WO2017037229A1 - Method and device for producing fiber-reinforced plastic parts - Google Patents

Method and device for producing fiber-reinforced plastic parts Download PDF

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WO2017037229A1
WO2017037229A1 PCT/EP2016/070712 EP2016070712W WO2017037229A1 WO 2017037229 A1 WO2017037229 A1 WO 2017037229A1 EP 2016070712 W EP2016070712 W EP 2016070712W WO 2017037229 A1 WO2017037229 A1 WO 2017037229A1
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cavity
tool
gap width
during
correction device
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PCT/EP2016/070712
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Matthias Graf
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Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
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    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/56Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
    • B29C45/561Injection-compression moulding
    • B29C2045/564Compression drive means acting independently from the mould closing and clamping means

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing fiber-reinforced plastic parts according to the preamble of claim 1.
  • the present invention further relates to an apparatus for producing fiber-reinforced
  • CFRP components Plastic components (CFRP components) are nowadays used in industrial applications, even in large series, various methods:
  • plastic parts are produced by extrusion, transfer molding or injection molding by mixing resin systems with fibers and curing them.
  • D-SMC process sheet molding compound
  • LFT-D long fiber reinforced thermoplastics in direct process
  • a fiber preform fiber preform also called preform, which is usually preformed, is placed in a preferably cleaned and separated, i. inserted with an anti-adhesive coated cavity of a mold.
  • the mold is then closed by means of a press and a resin system (matrix) injected into the cavity of the mold, wherein it
  • Matrix material permeates the fiber structure of the fiber preform and the fibers includes. After curing of the resin system, the final shape of the fiber-reinforced plastic component thus obtained can be removed from the mold.
  • High cavity pressures of, for example, 35 to 100 bar are inherent in today's so-called high-pressure RTM process (HD-RTM, H (igh) P (ressure) -RTM), which are based on the production of, in particular, fiber-reinforced plastic components, such as
  • HP-CRTM high pressure compression RTM
  • HP-IRTM high pressure injection RTM
  • the DRTM process is also known in which the advantages of the IRTM and the C RTM process are combined and after an injection phase, a compression phase is provided with pressing a predetermined amount of resin from the cavity.
  • DE 10 2012 1 10 354 A1 discloses inter alia a molding tool and a preferred method for carrying out an HP-CRTM method
  • a double seal kit is provided which, after evacuation and prior to injection of the resin into the cavity, seals the vacuum port from the cavity.
  • DE 10 201 1 051 391 A1 describes a device for carrying out an IRTM method for production, wherein the device has an injection unit and a closable housing provided with a mold cavity
  • Tool and the injection unit is coupled to the tool, such that an injection resin can be introduced into the tool, wherein the
  • Tool has at least one closable by means of a resin flow-closing unit and connected to the mold cavity resin exit from
  • the plastic components are heavily affected by the
  • Forming tools are usually multi-part, they must be matched and manufactured high quality to each other. For this purpose, it is generally necessary to provide elastomer seals and / or so-called dipping edges on the edges.
  • predetermined thickness profile provides the producers, especially in high-pressure Applications of over 35 bar before special problems with the mold and the press.
  • the molds are reworked by means of a variety of methods (grinding, build-up welding, washers between platen and tool, etc., etc.) so that the thermal effects (bending, stretching) at the end of the manufacturing process no longer play a significant role. Also the difference between a main press and a
  • Spotting press can also be compensated with experience and corresponding calculations, whereby it is also assumed here that the almost perfect boundary conditions always have to be complied with.
  • the present invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method and an apparatus with which it is possible to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the object is in particular for a method for producing a fiber-reinforced plastic component with a flowable resin system in a mold comprising at least two tool parts for forming a cavity and a press with a printing device for applying a
  • the resin system moves within the cavity as part of the manufacturing process and thereby forms a flow process, and finally within the cavity, a fiber-reinforced plastic component is formed with at least one gap width of the cavity.
  • At least one sensor is used for continuously detecting the
  • the senor should absorb pressure, temperature, strain or the like, so that the control and regulation device can perform a desired-actual comparison for actuating the correction device in accordance with the predetermined values.
  • Alternatively or in combination can be used as a correction device hydraulic and / or pneumatic actuators, which are operatively connected in the tool parts on the press and / or on the platen of the tool parts.
  • At least one actuator of the printing device can be used as a correction device, wherein in particular the one actuator of the correction device introduces a different force into the mold than the actuator of
  • the gap width can be adjusted by a dynamic adjustment during the manufacturing process, in particular such that towards the end of the manufacturing process, the flow resistance is greatest and, if necessary, the Nachelle is enabled. Again, it is possible that it is possible to adjust the necessary pressures and deflections on the control or regulating device based on measured values and in particular to monitor during the manufacturing process and thus to control or regulate.
  • Target wall thickness of the plastic component is achieved.
  • the flow process of the resin system in particular the flow front, can be calculated from the self-adjusting counter pressures in the pressure device, the correction device, the currently measured gap widths SW and / or the volume of the resin system and a dynamic adjustment of the pressure distribution to control the flow process F.
  • the gap width is increased by appropriate control of the correction device.
  • the flow process may be affected.
  • the gap width may be substantially at the center of the
  • the smallest gap width is controlled and the gap width from this point, preferably in all directions, to the edge of the cavity out the gap width is greater than the desired wall thickness of the plastic component and this difference increasingly reduced at the end of the press cycle and performed at zero.
  • the sealing effect in particular the dipping edge and / or the elastomer seals used, between the tool parts can be improved by influencing the bending line of at least one tool part.
  • the bending line of at least one tool part can be adjusted such that a collision of the corresponding dipping edges of two tool parts is avoided and / or the wear on the dipping edges is minimized by reducing the friction.
  • Plastic component with a flowable resin system has a mold, which comprises at least two tool parts for forming a cavity, and a press with a printing device for applying a pressing pressure to the mold on clamping plates for the tool parts, wherein
  • At least one tool part is deformed along a bending line B in the course of the production process and / or
  • the resin system moves within the cavity as part of the manufacturing process, forming a flow process
  • a fiber reinforced plastic component having at least one nip width of the cavity can be formed.
  • a correction device is arranged.
  • the device at least one sensor for continuously detecting the flow process, the bending line and / or the gap width with a control or regulating device for controlling or regulating the
  • Correction device may be arranged.
  • the sensor is capable of pressure
  • Control device can use a target-actual comparison for driving the correction device.
  • Alternatively or in combination can be arranged in the device as a correction device hydraulic and / or pneumatic actuators in the tool parts, on the press and / or on the platen of the tool parts.
  • Printing device to be suitable to be used as a correction device, in particular by the ability to initiate a differentiated force against the actuators of the printing device.
  • the device at least one sensor for continuously detecting the position of the dipping edges with a control or
  • Control device for controlling or regulating the correction device may be arranged.
  • the gap width of the cavity is continuously detected by at least one sensor and controlled by means of said pressure and correction devices by means of a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • Plastic components is set. According to the proposed method can be in a closed
  • Control loop or in an adjustable control sequence the pressure distribution over the surface of the cavity and / or the gap width over the surface of the cavity within a press cycle are dynamically changed within a press cycle, thereby advantageously influencing the flow process.
  • the gap width can be influenced in such a way that the flow resistance is reduced by the dynamic adjustment of the gap width in the respective phase of the flow process.
  • Gap setting adjusted in which the gap width in all areas of the component as best as possible corresponds to the target wall thickness.
  • the flow front of the resin can be calculated from the counter pressures occurring in the individual correction devices and / or via the current measured gap width or the injection volume. There is a dynamic adjustment of the pressure distribution across the surface by means of the correction devices to actively control the flow front.
  • the gap width is kept larger by corresponding activation of the correction device than in the other regions of the cavity.
  • a moldable fiber-reinforced plastic mass gap width can be set in the center of the inserted molding compound least; From this point on, the gap width increases in all directions to the edge of the cavity. The difference is increasingly reduced towards the end of the press cycle in order to promote the flow process and to adhere to the setpoint values for the gap width towards the end of the process.
  • the invention thus enables an active deformation control of at least one tool part or the clamping plate and thus indirectly a tool part.
  • a plurality of actuators asymmetric molds individually with a
  • Wirrfasermatten recycled fiber mats consist or mixed into the resin be..
  • FIGS 1 to 3 illustrate the deformation of the tool parts in one
  • Figures 4 to 6 illustrate the possibilities of influencing a
  • Figures 7 to 9 illustrate the possibilities of influencing a
  • Correction device with exemplary marking possible force vectors and an additional view from below of the platen with the points of attack of the correction device
  • FIG. 11a schematically shows an exemplary flow process according to FIG.
  • FIGS 1 1 b and c show the possibility of the flow process in its course
  • Figure 12 shows a device according to a third embodiment in which the correction device between the two
  • Platen is arranged for the tool parts
  • FIG. 13a shows by way of example a deliberate application of force during one
  • FIG. 13 b shows by way of example the possibility of the sealing effect of FIG
  • FIGS. 14 to 17 show by way of example the sequence of a D-RTM method for producing a plastic part, wherein
  • Figure 15 shows the mold in an optional sealing position B for
  • the mold is shown in the end position D, wherein during the movement into the end position D, the pressed out and excess resin is squeezed out of the cavity via a resin outlet.
  • FIG. 18 shows an overview of the means for controlling the flow of resin and an exemplary illustration of FIG
  • Figures 1 to 3 show a conventional molding press of the prior art for producing fiber-reinforced plastic components.
  • the press 10 essentially comprises a press frame with an upper and lower crosshead and these connecting columns. Between the Quertudeuptern a printing device 1 1 with two hydraulic actuators and clamping plates 5, 7 for the tool parts 4 and 6 is arranged. In the present example, only the upper platen 5 by means of the printing device 1 1 is movable.
  • Figure 1 shows that state in which the cavity between the two
  • Tool parts 4, 6 is open.
  • the mold 2 is already heated, for example, to a temperature of 160 ° C.
  • By heating the two tool parts 4, 6 are subject to a deflection.
  • the deflections are illustrated by the dashed lines B of bending.
  • Within the cavity there is already a fiber preform 3 for a possible RTM process.
  • a resin system with corresponding fiber content (D-SMC, LFT-D) could be inserted in an extrusion molding process.
  • the two arrows on the printing device 1 1 symbolize the closing operation of the cavity by moving the upper tool part 4 in the direction of the stationary tool part. 6
  • Tool parts 4, 6. This leads to a local expansion of the tool shapes, and thus to an irregularity.
  • the bending lines B are essentially unchanged. However, they show that the maximum deflection of both tool parts 4, 6 is greatest in the area of the center axis of the press frame. The gap width SW is thus minimized there.
  • Figure 3 illustrates the final state of the injection.
  • the pressure in the device and thus on the mold is particularly high.
  • the two bending lines B in the upper and lower tool parts 4, 6 now run differently than in the preceding figures. The bends have reversed.
  • the plastic component 1 has arisen in the cavity. Due to the effects of temperature and pressure, the plastic component now has a thickness profile that is not optimal.
  • the gap width SW will be near the center axis due to the influences greater than the target value.
  • the workpiece must still be machined after removal from the press or is considered scrap. To remedy this situation is usually carried out as already above to the prior art, the mold 2 in advance so edited that at the end of the
  • a printing device 1 1 two actuators are arranged on the outside, whereas as a correction device 8 centered another actuator, in the present case a column with Circumferential grooves is arranged. In the present case, the correction device 8 is also used to fast opening and closing movements with low
  • a corresponding clamping device for positive locking (not shown) is usually provided on the column.
  • this column can also be used to set the maximum and minimum stroke of the printing apparatus 11 in the case of different molds.
  • the actuators of the pressure and the correction device are in
  • the actuators are preferably designed double-acting.
  • a fiber preform 3 is inserted into the open cavity in FIG. 4 and the molding tool is closed by means of the printing device 11.
  • the pressure device 11 amplifies the introduced force (forces shown as vectors) as the closing force for the
  • Forming tool 2 Alternatively, an extrusion process could take place here in which the resin system with mixed-in fiber fractions is simply inserted into the cavity and then pressed. As a result of the counterpressure arising, the bending lines B now change, but clearly show that a satisfactory gap width in the cavity can not be set by the different bending lines in the tool parts 4, 6.
  • the correction device 8 is activated according to FIG. 6 and presses the bending lines B such that both bending lines B of the tool parts 4, 6 are substantially parallel to one another. Since the two tool parts 4, 6 have been prepared correspondingly dimensionally stable to each other, results over the profile of the plastic component 1, the predetermined thickness according to the gap width SW of the cavity.
  • FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the device. Again, the same reference numbers will be used as before.
  • the press 10 is open. In Figure 8, it is partially closed. In Figure 9, it is completely closed; the end of the forming process is reached.
  • the press 10 has outer columns with teeth on which the clamping plate 5 with the clamped tool part 4 in the closed press position of Figure 8 positively locked by means of a clamping device (not shown). Alternatively and preferably, these are carried out in the form of threaded spindles, over which also the pressing pressure can be exerted.
  • the actuators of the correction device 8 are distributed over the surface of the lower platen 7 and supported on the lower crosshead. Due to the multiplicity of action points, the correction device 8 can influence the deformation work of the lower clamping plate 7 and thus the tool part 6.
  • FIG. 10 shows the shape, the arrangement and a possible mode of action via the force vectors of the adjusting devices of the correction device 8.
  • Exemplary plan view of the platen 7 from below is shown below.
  • the bending line of the molding tool 2 the gap width SW and / or the flow process F can be varied during the production process, in particular dynamically.
  • the outer columns only perform the closing stroke, preferably as a rapid lift. After locking take over the actuators arranged below the
  • Correction device also the compression stroke in a C or D-RTM method. At the same time, however, these also serve, by virtue of the different force vectors, for the static and / or dynamic influencing of the bending line, which in this example likewise again parallel to the top and bottom at the end of the pressing cycle
  • Tool part extends and thus results in a uniform gap width SW for producing the predetermined geometry of the plastic component.
  • a device ideally has at least one sensor, not shown here.
  • the sensor detects, for example, the gap width, strains on the tool or the clamping plate or other suitable parameters. That's it it is desirable to provide a plurality of sensors to detect the gap width SW across the entire cavity and to take appropriate action accordingly.
  • the measures consist in that the correction device 8 is controlled accordingly in order to achieve a desired course of the gap width SW over the surface of the cavity. In general, one will want to create a constant gap width throughout the cavity. However, it may also be desirable to produce different gap widths, depending on the design of the plastic part 1 to be manufactured.
  • FIG. 11 a schematically shows an exemplary flow process according to the prior art, and FIGS.
  • 11 b and c show the possibility of specifically influencing the flow process in its course compared to the prior art.
  • a rectangular cavity is shown, in the bottom left of the resin inlet 12 is shown.
  • the flow process F will start there and continue from bottom left to top right until the cavity is filled with the resin system.
  • the wavy lines are intended to symbolize the progress of the flow front over time. According to the invention it is now possible, the flow process F without artificial voids,
  • Figure 12 shows a device according to a third embodiment in which the correction device 8 is arranged between the two clamping plates for the tool parts.
  • This can be designed as outside of the mold 2, preferably double-acting, cylinder which press or pull the clamping plates 5 and 7 in the closing or compression position of the device apart, while the printing device 1 1, analogous to Figure 6, applies the clamping force.
  • the bending line B of a device could be selectively influenced.
  • FIG. 13 shows, by way of example, how to reduce the friction or risk of collision between the dipping edges of the tool parts by targeted application of force during a closing or opening movement and / or to increase the sealing effect of dipping edges or similar sealing means during the production process.
  • Clamping plate 7 and / or the tool part 4 with forces (not shown) are acted upon, that bend the dipping edges 9 to the outside, so that less friction and thus almost no abrasion in the movement of the dipping edges will occur to each other.
  • the horizontal arrows do not represent the forces acting but should represent the deforming dipping edges.
  • the sealing action can now be reinforced in the closed state, especially when extruding or injecting high-pressure resin systems, with corresponding introduction of forces (not shown) when the dipping edges or the areas with seals are pressed in accordance with one another ,
  • FIGS. 14 to 17 show the sequence of a D-RTM method for producing a plastic part 1.
  • Fig. 14 shows that at least two tool parts 4, 6 comprehensive molding tool 2 of a RTM system in an open position A.
  • the upper tool part (male) 4 and the lower tool part (die) 6 in such a way to each other
  • At least one, in particular, is located between the tool upper part 4 and the tool lower part 6 Elastomer-containing, main seal.
  • two or more seals 15 and 19 may optionally be provided, which seal one tool part 4 with the other tool part 6.
  • at least one vacuum connection 20 is formed in at least one tool part 4, 6.
  • FIG. 15 shows the two-part molding tool 2 of an RTM installation from FIG. 14 with a preformed insert inserted therein - but simplified in the exemplary embodiment
  • Vacuum port 20 is evacuated.
  • Fig. 16 shows the two-part mold 2 of FIG. 15 in a second, more closed injection position C, in which the opening to the vacuum port 20 now by the first (lower) seal 5 against the cavity formed by the tool parts 4, 6 and Tool parts 4 and 6 are additionally sealed by a second (upper) seal 19, so that via the vacuum port 20, the vacuum can still be held securely in the mold 2, when the tool parts 4, 6 already in the injection position for introducing the resin system were moved into the evacuated cavity.
  • a seal 15 may be sufficient if, in the course of driving the tool parts 4, 6 from the sealing position B to the injection position, it can completely cover the opening to the vacuum port 20. But even in this special case, it may be useful to provide a second seal 19. That's the danger
  • Fig. 17 shows the two-part mold 2 of Fig. 16 in the third, final
  • End position D in which the cavity left by the tool parts 4 and 6 now corresponds to the desired component thickness of the plastic component 1 to be manufactured, so that the resin previously injected over the area into the pores and
  • Vacuum device 23 operatively connected, which can be decoupled from the cavity by means of a valve 25. This is particularly advantageous if the vacuum port 20 is also in operative connection with the cavity during the injection position C or end position D. Also at the injection port 17 is a valve 22 that the
  • Injection device 21 is to protect against excessive pressure during the extrusion of the resin from the cavity.
  • the resin outlet 18 is closed by a valve 24.
  • the valve can be designed controllable and will set a minimum pressure in the mold, which is specified.
  • the valve 24 during the injection of the resin in the cavity specify a minimum pressure, but also a minimum pressure for the
  • valve 24 will preferably be connected to the appropriate sensor or to the control means to the
  • Tool part 6 short-stroke cylinder can be arranged or connected, which can attack directly or indirectly on the tool part 6 to this in certain situations statically or dynamically during the manufacturing process with forces
  • these adjusting means are used to the
  • the flow front of the resin can be supported or influenced by bending the at least one tool part.
  • Tool part set by external forces F which press on the left side and pull on the right side of the tool part, so that the cavity is exemplified in the direction of the resin outlet 18 is greater. This is preferably timed appropriately during the injection or the extrusion. Of course, at the end of the pressing or during the curing of the resin, the introduction of the forces in the tool part is adjusted so that the dimensional accuracy of the plastic component 1 is ensured.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for producing a fiber-reinforced plastic component (1) using a flowable resin system in a mold tool (2), which comprises at least two tool parts (4, 6) in order to form a cavity, and a press (10) with a pressure device (11) in order to apply a pressing pressure onto the mold tool (2) via clamping plates (5, 7) for the tool parts (4, 6). At least one tool part (4, 6) is deformed along a bending line (B) during the course of the production process and/or the resin system is moved within the cavity during the course of the production process, thus forming a flow process (F), and finally a fiber-reinforced plastic component (1) with at least a gap width (SW) of the cavity is formed within the cavity. By using at least one correction device (8), the bending line (B) of at least one tool part (4, 6) and/or the flow process (F) and/or the gap width (SW) is influenced during the production process.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen  Method and device for producing fiber-reinforced plastic parts
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faser-verstärkten Kunststoffteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Herstellung von faser-verstärkten The present invention relates to a method for producing fiber-reinforced plastic parts according to the preamble of claim 1. The present invention further relates to an apparatus for producing fiber-reinforced
Kunststoffteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14. Plastic parts according to the preamble of claim 14.
Für die Herstellung insbesondere von faserverstärkten Kunststoffbauteilen For the production in particular of fiber-reinforced plastic components
(Faserverbundbauteilen) und insbesondere von kohlenstofffaserverstärkten (Fiber composite components) and in particular of carbon fiber reinforced
Kunststoffbauteilen (CFK-Bauteile) werden heutzutage im industriellen Einsatz, auch in Großserien, verschiedene Verfahren benutzt: Plastic components (CFRP components) are nowadays used in industrial applications, even in large series, various methods:
Beispielsweise werden im Fließpress-, im Transferpress- oder im Injektionsverfahren Kunststoffteile hergestellt indem Harzsysteme mit Fasern vermischt und ausgehärtet werden.  For example, plastic parts are produced by extrusion, transfer molding or injection molding by mixing resin systems with fibers and curing them.
Bekannt ist beispielsweise das D-SMC-Verfahren (sheet molding Compound) oder das LFT-D (Langfaser verstärkte Thermoplasten im Direktverfahren) als For example, the D-SMC process (sheet molding compound) or the LFT-D (long fiber reinforced thermoplastics in direct process) are known as
Fließpressverfahren. Daneben Extrusion process. Besides
findet sich noch das RTM-Verfahren (Resin-Transfer-Moulding), mit den besonderen Ausprägungen des HP-RTM- (high pressure), des l-RTM- (injection), des C-RTM- (compression) und des D-RTM-(dual)Verfahrens. there is also the RTM process (Resin Transfer Molding), with the special features of the HP-RTM (high pressure), the l-RTM (injection), the C-RTM (compression) and the D- RTM (dual) method.
Beim SMC-Verfahren werden in der Regel geometrisch zugeschnittene Matten bestehend aus einem Harzsystem und eingemischten Verstärkungsfasern (Glas-, Karbonfasern, ...) in eine offene Kavität eines in der Regel zwei- oder mehrteiligen Formwerkzeuges eingelegt und im Zuge des Schließens der Kavität respektive des Formwerkzeuges mittels einer Presse in ein faserverstärktes Kunststoffbauteil umgeformt und ausgehärtet. In the SMC process usually geometrically cut mats consisting of a resin system and mixed reinforcing fibers (glass, carbon fibers, ...) are inserted into an open cavity of a usually two- or multi-part mold and in the course of closing the cavity respectively of the mold by means of a press into a fiber-reinforced plastic component and cured.
Beim RTM-Prozess, wird eine üblicherweise vorher hergestellte Faser-Vorform aus Fasergewebelagen, auch Preform genannt, in eine vorzugsweise gereinigte und eingetrennte, d.h. mit einem Antihaftmittel beschichtete Kavität eines Formwerkzeuges eingelegt. Das Formwerkzeug wird daraufhin mittels einer Presse geschlossen und ein Harzsystem (Matrix) in die Kavität des Formwerkzeugs injiziert, wobei es als In the RTM process, a fiber preform fiber preform, also called preform, which is usually preformed, is placed in a preferably cleaned and separated, i. inserted with an anti-adhesive coated cavity of a mold. The mold is then closed by means of a press and a resin system (matrix) injected into the cavity of the mold, wherein it
Matrixwerkstoff die Faserstruktur der Faser-Vorform durchdringt und die Fasern einschließt. Nach dem Aushärten des Harzsystems kann die so erhaltene Endform des faserverstärkten Kunststoffbauteils entformt werden. Matrix material permeates the fiber structure of the fiber preform and the fibers includes. After curing of the resin system, the final shape of the fiber-reinforced plastic component thus obtained can be removed from the mold.
Hohe Kavitätsdrücke von beispielsweise 35 bis zu 100 bar sind heutigen sogenannten Hochdruck-RTM-Verfahren (HD-RTM; engl.: H(igh)P(ressure)-RTM) eigen, welche sich auf die Herstellung von insbesondere faserverstärkten Kunststoffbauteilen wie High cavity pressures of, for example, 35 to 100 bar are inherent in today's so-called high-pressure RTM process (HD-RTM, H (igh) P (ressure) -RTM), which are based on the production of, in particular, fiber-reinforced plastic components, such as
Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen mittels einer schnellstmöglichen Harzinjektion bei vollständiger Imprägnierung der textilen Faserverstärkungsstrukturen durch die Verwendung hochreaktiver Harzsysteme konzentrieren. Hieraus ergibt sich eine drastische Reduzierung der bisher üblichen Zykluszeiten. Zur homogenen High performance fiber composites by means of a fastest possible resin injection with complete impregnation of the textile fiber reinforcement structures by the use of highly reactive resin systems concentrate. This results in a drastic reduction of the usual cycle times. To the homogeneous
Vermischung von hochreaktiven Harz- und Härterkomponenten wird eine Hochdruck- RTM-Anlage eingesetzt. Man unterscheidet dabei zwischen Hochdruck-Compression RTM-Verfahren (HP-CRTM) und Hochdruck-Injektion RTM Verfahren (HP-IRTM). Im HP-CRTM Prozess wird das Harz in eine definiert (gering) geöffnete, eine Faser- Vorform beinhaltende, Werkzeugform injiziert. Nach dem Injektionsvorgang wird die Werkzeugform geschlossen und die Faser-Vorform auf Grund des aus den  Mixing of highly reactive resin and hardener components, a high-pressure RTM plant is used. A distinction is made between high pressure compression RTM (HP-CRTM) and high pressure injection RTM (HP-IRTM). In the HP-CRTM process, the resin is injected into a defined (low) open mold containing a fiber preform. After the injection process, the mold is closed and the fiber preform due to the
Schließkräften der Hydraulikpresse resultierenden hohen Werkzeuginnendrucks von bis zu 100 bar sowohl kompaktiert (überverdichtet) als auch gleichzeitig imprägniert. Dabei wird genau die notwendige Menge an Harz in die Form eingefüllt, die notwendig ist das Bauteil herzustellen, zzgl. etwaiger Besäumkanten. Im HP-IRTM Verfahren wird die Faser-Vorform, welche sich bereits in einer komplett geschlossenen Werkzeugform befindet, durch einen signifikant hohen Harzinjektionsdruck von beispielsweise 35 bar imprägniert. Der hohe Injektionsdruck soll zu einer zeitlichen Verkürzung der Closing forces of the hydraulic press resulting high cavity pressure of up to 100 bar both compacted (over-compacted) and simultaneously impregnated. In this case, exactly the necessary amount of resin is filled into the mold, which is necessary to produce the component, plus any Besäumkanten. In the HP-IRTM process, the fiber preform, which is already in a completely closed mold, is impregnated by a significantly high resin injection pressure of, for example, 35 bar. The high injection pressure should lead to a shortening of the time
Imprägnierungsphase führen. Impregnation lead.
Daneben ist auch das DRTM-Verfahren bekannt, bei dem die Vorteile aus dem IRTM- und dem C RTM-Verfahren verbunden werden und nach einer Injektionsphase eine Kompressionsphase mit Auspressen einer vorgegebenen Menge an Harz aus der Kavität vorgesehen ist.  In addition, the DRTM process is also known in which the advantages of the IRTM and the C RTM process are combined and after an injection phase, a compression phase is provided with pressing a predetermined amount of resin from the cavity.
Aus dem Stand der Technik sind Formwerkzeuge, Steuermittel, Verfahren und Anlagen zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen bekannt. Forming tools, control means, methods and equipment for the production of fiber-reinforced plastic components are known from the prior art.
Aus der DE 10 2012 1 10 354 A1 ist unter anderem ein Formwerkzeug und ein bevorzugtes Verfahren zur Durchführung eines HP-CRTM-Verfahrens bekannt geworden, dass für die Evakuierung der Kavität einen doppelten Dichtungssatz vorsieht, der nach der Evakuierung und vor der Injektion des Harzes in die Kavität den Vakuumanschluss von der Kavität abdichtet. DE 10 2012 1 10 354 A1 discloses inter alia a molding tool and a preferred method for carrying out an HP-CRTM method In order to evacuate the cavity, a double seal kit is provided which, after evacuation and prior to injection of the resin into the cavity, seals the vacuum port from the cavity.
Die DE 10 201 1 051 391 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Durchführung eines IRTM- Verfahrens zur Herstellung, wobei die Vorrichtung eine Injektionseinheit und ein mit einem Formenhohlraum versehenes schließbares  DE 10 201 1 051 391 A1 describes a device for carrying out an IRTM method for production, wherein the device has an injection unit and a closable housing provided with a mold cavity
Werkzeug aufweist und die Injektionseinheit an das Werkzeug koppelbar ist, derart, dass ein Injektionsharz in das Werkzeug einbringbar ist, wobei das  Tool and the injection unit is coupled to the tool, such that an injection resin can be introduced into the tool, wherein the
Werkzeug wenigstens einen mittels einer Harzflussschließeinheit schließbaren und mit dem Formenhohlraum verbundenen Harzausgang aufweist, aus Tool has at least one closable by means of a resin flow-closing unit and connected to the mold cavity resin exit from
welchem nach dem Füllen der Form Injektionsharz austreten kann. which can emerge after filling the mold injection resin.
Alle RTM-Verfahren haben zum Vorteil: All RTM methods have the advantage:
• Kurze Injektions- und Imprägnierungszeiten unter Hochdruck;  • Short injection and impregnation times under high pressure;
· Kurze Taktzeiten durch die Verwendung von hochreaktiven Harzsystemen;· Short cycle times through the use of highly reactive resin systems;
• Ökonomisch und ökologisch effizienter Verarbeitungsprozess, da mit keinen oder sehr geringen Harzüberschüssen gearbeitet wird; • Economically and ecologically efficient processing, as it works with no or very little resin surplus;
• Schaffung eines optimierten Harz-Faser-Verhältnisses im Kunststoffformteil, insbesondere für den Leichtbau.  • Creating an optimized resin-fiber ratio in the plastic molding, especially for lightweight construction.
Bei den Kunststoffbauteilen kommt es unter anderem im hohen Maße auf die Among other things, the plastic components are heavily affected by the
Einhaltung der Maßhaltigkeit an. Oft handelt es sich um planparallele Bauteile, die eine gleichmäßige Dicke in lokalen Bereichen oder großflächig aufweisen sollen. Für Großserien aber auch für Kleinserien stellt die Herstellung von genau Compliance with dimensional accuracy. Often these are plane-parallel components that are to have a uniform thickness in local areas or over a large area. For large series but also for small series, the production of exactly
abgestimmten Vorrichtungen, wie Formwerkzeug-Presse-Systemen, zur Einhaltung der geforderten Maßhaltigkeit aber eine große Herausforderung da. Da die However, coordinated devices, such as mold press systems, to comply with the required dimensional stability but a great challenge there. Because the
Formwerkzeuge in der Regel mehrteilig sind, müssen diese hochwertig zueinander abgestimmt und gefertigt werden. Dazu ist es in der Regel geboten an den Kanten Elastomerdichtungen und/oder sogenannte Tauchkanten vorzusehen. Forming tools are usually multi-part, they must be matched and manufactured high quality to each other. For this purpose, it is generally necessary to provide elastomer seals and / or so-called dipping edges on the edges.
Das Einhalten der Maßhaltigkeit, insbesondere eines gleichförmigen oder Compliance with the dimensional accuracy, in particular a uniform or
vorgegebenen Dickeprofils, stellt den Produzenten, insbesondere bei Hochdruck- Anwendungen von über 35 bar vor besondere Probleme bei dem Formwerkzeug und der Presse. predetermined thickness profile, provides the producers, especially in high-pressure Applications of over 35 bar before special problems with the mold and the press.
Der offensichtliche Ansatz aus dem traditionellen Werkzeugbau, das Formwerkzeug so steif wie möglich auszuführen, kann nicht immer die geforderte Maßhaltigkeit garantieren. Auch ist die Größe des Formwerkzeuges limitiert durch die The obvious approach of traditional tool making to make the mold as stiff as possible can not always guarantee the required dimensional stability. Also, the size of the mold is limited by the
Aufspanngröße der Aufspannplatten der vorhandenen Presse. Je steifer ein Werkzeug ausgeführt wird, umso größer und teurer wird es. Um die Maßhaltigkeit zu gewährleisten werden nun üblicherweise zahlreiche Clamping size of the clamping plates of the existing press. The stiffer a tool is made, the bigger and more expensive it becomes. In order to ensure the dimensional accuracy are now usually numerous
Versuchsreihen mit den Formwerkzeugen durchgeführt, in der Regel auf sogenannten Tuschier- oder Tryoutpressen, um im Zuge einer Nachbearbeitung des  Test series with the molds carried out, usually on so-called Tuschier- or tryout presses in the course of a post-processing of
Formwerkzeuges zufriedenstellende Ergebnisse in der Produktion zu erreichen. Diese Versuchsreihen sind bemüht anhand realistisch abgebildeter Verfahrensparameter das Formwerkzeug so nachzuarbeiten, dass es alle äußeren Einflüsse berücksichtigt und im Ergebnis bei der Entformung des Kunststoffbauteiles die notwendige Maßhaltigkeit erreicht. Zu beachten sind aber mehrere Parameter. Die wichtigsten hiervon sind die Temperatur der Presse, die Temperatur des Formwerkzeuges, der Pressdruck, und der über die Herstellungszeit stattfindende Wärmetransfer. Alle Parameter Mold to achieve satisfactory results in production. These test series endeavor to rework the mold with the aid of realistic process parameters in such a way that it takes into account all external influences and, as a result, achieves the necessary dimensional accuracy during demoulding of the plastic component. But you have to pay attention to several parameters. The most important of these are the temperature of the press, the temperature of the mold, the pressing pressure, and the heat transfer taking place over the production time. All parameters
beeinflussen die Maßhaltigkeit des Formwerkzeuges und damit die Maßhaltigkeit des Kunststoffbauteiles. In der Regel werden die Formwerkzeuge mittels verschiedenster Methoden (Schleifen, Auftragschweißen, Unterlegscheiben zwischen Aufspannplatte und Werkzeug, etc. etc.) so nachgearbeitet, dass die thermischen Einwirkungen (Verbiegung, Dehnung) am Ende des Herstellungsprozesses keine wesentliche Rolle mehr spielen. Auch der Unterschied zwischen einer Hauptpresse und einer affect the dimensional accuracy of the mold and thus the dimensional accuracy of the plastic component. As a rule, the molds are reworked by means of a variety of methods (grinding, build-up welding, washers between platen and tool, etc., etc.) so that the thermal effects (bending, stretching) at the end of the manufacturing process no longer play a significant role. Also the difference between a main press and a
Tuschierpresse kann mit Erfahrung und entsprechenden Berechnungen ebenfalls kompensiert werden, wobei auch hier vorausgesetzt wird, dass die nahezu perfekten Randbedingungen immer eingehalten werden müssen.  Spotting press can also be compensated with experience and corresponding calculations, whereby it is also assumed here that the almost perfect boundary conditions always have to be complied with.
Bereits hier wird offensichtlich wie groß der Aufwand für den Betreiber von derartigen Pressen und Formwerkzeugen ist, um gerade in einer Großserie, wiederkehrende und vergleichbare Ergebnisse in der Produktion zu erhalten.  Already here is obvious how big the effort for the operator of such presses and molds is, just to get in a mass production, recurring and comparable results in production.
Nun sollen in der heutigen Zeit aber nicht nur immer mehr Bauteile pro Zeiteinheit produziert werden, es sollen auch noch für den extremen Leichtbau die Faserdichte deutlich erhöht werden. Beim Fließpressverfahren und/oder beim Injektionsverfahren müssen nun, um diese Vorgaben einzuhalten, die Drücke noch weiter erhöht werden, was wiederum mehr Stress und Verschleiß für das Formwerkzeug bedingt. Dazu kommt erschwerend hinzu, dass während dem Herstellungsprozess dynamische Kraftverteilungen im Formwerkzeug auftreten, die zum einen den Verschleiß am Formwerkzeug fördern und zum anderen die Maßhaltigkeit gefährden. Nowadays, however, not only more and more components per unit of time are to be produced, but also the fiber density for extreme lightweight construction be increased significantly. In the extrusion molding process and / or in the injection process, the pressures must now be further increased to meet these requirements, which in turn requires more stress and wear for the mold. This is compounded by the fact that during the manufacturing process dynamic force distributions occur in the mold, which on the one hand promote wear on the mold and on the other endanger the dimensional stability.
Als Beispiel sei genannt, dass beim Fließpressen, insbesondere beim schnellen Hochdruck-Fließpressen, durch das zwar flächige, aber nicht identische zur Kavität ausgeformte, Material Druckspitzen im Formwerkzeug auftreten, die es verbiegen und so für nicht reproduzierbare Fließfronten während des Herstellungsprozesses führen. As an example may be mentioned that during extrusion, especially in fast high-pressure extrusion, by the surface, but not identical to the cavity formed material, pressure peaks occur in the mold, which bend it and thus lead to non-reproducible flow fronts during the manufacturing process.
Ähnliches ist beim RTM-Verfahren zu beobachten. Durch das Injizieren des Harzes wird im Bereich des Angusses das Formwerkzeug verformt. Nun kann es aber in der Natur des Formwerkzeuges liegen, dass gerade im Angussbereich durch thermische Einwirkungen sich das Formwerkzeug derart verformt hat, dass dieser Bereich eine Engstelle bildet. Selbst wenn aber das HP-CRTM-Verfahren Anwendung findet, und das Injizieren des Harzes durch die gegenüber der Endstellung etwas geöffnete Kavität eigentlich kein Problem darstellt, so kann bei einer entsprechenden thermischen Biegelinie des Formwerkzeuges die Kavität in der Endstellung zu weit geöffnet oder zu eng gegenüber der geforderten Maßhaltigkeit sein. The same can be observed with the RTM method. By injecting the resin, the mold is deformed in the region of the sprue. However, it may be in the nature of the molding tool that the molding tool has deformed in the gate area due to thermal effects in such a way that this area forms a bottleneck. However, even if the HP-CRTM method is used, and the injection of the resin by the opposite to the end position slightly open cavity actually no problem, so with a corresponding thermal bending line of the mold, the cavity in the final position too wide open or too narrow be compared to the required dimensional stability.
Ist das Formwerkzeug aufgrund der Vorarbeiten geeignet, am Ende des Is the mold due to the preparatory work, at the end of
Herstellungsprozesses, aufgrund des berechneten oder erfahrungsgemäß Manufacturing process, due to the calculated or experience
auftretenden Gegendruckes einer vollständig gefüllten Kavität die vorgegebenen Maßhaltigkeit zu erzielen, so wird ein entsprechendes Kunststoffbauteil gemäß den Anforderungen produziert. occurring back pressure of a completely filled cavity to achieve the specified dimensional accuracy, so a corresponding plastic component is produced according to the requirements.
Es hat sich nun gezeigt, dass trotz allem der Aufwand nicht gerechtfertigt scheint und weiterhin in einer Großserie unverhältnismäßig viel Aufwand eingebracht werden muss, um die reproduzierbare Maßhaltigkeit zu gewährleisten. It has now been shown that despite all the effort does not seem justified and continue to disproportionately much effort must be introduced in a mass production to ensure reproducible dimensional accuracy.
Insbesondere ist es von Nachteil, wenn an Harz zu wenig oder zu viel in die Kavität eingebracht wird. Bei zu wenig Material wird sich der notwendige Gegendruck nicht stark genug aufbauen, und so die temperaturabhängige Biegelinie des Formwerkzeuges nicht entsprechend korrigiert. In der Folge ergibt sich Ausschuss. Wird zu viel Material verwendet, wird das Formwerkzeug überdrückt. Selbst wenn die Maßhaltigkeit einigermaßen erreicht werden sollte so steigert sich der Verschleiß für die betriebene Presse und das Formwerkzeug überproportional. Insbesondere leiden die Dichtungen und/oder die Tauchkanten des Formwerkzeuges. Auch kann es durch lokale Dichteüberhöhungen zu plastischen Verformungen an der Kavität/dem In particular, it is disadvantageous if too little or too much is introduced into the cavity on the resin. Too little material will not provide the necessary back pressure build strong enough, and so the temperature-dependent bending line of the mold is not corrected accordingly. As a result, rejects. If too much material is used, the mold is overpressed. Even if the dimensional accuracy should be reasonably reached so the wear for the operated press and the mold increases disproportionately. In particular, the seals and / or the dipping edges of the molding tool suffer. It can also be due to local density peaks to plastic deformation of the cavity /
Formwerkzeug kommen, mit der Folge dass das Formwerkzeug unbrauchbar wird. Auch neigen die Formwerkzeuge nach einer gewissen Anzahl an Herstellungszyklen zum Verschleiß. Somit sinkt mit steigender Anzahl an produzierten Kunststoffbauteilen wiederum die Maßhaltigkeit und bedingt einen Austausch des Formwerkzeuges mit entsprechender notwendiger Einarbeitung eines weiteren Formwerkzeuges oder die Reparatur des Formwerkzeuges mit einem ähnlichen Aufwand. Mold come, with the result that the mold is unusable. Also, the molds tend to wear after a certain number of manufacturing cycles. Thus, with increasing number of plastic components produced again decreases the dimensional stability and requires an exchange of the mold with appropriate necessary training of another mold or the repair of the mold with a similar effort.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem es möglich ist die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll es möglich sein, die Ein- und Nachbearbeitung von Formwerkzeugen zu reduzieren, The present invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method and an apparatus with which it is possible to avoid the disadvantages of the prior art. In particular, it should be possible to reduce the input and post-processing of molds,
Dichtevariationen- und -toleranzen am Endprodukt zu verbessern, die Injektion des Harzes oder das Fließpressen in der Kavität zu erleichtern, die thermischen Probleme des Formwerkzeug-Presse-Systems zu beherrschen. Dazu soll es nun möglich sein das Herstellungsverfahren und/oder das Formwerkzeug an die zeitlich ablaufenden prozessbedingten Einflüsse, wie z. B. an Druckspitzen oder -Verteilungen, dynamisch anpassen zu können. To improve density variations and tolerances on the final product, to facilitate injection of the resin or extrusion in the cavity, to control the thermal problems of the mold-press system. For this purpose, it should now be possible the manufacturing process and / or the mold to the temporally occurring process-related influences, such. As to pressure peaks or distributions to be able to adjust dynamically.
Die Aufgabe stellt sich insbesondere für ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffbauteils mit einem fließfähigen Harzsystem in einem Formwerkzeug, welches zumindest zwei Werkzeugteile zur Bildung einer Kavität umfasst und einer Presse mit einer Druckvorrichtung zum Aufbringen eines The object is in particular for a method for producing a fiber-reinforced plastic component with a flowable resin system in a mold comprising at least two tool parts for forming a cavity and a press with a printing device for applying a
Pressdruckes auf das Formwerkzeug über Aufspannplatten für die Werkzeugteile, wobei sich zumindest ein Werkzeugteil im Zuge des Herstellungsprozesses entlang einer Biegelinie verformt und/oder  Pressing pressure on the mold on platens for the tool parts, wherein at least one tool part deformed in the course of the manufacturing process along a bending line and / or
das Harzsystem sich im Zuge des Herstellungsprozesses innerhalb der Kavität bewegt und dabei einen Fließprozess ausbildet, und schließlich innerhalb der Kavität ein faserverstärkten Kunststoffbauteil mit zumindest eine Spaltweite der Kavität ausgeformt wird. Die Aufgabe für das Verfahren wird dadurch gelöst, the resin system moves within the cavity as part of the manufacturing process and thereby forms a flow process, and finally within the cavity, a fiber-reinforced plastic component is formed with at least one gap width of the cavity. The task for the method is solved by
dass mit einer Korrekturvorrichtung that with a correction device
- die Biegelinie eines Werkzeugteiles und/oder  - The bending line of a tool part and / or
- der Fließprozess und/oder  - the flow process and / or
- die Spaltweite  - the gap width
während des Herstellungsprozesses beeinflusst wird. is influenced during the manufacturing process.
Bevorzugt wird dabei wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen des At least one sensor is used for continuously detecting the
Fließprozesses und/oder der Biegelinie mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Korrekturvorrichtung verwendet. Insbesondere soll der Sensor Druck, Temperatur, Dehnung oder dergleichen aufnehmen, damit die Steuer- und Regelungsvorrichtung gemäß der vorgegebenen Werte einen Soll-Ist- Vergleich zur Ansteuerung der Korrekturvorrichtung durchführen kann. Flow process and / or the bending line with a control or regulating device for controlling or regulating the correction device used. In particular, the sensor should absorb pressure, temperature, strain or the like, so that the control and regulation device can perform a desired-actual comparison for actuating the correction device in accordance with the predetermined values.
Alternativ oder in Kombination können als Korrekturvorrichtung hydraulische und/oder pneumatische Stellglieder verwendet werden, welche in den Werkzeugteilen an der Presse und/oder an der Aufspannplatte der Werkzeugteile wirkverbunden sind. Alternatively or in combination can be used as a correction device hydraulic and / or pneumatic actuators, which are operatively connected in the tool parts on the press and / or on the platen of the tool parts.
Insbesondere können diese Korrekturvorrichtungen zwischen Aufspannplatte und Werkzeugteil, innerhalb des Werkzeugteiles, zwischen Aufspannplatte und In particular, these correction devices between the clamping plate and the tool part, within the tool part, between the clamping plate and
Pressengestell und/oder durch die Aufspannplatte direkt von dem Pressengestell auf das Werkzeugteil wirken und angeordnet sein. Press frame and / or act through the platen directly from the press frame on the tool part and be arranged.
Alternativ oder in Kombination können bei einer Druckvorrichtung mit mehreren Stellgliedern zumindest ein Stellglied der Druckvorrichtung als Korrekturvorrichtung verwendet werden, wobei insbesondere das eine Stellglied der Korrekturvorrichtung eine andere Kraft in das Formwerkzeug einbringt als das Stellglied der Alternatively or in combination, in a printing device having a plurality of actuators, at least one actuator of the printing device can be used as a correction device, wherein in particular the one actuator of the correction device introduces a different force into the mold than the actuator of
Druckvorrichtung. Insbesondere ist eine Kombination aus weiteren Printing device. In particular, a combination of others
Korrekturvorrichtungen und der vorhandenen Druckvorrichtung mit entsprechender Regelung oder Steuerung der Kräfte in den Stellgliedern vorgesehen. Alternativ oder in Kombination kann die Spaltweite durch eine dynamische Anpassung während des Herstellungsprozesses angepasst werden, insbesondere dergestalt, dass gegen Ende des Herstellungsprozesses der Fließwiederstand am größten ist und ggfs. das Nachdrücken ermöglicht wird. Auch hier gilt, dass es möglich ist über die Steuer- oder Regelungsvorrichtung anhand von Messwerten die notwendigen Drücke und Verbiegungen einzustellen und insbesondere während des Herstellungsprozesses zu überwachen und damit zu steuern oder zu regeln. Correction devices and the existing printing device provided with appropriate regulation or control of the forces in the actuators. Alternatively or in combination, the gap width can be adjusted by a dynamic adjustment during the manufacturing process, in particular such that towards the end of the manufacturing process, the flow resistance is greatest and, if necessary, the Nachdrücken is enabled. Again, it is possible that it is possible to adjust the necessary pressures and deflections on the control or regulating device based on measured values and in particular to monitor during the manufacturing process and thus to control or regulate.
Alternativ oder in Kombination kann erst gegen Ende des Fließprozesses eine Alternatively or in combination can only at the end of the flow process a
Druckverteilung und/oder eine Spaltweite eingestellt werden, bei der die Pressure distribution and / or a gap width are set, in which the
Sollwandstärke des Kunststoffbauteils erzielt wird. Target wall thickness of the plastic component is achieved.
Alternativ oder in Kombination kann der Fließprozess des Harzsystems, insbesondere die Fließfront, aus den sich einstellenden Gegendrücken in der Druckvorrichtung, der Korrekturvorrichtung, über die aktuell gemessenen Spaltweiten SW und/oder das Volumen des Harzsystems berechnet werden und eine dynamische Anpassung der Druckverteilung erfolgen, um den Fließprozess F zu steuern. Alternatively or in combination, the flow process of the resin system, in particular the flow front, can be calculated from the self-adjusting counter pressures in the pressure device, the correction device, the currently measured gap widths SW and / or the volume of the resin system and a dynamic adjustment of the pressure distribution to control the flow process F.
Alternativ oder in Kombination kann bei einem IRTM-Verfahren zu Beginn des Alternatively or in combination, in an IRTM procedure at the beginning of the
Injektionsprozesses im Bereich zumindest eines Harzeinlasses die Spaltweite durch entsprechende Ansteuerung der Korrekturvorrichtung vergrößert wird. Injection process in the range of at least one resin inlet, the gap width is increased by appropriate control of the correction device.
Alternativ oder in Kombination können bei einem CRTM-Verfahren während der Injektionsphase und/oder während der Kompressionsphase der Fließprozess beeinflusst werden. Alternatively or in combination, in a CRTM procedure during the injection phase and / or during the compression phase, the flow process may be affected.
Alternativ oder in Kombination kann bei einem DRTM-Verfahren während der Alternatively or in combination, in a DRTM method during the
Injektionsphase und/oder während dem Auspressen des Harzes aus der Kavität der Fließprozess beeinflusst werden. Injection phase and / or be influenced during the extrusion of the resin from the cavity of the flow process.
Alternativ oder in Kombination kann bei einem Fließpressverfahren eines Harzsystems mit eingemischten Fasern die Spaltweite im Wesentlichen im Zentrum des Alternatively, or in combination, in an extrusion molding process of a resin system having mixed fibers, the gap width may be substantially at the center of the
Harzsystems die kleinste Spaltweite eingesteuert wird und die Spaltweite von diesem Punkt aus, vorzugsweise in alle Richtungen, zum Rand der Kavität hin die Spaltweite größer ist als die Sollwandstärke des Kunststoffbauteils und diese Differenz zum Ende des Pressenzyklus zunehmend verkleinert und auf Null geführt werden. Resin system, the smallest gap width is controlled and the gap width from this point, preferably in all directions, to the edge of the cavity out the gap width is greater than the desired wall thickness of the plastic component and this difference increasingly reduced at the end of the press cycle and performed at zero.
Alternativ oder in Kombination kann insbesondere beim Hochdruck-RTM-Verfahren, die Dichtwirkung, insbesondere der Tauchkante und/oder die der verwendeter Elastomerdichtungen, zwischen den Werkzeugteilen durch einen Einfluss auf die Biegelinie zumindest eines Werkzeugteiles verbessert werden. Alternatively or in combination, in particular in the case of the high-pressure RTM process, the sealing effect, in particular the dipping edge and / or the elastomer seals used, between the tool parts can be improved by influencing the bending line of at least one tool part.
Alternativ oder in Kombination kann während dem Bewegen der Werkzeugteile zueinander die Biegelinie zumindest eines Werkzeugteils derart eingestellt werden, dass eine Kollision der korrespondierenden Tauchkanten zweier Werkzeugteile vermieden und/oder der Verschleiß an den Tauchkanten durch Verringerung der Reibung minimiert wird. Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines faserverstärkten Alternatively or in combination, during the movement of the tool parts relative to one another, the bending line of at least one tool part can be adjusted such that a collision of the corresponding dipping edges of two tool parts is avoided and / or the wear on the dipping edges is minimized by reducing the friction. A generic device for producing a fiber-reinforced
Kunststoffbauteils mit einem fließfähigen Harzsystem weist ein Formwerkzeug, welches zumindest zwei Werkzeugteile zur Bildung einer Kavität umfasst, und eine Presse mit einer Druckvorrichtung zum Aufbringen eines Pressdruckes auf das Formwerkzeug über Aufspannplatten für die Werkzeugteile auf, wobei  Plastic component with a flowable resin system has a mold, which comprises at least two tool parts for forming a cavity, and a press with a printing device for applying a pressing pressure to the mold on clamping plates for the tool parts, wherein
sich zumindest ein Werkzeugteil im Zuge des Herstellungsprozesses entlang einer Biegelinie B verformt und/oder At least one tool part is deformed along a bending line B in the course of the production process and / or
das Harzsystem sich im Zuge des Herstellungsprozesses innerhalb der Kavität bewegt und dabei einen Fließprozess ausbildet, the resin system moves within the cavity as part of the manufacturing process, forming a flow process,
und schließlich innerhalb der Kavität ein faserverstärkten Kunststoffbauteil mit zumindest eine Spaltweite der Kavität ausgeformt werden kann. and finally within the cavity, a fiber reinforced plastic component having at least one nip width of the cavity can be formed.
Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung besteht darin, dass zur BeeinflussungThe solution of the task for the device is that for influencing
- der Biegelinie B eines Werkzeugteiles und/oder - The bending line B of a tool part and / or
- des Fließprozess F und/oder  - the flow process F and / or
- der Spaltweite SW der Kavität zwischen den Werkzeugteilen  - The gap width SW of the cavity between the tool parts
eine Korrekturvorrichtung angeordnet ist. a correction device is arranged.
Alternativ oder in Kombination kann in der Vorrichtung wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen des Fließprozesses, der Biegelinie und/oder der Spaltweite mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Alternatively or in combination, in the device at least one sensor for continuously detecting the flow process, the bending line and / or the gap width with a control or regulating device for controlling or regulating the
Korrekturvorrichtung angeordnet sein. Bevorzugt vermag der Sensor Druck, Correction device may be arranged. Preferably, the sensor is capable of pressure,
Temperatur, Dehnung oder dergleichen aufzunehmen, wobei die Steuer- und Include temperature, strain or the like, the control and
Regelungsvorrichtung gemäß den vorgegebenen Werten einen Soll-Ist-Vergleich zur Ansteuerung der Korrekturvorrichtung benutzen kann. Control device according to the predetermined values can use a target-actual comparison for driving the correction device.
Alternativ oder in Kombination können in der Vorrichtung als Korrekturvorrichtung hydraulische und/oder pneumatische Stellglieder in den Werkzeugteilen, an der Presse und/oder an der Aufspannplatte der Werkzeugteile angeordnet sein. Alternatively or in combination can be arranged in the device as a correction device hydraulic and / or pneumatic actuators in the tool parts, on the press and / or on the platen of the tool parts.
Alternativ oder in Kombination kann in der Vorrichtung bei einer Druckvorrichtung mit mehreren Stellgliedern für ein Werkzeugteil zumindest ein Stellglied der Alternatively or in combination, in the device in a printing device with a plurality of actuators for a tool part at least one actuator of the
Druckvorrichtung geeignet sein als Korrekturvorrichtung verwendet zu werden, insbesondere durch die Eignung zur Einleitung einer differenzierten Kraft gegenüber den Stellglieder der Druckvorrichtung. Printing device to be suitable to be used as a correction device, in particular by the ability to initiate a differentiated force against the actuators of the printing device.
Alternativ oder in Kombination kann in der Vorrichtung wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen der Lage der Tauchkanten mit einer Steuer- oder Alternatively or in combination, in the device at least one sensor for continuously detecting the position of the dipping edges with a control or
Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Korrekturvorrichtung angeordnet sein. Control device for controlling or regulating the correction device may be arranged.
In nun vorteilhafter Art und Weise ist es möglich mehrere Druckvorrichtungen zum Korrigieren unerwünschter Verformungen entlang der Biegelinien zu verwenden. Die Korrekturvorrichtungen sind vorzugsweise hydraulische oder pneumatische einfach oder doppeltwirkende Zylinder-Einheiten. Bevorzugt wird die Spaltweite der Kavität durch wenigstens einen Sensor fortlaufend erfasst und mittels der genannten Druck- und Korrekturvorrichtungen mit Hilfe einer zentralen Prozesseinheit (CPU) gesteuert. Dies bedeutet Folgendes: Selbst dann, wenn sich Temperatur und/oder Druck während des Umform prozesses (während des Pressens) ändern, lässt sich die Spaltweite auf einem gewünschten, zum Beispiel konstanten Wert halten. Insbesondere von Vorteil ist dies um unerwünschtes Verrutschen von Fasermaterial zu vermeiden. Insbesondere ist auch vorgesehen, dass gegen Ende des Prozesses, zu Beginn des Aushärtens des Harzes die gewünschte Dicke, gemäß der Spaltweiten der Kavität, des fertigen In an advantageous manner, it is possible to use a plurality of printing devices for correcting undesired deformations along the bending lines. The correction devices are preferably hydraulic or pneumatic single or double acting cylinder units. Preferably, the gap width of the cavity is continuously detected by at least one sensor and controlled by means of said pressure and correction devices by means of a central processing unit (CPU). This means that even if the temperature and / or pressure change during the forming process (during pressing), the gap width can be maintained at a desired, for example, constant value. This is particularly advantageous in order to avoid unwanted slipping of fiber material. In particular, it is also envisaged that towards the end of the process, at the beginning of the curing of the resin, the desired thickness, according to the gap widths of the cavity, the finished
Kunststoffbauteiles eingestellt wird. Entsprechend dem vorgeschlagenen Verfahren kann in einem geschlossenen Plastic components is set. According to the proposed method can be in a closed
Regelkreis oder in einem einstellbarem Steuerungsablauf, die Druckverteilung über die Fläche der Kavität und/oder die Spaltweite über die Fläche der Kavität innerhalb eines Pressenzyklus derart dynamisch verändert werden, dass hierdurch der Fließprozess vorteilhaft beeinflusst wird. Control loop or in an adjustable control sequence, the pressure distribution over the surface of the cavity and / or the gap width over the surface of the cavity within a press cycle are dynamically changed within a press cycle, thereby advantageously influencing the flow process.
Ferner kann die Spaltweite derart beeinflusst werden, dass der Fließwiderstand durch die dynamische Anpassung der Spaltweite in der jeweiligen Phase des Fließprozesses verringert wird.  Furthermore, the gap width can be influenced in such a way that the flow resistance is reduced by the dynamic adjustment of the gap width in the respective phase of the flow process.
Mit dem Erreichen der Endposition wird eine Druckverteilung und/oder  Upon reaching the end position, a pressure distribution and / or
Spaltmaßeinstellung eingestellt, bei der die Spaltweite in allen Bereichen des Bauteils bestmöglich der Sollwandstärke entspricht. Gap setting adjusted, in which the gap width in all areas of the component as best as possible corresponds to the target wall thickness.
Die Fließfront des Harzes kann aus den sich einstellenden Gegendrücken in den einzelnen Korrekturvorrichtungen und/oder über die aktuelle gemessene Spaltweite beziehungsweise das Injektionsvolumen berechnet werden. Es erfolgt ein dynamisches Anpassen der Druckverteilung über der Fläche mittels der Korrekturvorrichtungen, um die Fließfront aktiv zu steuern. The flow front of the resin can be calculated from the counter pressures occurring in the individual correction devices and / or via the current measured gap width or the injection volume. There is a dynamic adjustment of the pressure distribution across the surface by means of the correction devices to actively control the flow front.
Bei einem Harzinjektionsverfahren kann zu Beginn des Injektionsprozesses im Bereich des Angusses oder bei einem Fließpressverfahren im Bereich der Materialeinlage die Spaltweite durch entsprechendes Ansteuern der Korrekturvorrichtung größer gehalten, als in den anderen Bereichen der Kavität.  In a resin injection process, at the beginning of the injection process in the area of the sprue or in an extrusion molding process in the region of the material insert, the gap width is kept larger by corresponding activation of the correction device than in the other regions of the cavity.
Beim Fließdruckpressen einer formbaren faserverstärkten Kunststoff masse kann die Spaltweite im Zentrum der eingelegten Formmasse am geringsten eingestellt sein; von diesem Punkt an wird die Spaltweite in allen Richtungen zum Rand der Kavität größer. Die Differenz wird zum Ende des Pressenzyklus zunehmend verkleinert um zum einen den Fließprozess zu fördern und gegen Ende des Prozesses die Sollwerte für die Spaltweite einzuhalten. Die Erfindung ermöglicht somit eine aktive Verformungssteuerung zumindest eines Werkzeugteiles oder der Aufspannplatte und damit indirekt eines Werkzeugteiles. Insbesondere ist es nun mit einer derartigen Ausführung auch möglich durch eine Vielzahl an Stellgliedern asymmetrische Formwerkzeuge individuell mit einer When flow-pressure molding a moldable fiber-reinforced plastic mass gap width can be set in the center of the inserted molding compound least; From this point on, the gap width increases in all directions to the edge of the cavity. The difference is increasingly reduced towards the end of the press cycle in order to promote the flow process and to adhere to the setpoint values for the gap width towards the end of the process. The invention thus enables an active deformation control of at least one tool part or the clamping plate and thus indirectly a tool part. In particular, it is now possible with such an embodiment also by a plurality of actuators asymmetric molds individually with a
Vorrichtung zur Herstellung maßgerechter Kunststoffbauteile zu verwenden. Insbesondere in der Großserienproduktion von verschiedenen Bauteilen mit verschiedenen Werkzeugen ist es nun möglich entsprechende Rezepte für die Werkzeuge bereits zu programmieren und vorzusehen, wie diese während der Herstellung oder im Zuge der Aushärtung des Harzsystems mit Kräften zu To use device for the production of custom-made plastic components. In particular, in the mass production of different components with different tools, it is now possible to program and provide corresponding recipes for the tools already, such as these during production or in the course of curing of the resin system with forces
beaufschlagen sind um optimale Bauteile zu erhalten. Auch die Verschleißproblematik kann entsprechend behandelt werden und anhand von Kontrollmessungen an vorhergehend gefertigten Bauteilen manuell oder automatisiert über die Endkontrolle in die Steuer- oder Regelungsvorrichtung eingespeist werden. Nach der Erfindung ist es nun möglich, den Fließprozess F ohne künstliche Lunker, Harzführungen oder dergleichen in der Kavität zu beeinflussen are charged to get optimal components. Also, the problem of wear can be treated accordingly and be fed manually or automatically via the final inspection in the control or regulating device by means of control measurements on previously manufactured components. According to the invention, it is now possible to influence the flow process F without artificial voids, resin guides or the like in the cavity
Je nach angestrebter Spezifikation des Kunststoffbauteiles kann die Fasern aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Keramikfasern, Aramidfasern, Borfasern, Stahlfasern, Naturfasern, Nylonfasern oder vergleichbare Fasern und/oder aus Mischungen davon und/oder auch sog. Wirrfasermatten (Recyclingfasermatten) bestehen respektive in das Harz eingemischt sein.. Depending on the desired specification of the plastic component, the fibers of glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, aramid fibers, boron fibers, steel fibers, natural fibers, nylon fibers or comparable fibers and / or mixtures thereof and / or so-called. Wirrfasermatten (recycled fiber mats) consist or mixed into the resin be..
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten beispielhaften Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils mit einem Formwerkzeug näher erläutert. These and other features and advantages of the invention will be explained in more detail below with reference to the exemplary production of a fiber-reinforced plastic component with a molding tool illustrated in the drawings.
Figuren 1 bis 3 veranschaulichen die Verformung der Werkzeugteile in einer Figures 1 to 3 illustrate the deformation of the tool parts in one
Vorrichtung nach dem Stand der Technik in den mindestens drei notwendigen Prozessschritten zur Herstellung eines  Device according to the prior art in the at least three necessary process steps for producing a
faserverstärkten Kunststoffteiles,  fiber reinforced plastic part,
Figuren 4 bis 6 veranschaulichen die Möglichkeiten einer Beeinflussung einer  Figures 4 to 6 illustrate the possibilities of influencing a
Biegelinie nach einem ersten Ausführungsbeispiel der  Bending line according to a first embodiment of the
Vorrichtung gemäß den Prozessschritten nach den Figuren 1 bis Device according to the process steps of Figures 1 to
3, 3,
Figuren 7 bis 9 veranschaulichen die Möglichkeiten einer Beeinflussung einer Figures 7 to 9 illustrate the possibilities of influencing a
Biegelinie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der  Bending line according to a second embodiment of the
Vorrichtung gemäß den Prozessschritten nach den Figuren 1 bis Device according to the process steps of Figures 1 to
3, Figur 10 stellt graphisch die Wirkungsweise einer korrelierten Druck- und3, Figure 10 graphically illustrates the operation of correlated pressure and pressure
Korrekturvorrichtung mit beispielhafter Einzeichnung möglicher Kraftvektoren und einer zusätzlichen Ansicht von unten auf die Aufspannplatte mit den Angriffspunkten der Korrekturvorrichtung dar, Correction device with exemplary marking possible force vectors and an additional view from below of the platen with the points of attack of the correction device,
Figur 1 1 a zeigt schematisch einen beispielhaften Fließprozess nach dem  FIG. 11a schematically shows an exemplary flow process according to FIG
Stand der Technik und  State of the art and
Figuren 1 1 b und c zeigen die Möglichkeit den Fließprozess in seinem Ablauf  Figures 1 1 b and c show the possibility of the flow process in its course
gegenüber dem Stand der Technik gezielt zu beeinflussen, Figur 12 zeigt eine Vorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel bei dem die Korrekturvorrichtung zwischen den beiden  Figure 12 shows a device according to a third embodiment in which the correction device between the two
Aufspannplatten für die Werkzeugteile angeordnet ist,  Platen is arranged for the tool parts,
Figur 13 a zeigt beispielhaft durch gezielte Krafteinwirkung während einer  FIG. 13a shows by way of example a deliberate application of force during one
Schließ- oder Öffnungsbewegung die Reibung oder  Closing or opening movement the friction or
Kollisionsgefahr zwischen den Tauchkanten der Werkzeugteile zu verringern und  To reduce the risk of collision between the dipping edges of the tool parts and
Figur 13 b zeigt beispielhaft die Möglichkeit die Dichtwirkung von  FIG. 13 b shows by way of example the possibility of the sealing effect of FIG
Tauchkanten oder ähnlichen Dichtmitteln durch gezielte Krafteinwirkung während des Herstellungsprozesses zu verstärken.  Dipping edges or similar sealants to strengthen by targeted force during the manufacturing process.
Die Figuren 14 bis 17 zeigen beispielhaft den Ablauf eines D-RTM-Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffteiles, wobei FIGS. 14 to 17 show by way of example the sequence of a D-RTM method for producing a plastic part, wherein
Figur 14 das Formwerkzeug in einer geöffneten Stellung A vor  Figure 14 before the mold in an open position A before
Einbringung der Faser-Vorform in das Formwerkzeug zeigt, Introducing the fiber preform into the mold,
Figur 15 das Formwerkzeug in einer optionalen Dichtstellung B zur Figure 15 shows the mold in an optional sealing position B for
Herstellung eines Vakuums innerhalb der gegen die Umwelt geschlossenen Kavität nach Einbringung der Faser-Vorform darstellt, in  Producing a vacuum within the closed-to-the-environment cavity after introduction of the fiber preform, in
Figur 16 das Formwerkzeug in der Injektionsstellung C zur Flutung der 16 shows the mold in the injection position C for flooding the
Kavität mit Harz dargestellt ist und in  Cavity is shown with resin and in
Figur 17 das Formwerkzeug in der Endstellung D gezeigt wird, wobei während der Bewegung in die Endstellung D das ausgepresste und überschüssige Harz aus der Kavität über eine Harzauslass ausgepresst wird. 17, the mold is shown in the end position D, wherein during the movement into the end position D, the pressed out and excess resin is squeezed out of the cavity via a resin outlet.
Figur 18 zeigt abschließend eine Übersicht über die Mittel zur Steuerung des Harzflusses und eine beispielhafte Darstellung der  Finally, FIG. 18 shows an overview of the means for controlling the flow of resin and an exemplary illustration of FIG
Verbiegung des Werkzeugteiles zur Beeinflussung des  Bending of the tool part to influence the
Harzflusses während der Injektion in und/oder während des Auspressens aus der Kavität.  Resin flow during injection in and / or during extrusion from the cavity.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine konventionelle Formpresse nach dem Stand der Technik zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffbauteilen 1 . Die Presse 10 umfasst dabei im Wesentlichen ein Pressengestell mit einem oberen und unteren Querhaupt und diese verbindenden Säulen. Zwischen den Querhäuptern ist eine Druckvorrichtung 1 1 mit zwei hydraulischen Stellgliedern und Aufspannplatten 5, 7 für die Werkzeugteile 4 und 6 angeordnet. Im vorliegenden Beispiel ist nur die obere Aufspannplatte 5 mittels der Druckvorrichtung 1 1 beweglich. Figures 1 to 3 show a conventional molding press of the prior art for producing fiber-reinforced plastic components. 1 The press 10 essentially comprises a press frame with an upper and lower crosshead and these connecting columns. Between the Querhäuptern a printing device 1 1 with two hydraulic actuators and clamping plates 5, 7 for the tool parts 4 and 6 is arranged. In the present example, only the upper platen 5 by means of the printing device 1 1 is movable.
Figur 1 zeigt jenen Zustand, bei welchem die Kavität zwischen den beiden Figure 1 shows that state in which the cavity between the two
Werkzeugteilen 4, 6 geöffnet ist. Das Formwerkzeug 2 ist aber bereits aufgeheizt, zum Beispiel auf eine Temperatur von 160 °C. Durch das Aufheizen unterliegen die beiden Werkzeugteile 4, 6 einer Durchbiegung. Die Durchbiegungen sind durch die gestrichelten Biegelinien B veranschaulicht. Innerhalb der Kavität liegt für ein mögliches RTM-Verfahren bereits eine Faser-Vorform 3. Alternativ könnte bei einem Fließpressverfahren ein Harzsystem mit entsprechenden Faseranteil (D-SMC, LFT-D) eingelegt sein. Die beiden Pfeile an der Druckvorrichtung 1 1 symbolisieren den Schließvorgang der Kavität durch Bewegung des oberen Werkzeugteils 4 in Richtung des stationären Werkzeugteils 6. Tool parts 4, 6 is open. The mold 2 is already heated, for example, to a temperature of 160 ° C. By heating the two tool parts 4, 6 are subject to a deflection. The deflections are illustrated by the dashed lines B of bending. Within the cavity there is already a fiber preform 3 for a possible RTM process. Alternatively, a resin system with corresponding fiber content (D-SMC, LFT-D) could be inserted in an extrusion molding process. The two arrows on the printing device 1 1 symbolize the closing operation of the cavity by moving the upper tool part 4 in the direction of the stationary tool part. 6
Bei dem in Figur 2 dargestellten Betriebszustand ist die Kavität geschlossen und die Injektion eines fließfähigen Harzsystems hat bereits begonnen. Das Harzsystem wird durch einen nicht dargestellten Anschluss in die Kavität des Formwerkzeuges 2 injiziert. An jener Stelle, an welcher temperiertes flüssiges Harz in die Kavität injiziert wird, kommt es zu einer oberflächennahen Temperaturänderung der beiden  In the operating state shown in Figure 2, the cavity is closed and the injection of a flowable resin system has already begun. The resin system is injected through a connection, not shown, into the cavity of the molding tool 2. At the point at which temperature-controlled liquid resin is injected into the cavity, a temperature change of the two near the surface occurs
Werkzeugteile 4, 6. Dies führt zu einer örtlichen Ausdehnung der Werkzeugformen, und damit zu einer Irregularität. Die Biegelinien B sind aber im Wesentlichen unverändert. Sie lassen aber erkennen, dass die maximale Durchbiegung beider Werkzeugteile 4, 6 im Bereich der Mittelachse des Pressengestelles am größten ist. Die Spaltweite SW ist somit dort minimiert. Tool parts 4, 6. This leads to a local expansion of the tool shapes, and thus to an irregularity. However, the bending lines B are essentially unchanged. However, they show that the maximum deflection of both tool parts 4, 6 is greatest in the area of the center axis of the press frame. The gap width SW is thus minimized there.
Hierdurch wird das Injizieren des Harzsystems behindert. Dies ist besonders nachteilig, weil das Harz von der Mittelachse aus zu den Rändern der Kavität fließen muss. This hinders the injection of the resin system. This is particularly disadvantageous because the resin must flow from the central axis to the edges of the cavity.
Gleichzeitig muss erhöhter Aufwand zur Injektion des Harzsystems betrieben werden. Im ungünstigen anzunehmenden Fall erhöht sich in diesem Bereich der Abrieb an den Werkzeugteilen überproportional und/oder eine eingelegte Faser-Vorform 3 wird in diesem Bereich verschoben oder beschädigt.  At the same time increased effort for injection of the resin system must be operated. In the unfavorable case to be assumed increases in this area, the abrasion on the tool parts disproportionately and / or an inserted fiber preform 3 is moved or damaged in this area.
Figur 3 veranschaulicht den Endzustand der Injektion. Wie man bei den nun größer dargestellten Kraftvektoren der Druckvorrichtung 1 1 erkennt, ist der Druck in der Vorrichtung und damit auf das Formwerkzeug besonders hoch. Die beiden Biegelinien B im oberen und unteren Werkzeugteil 4, 6 verlaufen jetzt anders, als in den vorhergehenden Figuren. Die Krümmungen haben sich umgekehrt. Inzwischen ist das Kunststoffbauteil 1 in der Kavität entstanden. Das Kunststoffbauteil hat nun aufgrund der Einflüsse von Temperatur und Druck einen Dickenverlauf, der nicht optimal ist. Die Spaltbreite SW wird in der Nähe der Mittelachse aufgrund der Einflüsse größer als dem Sollwert sein. Das Werkstück muss je nach Anforderungen nach dem Herausnehmen aus der Presse noch bearbeitet werden oder gilt als Ausschuss. Um diesen Umstand zu beheben wird üblicherweise wie oben bereits zum Stand der Technik ausgeführt das Formwerkzeug 2 im Vorfeld so bearbeitet, dass am Ende des Figure 3 illustrates the final state of the injection. As can be seen in the now larger illustrated force vectors of the printing device 1 1, the pressure in the device and thus on the mold is particularly high. The two bending lines B in the upper and lower tool parts 4, 6 now run differently than in the preceding figures. The bends have reversed. In the meantime, the plastic component 1 has arisen in the cavity. Due to the effects of temperature and pressure, the plastic component now has a thickness profile that is not optimal. The gap width SW will be near the center axis due to the influences greater than the target value. Depending on the requirements, the workpiece must still be machined after removal from the press or is considered scrap. To remedy this situation is usually carried out as already above to the prior art, the mold 2 in advance so edited that at the end of the
Herstellungsprozesses möglichst genau die Spaltweite SW über das Kunststoffteil 1 eingehalten werden soll. Manufacturing process as accurately as possible, the gap width SW on the plastic part 1 should be met.
Es ist offensichtlich, dass je nach Ausgestaltung des Kunststoffteils 1 die Spaltweite SW und damit die Dicke des Kunststoffteils 1 variieren kann. It is obvious that depending on the configuration of the plastic part 1, the gap width SW and thus the thickness of the plastic part 1 can vary.
Anders liegen die Verhältnisse bei der Vorrichtung gemäß der Figuren 4 bis 6. Soweit es sich um dieselben Bauteile handelt, wie bei den Figuren 1 bis 3, sind die Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie dort versehen. Die Unterschiede der Vorrichtung nach dem Stand der Technik gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen jedoch im Folgenden:  The situation is different for the device according to FIGS. 4 to 6. As far as the same components are concerned as in FIGS. 1 to 3, the components are provided with the same reference numerals as there. The differences of the device according to the prior art compared to the first embodiment of the device according to the invention, however, lie in the following:
Als Druckvorrichtung 1 1 sind zwei Stellglieder außen angeordnet, wohingegen als Korrekturvorrichtung 8 mittig ein weiteres Stellglied, in vorliegendem Fall eine Säule mit Umfangsnuten, angeordnet ist. Im vorliegenden Fall wird die Korrekturvorrichtung 8 auch verwendet um schnelle Öffnungs- und Schließbewegungen mit geringem As a printing device 1 1 two actuators are arranged on the outside, whereas as a correction device 8 centered another actuator, in the present case a column with Circumferential grooves is arranged. In the present case, the correction device 8 is also used to fast opening and closing movements with low
Kraftaufwand durchzuführen. Hierzu ist in der Regel an der Säule eine entsprechende Klemmvorrichtung zur formschlüssigen Verriegelung (nicht dargestellt) vorgesehen. Diese Säule kann im Übrigen auch dazu verwendet werden um bei unterschiedlichen Formwerkzeugen den maximalen und minimalen Hubweg der Druckvorrichtung 1 1 einzustellen. Die Stellglieder der Druck- und die Korrekturvorrichtung sind im Perform force. For this purpose, a corresponding clamping device for positive locking (not shown) is usually provided on the column. Incidentally, this column can also be used to set the maximum and minimum stroke of the printing apparatus 11 in the case of different molds. The actuators of the pressure and the correction device are in
Allgemeinen gleichmäßig über die Aufspannplatte 5 verteilt. Jedoch kann dies auch anders sein, sodass beispielsweise bestimmte Flächenbereiche unterschiedlich mit Stellgliedern beaufschlagt sind. Die Stellglieder sind vorzugsweise doppeltwirkend ausgeführt. Generally evenly distributed over the platen 5. However, this can also be different, so that, for example, certain surface areas are acted upon differently with actuators. The actuators are preferably designed double-acting.
Analog zur Figur 1 wird in Figur 4 in die offene Kavität eine Faser-Vorform 3 eingelegt und das Formwerkzeug mittels der Druckvorrichtung 1 1 geschlossen. Während der Injektionsphase in Figur 5 (analog zu Figur 2) verstärkt die Druckvorrichtung 1 1 die eingeleitete Kraft (Kräfte als Vektoren eingezeichnet) als Schließkraft für das Analogous to FIG. 1, a fiber preform 3 is inserted into the open cavity in FIG. 4 and the molding tool is closed by means of the printing device 11. During the injection phase in FIG. 5 (analogous to FIG. 2), the pressure device 11 amplifies the introduced force (forces shown as vectors) as the closing force for the
Formwerkzeug 2. Alternativ könnte hier auch ein Fließpressverfahren stattfinden, bei dem das Harzsystem miteingemischten Faseranteilen einfach in die Kavität eingelegt und dann verpresst wird. Durch den entstehenden Gegendruck verändern sich nun die Biegelinien B, zeigen aber deutlich, dass durch die unterschiedlichen Biegelinien in den Werkzeugteilen 4, 6 keine zufriedenstellende Spaltbreite in der Kavität eingestellt werden kann. Forming tool 2. Alternatively, an extrusion process could take place here in which the resin system with mixed-in fiber fractions is simply inserted into the cavity and then pressed. As a result of the counterpressure arising, the bending lines B now change, but clearly show that a satisfactory gap width in the cavity can not be set by the different bending lines in the tool parts 4, 6.
Zur Beeinflussung der Biegelinie B gegenüber Figur 3 und dem Stand der Technik wird nun nach Figur 6 die Korrekturvorrichtung 8 aktiviert und überdrückt die Biegelinien B derart, dass beide Biegelinien B der Werkzeugteile 4, 6 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Da die beiden Werkzeugteile 4, 6 entsprechend maßhaltig zueinander hergestellt worden sind, ergibt sich über das Profil des Kunststoffbauteils 1 die vorgegebene Dicke gemäß der Spaltweite SW der Kavität. In order to influence the bending line B with respect to FIG. 3 and the prior art, the correction device 8 is activated according to FIG. 6 and presses the bending lines B such that both bending lines B of the tool parts 4, 6 are substantially parallel to one another. Since the two tool parts 4, 6 have been prepared correspondingly dimensionally stable to each other, results over the profile of the plastic component 1, the predetermined thickness according to the gap width SW of the cavity.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Es werden wieder dieselben Bezugszeichen wie zuvor verwendet. FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the device. Again, the same reference numbers will be used as before.
In Figur 7 ist die Presse 10 offen. In Figur 8 ist sie teilweise geschlossen. In Figur 9 ist sie ganz geschlossen; das Ende des Umformvorganges ist erreicht. Die Presse 10 weist außenliegende Säulen mit Verzahnungen auf, über welche die Aufspannplatte 5 mit dem daran aufgespannten Werkzeugteil 4 in der geschlossenen Pressstellung nach Figur 8 formschlüssig mittels einer Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) verriegelt werden. Alternativ und bevorzugt werden diese in Gestalt von Gewindespindeln ausgeführt, über welche auch der Pressdruck ausgeübt werden kann. In Figure 7, the press 10 is open. In Figure 8, it is partially closed. In Figure 9, it is completely closed; the end of the forming process is reached. The press 10 has outer columns with teeth on which the clamping plate 5 with the clamped tool part 4 in the closed press position of Figure 8 positively locked by means of a clamping device (not shown). Alternatively and preferably, these are carried out in the form of threaded spindles, over which also the pressing pressure can be exerted.
Der besondere Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 4 bis 6 liegt darin, dass die Stellglieder der Korrekturvorrichtung 8 über die Fläche der unteren Aufspannplatte 7 verteilt sind und sich am unteren Querhaupt abstützen. Durch die Vielzahl an Wirkpunkten kann die Korrekturvorrichtung 8 auf die Verformungsarbeit der unteren Aufspannplatte 7 und damit auf das Werkzeugteil 6 Einfluss nehmen. The particular difference with respect to the first embodiment according to the figures 4 to 6 is that the actuators of the correction device 8 are distributed over the surface of the lower platen 7 and supported on the lower crosshead. Due to the multiplicity of action points, the correction device 8 can influence the deformation work of the lower clamping plate 7 and thus the tool part 6.
Die Figur 10 lässt die Gestalt, die Anordnung und eine mögliche Wirkweise über die Kraftvektoren der Stellvorrichtungen der Korrekturvorrichtung 8 erkennen. Eine FIG. 10 shows the shape, the arrangement and a possible mode of action via the force vectors of the adjusting devices of the correction device 8. A
Beispielhafte Draufsicht auf die Aufspannplatte 7 von unten ist unterhalb dargestellt. Durch die Einwirkung der unterschiedlichen Kraftvektoren der Korrekturvorrichtung 8 kann nun wie beschrieben die Biegelinie des Formwerkzeuges 2, die Spaltweite SW und/oder der Fließprozess F während des Herstellungsvorganges, insbesondere dynamisch, variiert werden.  Exemplary plan view of the platen 7 from below is shown below. As a result of the action of the different force vectors of the correction device 8, as described, the bending line of the molding tool 2, the gap width SW and / or the flow process F can be varied during the production process, in particular dynamically.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung führen die außen liegenden Säulen nur den Schließhub, vorzugsweise als Eilhub, aus. Nach der Verriegelung übernehmen die unten angeordneten Stellglieder der In a particularly preferred embodiment of the device, the outer columns only perform the closing stroke, preferably as a rapid lift. After locking take over the actuators arranged below the
Korrekturvorrichtung auch den Kompressionshub bei einem C- oder D-RTM-Verfahren. Gleichzeitig dienen diese aber auch durch die unterschiedlichen Kraftvektoren zur statischen und/oder dynamischen Beeinflussung der Biegelinie, die in diesem Beispiel ebenfalls wieder am Ende des Presszyklusses parallel im oberen und unteren Correction device also the compression stroke in a C or D-RTM method. At the same time, however, these also serve, by virtue of the different force vectors, for the static and / or dynamic influencing of the bending line, which in this example likewise again parallel to the top and bottom at the end of the pressing cycle
Werkzeugteil verläuft und somit einen gleichmäßige Spaltweite SW zur Herstellung der vorgegebenen Geometrie des Kunststoffbauteils ergibt. Tool part extends and thus results in a uniform gap width SW for producing the predetermined geometry of the plastic component.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist idealerweise wenigstens einen Sensor auf, hier nicht dargestellt. Der Sensor erfasst beispielsweise die Spaltweite, Dehnungen am Werkzeug oder der Aufspannplatte oder andere geeignete Parameter. Dabei ist es wünschenswert, mehrere Sensoren vorzusehen, um die Spaltweite SW über die gesamte Kavität zu erfassen, und demgemäß entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Die Maßnahmen bestehen darin, dass die Korrekturvorrichtung 8 entsprechend angesteuert wird, um einen gewünschten Verlauf der Spaltweite SW über die Fläche der Kavität zu erzielen. Im Allgemeinen wird man eine konstante Spaltweite in der gesamten Kavität erzeugen wollen. Es kann jedoch auch wünschenswert sein, unterschiedliche Spaltweiten zu erzeugen, je nach Ausführung des zu fertigenden Kunststoffteils 1 . Figur 1 1 a zeigt schematisch einen beispielhaften Fließprozess nach dem Stand der Technik und Figur 1 1 b und c zeigen die Möglichkeit den Fließprozess in seinem Ablauf gegenüber dem Stand der Technik gezielt zu beeinflussen. In dem vorliegenden Beispiel ist eine rechteckige Kavität dargestellt, in der links unten der Harzeinlass 12 dargestellt ist. Üblicherweise wird der Fließprozess F dort starten und sich von links unten nach rechts oben fortsetzen, bis die Kavität mit dem Harzsystem gefüllt ist. Die gewellten Linien sollen den Fortschritt der Fließfront über die Zeit symbolisieren. Nach der Erfindung ist es nun möglich, den Fließprozess F ohne künstliche Lunker, A device according to the invention ideally has at least one sensor, not shown here. The sensor detects, for example, the gap width, strains on the tool or the clamping plate or other suitable parameters. That's it it is desirable to provide a plurality of sensors to detect the gap width SW across the entire cavity and to take appropriate action accordingly. The measures consist in that the correction device 8 is controlled accordingly in order to achieve a desired course of the gap width SW over the surface of the cavity. In general, one will want to create a constant gap width throughout the cavity. However, it may also be desirable to produce different gap widths, depending on the design of the plastic part 1 to be manufactured. FIG. 11 a schematically shows an exemplary flow process according to the prior art, and FIGS. 11 b and c show the possibility of specifically influencing the flow process in its course compared to the prior art. In the present example, a rectangular cavity is shown, in the bottom left of the resin inlet 12 is shown. Usually, the flow process F will start there and continue from bottom left to top right until the cavity is filled with the resin system. The wavy lines are intended to symbolize the progress of the flow front over time. According to the invention it is now possible, the flow process F without artificial voids,
Harzführungen oder dergleichen in der Kavität zu beeinflussen, indem durch To influence resin guides or the like in the cavity by
Veränderung der Biegelinie der Fließwiederstand nach rechts, gemäß Figur 1 1 b, so verringert wird, dass das Harzsystem entlang der eingezeichneten Fließfronten 14 nach rechts verläuft und erst anschließend beginnt, vorzugsweise über die ganze Breite gleichmäßig, sich nach oben zu bewegen, Figur 1 1 c. Changing the bending line of the flow resistance to the right, according to Figure 1 1 b, is reduced so that the resin system along the drawn flow fronts 14 to the right and only then starts, preferably uniformly over the entire width to move upward, Figure 1 1 c.
Figur 12 zeigt eine Vorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel bei dem die Korrekturvorrichtung 8 zwischen den beiden Aufspannplatten für die Werkzeugteile angeordnet ist. Diese kann als außerhalb des Formwerkzeuges 2 angeordnete, vorzugsweise doppeltwirkende, Zylinder ausgeführt sein, die in der Schließ- oder Kompressionsstellung der Vorrichtung die Aufspannplatten 5 und 7 auseinander drücken oder ziehen, während die Druckvorrichtung 1 1 , analog zur Figur 6, die Zuhaltekraft aufbringt. Auch hiermit ließe sich die Biegelinie B einer Vorrichtung gezielt beeinflussen. Gerade das letzte Ausführungsbeispiel soll zeigen, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungen limitiert ist, sondern es eine Vielzahl an Möglichkeiten gibt, eine Korrekturvorrichtung 8 in der Vorrichtung vorzusehen, um die Biegelinie B, den Fließprozess F und/oder die Spaltbreite SW zu beeinflussen. Figur 13 zeigt nun beispielhaft wie durch gezielte Krafteinwirkung während einer Schließ- oder Öffnungsbewegung die Reibung oder Kollisionsgefahr zwischen den Tauchkanten der Werkzeugteile zu verringern ist und/oder die Dichtwirkung von Tauchkanten oder ähnlichen Dichtmitteln während des Herstellungsprozesses zu verstärken wäre. Figure 12 shows a device according to a third embodiment in which the correction device 8 is arranged between the two clamping plates for the tool parts. This can be designed as outside of the mold 2, preferably double-acting, cylinder which press or pull the clamping plates 5 and 7 in the closing or compression position of the device apart, while the printing device 1 1, analogous to Figure 6, applies the clamping force. Hereby, the bending line B of a device could be selectively influenced. Especially the last embodiment is intended to show that the invention is not limited to the illustrated embodiments, but there are a variety of ways to provide a correction device 8 in the device to affect the bending line B, the flow process F and / or the gap width SW , FIG. 13 shows, by way of example, how to reduce the friction or risk of collision between the dipping edges of the tool parts by targeted application of force during a closing or opening movement and / or to increase the sealing effect of dipping edges or similar sealing means during the production process.
Hierzu ist in Figur 13a übertrieben dargestellt, wie durch die vektorielle Krafteinwirkung auf die Aufspannplatte 5 oben das Werkzeugteil 4 so verbogen wird, dass sich die Tauchkanten 9, in der Realität sehr gering, nach innen krümmen. Gleichzeitig kann, wenn eine entsprechende Korrekturvorrichtung 8 vorgesehen ist, die untere  For this purpose, exaggerated in Figure 13a, as shown by the vectorial force on the platen 5 above the tool part 4 is bent so that the dipping edges 9, in reality, very little curve inward. At the same time, if a corresponding correction device 8 is provided, the lower
Aufspannplatte 7 und/oder das Werkzeugteil 4 so mit Kräften (nicht dargestellt) beaufschlagt werden, dass sich die Tauchkanten 9 nach außen biegen, so dass geringere Reibung und somit fast kein Abrieb bei der Bewegung der Tauchkanten zueinander auftreten wird. Die horizontalen Pfeile stellen dabei nicht die einwirkenden Kräfte dar sondern sollen die sich verformenden Tauchkanten darstellen. Clamping plate 7 and / or the tool part 4 with forces (not shown) are acted upon, that bend the dipping edges 9 to the outside, so that less friction and thus almost no abrasion in the movement of the dipping edges will occur to each other. The horizontal arrows do not represent the forces acting but should represent the deforming dipping edges.
Gemäß der Erfindung und nach Figur 13b kann nun, gerade beim Fließpressen oder Injizieren von Harzsystem mit Hochdruck, die Dichtwirkung mit entsprechender Einleitung von Kräften (nicht dargestellt) im geschlossenen Zustand verstärkt werden, wenn die Tauchkanten oder die Bereiche mit Dichtungen, entsprechend zueinander gedrückt werden. According to the invention and according to FIG. 13b, the sealing action can now be reinforced in the closed state, especially when extruding or injecting high-pressure resin systems, with corresponding introduction of forces (not shown) when the dipping edges or the areas with seals are pressed in accordance with one another ,
Die Figuren 14 bis 17 zeigen den Ablauf eines D-RTM-Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffteiles 1. FIGS. 14 to 17 show the sequence of a D-RTM method for producing a plastic part 1.
Fig. 14 zeigt, dass mindestens zwei Werkzeugteile 4, 6 umfassende Formwerkzeug 2 einer RTM-Anlage in einer geöffneten Stellung A. Dabei sind das obere Werkzeugteil (Patrize) 4 und das untere Werkzeugteil (Matrize) 6 dergestalt zueinander Fig. 14 shows that at least two tool parts 4, 6 comprehensive molding tool 2 of a RTM system in an open position A. In this case, the upper tool part (male) 4 and the lower tool part (die) 6 in such a way to each other
korrespondierend ausgebildet, dass diese in einer finalen Schließstellung eine der Endstellung des Kunststoffbauteils 1 entsprechende Kavität ausbilden, in welche später das Harzsystem injiziert wird. Um bei der Injektion des Harzes über einen Injektionsanschluss 17, zur Infiltrierung der Kavität des Formwerkzeuges 2, respektive der Faser-Vorform 3, das Formwerkzeug 2 dicht geschlossen zu halten, befindet sich zwischen Werkzeugoberteil 4 und Werkzeugunterteil 6 wenigstens eine, insbesondere Elastomere enthaltende, Hauptdichtung. Ja nach Aufbau der Werkzeugteile 4 und 6 können, wie in Fig. 1 gezeigt, auch gegebenenfalls zwei oder mehr Dichtungen 15 und 19 vorgesehen sein, welche ein Werkzeugteil 4 mit dem anderen Werkzeugteil 6 abdichten. Für die vor der Infiltrierung erforderliche Evakuierung der Kavität ist in wenigstens einem Werkzeugteil 4, 6 wenigstens ein Vakuumanschluss 20 ausgebildet. formed correspondingly that they form in a final closed position one of the end position of the plastic component 1 corresponding cavity, in which later the resin system is injected. In order to keep the mold 2 tightly closed during the injection of the resin via an injection port 17 for infiltrating the cavity of the molding tool 2 or the fiber preform 3, at least one, in particular, is located between the tool upper part 4 and the tool lower part 6 Elastomer-containing, main seal. As shown in FIG. 1, depending on the design of the tool parts 4 and 6, two or more seals 15 and 19 may optionally be provided, which seal one tool part 4 with the other tool part 6. For evacuation of the cavity required before infiltration, at least one vacuum connection 20 is formed in at least one tool part 4, 6.
Fig. 15 zeigt das zweiteilige Formwerkzeug 2 einer RTM-Anlage aus Fig. 14 mit einer darin eingelegten vorgeformten - im Ausführungsbeispiel jedoch vereinfacht im FIG. 15 shows the two-part molding tool 2 of an RTM installation from FIG. 14 with a preformed insert inserted therein - but simplified in the exemplary embodiment
Wesentlichen eben gezeichneten - Faser-Vorform 3. Erkennbar ist, wie bereits in dieser optionalen Dichtstellung B die erst teilweise geschlossenen Werkzeugteile 4 und 6 über die untere umlaufende Dichtung 15 zueinander luftdicht verschließbar sind und die dadurch gebildete Kavität über eine wirkverbundene Öffnung durch den Essentially just drawn - fiber preform 3. It can be seen, as already in this optional sealing position B, the partially closed tool parts 4 and 6 on the lower circumferential seal 15 are closed airtight to each other and the cavity thus formed via an operatively connected opening through the
Vakuumanschluss 20 evakuierbar ist. Fig. 16 zeigt das zweiteilige Formwerkzeug 2 aus Fig. 15 in einer zweiten, weiter geschlossenen Injektionsstellung C, in der die Öffnung zu dem Vakuumanschluss 20 nunmehr durch die erste (untere) Dichtung 5 gegenüber der durch die Werkzeugteile 4, 6 gebildeten Kavität und die Werkzeugteile 4 und 6 zusätzlich durch eine zweite (obere) Dichtung 19 abgedichtet sind, so dass über den Vakuumanschluss 20 das Vakuum auch dann noch im Formwerkzeug 2 sicher gehalten werden kann, wenn die Werkzeugteile 4, 6 bereits in die Injektionsstellung für ein Einbringen des Harzsystems in die evakuierte Kavität verfahren wurden. Abhängig von der Höhe der Hauptdichtung kann eine Dichtung 15 ausreichend sein, wenn diese im Zuge des Fahrens der Werkzeugteile 4, 6 von der Dichtstellung B zur Injektionsstellung die Öffnung zum Vakuumanschluss 20 vollständig abdecken kann. Aber auch in diesem Sonderfall kann es sinnvoll sein eine zweite Dichtung 19 vorzusehen. Damit ist die Gefahr Vacuum port 20 is evacuated. Fig. 16 shows the two-part mold 2 of FIG. 15 in a second, more closed injection position C, in which the opening to the vacuum port 20 now by the first (lower) seal 5 against the cavity formed by the tool parts 4, 6 and Tool parts 4 and 6 are additionally sealed by a second (upper) seal 19, so that via the vacuum port 20, the vacuum can still be held securely in the mold 2, when the tool parts 4, 6 already in the injection position for introducing the resin system were moved into the evacuated cavity. Depending on the height of the main seal, a seal 15 may be sufficient if, in the course of driving the tool parts 4, 6 from the sealing position B to the injection position, it can completely cover the opening to the vacuum port 20. But even in this special case, it may be useful to provide a second seal 19. That's the danger
unerwünschter Lufteinschlüsse im Kunststoffbauteil 1 stets vermieden, da selbst bei einer geringen Undichtigkeit der ersten Dichtung 15 über die zweite Dichtung 19 der Luftabschluss vor und während des RTM-Prozesses erhalten bleiben kann. Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn in der RTM-Anlage insbesondere ein HP- DRTM Prozess durchgeführt wird, also erst in der Endstellung die Werkzeugteile 4 und 6 auf ein definiertes Spaltmaß geschlossenen werden, um das injizierte Harz ohne nennenswerte Fließwiderstände in die Faser-Vorform 3 vollständig einzubringen und zu verdichten. Fig. 17 zeigt das zweiteilige Formwerkzeug 2 aus Fig. 16 in der dritten, finalen unwanted air pockets in the plastic component 1 always avoided because even with a small leakage of the first seal 15 via the second seal 19, the air seal can be preserved before and during the RTM process. This is advantageous in particular when an HP-DRTM process is carried out in the RTM system, ie when the tool parts 4 and 6 are closed to a defined gap size only in the end position in order to inject the injected resin into the fiber without significant flow resistance. Completely introduce and compact preform 3. Fig. 17 shows the two-part mold 2 of Fig. 16 in the third, final
Endstellung D, in welcher die von den Werkzeugteilen 4 und 6 belassene Kavität nunmehr der gewünschten Bauteildicke des zu fertigenden Kunststoffbauteils 1 entspricht, so dass das zuvor injizierte Harz über die Fläche in die Poren und End position D, in which the cavity left by the tool parts 4 and 6 now corresponds to the desired component thickness of the plastic component 1 to be manufactured, so that the resin previously injected over the area into the pores and
Zwischenräume der Faser-Vorform 3 eingepresst wurde. Das beim HP-DRTM- Verfahren überschüssig injizierte Harz wird dabei über einen Harzauslass 8 aus der Kavität ausgepresst. In einer separaten Übersicht nach Figur 18 sind eine Auswahl an Mittel zur Steuerung des Fließprozesses im Zuge der Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils 1 und eine beispielhafte Darstellung der Verbiegung eines Werkzeugteiles 6 zur Beeinflussung des Harzflusses während der Injektion in und/oder des Auspressens aus der Kavität dargestellt. Bevorzugt ist mit dem Vakuumanschluss 20 eine Intermediate spaces of the fiber preform 3 was pressed. The excessively injected resin in the HP-DRTM process is pressed out of the cavity via a resin outlet 8. In a separate overview of FIG. 18, a selection of means for controlling the flow process in the course of producing a fiber-reinforced plastic component 1 and an exemplary illustration of the bending of a tool part 6 for influencing the resin flow during injection into and / or out of the cavity are shown , Preferably, with the vacuum port 20 a
Vakuumvorrichtung 23 wirkverbunden, die mittels eines Ventils 25, von der Kavität entkoppelbar ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Vakuumanschluss 20 auch während der Injektionsstellung C oder Endstellung D mit der Kavität in Wirkverbindung steht. Auch am Injektionsanschluss 17 befindet sich ein Ventil 22, dass die Vacuum device 23 operatively connected, which can be decoupled from the cavity by means of a valve 25. This is particularly advantageous if the vacuum port 20 is also in operative connection with the cavity during the injection position C or end position D. Also at the injection port 17 is a valve 22 that the
Injektionsvorrichtung 21 vor zu hohem Drücken während dem Auspressen des Harzes aus der Kavität schützen soll.  Injection device 21 is to protect against excessive pressure during the extrusion of the resin from the cavity.
Bevorzugt ist während der Injektion des Harzes (Injektionsstellung C) der Harzauslass 18 durch ein Ventil 24 verschlossen. Alternativ oder in Kombination kann das Ventil steuerbar ausgeführt sein und wird einen Mindestdruck im Formwerkzeug einstellen, der vorgegeben wird. Somit kann das Ventil 24 während der Injektion des Harzes in die Kavität einen Mindestdruck vorgeben, aber auch einen Mindestdruck für das Preferably, during the injection of the resin (injection position C), the resin outlet 18 is closed by a valve 24. Alternatively or in combination, the valve can be designed controllable and will set a minimum pressure in the mold, which is specified. Thus, the valve 24 during the injection of the resin in the cavity specify a minimum pressure, but also a minimum pressure for the
Auspressen und das Nachdrücken einstellen. Das Ventil 24 wird vorzugsweise mit entsprechender Sensorik bzw. mit dem Steuermittel verbunden sein um die Press out and adjust the reprinting. The valve 24 will preferably be connected to the appropriate sensor or to the control means to the
entsprechenden Schaltungen in Abhängigkeit von Druck, Zeit und Menge corresponding circuits depending on pressure, time and quantity
durchzuführen. Es ist offensichtlich, dass beschriebenen Merkmale auch in einer Vielzahl vorkommen können, das gilt insbesondere für den Injektionsanschluss, den Harzauslass, die Werkzeugteile, Ventile und andere Mittel. perform. It is obvious that described features can also occur in a variety, this applies in particular to the injection port, the resin outlet, the tool parts, valves and other means.
Schlussendlich sei noch auf die Darstellung einer Einleitung von Kräften F in ein Werkzeugteil 4 verwiesen. Auch hier können im Tisch zum Aufspannen des Finally, reference should be made to the representation of an introduction of forces F into a tool part 4. Again, in the table for stretching the
Werkzeugteiles 6 Kurzhubzylinder angeordnet oder verbunden werden, die direkt oder indirekt an dem Werkzeugteil 6 angreifen können um dieses in bestimmten Situationen statisch oder dynamisch während dem Herstellungsprozess mit Kräften zu Tool part 6 short-stroke cylinder can be arranged or connected, which can attack directly or indirectly on the tool part 6 to this in certain situations statically or dynamically during the manufacturing process with forces
beaufschlagen. Vorzugsweise werden diese Stellmittel dazu benutzt um die apply. Preferably, these adjusting means are used to the
Maßhaltigkeit des Formwerkzeuges sicherzustellen. Auch kann vorgesehen sein, dass während der Injektion oder dem Austreiben des Harzes die Fließfront des Harzes durch Verbiegen des zumindest einen Werkzeugteiles unterstützt oder beeinflusst werden kann. To ensure dimensional accuracy of the mold. It can also be provided that during the injection or expulsion of the resin, the flow front of the resin can be supported or influenced by bending the at least one tool part.
Im dargestellten Beispiel nach Figur 18 wird dabei eine Verbiegung des In the example shown in FIG. 18, a bending of the
Werkzeugteiles durch externe Kräfte F eingestellt, die an der linken Seite drücken und an der rechten Seite des Werkzeugteiles ziehen, so dass die Kavität beispielhaft in Richtung des Harzauslasses 18 größer ist. Bevorzugt wird dies während der Injektion oder dem Auspressen zeitlich entsprechend eingesteuert. Natürlich wird am Ende des Auspressens bzw. während dem Aushärten des Harzes die Einleitung der Kräfte in das Werkzeugteil so eingestellt, dass die Maßhaltigkeit des Kunststoffbauteiles 1 gewährleistet ist. Tool part set by external forces F, which press on the left side and pull on the right side of the tool part, so that the cavity is exemplified in the direction of the resin outlet 18 is greater. This is preferably timed appropriately during the injection or the extrusion. Of course, at the end of the pressing or during the curing of the resin, the introduction of the forces in the tool part is adjusted so that the dimensional accuracy of the plastic component 1 is ensured.
Bezugszeichenliste: P1502 List of Reference Numerals: P1502
1 Kunststoffbauteil 15 14 Fließfront 1 plastic component 15 14 flow front
2 Formwerkzeug 15 Dichtung  2 mold 15 seal
3 Faser-Vorform 17 Injektionsanschluss3 fiber preform 17 injection port
4 Werkzeugteil 18 Harzauslass4 tool part 18 resin outlet
5 Aufspannplatte 19 Dichtung 5 clamping plate 19 seal
6 Werkzeugteil 20 20 Vakuumanschluss 6 Tool part 20 20 Vacuum connection
7 Aufspannplatte 21 Injektionsvorrichtung 8 Korrekturvorrichtung 22 Ventil 7 clamping plate 21 injection device 8 correction device 22 valve
9 Tauchkante 23 Vakuumvorrichtung 9 dipping edge 23 vacuum device
10 Presse 24 Ventil 10 press 24 valve
1 1 Druckvorrichtung 25 25 Ventil  1 1 pressure device 25 25 valve
12 Harzeinlass  12 resin inlet
F Fließprozess A offene StellungF flow process A open position
B Biegelinie B DichtstellungB Bend line B Sealing position
SW Spaltbreite C Injektionsstellung SW gap width C injection position
D Endstellung  D end position

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (1 ) mit einem fließfähigen Harzsystem in einem Formwerkzeug (2), welches zumindest zwei Werkzeugteile (4, 6) zur Bildung einer Kavität umfasst und einer Presse (10) mit einer Druckvorrichtung (1 1 ) zum Aufbringen eines Pressdruckes auf das 1 . Method for producing a fiber-reinforced plastic component (1) with a flowable resin system in a molding tool (2) comprising at least two tool parts (4, 6) for forming a cavity and a press (10) with a pressure device (1 1) for applying a Pressing pressure on the
Formwerkzeug (2) über Aufspannplatten (5, 7) für die Werkzeugteile (4, 6), wobei sich zumindest ein Werkzeugteil (4, 6) im Zuge des Herstellungsprozesses entlang einer Biegelinie (B) verformt und/oder  Forming tool (2) via clamping plates (5, 7) for the tool parts (4, 6), wherein at least one tool part (4, 6) deformed in the course of the manufacturing process along a bending line (B) and / or
das Harzsystem sich im Zuge des Herstellungsprozesses innerhalb der Kavität bewegt und dabei einen Fließprozess (F) ausbildet,  the resin system moves in the course of the manufacturing process within the cavity and thereby forms a flow process (F),
und schließlich innerhalb der Kavität ein faserverstärkten Kunststoffbauteil (1 ) mit zumindest eine Spaltweite (SW) der Kavität ausgeformt wird, dadurch  and finally within the cavity, a fiber-reinforced plastic component (1) with at least one gap width (SW) of the cavity is formed, characterized
gekennzeichnet, dass mit zumindest einer Korrekturvorrichtung (8) während des Herstellungsprozesses  characterized in that with at least one correction device (8) during the manufacturing process
- die Biegelinie (B) zumindest eines Werkzeugteiles (4, 6) und/oder  - The bending line (B) at least one tool part (4, 6) and / or
- der Fließprozess (F) und/oder  the flow process (F) and / or
- die Spaltweite (SW)  - the gap width (SW)
beeinflusst wird.  being affected.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen des Fließprozesses (F) und/oder der 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one sensor for continuously detecting the flow process (F) and / or the
Biegelinie (B) mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Korrekturvorrichtung (8) vorgesehen ist.  Bending line (B) with a control or regulating device for controlling or regulating the correction device (8) is provided.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as
Korrekturvorrichtung hydraulische und/oder pneumatische Stellglieder verwendet werden, welche in den Werkzeugteilen (4, 6), an der Presse (10) und/oder an der Aufspannplatte (5, 7) der Werkzeugteile (4, 6) wirkverbunden sind.  Correction device hydraulic and / or pneumatic actuators are used, which in the tool parts (4, 6), on the press (10) and / or on the clamping plate (5, 7) of the tool parts (4, 6) are operatively connected.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Druckvorrichtung (1 1 ) mit mehreren 4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in a printing device (1 1) with several
Stellgliedern zumindest ein Stellglied der Druckvorrichtung (1 1 ) als  Actuators at least one actuator of the printing device (1 1) as
Korrekturvorrichtung (8) verwendet wird. Correction device (8) is used.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite (SW) durch eine dynamische Anpassung der Spaltweite während des Herstellungsprozesses angepasst wird, 5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gap width (SW) is adjusted by a dynamic adjustment of the gap width during the manufacturing process,
insbesondere dergestalt, dass gegen Ende des Herstellungsprozesses der Fließwiederstand am größten ist.  in particular such that at the end of the manufacturing process the flow resistance is greatest.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegen Ende des Fließprozesses eine Druckverteilung und/oder eine Spaltweite (SW) eingestellt wird, bei der die Sollwandstärke des Kunststoffbauteils (1 ) erzielt wird. 6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that towards the end of the flow process, a pressure distribution and / or a gap width (SW) is adjusted, in which the desired wall thickness of the plastic component (1) is achieved.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließprozess des Harzsystems, insbesondere die Fließfront (14), aus den sich einstellenden Gegendrücken in der Druckvorrichtung (1 1 ), der Korrekturvorrichtung (8), über die aktuell gemessenen Spaltweiten (SW) und/oder das Volumen des Harzsystems berechnet wird und eine dynamische Anpassung der Druckverteilung erfolgt, um den Fließprozess (F) zu steuern. 7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the flow process of the resin system, in particular the flow front (14), from the self-adjusting counter pressures in the printing device (1 1), the correction device (8), over the currently measured Gap widths (SW) and / or the volume of the resin system is calculated and a dynamic adjustment of the pressure distribution takes place in order to control the flow process (F).
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem IRTM-Verfahren zu Beginn des Injektionsprozesses im Bereich zumindest eines Harzeinlasses (12) die 8. The method according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that in an IRTM process at the beginning of the injection process in the region of at least one resin inlet (12) the
Spaltweite (SW) durch entsprechende Ansteuerung der Korrekturvorrichtung (8) vergrößert wird.  Slit width (SW) by appropriate control of the correction device (8) is increased.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem CRTM-Verfahren während der Injektionsphase und/oder während der Kompressionsphase der Fließprozess beeinflusst wird. 9. The method according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that in a CRTM process during the injection phase and / or during the compression phase, the flow process is influenced.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem DRTM-Verfahren während der Injektionsphase und/oder während dem Auspressen des Harzes aus der Kavität der Fließprozess beeinflusst wird. 10. The method according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that in a DRTM method during the Injection phase and / or during the extrusion of the resin from the cavity of the flow process is influenced.
1 1 . Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Fließpressverfahren eines Harzsystems mit eingemischten Fasern die Spaltweite (SW) im Wesentlichen im Zentrum des Harzsystems die kleinste Spaltweite (SW) eingesteuert wird und die Spaltweite (SW) von diesem Punkt aus, vorzugsweise in alle Richtungen, zum Rand der Kavität hin die Spaltweite (SW) größer ist als die Sollwandstärke des 1 1. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in an extrusion molding process of a resin system with mixed fibers, the gap width (SW) substantially in the center of the resin system, the smallest gap width (SW) is controlled and the gap width (SW) from this point , Preferably in all directions, to the edge of the cavity towards the gap width (SW) is greater than the desired wall thickness of
Kunststoffbauteils (1 ) und diese Differenz zum Ende des Pressenzyklus zunehmend verkleinert und auf null geführt wird.  Plastic component (1) and this difference increasingly reduced at the end of the press cycle and is led to zero.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtwirkung, insbesondere der Tauchkante (9) und/oder verwendeter Elastomerdichtungen, zwischen den Werkzeugteilen (4, 6) durch einen Einfluss auf die Biegelinie zumindest eines Werkzeugteiles (4, 6) verbessert wird. 12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sealing effect, in particular the dipping edge (9) and / or elastomeric seals used, between the tool parts (4, 6) by an influence on the bending line at least one tool part (4, 6) is improved.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Bewegen der Werkzeugteile (4, 6) zueinander die Biegelinie (B) zumindest eines Formwerkzeugteils derart eingestellt wird, dass eine Kollision der korrespondierenden Tauchkanten zweier Werkzeugteile (4, 6) und/oder der Verschleißes an den Tauchkanten (9) durch Verringerung der Reibung minimiert wird. 13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that during the movement of the tool parts (4, 6) to each other, the bending line (B) is set at least one mold part such that a collision of the corresponding dipping edges of two tool parts (4, 6 ) and / or the wear on the dipping edges (9) is minimized by reducing the friction.
14. Vorrichtung zum Herstellen eines faserverstärkten Kunststoffbauteils (1 ) mit einem fließfähigen Harzsystem in einem Formwerkzeug (2), welches zumindest zwei Werkzeugteile (4, 6) zur Bildung einer Kavität umfasst, in einer Presse (10) mit einer Druckvorrichtung (1 1 ) zum Aufbringen eines Pressdruckes auf das Formwerkzeug (2) über Aufspannplatten (5, 7) für die Werkzeugteile (4, 6), wobei sich zumindest ein Werkzeugteil (4, 6) im Zuge des Herstellungsprozesses entlang einer Biegelinie (B) verformt und/oder 14. Device for producing a fiber-reinforced plastic component (1) with a flowable resin system in a molding tool (2), which comprises at least two tool parts (4, 6) for forming a cavity, in a press (10) with a printing device (1 1) for applying a pressing pressure to the molding tool (2) via clamping plates (5, 7) for the tool parts (4, 6), wherein at least one tool part (4, 6) deforms along a bending line (B) during the manufacturing process and / or
das Harzsystem sich im Zuge des Herstellungsprozesses innerhalb der Kavität bewegt und dabei einen Fließprozess (F) ausbildet, und schließlich innerhalb der Kavität ein faserverstärkten Kunststoffbauteil (1 ) mit zumindest eine Spaltweite (SW) der Kavität ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Herstellungsprozesses zur Beeinflussungthe resin system moves in the course of the manufacturing process within the cavity and thereby forms a flow process (F), and finally within the cavity a fiber-reinforced plastic component (1) having at least one gap width (SW) of the cavity is formed, characterized in that during the manufacturing process for influencing
- der Biegelinie (B) eines Werkzeugteiles (4, 6) und/oder - The bending line (B) of a tool part (4, 6) and / or
- des Fließprozess (F) und/oder  - the flow process (F) and / or
- der Spaltweite (SW) der Kavität zwischen den Werkzeugteilen (4, 6) eine Korrekturvorrichtung (8) angeordnet ist.  - The gap width (SW) of the cavity between the tool parts (4, 6) a correction device (8) is arranged.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen des Fließprozesses (F), der Biegelinie (B) und/oder der Spaltweite (SW) mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der Korrekturvorrichtung (8) angeordnet ist. 15. The apparatus according to claim 14, characterized in that at least one sensor for continuously detecting the flow process (F), the bending line (B) and / or the gap width (SW) with a control or regulating device for controlling or regulating the correction device (8 ) is arranged.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass als16. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that as
Korrekturvorrichtung (8) hydraulische und/oder pneumatische Stellglieder in den Werkzeugteilen (4, 6), an der Presse (10) und/oder an der Aufspannplatte (5, 7) der Werkzeugteile (4, 6) angeordnet sind. Correction device (8) hydraulic and / or pneumatic actuators in the tool parts (4, 6), on the press (10) and / or on the clamping plate (5, 7) of the tool parts (4, 6) are arranged.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Druckvorrichtung (1 1 ) mit mehreren Stellgliedern für ein Werkzeugteil (4, 6) zumindest ein Stellglied der Druckvorrichtung (1 1 ) geeignet ist als 17. The apparatus of claim 14, 15 or 16, characterized in that in a printing device (1 1) with a plurality of actuators for a tool part (4, 6) at least one actuator of the printing device (1 1) is suitable as
Korrekturvorrichtung (8) verwendet zu werden, insbesondere durch die Eignung zur Einleitung einer anderen Kraft als die Stellglieder der Druckvorrichtung (1 1 ).  Correction device (8) to be used, in particular by the ability to initiate a force other than the actuators of the printing device (1 1).
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zum fortlaufenden Erfassen der Lage der Tauchkanten (9) mit einer Steuer- oder Regelungsvorrichtung zur Steuerung oder Regelung der 18. The apparatus according to claim 14, characterized in that at least one sensor for continuously detecting the position of the dipping edges (9) with a control or regulating device for controlling or regulating the
Korrekturvorrichtung (8) angeordnet ist.  Correction device (8) is arranged.
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