CN110406133A - 接合适配器及由纤维复合材料制造部件的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将树脂引导到用于真空灌注的装置的内部流体管线(2)中的接合适配器(4)，其具有支承侧和接合侧，其中所述支承侧具有用于支承在流体管线上的两个支承腿，所述支承腿形成间隙，所述间隙在背离所述接合侧的方向上向外扩展，并且其中所述接合侧具有中空柱形区段，所述中空柱形区段具有背离所述支承侧的接合开口以及伸入所述支承侧中的连接开口和在所述接合开口与所述连接开口之间的流体连接。本公开还涉及一种用于由纤维复合材料制造部件的系统。

Description

接合适配器及由纤维复合材料制造部件的系统

技术领域

本发明涉及一种用于连接用于真空灌注的装置的内部流体管线的接合适配器，以及一种用于实施真空灌注方法的系统。

背景技术

已知不同的方法用于由纤维增强塑料制造部件。合适方法的选择通常基于用途以及所计划的待生产部件数量。通常通过真空灌注方法来处理大工件数量和大部件尺寸，其中将纤维半成品引入到模具中、用气密的薄膜覆盖、然后通过施加负压从位于薄膜下方的树脂管线中施加树脂。为了向内部树脂管线供应足够的树脂流，在内部树脂管线与外部树脂管线之间产生连接是必不可少的。因为内部树脂管线通常直接定位在纤维半成品处或其中，所以连接的产生可能是很费力的。

已知的是，将软管管线或类似物与这种内部树脂管线连接，使得软管管线从纤维半成品出来在薄膜下方延伸，直到软管管线从成型模具伸出。由此取决于纤维半成品的构型可以稍后在所制造的部件上产生软管管线的压痕。

例如DE 10 013 409 C1示出一种借助喷射方法由干燥纤维复合半成品制造纤维增强的塑料部件的方法，其中此类软管管线用于向纤维半成品供应树脂。

发明内容

如下内容可以视为本发明的目的：如此改进已知的方法，可以在没有在待制造的部件上造成压痕或其他待修复位置的情况下将流体管线连接至外部流体源(例如树脂管线)或流体汇结点(Fluidsenke)(例如真空泵)。

这个目的通过一种接合适配器来实现。有利的实施方式和改进方案能够自下文的描述中得出。

提出一种用于连接用于真空灌注的装置的内部流体管线的接合适配器，其中所述接合适配器具有支承侧和接合侧，其中所述支承侧具有用于支承在流体管线上的两个支承腿，所述支承腿形成间隙，所述间隙在背离所述接合侧的方向上向外扩展，并且其中所述接合侧具有中空柱形区段，所述中空柱形区段具有背离所述支承侧的接合开口以及伸入所述支承侧中的连接开口和在所述接合开口与所述连接开口之间的流体连接。

通过所述接合适配器可以实现一系列优点。一方面，不再需要将分开的软管管线放置在真空膜之下，由此防止了对待制造的部件的任何几何形状影响。另一方面，实际上在成型模具上的任意位置都可以将这种接合适配器安置在每个内部流体管线的期望位置处，并且通过(预先)在内部管线中钻孔来接合。

应指出的是，根据本发明的接合适配器不仅可以实施作为流体管线用于将树脂从外部引导到内部树脂管线中。当接合适配器连接到作为流体管线的内部真空管线时，接合适配器还可以用于从成型模具中抽吸空气。

树脂或空气的引导简单地通过放置接合适配器并通过(预先)制造孔而与内部流体管线连接来完成，使得树脂从上方穿过接合适配器流入内部流体管线中或可以从对应的流体管线直接从成型模具上方抽吸空气。因此，不在薄膜下方的任何地方布置供应管线。

接合适配器为此功能具有支承侧和接合侧。支承侧是朝向内部流体管线的一侧，即，这一侧支承在内部流体管线上。接合侧是例如可以与软管或另外的设备连接的一侧，以便将树脂通过接合适配器引导到内部树脂管线中或将空气从内部真空管线中导出。接合开口通入接合适配器的顶侧并且因此可以从薄膜上方用于连接。

内部流体管线且尤其内部树脂管线通常布置在纤维半成品的顶侧，使得流体管线可以通过薄膜看到并且因此可以容易地设置一个或多个接合适配器。因此，为了使用根据本发明的接合适配器，建议始终将内部流体管线布置在纤维半成品的顶侧上。因此，接合适配器的支承侧具有两个基本形成V形的支承腿。这个V形向外扩展，即，在背离接合侧的方向上。因此，接合适配器可以如鞍一样放置在内部流体管线上。

接合侧与布置在其上的中空柱形区段用于将必需的软管管线与接合适配器相连。因此，通过中空柱形的延伸，软管可以以所期望的插入深度插入至接合适配器中，以便产生所期望的流体连接。接合侧应被设计为使薄膜和谐地贴合在接合侧处。因此，中空柱形区段优选在所有边缘处被修圆且为尽可能平坦的。

因为内部流体管线同样可以与多个接合适配器相连，所以另外可以良好地影响对应流体在内部流体管线中可实现的体积流量。使用的接合适配器越多，进入或流出流体管线中的体积流量就可以越高。

总之，接合适配器因此可以特别地改善向内部树脂管线中的树脂供应或向树脂灌注系统的成型模具中的真空引入，而不必求助于在真空薄膜下方或在部件边缘上或上方延伸的复杂管线系统。另外，可以非常容易地控制流入内部树脂管线中的树脂的体积流量或从内部真空管线向外流出的空气的体积流量。

在一个有利的实施方式中，所述中空柱形区段具有椭圆形横截面。在此，所述横截面是平行于穿过支承腿的端部边缘的轨道或平面所看到的。由此控制了薄膜在中空柱形区段上的取向，因为它优选沿着中空柱形区段的较长的延伸部分来折叠。由此可以避免过度的褶皱并且在抽真空时薄膜和谐地配合接合适配器的表面。

在一个有利的实施方式中，所述横截面的延伸的至少一个尺度在背离所述支承侧的方向上直至顶侧逐渐变窄。薄膜同样沿着中空柱形区段的侧面特别平整地贴合所述侧面。如上所述地确定所述横截面。在这个意义上，尺度可以为横截面的宽度或深度。因此，所述中空柱形区段的顶侧具有最小的横截面。薄膜可以在此从支承腿上的支承区域通过中空柱形区段缓和地向上延伸，并且由于略微锥形的形状，很大程度上避免了侧面上的褶皱等。

在一个特别优选的实施方式中，在所述接合开口中布置凸肩，以便限制外部流体管线的插入深度。因此，使用者可以将外部流体管线插入到接合开口中，直到凸肩明显阻止进一步推入。由此不仅可以保证达到必需的插入深度，还可以避免纤维半成品的损坏。

在一个有利的实施方式中，所述接合适配器的支承腿被实施为具有基本恒定的长度的平坦体。接合适配器可以因此与内部流体管线非常好地齐平地贴合，所述流体管线尤其作为树脂管线通常具有近似三角形的、很大程度上恒定的外部轮廓。

所述接合适配器优选由塑料制造。在此要注意的是，材料具有足够的耐热性。真空灌注方法所用于的部件的固化可以在140至180度之间的温度下进行。因为接合适配器在抽真空之后保持在模具上且在真空膜下方，直到固化过程结束，因此所述接合适配器应具有对应的耐热性。

特别优选的是，所述接合适配器由至少一种橡胶类材料制成。通过真空膜在接合适配器上产生一定的接触压力，使得所述接触压力压在内部流体管线上，以便在边缘侧密封位于其中的孔或切口。与刚性且形状稳定的材料相比，橡胶类材料明显更好地适用于这个目的。

所述接合适配器可以通过铸造方法制造。在使用橡胶类材料时可以实现基于双组分体系的可浇注材料。如上所述，应注意的是，所述材料在至少180℃的温度下是热稳定的。有利的是，选择在至少200℃的温度下热稳定的材料。

此外，本发明还涉及一种用于由纤维复合材料制造部件的系统，所述系统具有带有支承面的成型模具、至少一个内部流体管线、每个内部流体管线的至少一个接合适配器以及用于覆盖半成品部件的真空膜以及真空泵。

当然也可以想到对于优化地实施使用所述系统实施的方法而言必需的其他部件。

所述内部流体管线中的至少一个在此可以为内部树脂管线。替代于此或除此之外，所述内部流体管线中的至少一个可以为内部真空管线。

在一个有利的实施方式中，所述内部流体管线具有Ω形的型材横截面。所述流体管线的这种设计尤其在树脂管线的情况下非常普遍，并且可以积极地影响流入的树脂的分布。

附图说明

本发明的其他特征、优点和应用可能性由以下对实施例和附图的说明得出。在此，所有所描述的和/或图示的特征自身和以任意组合构成本发明的主题，而与其在单独权利要求中或其所引用的权利要求中的关系无关。在附图中相同的附图标记代表相同或相似的物体。

图1示出了内部树脂管线，所述内部树脂管线具有布置在其上的接合适配器。

图2示出了内部树脂管线，所述内部树脂管线具有用于流体连接到接合适配器的孔。

图3以倾斜的俯视图示出了接合适配器。

图4从侧面示出了接合适配器。

图5以示意图示出了用于由纤维复合材料制造部件的系统。

具体实施方式

图1示出了用于成型模具的内部流体管线2(例如为引导树脂的树脂管线)以及插接在流体管线上的接合适配器4。接合适配器具有两个支承腿6和8，它们基本上被设计为平坦元件并且齐平地布置在内部流体管道2的表面10上。因此，接合适配器可以与内部流体管道2产生良好的齐平接触。

接合适配器4的材料应尤其具有足够的耐热性并且尽可能为形状上弹性的。所提出的是，使用可承受超过180℃温度的可浇注的弹性材料，优选橡胶弹性材料。可以提出的是，使用可浇注的高温橡胶，例如为室温交联型。可以获得使用温度远高于200℃的此类材料。此外，通过橡胶类材料可以改善内部流体管线2与接合适配器4之间的流体连接，因为在抽真空时薄膜将接合适配器4压在管线2上并在此沿着接触表面进行密封。

除了包含这两个支承腿6和8的支承侧12之外，接合适配器4还具有接合侧14，该接合侧具有中空柱形区段16。中空柱形区段例如配备有卵形或椭圆形横截面。

这个横截面从支承腿6和8与中空柱形区段16之间的相交边向背离支承侧12的方向延伸。在此，横截面例如略微锥形地向顶侧13逐渐变细。

中空柱形区段16具有接合开口18，该接合开口完全穿过中空柱形区段16直至穿过支承腿6和8延伸并通入连接开口11中。接合开口18用于接纳合适的外部流体管线，在此例中，树脂通过该外部流体管线被引导到内部流体管线2中。如下面进一步在图2中所示，为此目的，内部流体管线2设置有切口20。切口可以根据需要在内部流体管线2中单独制造，或者内部流体管线2可以已经在其制造时设置有多个布置在合适位置的切口20。

在图3中从上方示出接合适配器4的分解的三维图示。在此可以看到接合开口18的细节，该接合开口延伸到接合适配器4的内部中。在接合开口18内部中，在距中空柱形区段16的顶侧一段预先确定的间隔处布置有凸肩22，该凸肩具有凸肩开口24，该凸肩开口具有比接合开口18更小的直径。由此外部流体管线26(例如被实施为软管)可以插入接合开口18中。在插入时，外部流体管线26的环形端面28与凸肩22发生面接触。随后流体管线26的进一步推入也不再可能。同时，通过外部流体管线26的开口30和凸肩开口24产生了软管26与凸肩开口24之间的流体连接，使得当安装接合适配器4时，最终产生与内部流体管线2的流体连接。

图4示出了接合适配器4的侧视图。在此尤其可以看到中空柱形区段16的略微锥形的形状。例如设置这样的锥角，使得中空柱形区段16的侧面5相对于开口11和18的竖直方向或延伸方向倾斜一个稍微小于1°至25°范围内的角度。当然，其他的锥角也是可能的。

在两个支承腿6和8之间的角度可以约为90°，这两个支承腿在背离接合侧14的方向上包围加宽的间隙9。然而这取决于所使用的内部流体管线2的构型。如果使用橡胶弹性材料来制造接合适配器4，则不需要非常精确地将接合适配器4的形状与内部流体管线2匹配。然而，在这两个支承腿6和8之间的相交边处存在连接开口11，该连接开口与接合开口18处于流体连接。由此，引入接合开口18中的树脂可以进入轨道2的切口20中。

最后图5示意性地示出用于由纤维复合材料制造部件的系统32。成型模具34用于在支承面36上接收纤维半成品，该支承面确定部件的形状。示例性地示出用于实施树脂灌注的内部树脂管线2，该树脂管线可以放置在纤维半成品上。另外设置真空管线42，通过该真空管线可以施加导致树脂灌注的真空。为了准备，例如在内部树脂管线2上设置两个切口20，每个切口上可以分别放置一个接合适配器。切口(其上同样放置接合适配器4)布置在真空管线42处。此外，设置真空膜38用于真空密封覆盖，该真空膜放置在纤维半成品和位于纤维半成品上的内部流体管线2上。为简单起见，这里未示出条形密封件和用于辅助真空灌注的其他装置。设置用于制造负压的真空泵40，该真空泵可以经由切口和接合适配器4通过管线42与成型模具34或支承面36进行流体连接。

根据本发明的接合适配器4允许在内部树脂管线2的多个点处引入树脂，而不需要在真空膜38下放置额外的软管(该软管压在待制造的部件上并可能限制其形状稳定性)。此外可以通过选择接合适配器4的合适的数量来调节树脂的体积流量。所有的接合适配器4可以分别与外部树脂管线26连接，这些外部树脂管线可以例如作为分离的管线从树脂容器44中引出，或者可以分别实现为较大树脂管线的分支。这类似地适用于可以附接到内部真空管线42的接合适配器4。

补充性地可以指出，“具有”并不排除其他的元件或步骤，并且“一个/一种”不排除多数。此外还可以指出，可以使用已经参照上述实施例之一描述的特征还有与上文描述的另外实施例的其他特征的组合。权利要求书中的附图标记不应视为限制。

Claims (11)

1.一种接合适配器(4)，用于连接用于真空灌注的装置的内部流体管线(2，42)，

其中所述接合适配器(4)具有支承侧(12)和接合侧(14)，

其中所述支承侧(12)具有用于支承在流体管线(2，42)上的两个支承腿(6，8)，所述支承腿包围间隙(9)，所述间隙在背离所述接合侧(14)的方向上向外扩展，

其中所述接合侧(14)具有中空柱形区段(16)，所述中空柱形区段具有背离所述支承侧(12)的接合开口(18)以及伸入所述支承侧(12)中的连接开口(11)和在所述接合开口(18)与所述连接开口(11)之间的流体连接。

2.根据权利要求1所述的接合适配器(4)，其中所述中空柱形区段(16)具有椭圆形横截面。

3.根据权利要求1或2所述的接合适配器(4)，其中所述横截面的延伸的至少一个尺度在背离所述支承侧(12)的方向上直至顶侧(13)逐渐变窄。

4.根据以上权利要求之一所述的接合适配器(4)，其中在所述接合开口(18)中布置有凸肩(22)，以便限制外部流体管线(26)的插入深度。

5.根据以上权利要求之一所述的接合适配器(4)，其中所述接合适配器(4)的所述支承腿(6，8)被实施为具有基本恒定的长度的平坦体。

6.根据以上权利要求之一所述的接合适配器(4)，其中所述接合适配器(4)由塑料制成。

7.根据以上权利要求之一所述的接合适配器(4)，其中所述接合适配器(4)由至少一种橡胶类材料制成。

8.一种用于由纤维复合材料制造部件的系统(32)，所述系统具有带有支承面(36)的成型模具(34)、内部流体管线(2，42)、用于每个内部流体管线(2，42)的至少一个接合适配器(4)、用于覆盖半成品部件的真空膜(38)以及真空泵(40)。

9.根据权利要求8所述的系统(32)，其中所述内部流体管线(2，42)中的至少一个是内部树脂管线。

10.根据权利要求8或9所述的系统(32)，其中所述内部流体管线(2，42)中的至少一个是内部真空管线。

11.根据权利要求8至10之一所述的系统(32)，其中所述内部流体管线(2，42)具有Ω形的型材横截面。