋入式嵌件，所述旋入式嵌件包括操作区段、远离操作区段延伸的旋入杆以及包括连接区段。
操作区段尤其是构造用于与旋拧装置连接。例如操作区段可具有相应凹部和/或突出部以用于与旋拧装置形锁合接合以及用于传输扭矩。旋入杆设置用于压入纤维半成品中并且推挤纤维材料。可选地，旋入杆也可构造用于使旋入式嵌件至少部分地锚固于纤维半成品中。作为连接区段可理解为旋入式嵌件的用于与其它构件连接的区段。
为此，连接区段例如可包括内螺纹、外螺纹、联接元件、球元件、卡口元件或夹元件。当然，这些列举并非穷尽的，而是也可设置其它已知的适合用于连接的连接元件。例如连接区段包括设置在旋入式嵌件中的钻孔，在该钻孔中设有用于旋入其它连接元件的内螺纹。作为替代方案，连接区段可具有柱形区段，该柱形区段在与旋入杆相反的方向上远离操作区段地延伸并且具有外螺纹，该外螺纹用于与其它连接元件螺纹连接。
为了可靠地并且尽可能保护纤维半成品纤维结构地锚固旋入式嵌件，旋入式嵌件可包括至少一个螺纹叶片，所述螺纹叶片构造用于将旋入式嵌件旋入并且锚固于纤维半成品中。螺纹叶片例如可理解为叶片形并且齐平构造的区段或叶片形并且伸出构造的伸出部，该伸出部至少沿轴向旋入方向(即远离操作区段地)和/或沿旋入旋转方向成形，以便嵌入纤维半成品中。在纤维半成品纤维结构中锚固的优点一方面在于纤维结构基本上得以保持。另一方面，该锚固尤其是在伸出的伸出部情况下提高了可由旋入式嵌件吸收并传递的力，使得纤维复合构件可借助旋入式嵌件使用于高负荷。
根据一种实施方式，旋入杆可具有柱形区段，在该柱形区段上与操作区段间隔开地设有大致盘形的凸缘，所述凸缘具有至少一个凸缘区段，该凸缘区段从通过凸缘限定的凸缘平面伸出，以便形成所述螺纹叶片。
大致盘形的凸缘因此在所述至少一个凸缘区段区域中在该凸缘的盘形形状的至少一处这样成形，使得伸出的凸缘区段限定螺纹叶片，借助该螺纹叶片将旋入式嵌件旋入纤维半成品中。例如为此伸出的凸缘区段类似于螺纹攻在远离操作区段的方向上成形，以便“挖”入纤维半成品中。
可这样设计伸出的凸缘区段，使得其可选地通过塑性变形返回到凸缘平面中。在此情况下可这样设计方法及挤压模具，使得在挤压模具闭合时一个或两个模具部件向伸出的凸缘区段施加相应的弯曲力并使其优选在旋入纤维半成品中后变形并且齐平地进入凸缘平面中。为此优选各对置的模具部件具有相应轮廓，该轮廓限定在挤压模具闭合时使凸缘区段变形到希望位置中的止挡。
作为替代方案，大致盘形的凸缘可具有至少一个凸缘区段，该凸缘区段与盘形凸缘齐平地构造并且具有用于引入纤维半成品的凹部以及邻接于此的叶片边缘，以便形成螺纹叶片。所述凹部例如可理解为从盘形凸缘中切掉的“蛋糕块”，该“蛋糕块”的一个边缘构造为叶片边缘并且在旋入时容纳纤维半成品。
在任何情况下，盘形凸缘的直径小于操作区段的尺寸。尤其是当操作区段也构造成盘形时，盘形凸缘的直径可小于操作区段的直径，如下面所描述的那样。
此外，操作区段可具有背离盘形凸缘的倒角部，和/或盘形凸缘可具有背离操作区段的倒角部。操作区段的倒角部尤其是便利于操作区段与旋拧装置的连接。而盘形凸缘的倒角部有助于旋入纤维半成品中，因为与没有倒角部的情况相比，纤维结构被更容易且更柔合地被推挤。
优选操作区段构造成盘形的，在操作区段和间隔开设置的凸缘之间限定用于容纳纤维半成品的容纳区段。首先，盘形凸缘在旋入纤维半成品中时可穿过纤维半成品地旋入。纤维半成品在此在局部受到推挤并且在盘形凸缘的后侧上滑入限定的容纳区段中。在该状态中，旋入式嵌件一方面通过盘形操作区段并且另一方面通过盘形凸缘固定并被面状地保持在纤维半成品上，从而最晚在硬化之后实现可承受负荷的集成和锚固。
当设有伸出的凸缘区段时，可选地使凸缘区段在以如上面所描述那样的方式完成旋入后进行变形。因此旋入式嵌件产生平坦的下侧，该下侧通过盘形凸缘的朝向第二模具部件的表面限定并且因此防止旋入式嵌件从纤维半成品松脱。如果伸出的凸缘区段未变形，则其至少部分被以基质包围。
根据一种替代实施方式，旋入杆可具有用于旋入纤维半成品的外螺纹并且所述至少一个螺纹叶片在操作区段上与旋入杆平行间隔开地设置。
在此情况下，旋入杆确保推挤纤维材料。根据所述至少一个螺纹叶片的长度，螺纹叶片嵌入纤维结构中以便锚固在纤维半成品中。因而优选所述一个或多个螺纹叶片的长度分别短于旋入杆的长度。
此外，提供一种包括第一模具部件和第二模具部件的挤压模具，这两个模具部件在闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品的腔室，至少一个模具部件具有可朝向腔室方向操作的旋拧装置以用于将旋入式嵌件旋入能置于腔室中的纤维半成品中。
此外，旋拧装置可具有至少一个能旋转运动并且能朝向腔室方向纵向运动的旋拧元件，该旋拧元件构造有连接区段以用于形锁合地加载旋入式嵌件。例如旋拧元件可构造成销状并且在一个端面上构造用于相应加载旋入式嵌件，例如通过相应的突出部或通过相应的凹部来实现形锁合的加载。旋拧元件能被以旋转方式驱动并且例如借助螺纹从模具部件中移出，以便将旋入式嵌件旋入纤维半成品中。根据一种优选实施方式，螺纹具有与所述至少一个螺纹叶片和/或可能设置的旋入杆螺纹相同的螺距。
优选至少旋拧装置的旋拧元件或整个旋拧装置构造成可在模具部件中下降。这表示，旋拧元件至少可在初始位置和终点位置之间纵向运动。在初始位置中，旋拧元件设置成回移到模具部件中，从而旋拧元件不伸出于模具部件的界定腔室的表面，而是以其连接区段与该表面齐平或甚至相对于其后移地设置。一旦旋入式嵌件设置在希望的位置中，则旋拧元件通过朝向腔室方向的旋拧运动到达其终点位置。
此外，旋拧装置可具有树脂刮槽，使得在旋拧元件回移到模具部件中时基于树脂刮槽刮去可能附着在旋拧元件上的基质，从而可避免基质压入旋拧装置中。
根据一种实施方式，挤压模具是湿式挤压模具。
可选地，旋拧装置可包括保持装置、尤其是磁式保持器或真空保持器。这能实现旋入式嵌件在旋拧装置或其旋拧元件上的尽可能简单、干净且不复杂的固定，这种固定在需要时易于被松脱，以便例如在实施上述方法步骤后从挤压模具中取出所制造的纤维复合构件或者释放旋拧元件与旋入式嵌件的接合。尤其是在旋入式嵌件应设置于挤压模具的上模中时，借助该保持装置可将旋入式嵌件悬挂地定位。
附图说明
下面参考附图借助多种实施例详细阐述本发明。附图如下：
图1是第一种实施方式中的旋入式嵌件的侧视图；
图2是图1的旋入式嵌件的俯视图；
图3是图1的旋入式嵌件的剖视俯视图；
图4是第二种实施方式中的旋入式嵌件的侧视图；
图5是图4的旋入式嵌件的剖视侧视图；
图6是第三种实施方式中的旋入式嵌件的侧视图；
图7a、7b、7c和7d是用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法的步骤；
图8是第四种实施方式中的旋入式嵌件的侧视图；
图9a、9b、9c和9d是用于制造集成有根据图8的旋入式嵌件的纤维复合构件的方法的步骤。
具体实施方式
图1示出第一种实施方式中的旋入式嵌件10的侧视图。该旋入式嵌件10设置用于旋入纤维半成品80(参见图7a至7d)中并且为此具有操作区段11，借助该操作区段，旋入式嵌件10例如可被旋拧装置(参见图7a至7c)传输扭矩地加载并被旋入纤维半成品80中。此外，还设有远离操作区段11延伸的旋入杆12和连接区段13。
旋入杆12设置用于压入纤维半成品80中并推挤纤维材料并且为此包括具有逐渐变细的尖端的大致柱形的销。可选地，旋入杆12也可构造用于将旋入式嵌件10至少部分锚固在纤维半成品80中。连接区段13可理解为旋入式嵌件10的设置用于与其它构件(未示出)连接的区段。
为此，连接区段13例如可具有内螺纹，该内螺纹尤其可在图2中看出(旋入式嵌件10的俯视图)。作为替代方案并因此未示出地，连接区段13也可具有外螺纹、球元件或夹元件。
此外，旋入式嵌件10具有螺纹叶片14，该螺纹叶片构造用于使旋入式嵌件10旋入纤维半成品80中。为此，旋入杆12具有柱形区段，在该柱形区段上与操作区段11间隔开地设有大致盘形的凸缘15。尤其由图1和图3中所示剖切面A-A可见，凸缘15具有凸缘区段15a，该凸缘区段从通过凸缘15限定的凸缘平面F(垂直于图平面)朝向远离操作区段11的一侧伸出，以便形成螺纹叶片14。另外，螺纹叶片14的外边缘14a朝向旋入杆12方向弯曲地成形，以便更易于压入纤维半成品80中。
此外，操作区段11构造成盘形的，从而在操作区段11和间隔开设置的凸缘15之间限定用于容纳纤维半成品80的容纳区段16。
在旋入纤维半成品80中时，由伸出的凸缘区段14形成的螺纹叶片14被压入纤维半成品80的纤维结构中，使得纤维结构被挤向操作区段11方向并且基于旋入式嵌件10的旋转运动而旋入容纳区段16中，如图7a至7d所显示和所描述的那样。
图4示出第二种实施方式中的旋入式嵌件20的侧视图，其基本上相应于已经在图1、2和3中示出的第一种实施方式的旋入式嵌件10，因而参见相应描述并且相应元件(如相同的话)具有相同附图标记。
与此不同，根据第二种实施方式的旋入式嵌件20具有如下的操作区段21，该操作区段具有朝向第一模具部件的倒角部21a。该倒角部21a因此背离盘形凸缘25设置。此外，在盘形凸缘25上还设有朝向第二模具部件的倒角部25a。该倒角部25a因此背离操作区段21设置。
图5附加地示出图4中旋入式嵌件20的剖面图，其除了倒角部21a、25a外也适用于根据图1至3的第一种实施方式并且示出设有内螺纹的连接区段13。
图6示出根据第三种实施方式的旋入式嵌件30的侧视图。据此，旋入式嵌件30也包括操作区段31、远离操作区段31延伸的旋入杆32以及连接区段33。
但在所示实施方式中，旋入杆32具有用于旋入纤维半成品80中的外螺纹。此外设有四个螺纹叶片34(仅示出三个螺纹叶片)，它们构造用于将旋入式嵌件30旋入并锚固于纤维半成品80中。操作区段31上的螺纹叶片34与旋入杆32平行间隔开地设置并且沿操作区段31的圆周方向相互等距设置。
图7a、7b、7c和7d示出一种用于制造集成有根据第二种实施方式的旋入式嵌件20的纤维复合构件81的方法的四个步骤。当然，也可以以同样的方式使用其它旋入式嵌件10、30、尤其是图1至6中所示的根据第一或第三种实施方式的旋入式嵌件10、30。
图7a示出初始状态，在该初始状态中，所提供的挤压模具70(仅部分并且高度简化地示出)包括构造为上模的第一模具部件71和相对于其可运动的、构造为下模的第二模具部件72。当然，第一模具部件也可设置为下模并且第二模具部件设置为上模。
两个模具部件71、72可彼此相对运动，以便在挤压模具70的闭合状态中形成用于成形地容纳纤维复合构件81的腔室74。
根据图4和5所描述的第二种实施方式的旋入式嵌件20与集成在第一模具部件71中的旋拧装置73连接，并且纤维半成品80设置在第一模具部件71和第二模具部件72之间，此时纤维半成品80处于被以基质浸渍并且未硬化的状态中。
根据图7b，挤压模具70至少部分闭合。此外，操作旋拧装置73，以便借助旋拧元件73a将旋入式嵌件20旋入纤维半成品80中，所述旋拧元件能够借助螺纹(未示出)可旋转运动且可朝向腔室74方向纵向运动地运动。
旋拧元件73a构造成销状的并且在一个端面上构造用于相应加载旋入式嵌件，在所示实施方式中借助仅可选的突出部73b来实现形锁合的加载。
首先，旋入杆12以其尖端压入纤维半成品80中并且推挤一部分纤维结构。随着深度的增加，伸出的凸缘区段15a到达纤维半成品80并旋入纤维结构中。如上所述，纤维半成品80被挤向操作区段21方向并且基于旋入式嵌件20的旋转运动而旋入容纳区段16中。
在此，纤维半成品80在局部受到推挤并在盘形凸缘25的后侧上滑入限定的容纳区段16中，如图7c所示。在该状态中，旋入式嵌件20一方面通过盘形操作区段21并且另一方面通过盘形凸缘25而固定在纤维半成品80上并且被面状地保持或支撑，从而可实现高的力传输。
可选地，这样构造挤压模具70，使得伸出的凸缘区段15a(参见图4)在以该方式完成旋入后通过如下方式变形，即，将旋入式嵌件20例如借助旋拧元件73a压靠到相对置的模具部件、即下模72上和/或进一步闭合挤压模具70。以这种方式使旋入式嵌件20产生平坦的下侧，该下侧通过盘形凸缘25的朝向第二模具部件72的表面而限定并且因此防止旋入式嵌件20从纤维半成品80脱出。
在将旋入式嵌件20如所描述那样旋入纤维半成品80中后，在挤压模具70中在加载温度和压力的情况下使纤维半成品80硬化，以便制造纤维复合构件81。
在打开挤压模具70之前，优选应使旋拧装置73或至少旋拧元件73a向回移动，以便松脱与旋入式嵌件20的接合并且便利于以所述方式制造出的纤维复合构件81的取出。可想到，作为替代方案，旋拧装置73或至少旋拧元件73a的后移步骤当然也可在硬化之前就已进行。
图8示出第四种实施方式中的旋入式嵌件40的侧视图，其基本上相应于已示于图4中的第二种实施方式的旋入式嵌件20，因而参见相应描述并且相应元件(如相同的话)具有相同附图标记。
与此不同，根据第四种实施方式的旋入式嵌件40具有如下的连接区段43，该连接区段包括如下的柱形区段，该柱形区段具有用于将其它构件与连接装置(未示出)连接的外螺纹44。
此外，盘形凸缘25的直径d1小于操作区段21的直径d4。这在可选地设有倒角部21a、25a的情况下可这样理解：相应地盘形凸缘25的最大直径d1小于操作区段21的最大直径d4，并且盘形凸缘25的最小直径d2小于操作区段21的最小直径d3。另外仅可选地，盘形凸缘25的最大直径d1可小于或等于操作区段21的最小直径d3。
图9a、9b、9c和9d示出用于制造集成有根据第四种实施方式的旋入式嵌件40的纤维复合构件81的方法的四个步骤。各个步骤基本上相应于已参照图7a至7d描述的步骤，因此参见上述说明。这因此也适用于图9a至9d的步骤，因而下面仅说明使用第四种实施方式的旋入式嵌件40所产生的区别和特殊之处。当然，也可以以同样的方式使用其它旋入式嵌件10、20、30，尤其是图1至6中所示的根据第一、第二或第三种实施方式的旋入式嵌件10、20、30。
在图9a中，旋入式嵌件40与集成在第一模具部件71中的旋拧装置73连接并且纤维半成品80设置在第一模具部件71和第二模具部件72之间，在此，纤维半成品80处于被以基质浸渍且未硬化的状态中。
根据图9b，挤压模具70至少部分闭合。此外，操作旋拧装置73，以便借助旋拧元件73a将旋入式嵌件40旋入纤维半成品80中，所述旋拧元件能够借助螺纹(未示出)可旋转运动并且可朝向腔室74方向纵向运动地运动。旋拧元件73a构造成销状的并且在一个端面区域中设有内螺纹73b以用于与旋入式嵌件40的外螺纹44连接。
首先，旋入式嵌件40以旋入杆12的尖端引入纤维半成品80中并且推挤一部分纤维结构。随着深度的增加，伸出的凸缘区段15a(参见图8)到达纤维半成品80并旋入纤维结构中。纤维半成品80被挤向操作区段21方向并且基于旋入式嵌件40的旋转运动旋入容纳区段16中。
可选地，凸缘25的直径d1选择为小于操作区段21的直径d3，从而在第一模具部件71和凸缘25之间产生间隙91a，由此，纤维半成品80能够更简单且可靠地引入容纳区段16中。以这种方式避免了纤维结构的断裂。
附加或替代于这种直径选择，可在第一模具部件71中在旋拧装置73的进入第一模具部件71表面(其界定腔室74)中的入口93区域中设置凹部93、如以倒角部或倒圆的形式的凹部，以便也在第一模具部件71和凸缘25之间形成间隙91b或增大现有的通过所述直径选择而产生的间隙91a，使得纤维半成品80能够更容易且可靠地引入容纳区段16中。同样也可靠避免了纤维结构断裂。
在图9c和9d中所实施的步骤相应于图7c和7d所示的步骤。

Claims (13)

1.用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法，该方法包括至少下述步骤：
－提供具有第一模具部件(71)和能相对于该第一模具部件运动的第二模具部件(72)的挤压模具(70)，各模具部件在挤压模具(70)的闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品(80)的腔室(74)，
－将旋入式嵌件(10、20、30)与集成在第一模具部件(71)中的旋拧装置(73)连接，
－将纤维半成品(80)设置在第一模具部件(71)和第二模具部件(72)之间，
－至少部分闭合挤压模具(70)，
－操作旋拧装置(73)以便将旋入式嵌件(10、20、30)旋入纤维半成品(80)中，并且
－使纤维半成品(80)硬化以便制造纤维复合构件(81)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纤维半成品(80)在被以基质浸渍并且未硬化的状态下设置在挤压模具(70)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少部分闭合的步骤包括完全闭合挤压模具(70)，或者完全闭合挤压模具(70)的步骤在纤维半成品(80)硬化之前进行。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括在打开挤压模具(70)之前将旋拧装置(73)的至少一个旋拧元件(73a)回移。
5.用于旋入纤维半成品中的旋入式嵌件，其中，所述旋入式嵌件(10、20、30)包括操作区段(11、21、31)、远离操作区段(11、21、31)延伸的旋入杆(12)以及包括连接区段(13、33)，所述旋入式嵌件(10、20、30)包括至少一个螺纹叶片(14、34)，该螺纹叶片构造用于将旋入式嵌件(10、20、30)旋入并且锚固于纤维半成品(80)中，所述旋入杆(12)具有柱形区段，在该柱形区段上与操作区段(11、21、31)间隔开地设有大致盘形的凸缘(15、25)，所述凸缘(15、25)具有至少一个凸缘区段(15a)，该凸缘区段从通过凸缘(15、25)限定的凸缘平面(F)伸出，以便形成所述至少一个螺纹叶片(14、34)。
6.根据权利要求5所述的旋入式嵌件，其中，所述连接区段(13、33)具有内螺纹、外螺纹、球元件、卡口元件或夹元件。
7.根据权利要求5所述的旋入式嵌件，其中，所述操作区段(11、21、31)具有背离盘形凸缘(15、25)的倒角部(21a)，和/或盘形凸缘具有背离操作区段(11、21、31)的倒角部(25a)。
8.根据权利要求5至7之一所述的旋入式嵌件，其中，所述操作区段(11、21、31)构造成盘形的并且在操作区段(11、21、31)和间隔开设置的凸缘(15、25)之间限定用于容纳纤维半成品(80)的容纳区段(16)。
9.根据权利要求5至7之一所述的旋入式嵌件，其中，所述旋入杆(12)具有用于旋入纤维半成品(80)中的外螺纹并且所述至少一个螺纹叶片(14、34)在操作区段上与旋入杆(12)平行间隔开地设置。
10.挤压模具，包括第一模具部件(71)和第二模具部件(72)，这两个模具部件(71、72)在闭合状态中形成用于成形地容纳纤维半成品(80)的腔室(74)，其特征在于，至少一个模具部件(71、72)具有能朝向腔室(74)方向操作的旋拧装置(73)，该旋拧装置用于将旋入式嵌件(10、20、30)旋入能置于腔室(74)中的纤维半成品(80)中。
11.根据权利要求10所述的挤压模具，其特征在于，所述旋拧装置(73)具有能旋转运动并且能朝向腔室方向纵向运动的旋拧元件(73a)，该旋拧元件构造有朝向腔室(74)的连接区段，该连接区段用于形锁合地加载旋入式嵌件(10、20、30)。
12.根据权利要求10或11所述的挤压模具，其特征在于，所述旋拧装置(73)构造成能在模具部件(71、72)中下降。
13.根据权利要求10或11所述的挤压模具，其特征在于，所述挤压模具(70)是湿式挤压模具。
CN201680035457.3A 2015-09-28 2016-06-27 用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法 Active CN107708978B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015218593.1 2015-09-28
DE102015218593.1A DE102015218593A1 (de) 2015-09-28 2015-09-28 Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils mit integriertem Eindreh-Insert
PCT/EP2016/064827 WO2017054943A1 (de) 2015-09-28 2016-06-27 Verfahren zum herstellen eines faserverbundbauteils mit integriertem eindreh-insert

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107708978A CN107708978A (zh) 2018-02-16
CN107708978B true CN107708978B (zh) 2020-01-10

Family

ID=56345102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680035457.3A Active CN107708978B (zh) 2015-09-28 2016-06-27 用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180093434A1 (zh)
EP (1) EP3356126B1 (zh)
CN (1) CN107708978B (zh)
DE (1) DE102015218593A1 (zh)
WO (1) WO2017054943A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200958A1 (de) 2016-01-25 2017-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Eindreh-Insert zum Integrieren in ein Faserhalbzeug
FR3072322B1 (fr) * 2017-10-13 2023-03-24 Psa Automobiles Sa Piece en materiau composite avec insert metallique
DE102017010010A1 (de) * 2017-10-27 2019-05-02 A. Raymond Et Cie Halbzeug für das Herstellen eines faserverstärkten, ein Befestigungsloch oder einen Befestigungsvorsprung aufweisenden Verbundelements, Verbundelement und Verfahren zum Herstellen eines Verbundelements
CN114571750A (zh) * 2021-12-31 2022-06-03 郑州豫诚模具有限公司 一种rtm产品连接结构一体化成型工艺

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269251A (en) * 1964-08-17 1966-08-30 Bass Henry James Threaded inserts with sliding segmental securing means
JPS6342819A (ja) * 1986-08-11 1988-02-24 Fuji Heavy Ind Ltd 複合樹脂成形品の座面成形法
US6652208B2 (en) * 1999-04-08 2003-11-25 Macdonald Joseph Gillis Fastener device and method for attaching a panel of semi-rigid material to a substrate
DE19918683A1 (de) * 1999-04-26 2000-11-02 Wilo Gmbh Gewindeeinsatzelement für Kunststoff
US20050002753A1 (en) * 2003-07-03 2005-01-06 Haas James R. Rotary fastener, fastenable material, fastener system, and storage system
DE102005036110A1 (de) * 2005-08-01 2007-02-08 Sepitec Foundation Befestigungselement zum Einsetzen in eine Bohrung
GB201017847D0 (en) 2010-10-22 2010-12-01 Harper Alan R Resin infusion process
WO2012146283A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Trixter Ab A method and a device for fastening an object in a fiber-reinforced composite material
JP5631498B2 (ja) 2011-09-04 2014-11-26 本田技研工業株式会社 繊維強化樹脂部材および繊維強化樹脂部材の製造方法
DE102011056981A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Rehau Ag + Co Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit wenigstens einem in das Bauteil wenigstens teilweise eingebetteten Einsatzelement und Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE102012001577A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Daimler Ag Kraftfahrzeug-Leichtbauteil mit thermischem Abschirmelement, Herstellung und Kraftfahrzeug mit dem Leichtbauteil
DE102013215291A1 (de) 2013-08-02 2015-02-05 Ims-Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Gewindebuchse zum Einschrauben
DE102014202647A1 (de) 2014-02-13 2015-08-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbindungselement für ein FVK-Bauteil

Also Published As

Publication number Publication date
CN107708978A (zh) 2018-02-16
WO2017054943A1 (de) 2017-04-06
EP3356126B1 (de) 2022-04-27
US20180093434A1 (en) 2018-04-05
EP3356126A1 (de) 2018-08-08
DE102015218593A1 (de) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107708978B (zh) 用于制造集成有旋入式嵌件的纤维复合构件的方法
CN103496173B (zh) 一种具有孔洞的复合材料层合板制造方法
US9995107B2 (en) Optimized composite downhole tool for well completion
US7802799B1 (en) Method of joining metallic and composite components
US20130285284A1 (en) Module for holding at least one bushing
US20110031643A1 (en) Method and device for perforating a thermoplastic composite
EP3016795B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum setzen eines einpresselements
JP7222896B2 (ja) コネクタ要素を固定する方法、該方法を実行するための機械およびコネクタ要素固定キット
US10987881B2 (en) Method for immobilising a preform in a mould
EP3100848B1 (de) Faserkunststoffverbund-bauteil mit verdichteten fasern und verfahren zu dessen herstellung
EP2173539B1 (en) Apparatus and method for forming fibre reinforced composite structures
US10017244B2 (en) Method of fabricating a force transfer part having a lug made of composite material, and a part obtained by such a method
EP2889131B1 (en) A laminated composite structure and related method
GB2548245B (en) One-sided fastener assembly and methods and systems for installing the same
CA2944964C (en) Apparatus and method for forming fiber reinforced composite structures
US20140197569A1 (en) Method of fabricating a hole in a composite panel
US20140196837A1 (en) Method of integrally forming ribs in a composite panel
CN107921712B (zh) 一种热塑性摩擦连接器
EP2011601A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Bauteilen einer Gasturbine sowie Verbundwerkstoff und dessen Verwendung bei Verfahren zum Bearbeiten oder Verbinden von Bauteilen einer Gasturbine
CN113165275A (zh) 用于连接热塑性复合物质部件的方法
CN111497261A (zh) 用于在两个部件中制造共用的连接开口的方法，其中至少一个部件由可塑性变形的材料制成
WO2012038747A1 (en) Net edge method
DE102016200958A1 (de) Eindreh-Insert zum Integrieren in ein Faserhalbzeug
CN111716768A (zh) 改变或修复纤维复合工件的表面部位的方法、工具和设备
AT518251B1 (de) Schleifscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant