專利名稱：用于制造異型的半成品的成形裝置、具有這樣的成形裝置的設(shè)備以及用于制造異型的半 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的涉及一種用于使平面的半成品成形為異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成 品或纖維復(fù)合塑料材料(FVK)半成品的成形裝置；一種用于通過(guò)由干燥纖維材料或預(yù)浸材 料組成的半成品制造異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成品的設(shè)備，其具有這樣的成形裝置； 以及一種用于通過(guò)由干燥纖維材料或預(yù)浸材料組成的半成品制造異型的FVW半成品的方 法，所述半成品沿其縱向方向移動(dòng)通過(guò)成形裝置。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于裝置或方法的半成品為用于纖維復(fù)合材料構(gòu)件的預(yù)產(chǎn)品，例如預(yù)浸料、混 合織物、以膜層積法預(yù)制的幅面、用樹脂浸漬或涂層的織物或纖維層或它們的組合體。制造 的半成品能夠?yàn)橹瞥傻腇VW構(gòu)件，所述FVW構(gòu)件與其它構(gòu)件組裝，或者半成品能夠?yàn)轭A(yù)成型 件，所述預(yù)成型件能夠進(jìn)行繼續(xù)加工步驟，例如繼續(xù)的變形或硬化。拉擠法為拉拔持續(xù)生產(chǎn)方法，在所述拉拔持續(xù)生產(chǎn)方法中，半成品以纖維或纖維 織物的形式成形為型材件。纖維或纖維織物能夠在拉擠工具前或內(nèi)用液態(tài)塑料浸潤(rùn)。然后 織物幅面或纖維借助拉擠工具，例如借助于型芯或類似件，以型材件的希望的形狀成型。為 了硬化，借助于加熱裝置加熱已異型的纖維和織物幅面。然后，至少部分地硬化了的型材件 通過(guò)拉拔裝置，借助所述拉拔裝置連續(xù)地脫去型材件。最后，型材件能夠被鋸成單件。DE 4017978 Al說(shuō)明了一種用于借助兩部分或多部分的模壓機(jī)由熱塑性塑料半成 品制造異型的零件(型材PR)的裝置，所述模壓機(jī)的部分形成加熱區(qū)(HZ)、擠壓區(qū)(PZ)和 冷卻區(qū)(KZ)，其中由模壓機(jī)的部分形成的縫隙的形狀從原始型材(矩形的橫截面)持續(xù)地 變化成所希望的型材(PR)。DE 19754381 Al公開了一種用于制造型材件的方法，尤其是拉擠法，其中多數(shù)纖 維和/或一個(gè)或多個(gè)織物幅面用液態(tài)塑料連續(xù)地浸潤(rùn)，并且根據(jù)型材件成型，其中纖維和/ 或織物幅面和/或液態(tài)塑料受到振動(dòng)，以便消除在纖維和/或織物幅面和/或中間空隙內(nèi) 的縮孔或缺陷處。織物幅面由輥?zhàn)踊蝾愃萍归_，并且供給連接裝置。纖維也通過(guò)另外的引 導(dǎo)裝置供給該連接裝置。借助連接裝置，使纖維和織物幅面放置到一起并且相互連結(jié)。在 連接裝置后面設(shè)置有工具，經(jīng)連接的纖維和織物幅面供給所述工具。工具例如能夠?yàn)樾托?或類似件。借助工具，使纖維連同織物幅面一起成型。尤其是使纖維和織物幅面形成褶皺。 工具構(gòu)成為，使得在纖維和幅面變形后獲得型材件的所希望的形狀。WO 2007/107007公開了一種拉擠裝置，其具有三個(gè)相互熱絕緣的熱區(qū)，借助所述 熱區(qū)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的溫度分布，以便使通過(guò)拉擠裝置的半成品成形并且緊接著硬化。從DE $0 17 978 Al中已知一種用于制造異型的部分的裝置，在所述裝置中使用 具有加熱區(qū)、擠壓區(qū)和冷卻區(qū)的模壓機(jī)，其中由模壓機(jī)的部分形成的縫隙的形狀從原始型 材持續(xù)地變化成所希望的型材。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種成形裝置，一種拉擠設(shè)備和一種用于低成本地制造具 有最佳的質(zhì)量的纖維增強(qiáng)型材。根據(jù)本發(fā)明，該目的借助獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。另外的實(shí)施形式在與這 些獨(dú)立權(quán)利要求相關(guān)的從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于使平面的，也就是說(shuō)可卷繞的或帶狀的半成品成形為 異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成品的成形裝置或成形工具或拉擠裝置，其中成形裝置具 有 帶有第一成形表面的下面的工具件和帶有面向第一成形表面的第二成形表面 的上面的工具件，成形表面形成用于使半成品沿進(jìn)給方向移動(dòng)所通過(guò)的拉擠通道或通道， 其中成形表面的橫向于半成品的進(jìn)給方向延伸的橫截面的輪廓，從位于成形裝置的輸入?yún)^(qū) 域內(nèi)的輪廓連續(xù)地變化為位于成形裝置的輸出區(qū)域內(nèi)的輪廓，使得移動(dòng)通過(guò)成形裝置的半 成品能夠從第一型材橫截面轉(zhuǎn)化為在輸出區(qū)域內(nèi)的規(guī)定型材橫截面。 沿進(jìn)給方向看，位于輸入?yún)^(qū)域后面的引入?yún)^(qū)域內(nèi)的加熱裝置。在此，成形裝置尤其具有控制和調(diào)節(jié)裝置，所述控制和調(diào)節(jié)裝置具有用于調(diào)節(jié)加 熱裝置的操縱裝置，并且與設(shè)置在引入?yún)^(qū)域內(nèi)的加熱裝置以及與設(shè)置在引入?yún)^(qū)域內(nèi)的用于 接收溫度值的溫度傳感器功能性地連接，并且在所述控制和調(diào)節(jié)裝置中設(shè)置有具有用于調(diào) 節(jié)引入?yún)^(qū)域內(nèi)的溫度的調(diào)節(jié)功能的功能模塊，所述控制和調(diào)節(jié)裝置基于溫度值測(cè)定用于傳 送給加熱裝置的控制信號(hào)，并且將其發(fā)送給該加熱裝置，以便調(diào)節(jié)引入?yún)^(qū)域內(nèi)的溫度。此外，成形裝置能夠具有用于實(shí)現(xiàn)半成品(2)在成形裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)裝置。在此能夠提出，控制和調(diào)節(jié)裝置與用于實(shí)現(xiàn)半成品(2)在成形裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置功能性地連接，并且基于在輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的溫度值和額定溫度測(cè)定用于實(shí)現(xiàn) 半成品(2)在成形裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)，并且將其發(fā)送給該驅(qū)動(dòng)
直ο根據(jù)成形裝置的另一個(gè)實(shí)施例，該成形裝置具有調(diào)節(jié)裝置和與該調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠使工具半中的至少一個(gè)在施加壓力的情況下，相對(duì)于相應(yīng)的 另一個(gè)工具半運(yùn)動(dòng)，以用于打開和閉合成形裝置，使得工具半能夠作為擠壓工具工作。在 此，尤其能夠提出，成形裝置具有用于測(cè)定用于使工具件閉合的力的信號(hào)的傳感器，并且功 能模塊與傳感器功能性地連接，并且基于用于工具件相對(duì)彼此的閉合的額定力，測(cè)定用于 操縱調(diào)節(jié)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)，并且將其發(fā)送給所述調(diào)節(jié)裝置，借助所述信號(hào)使額定力 保持在預(yù)先確定的界限內(nèi)。尤其能夠設(shè)有調(diào)節(jié)裝置和與調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的驅(qū)動(dòng)裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行器，所述 驅(qū)動(dòng)裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行器能夠使工具半中的至少一個(gè)在施加壓力的情況下，相對(duì)于相 應(yīng)的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)，以用于打開和閉合成形裝置，使得工具半能夠作為擠壓工具工作?？刂坪?調(diào)節(jié)裝置，所述控制和調(diào)節(jié)裝置與和調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的驅(qū)動(dòng)裝置功能性地連接，尤其能夠具 有與驅(qū)動(dòng)裝置的接口，所述驅(qū)動(dòng)裝置用于將半成品輸送到成形裝置并且具有設(shè)置在引入?yún)^(qū) 域內(nèi)的溫度傳感器。在控制和調(diào)節(jié)裝置中，也能夠設(shè)置有功能模塊，借助所述功能模塊能夠 進(jìn)行在引入?yún)^(qū)域內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)，并且借助所述功能模塊，測(cè)定用于依據(jù)半成品的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 的速度來(lái)打開和閉合成形裝置的信號(hào)，并且能夠?qū)y(cè)定到的打開和閉合指令傳送給驅(qū)動(dòng)裝置。功能模塊能夠具有用于測(cè)定用于使工具件閉合的力的信號(hào)的功能，并且能夠?qū)y(cè) 定到用于力的值傳送給驅(qū)動(dòng)裝置。成形裝置的在設(shè)置在引入?yún)^(qū)域內(nèi)加熱裝置尤其能夠?yàn)檎駝?dòng)裝置，借助所述振動(dòng)裝 置能夠使至少一個(gè)成形表面的區(qū)域進(jìn)行振動(dòng)，以便借助于摩擦熱加熱半成品。溫度傳感器能夠?yàn)楦邷赜?jì)或熱電偶?？商娲蚩筛郊拥氖?，加熱裝置能夠具有感應(yīng)裝置，借助所述感應(yīng)裝置能夠加熱 半成品。此外，成形裝置能夠具有用于變形區(qū)域的第二加熱裝置以及用于位于輸出區(qū)域的 硬化區(qū)域的第三加熱裝置，其中沿進(jìn)給方向看，變形區(qū)域位于硬化區(qū)域的前面，并且在變形 區(qū)域和硬化區(qū)域分別設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與控制和調(diào)節(jié)裝置連接，并且控 制和調(diào)節(jié)裝置的功能模塊具有在第二和第三加熱裝置上的溫度調(diào)節(jié)和操縱。調(diào)節(jié)裝置能夠設(shè)計(jì)為，使得在工具件相互閉合的情況下，能夠調(diào)節(jié)工具件的位置， 以用于改變拉擠通道的形狀。在這些實(shí)施形式中，替代或除了不連續(xù)的或準(zhǔn)連續(xù)的模式的實(shí)施外，能夠提出，控 制和調(diào)節(jié)裝置的功能模塊具有如下功能，借助所述功能，在預(yù)先確定的時(shí)間點(diǎn)上或者在由 控制和調(diào)節(jié)裝置確定的時(shí)間點(diǎn)上，工具件相互分開并且再次運(yùn)動(dòng)到一起，其中在工具件的 相互分開的狀態(tài)下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置的操縱，實(shí)現(xiàn)半成品的運(yùn)動(dòng)，并且在工具件的相互分開的 狀態(tài)下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置的操縱，保持半成品的運(yùn)動(dòng)。成形裝置也能夠具有導(dǎo)軌，借助所述導(dǎo)軌能夠?qū)氤善返膫?cè)面的邊緣部分至少導(dǎo) 入工具的區(qū)域內(nèi)。在此，導(dǎo)軌能夠設(shè)置在工具的外部。此外根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于通過(guò)由干燥纖維材料和預(yù)浸材料組成的半成品制 造異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成品的設(shè)備，其具有如本發(fā)明的成形裝置和用于將半成品 導(dǎo)入成形裝置的驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)本發(fā)明，也提出一種用于通過(guò)由干燥纖維材料和預(yù)浸材料組成的半成品制造 異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成品的方法，所述半成品沿其縱向方向移動(dòng)通過(guò)成形裝置。 該方法具有如下步驟 半成品在載膜上沿成形裝置的縱向方向，在工具件的相互面向的成形輪廓之間 移動(dòng)通過(guò)，所述工具件的橫截面的成形輪廓從在輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的橫截面輪廓連續(xù)變化為在輸 出區(qū)域內(nèi)的成形輪廓； 在成形裝置的引入?yún)^(qū)域中的支承件進(jìn)行振動(dòng)，使得由于在支承件和半成品之間 產(chǎn)生的摩擦熱，半成品處于可變形的狀態(tài)，其中依據(jù)半成品的溫度來(lái)調(diào)節(jié)半成品的運(yùn)動(dòng)速度。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，尤其能夠提出，在半成品連續(xù)運(yùn)動(dòng)期間，工具件間隔性地 內(nèi)打開，并且再次達(dá)到它們的變形距離，其中基于打開和閉合指令，依據(jù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度通 過(guò)控制和調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)成形裝置的打開和閉合。根據(jù)本發(fā)明也能夠提出，成形裝置基于打開和閉合指令依據(jù)至少一個(gè)測(cè)量到的溫 度通過(guò)控制和調(diào)節(jié)裝置打開，并且以預(yù)定的壓力閉合，其中在成形裝置的閉合狀態(tài)期間，中 止半成品的運(yùn)動(dòng)。在此能夠提出，在半成品的運(yùn)動(dòng)中止期間，依據(jù)時(shí)間和/或溫度來(lái)調(diào)節(jié)在引入?yún)^(qū)、主變形區(qū)和硬化區(qū)中的溫度。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通常能夠提出，半成品在移動(dòng)通過(guò)成形裝置時(shí)，從初始狀 態(tài)成形為Ω形型材(帽形型材)。
下面借助于附圖闡述實(shí)施例，附圖示出 圖1示出具有用于實(shí)施根本發(fā)明的方法的成形裝置的設(shè)備的示意圖； 圖2a示出具有下面的和上面的工具件的成形裝置或拉擠工具的實(shí)施形式的沿 縱向方向觀察的示意的立體圖； 圖2b示出在圖2a中示出的成形裝置的實(shí)施形式的從斜上方觀察的示意的橫截 面圖；以及 圖3示出具有成形輪廓的下面的工具件的從斜上方觀察的立體圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，半成品2沿進(jìn)給方向V通過(guò)具有輪廓的工具或具有在輸入側(cè)Ll處的 輸入?yún)^(qū)域3和在輸出側(cè)L2處的在縱向方向L上與該輸入?yún)^(qū)域遠(yuǎn)離的輸出區(qū)域4的成形裝 置10，使得進(jìn)給方向V相應(yīng)地處于成形裝置1的縱向方向L上。成形裝置或拉擠裝置1為拉擠設(shè)備A的部分，并且由具有第一成形表面Ila的下 面的工具件11和具有面向第一成形表面Ila的第二成形表面12a的上面的工具件12形 成。成形表面lla、12a的橫向于進(jìn)給方向V延伸的橫截面的輪廓從位于輸入?yún)^(qū)域E內(nèi)的輪 廓KE連續(xù)地變化為位于輸出區(qū)域A內(nèi)的輪廓KA。成形表面11a、12a輪廓KE和輪廓KA以 及在它們時(shí)間的連續(xù)過(guò)渡部，以及因此由它們?cè)诔尚窝b置1閉合時(shí)釋放型芯或拉擠通道10 的構(gòu)造設(shè)計(jì)為，使得半成品2能夠從第一或最初的型材橫截面轉(zhuǎn)化為規(guī)定型材橫截面，具 有所述最初的型材橫截面的半成品2被供給成形裝置1，具有所述規(guī)定型材橫截面的半成 品2被供給繼續(xù)加工裝置。工具半11、12相互在施加壓力的情況下可借助于調(diào)節(jié)裝置和與該調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián) 的驅(qū)動(dòng)裝置相互運(yùn)動(dòng)，使得工具半能夠作為擠壓工具工作。因此，根據(jù)本發(fā)明的成形裝置1 構(gòu)成為擠壓成形工具。上面的工具件最好可相對(duì)于下面的工具件平移地運(yùn)動(dòng)。也能夠提出，上面的工具 件在空間上可相對(duì)于下面的工具件運(yùn)動(dòng)。因此能夠調(diào)節(jié)間隙程度。因此，此外工具件能夠 在拉擠過(guò)程期間相互運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)打開和閉合，以便輔助傳送過(guò)程。此外能夠提出，在應(yīng) 用預(yù)先確定的力的情況下實(shí)現(xiàn)工具的閉合，以便以預(yù)先確定的方式進(jìn)行通過(guò)成形裝置的半 成品2的擠壓。此外，在工具件的相互面向的側(cè)面11a、12a上，這些工具件能夠具有用于容納輪 廓面插入件的容納裝置，使得在成形裝置1內(nèi)能夠插入具有不同的成形的輪廓面或輪廓分 布的可更換的零件，并且因此可制造不同類型的型材。作為半成品2，設(shè)有平面的，也就是說(shuō)平的或者帶狀的或墊狀的由干燥纖維材料或 預(yù)浸材料組成的預(yù)纖維織物。在此，作為纖維能夠考慮由酰胺、玻璃、碳、硅或石墨組成的抗 拉的且不易彎曲的纖維。在使用預(yù)浸半成品，即用基體樹脂預(yù)浸漬的半成品時(shí)，紡織纖維或織物已經(jīng)配有基體材料。在使用干燥纖維材料時(shí)，該材料在導(dǎo)入成形裝置1之前配有基體 材料。在此，例如能夠提出，干燥纖維材料通過(guò)具有基體材料的浸漬池，或者通過(guò)浸潤(rùn)或噴 灑配有基體材料。在半成品通過(guò)成形裝置1后，具有基體材料的半成品2通過(guò)適合的溫度 和/或適合的壓力的作用硬化。埋入基體材料內(nèi)的纖維促使待制造的的復(fù)合材料的增強(qiáng)。 作為基體材料能夠使用如不飽和聚酯樹脂(UP)、環(huán)氧樹脂(EP)或乙烯基酯(VE)的熱固性 塑料材料，或者如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)的熱塑性塑料材料。拉擠設(shè)備A具有用于將半成品2s供給或進(jìn)給成形裝置1的驅(qū)動(dòng)裝置20。該驅(qū)動(dòng) 裝置能夠包括輥?zhàn)域?qū)動(dòng)器，在輥?zhàn)臃聪蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，半成品2向前，也就是說(shuō)朝成形裝置1的方 向移動(dòng)，其中輥?zhàn)拥膲壕o力以輥?zhàn)拥奶匦栽O(shè)為，使得阻止半成品在其供給時(shí)的滑過(guò)。在此， 在一側(cè)和/或兩側(cè)能夠設(shè)有由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輥，也就是說(shuō)位于待驅(qū)動(dòng)的半成品的兩側(cè)上 的輥?zhàn)印］佔(zhàn)又械囊粋€(gè)或多個(gè)能夠是彈性支承的，以便持續(xù)地在半成品2上施加規(guī)定的壓 緊力。驅(qū)動(dòng)裝置能夠是速度控制和/或功率控制的。此外，輥?zhàn)幽軌蚴强杉訜岷?或可冷 卻的。驅(qū)動(dòng)裝置20也能夠?yàn)樽トC(jī)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)裝置例如能夠構(gòu)成有兩個(gè)抓具，其中一個(gè) 抓具與半成品2接合，以用于移走半成品，而另一個(gè)抓具后移，以便抓取在反向于移走方向 的位置上的半成品2。在此，也能夠使用兩個(gè)以上的抓具。這樣的抓取機(jī)構(gòu)也能夠以與所述 輥?zhàn)域?qū)動(dòng)器組合的方式使用?？商娲蚩筛郊拥氖?，也能夠使用具有兩個(gè)傳送帶的帶式機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所 述傳送帶在其運(yùn)動(dòng)中帶走半成品2，并且以這種方式移走半成品2。在此能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)帶或 者僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)帶。帶能夠是彈性支承的，從而帶可與加熱或冷卻裝置耦聯(lián)，以便加熱或冷卻 帶中的至少一個(gè)，并且在半成品2中，尤其是在移走期間，導(dǎo)致溫度變化。進(jìn)給控制裝置也能夠與驅(qū)動(dòng)裝置耦聯(lián)，以便控制、調(diào)節(jié)或促使半成品運(yùn)動(dòng)的速度。拉擠設(shè)備A可選地能夠具有用于在半成品2上安裝基體材料的裝置30。在此，裝 置30能夠?yàn)榻n池、噴灑裝置或浸潤(rùn)裝置，半成品2通過(guò)所述浸漬池。在噴灑裝置或浸潤(rùn) 裝置的情況下，尤其是纖維，但是可替代或可附加的是，也能夠是織物幅面，用液態(tài)的塑料 或基體材料浸潤(rùn)。這能夠例如在下述工具前獨(dú)立地進(jìn)行。塑料例如能夠?yàn)榄h(huán)氧樹脂、聚酯、 乙烯基酯、丙烯酸或類似材料。此外，實(shí)現(xiàn)了具有三個(gè)不同的加熱區(qū)的拉擠工具。為此，具有第二工具輪廓面的上 面的工具件12以沿縱向方向L依次設(shè)置的三個(gè)工具件部分51、52、53形成。第一 51、第二 52和第三53工具件部分分別具有第一、第二或第三加熱裝置，其中 在縱向方向或沿縱向方向看，第一加熱裝置位于輸入?yún)^(qū)域E的后面，并且第三加熱裝置位 于輸入?yún)^(qū)域E上或前。沿縱向方向L看，第二加熱裝置或第二工具件部分52位于第一和第 三加熱裝置之間。第一加熱裝置設(shè)置在位于輸入?yún)^(qū)域E處的引入?yún)^(qū)域中。該加熱裝置構(gòu)成為，使得 借助該加熱裝置，半成品能夠處于可變形的塑性狀態(tài)下。該加熱裝置可構(gòu)成為振動(dòng)裝置。 為此，在輸入?yún)^(qū)域E中設(shè)置有可進(jìn)行振動(dòng)的支承件?？蛇M(jìn)行振動(dòng)的支承件能夠設(shè)置在第一 成形表面Ila上和/或第二成形表面12a上?？蛇M(jìn)行振動(dòng)的支承件也能夠?yàn)橄旅娴墓ぞ呒?11的沿縱向方向L延伸的部分15，并且在此為第一輪廓表面Ila的沿縱向方向L延伸的部 分?？商娲蚩筛郊拥氖?，可進(jìn)行振動(dòng)的支承件能夠?yàn)樯厦娴墓ぞ呒?2沿縱向方向L延伸
8的部分16，所述部分具有第一輪廓表面Ila的沿縱向方向L延伸的部分。通過(guò)表面部分與 半成品的位于其上面的表面部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和/或通過(guò)相應(yīng)的工具件的位于對(duì)面的表面 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在半成品中產(chǎn)生摩擦熱。根據(jù)本發(fā)明提供振動(dòng)，使得配有基體材料的半成品被 足夠地加熱，以致該半成品處于可變形的狀態(tài)。在可替代的實(shí)施形式中，振動(dòng)板安裝在第一成形表面Ila上，并且/或者相對(duì)于成 形表面12a可移動(dòng)地安裝在第二成形表面12a內(nèi)。至少一個(gè)振動(dòng)板被電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，并且構(gòu)成為，使得該振動(dòng)板能夠?qū)氤善?加熱至 超過(guò)基體材料的熔融溫度。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于，確保半成品2的連續(xù)的溫度分布，而不出現(xiàn)溫度驟變?？商娲蚩筛郊拥氖?，第一加熱裝置能夠?yàn)樵O(shè)置在下面和/或上面的工具件內(nèi)的 感應(yīng)線圈。根據(jù)本發(fā)明，第二區(qū)為主變形去。相應(yīng)地，第二加熱裝置實(shí)現(xiàn)為，使得能夠在半成 品內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的變形溫度。第二加熱裝置能夠設(shè)置在下面的工具件和/或上面的工具件 內(nèi)，并且例如具有紅外輻射器、激光器、微波或無(wú)線電波加熱器、超聲波裝置和/或感應(yīng)線 圈作為熱氣裝置。在硬化區(qū)53內(nèi)集成有壓熱器，以便能夠在硬化區(qū)內(nèi)使半成品硬化。每個(gè)區(qū)最好設(shè)有帶有溫度監(jiān)控裝置的溫度傳感器。通過(guò)過(guò)程溫度的控制，尤其能 夠優(yōu)化待制造的半成品或構(gòu)件的質(zhì)量。因此，尤其可能的是，借助于有針對(duì)性的溫度監(jiān)控進(jìn) 行可重復(fù)的測(cè)試過(guò)程。能夠使用高溫計(jì)(紅外溫度計(jì))作為溫度傳感器，所述高溫計(jì)測(cè)量由半成品放射 出的紅外能量，并且以這種方式能夠測(cè)定半成品2的溫度。這樣的溫度傳感器的使用具有的優(yōu)點(diǎn)是，不接觸地進(jìn)行在已熔融的基體上的溫度 測(cè)量，使得避免在溫度傳感器上的基體附著?？商娲蚩筛郊拥氖?，能夠使用熱電偶作為溫度傳感器，所述熱電偶具有帶有溫 度敏感的電阻特性的測(cè)量體，其中間接地通過(guò)電阻測(cè)量來(lái)測(cè)定溫度。在測(cè)定半成品2的溫 度時(shí)，在校正模塊中，借助相應(yīng)執(zhí)行的功能，進(jìn)行在熱電偶的被測(cè)量溫度和半成品基體的溫 度之間的溫度差的比較。溫度差的比較導(dǎo)致時(shí)間的延遲(低通特征)，所述延遲在校正模塊 中同樣受到影響。但是，在該溫度比較中，必須允許與半成品的直接接觸。成形裝置1與控制裝置相關(guān)聯(lián)，借助所述控制裝置能夠規(guī)定額定溫度，并且所述 控制裝置具有加熱裝置的調(diào)節(jié)裝置和相應(yīng)的操縱裝置，借助所述調(diào)節(jié)裝置和操縱裝置能夠 規(guī)定和調(diào)節(jié)加熱裝置的額定溫度。此外，成形裝置1具有帶有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)裝置，借助所述驅(qū)動(dòng)裝置能夠 相互打開(箭頭Dl)和閉合工具件lla、12a。控制裝置能夠功能性地與驅(qū)動(dòng)裝置耦聯(lián)，使 得基于確定的設(shè)定能夠相互打開或閉合工具件。工具件lla、12a的打開和閉合能夠在規(guī)定 的，也就是說(shuō)設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行，或者根據(jù)其它標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。例如能夠執(zhí)行在控制裝置內(nèi) 的功能，借助所述功能，在達(dá)到在一個(gè)或多個(gè)加熱區(qū)51、52、53內(nèi)的規(guī)定溫度時(shí)，在進(jìn)行打 開和閉合。按照根據(jù)本發(fā)明的方法，半成品2借助于驅(qū)動(dòng)裝置作為平坦的預(yù)纖維織物帶狀地 供給拉擠工具10，所述預(yù)纖維織為干燥纖維材料或預(yù)浸材料。在此，半成品2能夠以層結(jié)構(gòu)或以各個(gè)層供給拉擠工具10。材料在載膜上被拉入拉擠工具。位于引入?yún)^(qū)域內(nèi)的半成品部分借助于第一加熱裝置加熱到能夠以一定程度進(jìn)行 半成品2的變形的溫度，在運(yùn)動(dòng)的半成品上的縱向位置方面，工具件11、12的輪廓以所述程 度變化。半成品2的借助于第一加熱裝置的加熱改善了半成品2的變形行為。半成品2的被考慮的部分或被考慮的位置繼續(xù)通過(guò)拉擠工具牽拉，使得由具有在 輸入?yún)^(qū)域E前為平坦的型材橫截面的半成品繼續(xù)成型為具有規(guī)定型材的半成品。通過(guò)半成品2被連續(xù)的拉入和變形，一方面成形裝置1能夠在連續(xù)的模式下工作。 在此，工具件lla、12a能夠相互靜止地設(shè)置?？商娲氖?，能夠在連續(xù)的模式下提出，工具 件lla、12a打開到可使輸送過(guò)程和變形過(guò)程變得輕松。在該模式下，第二和第三加熱裝置 保持至變形溫度。在引出變形的半成品2后，該半成品借助于適合的方法保持其形狀，并且 繼續(xù)被加工，例如與構(gòu)件支座或另一個(gè)構(gòu)件組裝。工具件的相互打開和閉合能夠每隔一定的時(shí)間間隔地進(jìn)行，所述時(shí)間間隔能夠在 控制裝置上預(yù)設(shè)，或者所述時(shí)間間隔能夠借助于具有所述調(diào)節(jié)大小的調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。半成品2借助于引導(dǎo)裝置13導(dǎo)入成形裝置1內(nèi)。例如，半成品的側(cè)面的邊緣部分 借助設(shè)置在工具的區(qū)域內(nèi)或工具的外部的導(dǎo)軌來(lái)引導(dǎo)。此外，根據(jù)本發(fā)明的成形裝置能夠在連續(xù)的或準(zhǔn)連續(xù)的模式下工作。在本文中， “準(zhǔn)連續(xù)的工藝”應(yīng)該理解為一種制造方法，在所述制造方法中，雖然半成品的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在 有些時(shí)間段內(nèi)停止，尤其是以便進(jìn)行擠壓過(guò)程，并且在所述制造方法中，經(jīng)加工的半成品直 至設(shè)備的切割過(guò)程都不會(huì)被取出，使得該方法在這個(gè)方面也能夠視為是“連續(xù)的”。在此，上 面的工具件12a每隔一定的時(shí)間間隔地或者以根據(jù)規(guī)定的額定值調(diào)節(jié)的方式抬起，并且半 成品2逐步地借助于引導(dǎo)裝置13導(dǎo)入成形裝置1內(nèi)。在施加預(yù)先確定的力的情況下，進(jìn)行 工具件lla、12a的閉合，使得在工具件lla、12a閉合時(shí)，以預(yù)先確定的程度擠壓半成品。在 此，引入?yún)^(qū)域達(dá)到預(yù)變形溫度，借助所述預(yù)變形溫度，使半成品達(dá)到變形溫度，也就是說(shuō)塑 化。在此，此外硬化區(qū)53達(dá)到硬化溫度，使得在該區(qū)內(nèi)的半成品緩慢硬化。因此，硬化在沿 縱向方向L看位于成形裝置的后面的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
權(quán)利要求
一種用于使平面的半成品(2)成形為異型的纖維復(fù)合材料(FVW)半成品的成形裝置，具有●帶有第一成形表面(11a)的下面的工具件(11)和帶有面向所述第一成形表面(11a)的第二成形表面(12a)的上面的工具件(12)，所述成形表面形成用于使所述半成品沿進(jìn)給方向(V)移動(dòng)所通過(guò)的拉擠通道(10)，其中所述成形表面(11a、12a)的橫向于所述半成品的所述進(jìn)給方向(V)延伸的橫截面的輪廓，從位于所述成形裝置(1)的輸入?yún)^(qū)域(E)內(nèi)的輪廓(KE)連續(xù)地變化為位于所述成形裝置(1)的輸出區(qū)域(A)內(nèi)的輪廓(KA)，使得移動(dòng)通過(guò)所述成形裝置(1)的所述半成品能夠從第一型材橫截面轉(zhuǎn)化為在所述輸出區(qū)域(A)內(nèi)的規(guī)定型材橫截面；●沿進(jìn)給方向看，位于所述輸入?yún)^(qū)域(E)后面的引入?yún)^(qū)域(51)內(nèi)設(shè)置有加熱裝置，其特征在于，所述成形裝置(1)具有●控制和調(diào)節(jié)裝置，所述控制和調(diào)節(jié)裝置具有用于調(diào)節(jié)所述加熱裝置的操縱裝置，并且與設(shè)置在所述引入?yún)^(qū)域(51)內(nèi)的所述加熱裝置以及與設(shè)置在所述引入?yún)^(qū)域(51)內(nèi)的用于接收溫度值的溫度傳感器功能性地連接，并且在所述控制和調(diào)節(jié)裝置中設(shè)置有具有用于調(diào)節(jié)所述引入?yún)^(qū)域(E)內(nèi)的溫度的調(diào)節(jié)功能的功能模塊，所述控制和調(diào)節(jié)裝置基于所述溫度值和在所述輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的額定溫度，測(cè)定用于傳送給所述加熱裝置的控制信號(hào)，并且將其發(fā)送給該加熱裝置，以便調(diào)節(jié)在所述引入?yún)^(qū)域(5)內(nèi)的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述成形裝置(1)具有用于實(shí)現(xiàn)所 述半成品(2)在所述成形裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，并且所述控制和調(diào)節(jié)裝置與 用于實(shí)現(xiàn)所述半成品(2)在所述成形裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置功能性地連接，并 且基于在所述輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的溫度值和額定溫度測(cè)定用于實(shí)現(xiàn)所述半成品(2)在所述成形 裝置(1)內(nèi)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)，并且將其發(fā)送給該驅(qū)動(dòng)裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述成形裝置(1)具有調(diào)節(jié)裝 置和與所述調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠使所述工具半(11、12)中的至少 一個(gè)在施加壓力的情況下相對(duì)于相應(yīng)的另一個(gè)工具半運(yùn)動(dòng)，以用于打開和閉合所述成形裝 置(1)，使得所述工具半能夠作為擠壓工具工作。
4.如權(quán)利要求3所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述成形裝置(1)具有用于測(cè)定用 于使所述工具件閉合的力的信號(hào)的傳感器，并且所述功能模塊與所述傳感器功能性連接， 并且基于用于所述工具件相對(duì)彼此的閉合的額定力，測(cè)定用于操縱所述調(diào)節(jié)裝置的所述執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的信號(hào)，并且將其發(fā)送給所述調(diào)節(jié)裝置，借助所述信號(hào)使所述額定力保持在預(yù)先確 定的界限內(nèi)。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，在所述輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的 所述加熱裝置為振動(dòng)裝置，借助所述振動(dòng)裝置能夠使至少一個(gè)成形表面(IlaUlb)的區(qū)域 進(jìn)行振動(dòng)，以便借助于摩擦熱加熱所述半成品。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述溫度傳感器為高 溫計(jì)或熱電偶。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述加熱裝置具有感 應(yīng)裝置，借助所述感應(yīng)裝置能夠加熱所述半成品。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述成形裝置(1)具有用于所述變形區(qū)域(52)的第二加熱裝置以及用于位于所述輸出區(qū)域(A)的硬化區(qū)域(53) 的第三加熱裝置，其中沿進(jìn)給方向(V)看，所述變形區(qū)域(52)位于所述硬化區(qū)域(53)的前 面，并且在所述變形區(qū)域和所述硬化區(qū)域分別設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述 控制和調(diào)節(jié)裝置連接，并且所述控制和調(diào)節(jié)裝置的功能模塊具有在所述第二和第三加熱裝 置上的溫度調(diào)節(jié)和操縱。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)為， 使得在所述工具件(IlaUlb)相互閉合的情況下，能夠調(diào)節(jié)所述工具件(lla、12b)的位置， 以用于改變所述拉擠通道(10)的形狀。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)，其特征在于，所述控制和調(diào)節(jié)裝置 的所述功能模塊具有如下功能，借助所述功能，在預(yù)先確定的時(shí)間點(diǎn)上或者在由所述控制 和調(diào)節(jié)裝置確定的時(shí)間點(diǎn)上，所述工具件(lla、12a)相互分開并且再次運(yùn)動(dòng)到一起，其中 在所述工具件(lla、12a)的相互分開的狀態(tài)下，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)裝置的操縱，實(shí)現(xiàn)所述半成 品以預(yù)先確定的速度運(yùn)動(dòng)，并且在所述工具件(lla、12a)的相互分開的狀態(tài)下，通過(guò)所述 驅(qū)動(dòng)裝置的操縱，保持所述半成品(2)的運(yùn)動(dòng)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述半成品(2)的側(cè)面的邊緣 部分借助于導(dǎo)軌導(dǎo)入所述工具的區(qū)域內(nèi)。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述工具的外部。
13.一種用于通過(guò)由干燥纖維材料和預(yù)浸材料組成的半成品(2)制造異型的纖維復(fù)合 材料(FVW)半成品的設(shè)備(A)，具有如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的成形裝置(1)和用于將 所述半成品(2)供給于所述成形裝置(1)的驅(qū)動(dòng)裝置。
14.一種用于通過(guò)由干燥纖維材料和預(yù)浸材料組成的半成品(2)制造異型的纖維復(fù)合 材料(FVW)半成品的方法，所述半成品(2)沿其縱向方向(L)移動(dòng)通過(guò)成形裝置(1)，所述 方法具有如下步驟 所述半成品⑵在載膜上沿成形裝置(1)的縱向方向(L)，在工具件(lla、12a)的相 互面向的成形輪廓之間移動(dòng)通過(guò)，所述工具件(lla、12a)的橫截面的成形輪廓從在所述輸 入?yún)^(qū)域內(nèi)的橫截面輪廓連續(xù)變化為在所述輸出區(qū)域內(nèi)的成形輪廓； 使在所述成形裝置(2)的所述引入?yún)^(qū)域中的支承件進(jìn)行振動(dòng)，使得由于在所述支承 件和所述半成品之間產(chǎn)生的摩擦熱，所述半成品處于可變形的狀態(tài)，其中依據(jù)所述半成品 (2)的溫度調(diào)節(jié)所述半成品(2)的運(yùn)動(dòng)速度。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在所述半成品連續(xù)運(yùn)動(dòng)期間，所述工具件 (llaU2a)間隔性地打開，并且再次達(dá)到它們的變形距離，其中基于打開和閉合指令，依據(jù) 所述進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(V)的速度通過(guò)控制和調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)所述成形裝置(1)的打開和閉合。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述成形裝置(1)基于打開和閉合指令依 據(jù)至少一個(gè)測(cè)量到的溫度通過(guò)控制和調(diào)節(jié)裝置打開，并且以預(yù)定的壓力閉合，其中在所述 成形裝置(1)的閉合狀態(tài)期間，中止所述半成品的運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述半成品(2)的運(yùn)動(dòng)中止期間，依據(jù) 時(shí)間和/或溫度來(lái)調(diào)節(jié)在引入?yún)^(qū)(51)、主變形區(qū)(52)和硬化區(qū)(53)中的溫度。
18.如權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述半成品(2)在移動(dòng)通 過(guò)所述成形裝置(1)時(shí)，從初始狀態(tài)成形為Ω形型材(帽形型材)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)由干燥纖維或預(yù)浸材料組成半成品(2)制造異型的纖維復(fù)合材料(FVW)的方法，所述半成品(2)沿其縱向方向(L)移動(dòng)通過(guò)成形裝置(1)，所述方法具有如下步驟半成品(2)在載膜上沿成形裝置(1)的縱向方向(L)，在工具件(11a、12a)的相互面向的成形輪廓之間移動(dòng)通過(guò)，所述工具件(11a、12a)的橫截面的成形輪廓從輸入?yún)^(qū)域內(nèi)的橫截面輪廓連續(xù)變化為輸出區(qū)域內(nèi)的成形輪廓；在成形裝置(2)的引入?yún)^(qū)域中的支承件進(jìn)行振動(dòng)，使得由于在支承件和半成品之間產(chǎn)生的摩擦熱，半成品處于可變形的狀態(tài)，其中依據(jù)半成品的溫度調(diào)節(jié)所述半成品(2)的運(yùn)動(dòng)速度。本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)施所述方法的裝置。
文檔編號(hào)B29C70/52GK101959673SQ200980106701
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者克里斯蒂安·呂貝林, 豪克·倫斯費(fèi)爾德 申請(qǐng)人:空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司