用于在纖維復(fù)合部件中產(chǎn)生開(kāi)口的方法和模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在纖維復(fù)合部件中產(chǎn)生開(kāi)口以連接到尤其是金屬的第二部件上的方法和模具。
【背景技術(shù)】
[0002]尤其是在車輛構(gòu)造中，特別是在機(jī)動(dòng)車輛的系列構(gòu)造中，一方面尋求輕量的結(jié)構(gòu)包括對(duì)應(yīng)地薄部件或低重量的扁平的部件；而另一方面，除了足夠的穩(wěn)定性之外，這樣的部件必須還具有高的抗腐蝕性。因而，相對(duì)困難的是將附加上的零件以實(shí)現(xiàn)低的重量和高的穩(wěn)定性同時(shí)伴隨有最佳的抗腐蝕性的方式聯(lián)結(jié)到這樣的扁平的部件上-例如聯(lián)結(jié)到金屬板材或所謂的有機(jī)金屬的板材上，例如像車橋部件、用于車門(mén)的鉸鏈或鎖、艙蓋、以及發(fā)動(dòng)機(jī)罩。在多個(gè)車身結(jié)構(gòu)或白車身結(jié)構(gòu)之間的連接，其中例如一個(gè)部件是由有機(jī)金屬的板材構(gòu)成而第二個(gè)部件是由鋁構(gòu)成的情況下尤為如此。
[0003]因而，從現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公知有許多考慮了這樣的混合構(gòu)造的生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)的建議。DE 600 09 021 T2和EP O 721 831 BI闡述了用于借助于用塑料材料來(lái)注射模制或包覆模制而組裝兩個(gè)金屬板材的方法和裝置，其中尋求同時(shí)通過(guò)在注射模具中對(duì)這些板材進(jìn)行變形來(lái)實(shí)現(xiàn)一種穩(wěn)定的連接。
[0004]DE 10 2010 053 960 Al和US 2011/0031643 Al闡述了用于將多個(gè)插入件引入例如有機(jī)金屬的板材的金屬板材中而不損傷纖維的方法。在這種情況下，插入件要被一個(gè)模具型芯在加熱時(shí)引入到車身部件中。在DE 10 2010 053 960 Al中，插入件額外用塑料包覆模制。
[0005]US 4，860，425披露了一種用于連接兩個(gè)金屬板材的方法,這兩個(gè)金屬板材就它們的連接而言是用沖頭穿孔的并且在穿孔之后被完全以塑料包覆模制。
[0006]US 4，956，139闡述了借助于型芯使得板材變形并且隨后通過(guò)塑料來(lái)對(duì)變形的位置進(jìn)行包覆模制而將一種塑料銷釘附接到一個(gè)金屬板材上。
[0007]GB I, 075，702、US 2，648，177、US 3，354，510、US 3，800，483 和 US 4，774，788 這些文獻(xiàn)示出了用于生產(chǎn)套筒狀部件的裝置和方法，其中套筒開(kāi)口是以塑料包覆模制的。
[0008]最后，DE 693 15 172 T2披露了一種用于通過(guò)將多個(gè)金屬插入件引入到塑料部件中來(lái)生產(chǎn)電路的方法。在這種情況下，這些安置在模具中的金屬部件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)沖頭預(yù)先穿孔以用于電氣隔離這些電路，并且在此之后是在沖頭縮回的狀態(tài)下用塑料來(lái)包覆模制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所基于的目的是提供一種適合于簡(jiǎn)單且低成本地在纖維復(fù)合部件中產(chǎn)生開(kāi)口以用于與尤其是金屬的第二部件相連接的方法和相應(yīng)的模具。
[0010]前述目的根據(jù)本發(fā)明是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的，S卩，在第一步驟中，將開(kāi)口引入到安置在模具中的纖維復(fù)合部件中。在第二步驟中，以塑料來(lái)填充在開(kāi)口附近區(qū)域成型在同一模具中的構(gòu)形，由此使得塑料形成圍繞構(gòu)成開(kāi)口的纖維復(fù)合部件邊緣區(qū)域的層。也就是說(shuō)，對(duì)由針形件引入的這種開(kāi)口進(jìn)行了包覆模制或包裹，從而防止該開(kāi)口的邊緣區(qū)域出現(xiàn)纖維毛邊。
[0011]如果將纖維復(fù)合部件在沖頭與沖模之間安置在模具中并且將一個(gè)與開(kāi)口的輪廓相對(duì)應(yīng)的、相對(duì)于纖維復(fù)合部件基本上垂直地定向的針形件運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到該纖維復(fù)合部件中就獲得了實(shí)施前述方法的一種尤其有利的可能性。因此，該開(kāi)口是通過(guò)拓寬或擠壓周圍纖維結(jié)構(gòu)而逐漸形成的，不會(huì)在過(guò)大的程度上損傷纖維。
[0012]這種針形件優(yōu)選在其長(zhǎng)度上具有兩個(gè)區(qū)段，這些區(qū)段就其寬度而言彼此不同。具有其較小寬度的這個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)于最終所希望的開(kāi)口 ；具有較大寬度的這個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)于產(chǎn)生包覆模制的塑料層所要求的開(kāi)口。針形件的這兩個(gè)區(qū)段之間的差異與所產(chǎn)生的并且在第二個(gè)方法步驟中填充以塑料的間隙相對(duì)應(yīng)。
[0013]在這種情況下，這種可運(yùn)動(dòng)的針形件可以是可移位地支承在沖?；驔_頭中，以便使得針形件的所述區(qū)段進(jìn)入操作位置。
[0014]在沖頭中可以提供/設(shè)置至少一個(gè)給送孔，該至少一個(gè)給送孔與成型在模具中的構(gòu)形連通并且用于注射/灌注塑料。
[0015]就在沖頭和/或沖模中與針形件相對(duì)應(yīng)的這些開(kāi)口而言，該針形件在其尺寸方面優(yōu)選被形成為，使得該針形件和該沖模或沖頭同時(shí)形成密封的構(gòu)形。
[0016]為引入該開(kāi)口，該沖頭、該沖模和/或該針形件可以是機(jī)械性地或液壓地可運(yùn)動(dòng)的。
[0017]根據(jù)前述方法或以前述模具生產(chǎn)的這種部件因此具有開(kāi)口，該開(kāi)口可適合于接收緊固器件。形成該開(kāi)口的邊緣區(qū)域在這種情況下被塑料環(huán)繞成使得該纖維復(fù)合部件不再有可能有纖維毛邊。同時(shí)，由此能有效地防止腐蝕。
[0018]不言而喻，根據(jù)本發(fā)明的方法原則上可以用所有已知的熱塑性塑料或塑料混合物來(lái)進(jìn)行。
[0019]同樣不言而喻地，為實(shí)施這種方法，必須在模具中在沖頭與沖模之間精確地固定這些扁平的部件。
【附圖說(shuō)明】
[0020]以下通過(guò)參考附圖基于兩個(gè)示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)加以更具體地說(shuō)明，在附圖中:
[0021]圖1示出了用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的模具的第一實(shí)施例，
[0022]圖2示出了如圖1中示出的、處于該方法的第二位置的模具，
[0023]圖3示出了如圖1中示出的、處于該方法的第三位置的模具，
[0024]圖4示出了用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的模具的第二實(shí)施例，其處于該方法的第一位置，
[0025]圖5示出了如圖4中示出的、處于該方法的第二位置的模具；并且
[0026]圖6示出了如圖4中示出的、處于該方法的第三位置的模具。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1至圖3中的模具I包括沖頭2和沖模3。為實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，如圖1中示出，在模具I中安置了一個(gè)纖維復(fù)合部件B并且固定于此。在相對(duì)于沖模3可運(yùn)動(dòng)的沖頭2中，成型有一構(gòu)形4，該構(gòu)形對(duì)應(yīng)于開(kāi)口 7的所希望的包繞件5的輪廓。
[0028]在相對(duì)于沖模3可基本上垂直地運(yùn)動(dòng)的沖頭2中，安排有一個(gè)針形件6，這個(gè)針形件同樣可相對(duì)于扁平的纖維復(fù)合部件B或相對(duì)于沖模3基本上垂直地運(yùn)動(dòng)。
[0029]針形件6具有一個(gè)第一針形件區(qū)段6.1，該第一針形件區(qū)段對(duì)應(yīng)于其最終所希望的開(kāi)口直徑或開(kāi)口輪廓，也就是對(duì)應(yīng)于環(huán)繞的開(kāi)口 7.1的開(kāi)口橫截面。這一針形件區(qū)段6.1通過(guò)區(qū)段8過(guò)渡到一個(gè)第二針形件區(qū)段6.2中，該第二針形件區(qū)段因而以其輪廓或其直徑對(duì)應(yīng)于開(kāi)口 7.2的橫截面，該開(kāi)口對(duì)于產(chǎn)生在下一步驟中被以塑料填充的間隙是必須的。這兩個(gè)針形件區(qū)段之間的差異因而與環(huán)繞開(kāi)口 7的邊緣區(qū)域的塑料層相對(duì)應(yīng)。針形件6上的一個(gè)另外的區(qū)段9用于在引入塑料時(shí)進(jìn)行密封(見(jiàn)圖3)。
[0030]圖2示出了其中已經(jīng)將針形件6移動(dòng)直至區(qū)段9與纖維復(fù)合部件B產(chǎn)生抵靠的方法步驟?，F(xiàn)在，已經(jīng)在纖維復(fù)合部件B中形成了開(kāi)口 7.2。在如圖2中示出的這一方法步驟完成之后，針形件被機(jī)械性地或液壓地縮回到?jīng)_頭2中，處于圖3所示的位置，并且就此而言使得針形件區(qū)段6.1進(jìn)入操作位置?，F(xiàn)在可以通過(guò)沖頭2的給送孔10引入(注射)塑料(優(yōu)選加熱的)，該塑料完全地填充構(gòu)形4和由針形件區(qū)域6.2在纖維復(fù)合部件B中形成的開(kāi)口以便形成包繞件5。以此方式，開(kāi)口 7.2的邊緣區(qū)域如所應(yīng)當(dāng)?shù)乇幻芊狻?br>[0031]圖4、圖5和圖6示出了模具20的一種備選結(jié)構(gòu)。這種模具也包括沖頭21和沖模22。然而,與圖1至圖3中的實(shí)施例不同是,可運(yùn)動(dòng)的針形件23并非支承在沖頭21中，而是支承在沖模22中。與圖1至圖3中的示例性實(shí)施例的另一差異是，纖維復(fù)合部件B并非放置和固定在沖模上，而是隨著可朝向沖模22運(yùn)動(dòng)的沖頭21 —起運(yùn)動(dòng)到?jīng)_模22上。在其他情況下，方法流程基本上與以上參見(jiàn)圖1至圖3闡述的方法流程相同。一旦已經(jīng)借助于針形件23在扁平的部件B中形成開(kāi)口(圖5)，針形件就從扁平的部件B的開(kāi)口縮回，尤其是只縮回到使得其區(qū)段24緊密地封閉該開(kāi)口的程度，從而使得通過(guò)經(jīng)給送孔25引入加熱的塑料可以在形成于沖頭21中的構(gòu)形27中成型出包括開(kāi)口壁的覆蓋部的包繞件26。
[0032]為與包繞件5或26 —起移除纖維復(fù)合部件B，沖頭2或21和針形件6或23被對(duì)應(yīng)地縮回。
[0033]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員不言而喻的是，能夠以任意結(jié)構(gòu)上所需的形式設(shè)計(jì)構(gòu)形4或27以及通過(guò)區(qū)段8和24形成的拓寬的開(kāi)口。用于注射塑料的構(gòu)形當(dāng)然既可以在沖頭，又可以在沖模中提供，從而使得所成型的塑料部件不僅僅覆蓋該開(kāi)口和扁平的部件的僅一偵牝而且也設(shè)計(jì)有圍繞開(kāi)口在兩側(cè)覆蓋扁平部件B的成型件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在至少一個(gè)由纖維復(fù)合材料制成的部件(B)上引入開(kāi)口的方法，其特征在于，在第一步驟中，將開(kāi)口(7)引入到安置在模具(I ；20)中的部件(B)中，并且在第二步驟中，以塑料來(lái)填充在該開(kāi)口附近區(qū)域成型在同一模具(I ；20)中的構(gòu)形(4 ；27)，由此使得塑料形成包繞件(5，26)，該包繞件圍繞構(gòu)成開(kāi)口(7)的部件(B)邊緣區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將該部件(B)在沖頭(2;21)與沖模(3 ；22)之間安置到模具(I ;20)中，并且在所述模具(I ；20)中借助于能基本上垂直于扁平的部件(B)運(yùn)動(dòng)的針形件(6 ；23)將開(kāi)口 (7)引入到部件(B)中。
3.一種用于實(shí)施如權(quán)利要求1或2所述方法的模具，其特征在于，該針形件(6，23)在其長(zhǎng)度上具有兩個(gè)區(qū)段，這兩個(gè)區(qū)段就其寬度而言彼此不同。
4.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，該可運(yùn)動(dòng)的針形件出；23)可移位地支承在所述沖模(22)中。
5.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，該可運(yùn)動(dòng)的針形件(6)可移位地支承在所述沖頭(2)中。
6.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，在所述沖頭(2)中提供了至少一個(gè)給送件(10 ;25)，該至少一個(gè)給送件與成型在模具中的構(gòu)形(4 ；27)連通并用于注射/灌注塑料。
7.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，就沖頭(2;21)和/或沖模(3 ；22)中與針狀物相對(duì)應(yīng)的開(kāi)口而言，該針狀物(6 ；23)在其尺寸方面被形成為，使得該針形件(6 ；23)和沖模(3 ；22)或沖頭(2 ;21)同時(shí)形成對(duì)于引入塑料密封的構(gòu)形。
8.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述針形件(6；23)或所述沖頭(2 ;21)和/或所述沖模(3 ；22)是機(jī)械性地可運(yùn)動(dòng)的。
9.如權(quán)利要求3所述的模具，其特征在于，所述沖頭(2;21)和/或所述沖模(3 ；22)或所述針形件出;23)是液壓地可運(yùn)動(dòng)的。
10.—種由纖維復(fù)合材料制成的部件，該部件帶有用于緊固到其他部件上的開(kāi)口，其中，形成該開(kāi)口(7)的邊緣區(qū)域被一塑料層所包繞。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在至少一個(gè)由纖維復(fù)合材料制成的部件(B)上引入開(kāi)口的方法，其中，在第一步驟中，將開(kāi)口(7)引入到安置在模具(1；20)中的該部件(B)中，并且在第二步驟中，以塑料來(lái)填充在該開(kāi)口附近成型在同一模具(1；20)中的構(gòu)形(4；27)，由此使得塑料形成包繞件(5，26)，該包繞件圍繞構(gòu)成開(kāi)口(7)的部件(B)邊緣區(qū)域。
【IPC分類】B29C45-14, B29C45-17, B29C45-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104842500
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510084803
【發(fā)明人】L·沃納, C·弗雷穆勒, C·格策
【申請(qǐng)人】F·波爾希名譽(yù)工學(xué)博士公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日
【公告號(hào)】DE102014102024A1, US20150231823