用于对纤维预制件进行浸润的设备和方法_3

文档序号:9437631阅读:来源:国知局
0示出的是如何将经过浸渍的、套上软管的纤维预制件1、3在浸润之后从管状的压力室14中取出。为此必须使内侧和外侧压力系统处于无压力状态并且松开管接头8、9。接着在未示出的后处理装置内诸如在加热炉内实施对纤维预制件I的加固并因此完成由纤维复合材料制成的轴。
[0096]管状的压力室14在浸润期间绝不与液态的树脂系接触并且在清洁的状态中可以直接供后面的浸润过程使用。同样地,后续的后处理装置也不被液态的树脂系污染。
[0097]作为用于实施浸润方法的柔性模具和辅助件的软管3可以根据应用情况作为护套保留在成品的轴上或者移除。
[0098]根据应用情况也可以移除核心元件,因而产生由纤维复合材料构成的空心轴。
[0099]图11至19示出的第二实施例描述的是根据本发明的用于对制造弹簧用的圆棒形纤维预制件23进行浸润的方法和附属的设备。
[0100]根据第二实施例的方法和设备与第一实施例的不同之处主要在于成型模具24上的套上软管的圆棒形纤维预制件23在浸润过程期间在筒形的压力室25内的布局。关于一致的工艺步骤和设备部件参见对第一实施例的说明。
[0101]为了避免重复,下面只对有区别的特征和构件进行说明。反复使用的、具有相同功能的构件具有同样的附图标记。
[0102]图11部分地示出纵向延伸的圆棒形纤维预制件23,该圆棒形纤维预制件由柔性的核心元件26上的纤维涂层构成。纤维预制件23由弹性的软管3包围,根据图1和2安装该软管。
[0103]将软管3的两个端部分别套装到两件式的管接头27、28的一个筒形的下部部分29、30上,使得管接头27、28的下部部分29、30通入软管3内并且分别在一个端部上与纤维预制件23连接。两件式的管接头27、28的下部部分29、30分别具有一个设置在中心的可闭塞的浇口管道12和冒口管道13。
[0104]借助管接头27、28的各一个同样的、形式为软管夹头31的上部部分31将软管端部密封地夹紧到管接头27、28的筒形的下部部分29、30上。
[0105]然后将套上软管的、圆棒形的纤维预制件23、3缠绕在图12示出的筒形的型芯24上。为了使得缠绕的纤维预制件23的形状与螺旋弹簧的最终形状完美地匹配,型芯24优选具有螺旋形延伸的槽32 (在图15中可以看到)。
[0106]然后将带有缠绕的套上软管的纤维预制件23、3的型芯24装入到图13示出的筒形的压力室25内。将浇口管道12和冒口管道13与延长的输入管道33、34连接,这些输入管道贯穿筒形的压力室25并与该压力室25的壳体密封连接。成形在型芯24上的、套上软管的纤维预制件23、3由此相对筒形的压力室25气密地设置。可以借助封盖35将压力室25密封封闭,该封盖具有可闭塞的或者可加载压力的开口 15。压力室25的压力腔20充满作为压力介质的空气。因此在套上软管的纤维预制件23、3的软管3与压力室25之间产生气密封闭的外侧系统。
[0107]图13示出的是套上软管的、圆棒形纤维预制件23、3在第一浸润阶段期间在筒形的压力室25内的布局,在所述第一浸润阶段中将缠绕的纤维预制件23抽真空。为此,浇口侧的输入管道33闭塞,并且在冒口侧的输入管道34上运行未示出的真空栗,通过这种方式在软管3内实现具有真空的、气密封闭的内侧系统。
[0108]按照图4的第一实施例来调节在内侧与外侧压力系统内的压力比。
[0109]在抽真空时,将软管3压到圆棒形的纤维预制件23上并且从纤维预制件23的可浸透的结构中清除所有的夹杂气体。
[0110]在图14示出的第二浸润阶段中,将冒口侧的输入管道34封闭并且通过浇口侧的输入管道33利用相对压力室25内的压力和真空的过压将液态的树脂系置入在软管3与纤维预制件23之间的气密的内侧系统内。
[0111]通过开口 15同样给压力室25加载压力,从而可以通过在所述气密封闭的外侧系统的压力容器25内的压力与所述气密封闭的内侧系统的缝隙空间22内的基质材料21的压力之间产生的被调节的压差来调整软管3的扩张并且由此调整缝隙空间22的大小。
[0112]通过在所述内侧压力系统内的过压使弹性的软管3在未贴靠在型芯24上的区域内径向扩大并且产生弧形的、沿着成形为螺旋形的纤维预制件23延伸的缝隙空间22,该缝隙空间在纤维预制件23的整个长度上被充满基质材料21。可以从图15中清晰看出这个过程,该图示出带有缠绕的纤维预制件23的型芯24在图14示出的浸润阶段期间略微放大的细部剖视图C-C。在图16的细部视图B中示出图15示出的被铺敷的型芯24的大幅放大的局部,由该细部视图B中可以清楚地看出在横截面中为弧形的、充满基质材料21的、在纤维预制件23与弹性的软管3之间的缝隙空间22。
[0113]在图17示出的第三浸润阶段中,将两个输入管道33、34封闭。如从图18的横剖视图(截面D-D)和图19的细部视图C中可以看出的那样,接着筒形的压力室25内经由压力室25封盖35中的开口 15加载的、相对缝隙空间22内的压力的过压的作用在于:使软管3径向指向地收缩直到这个软管在纤维预制件23的整个长度上贴靠在成形为螺旋形的纤维预制件23上为止。在压紧软管3时,成形为螺旋形的纤维预制件23在整个长度上均匀地和径向指向其中心地被基质材料21浸渍。
[0114]在浸润之后,将经过浸渍的纤维预制件23连同成型模具24 —起从压力室25中取出,并且为了加固而将其置入未示出的加热炉内。在硬化后将由纤维复合材料构成的成品的弹簧从型芯24中脱模。
[0115]筒形的压力室25以及型芯24在浸润和硬化期间绝不与液态的树脂系接触。它们未受污染地可以立刻用于后面的成形过程和浸润过程。
[0116]软管3可以根据使用情况作为护套保留在成品的弹簧上或者也可以被移除。同样可以移除柔性的核心元件26,其中形成一个空心弹簧。
[0117]图20至24示出的第三实施例描述的是根据本发明的方法和附属的设备,该方法与第二实施例不同指出在于:为了制造由纤维复合材料构成的Ω型材体,在压力容器38内对一个设置在Ω型材状的型芯36上的、相应成形的纤维预制件37进行浸润。
[0118]为了避免重复,下面只对不同的特征和构件进行说明。关于一致的方法步骤和设备部件参见对第一和第二实施例的说明。反复使用的、具有相同功能的构件具有同样的附图标记。
[0119]首先在未示出的过程中用干燥的、板状的纤维预制件铺设Ω型材状的型芯36。
[0120]类似于图1和2所说明的安装过程将弹性的软管3套装到型芯36和纤维预制件37上。与前述的实施例不同,软管3不仅包围纤维预制件37还包围型芯36。与此相应地如此扩大软管3,即,它能够收纳纤维预制件37和型芯36。
[0121]在将软管3安装到包括型芯36的Ω型材状的纤维预制件37上之后,将套上软管的纤维预制件-型芯单元39设置在大的、方形的压力室38、在此根据图20称为压力容器38内,该压力容器在封盖40中具有闭塞的或者可加载压力的开口 15。套上软管的纤维预制件-型芯单元39在构成气密封闭的内侧和外侧系统的情况下类似于图13示出的布局与浇口侧的和冒口侧的输入管道33、34连接。
[0122]图20示出的是:,具有软管状的、弹性的套3的、Ω型材状的纤维预制件37在用于对成形的(angeformt)纤维预制件37进行抽真空第一浸润阶段期间在压力容器38内的布局。为此将浇口侧的输入管道33闭塞,并且经由冒口侧的输入管道34在软管3内产生真空。
[0123]在内侧与外侧压力系统内的压力比与图4示出的第一实施例内的或图13示出的第二实施例内的压力比相符。压力容器38封盖40中的开口 15在这个方法步骤期间要么是敞开的要么为了有助于抽真空而加载一个确定的、比环境压力高的压力。
[0124]在对纤维预制件37抽真空时,将软管3压紧到纤维预制件37上并且与该纤维预制件37共同紧紧地压紧到Ω型材状的型芯36上,因而一方面有助于纤维预制件37的成型,并且另一方面从纤维预制件37的可浸透的结构中清除所有夹杂气体。
[0125]在对纤维预制件37抽真空之后,在图21示出的第二浸润阶段中将冒口侧的输入管道34封闭并且经由浇口侧的输入管道33利用相对压力室内的压力和真空的过压将液态的树脂系置入软管3内的气密的内侧系统中。
[0126]根据图14示出的第二实施例来调节和调整第二浸润阶段期间在内侧与外侧压力系统内的压力比。
[0127]通过内侧压力系统内的过压径向地扩大未贴靠在型芯36上的区域内的弹性的软管3,通过这种方式产生同样的、跟随纤维预制件37的形状的、沿着该纤维预制件37延伸的缝隙空间22,该缝隙空间在纤维预制件37的整个长度上充满基质材料21。可以从图22中进一步地看清这个过程,该图示出在图21示出的第二浸润阶段期间套上软管的纤维预制件-型芯单元39的放大的细部剖视图E-E。
[0128]在图23示出的第三浸润阶段中,将两个输入管道33、34封闭。经由压力容器38的封盖35中的开口 15加载的过压接着用于使软管3径向指向地收缩直到这个软管在纤维预制件-型芯单元39的整个长度上贴靠在这个纤维预制件-型芯单元上并且成形的纤维预制件37在整个长度上均匀地和径向指向其中心地被基质材料21浸渍为止。可以从图24(截面F-F)中的横剖视图中看出套上软管的纤维预制件-型芯单元39在第三浸润阶段期间的状态。
[0129]依然位于压力容器38内地对经过浸渍的纤维预制件37的基质材料21进行加固。在硬化之后,将纤维预制件-型芯单元39从调整为无压的压力容器38中取出,将软管3移除并且使由纤维复合材料构成的成品的Ω型材体从型芯36中脱模(未示出)。
[0130]图25至29示出的第四实施例描述的是根据本发明的用于借助紧贴在型芯36上的弹性的套3对设置在Ω型材状的型芯36上的纤维预制件37进行浸润的方法和附属的设备。
[0131]为了避免重复,下面只对与第三实施例不同的特征和构件进行说明。关于一致的方法步骤和设备部件参见对前面的实施例的说明。反复使用的、具有相同功能的构件具有同样的附图标记。
[0132]将面状的、弹性的、由例如硅树脂构成的套3放置到带有成形的、干燥的纤维预制件37的型芯
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