浸渍工具和用塑料材料连续浸渍增强纤维材料的方法
【专利摘要】一种浸渍工具(48)，包括：包括支撑面(52)的支撑元件(50)；包括覆盖面(56)的盖元件(54)，所述覆盖面(56)面向所述支撑面并被设置为与所述支撑面相距一距离(A)；以及接收空间(58)，由所述支撑面和所述覆盖面定界并具有用于以连续的过程将增强纤维材料供应到所述空间中的进口(70)和用于将用塑料材料浸渍的所述材料移出的出口(72)。所述距离(A)在垂直于所述材料通过所述空间的输送方向(F)且平行于由所述支撑面或所述覆盖面限定的平面的方向上恒定。所述支撑元件与所述盖元件能相对于彼此移动，以使所述距离(A)在所述输送方向(F)上能适应于输送通过所述接收空间的所述材料的变化的厚度。
【专利说明】
浸溃工具和用塑料材料连续浸溃増强纤维材料的方法
技术领域
[0001]本发明涉及浸渍工具和以连续的过程用塑料材料浸渍增强纤维材料的方法。本发明还涉及用于由纤维增强复合材料连续制造特别是飞机结构部件之类的部件的设备。
【背景技术】
[0002]在飞机构造中，越来越多地尝试将整体或局部由纤维增强复合材料(例如，碳纤维增强塑料(CRP))制成的部件用作承重部件。例如，DE 10 2007 062 111 Al描述一种由碳纤维增强塑料制成的横向构件结构，其用于支撑将客舱与布置在所述客舱下方的货舱分离的飞机地板系统的各面板。例如，从DE 10 2004 001 078 Al和/或CN 100418850还已知，为飞机机身各段提供蒙皮以及由纤维增强复合材料制成的增强元件(例如，框架、桁条等)。
[0003]在由纤维增强复合材料制造飞机结构部件时，首先由纤维预浸料坯构造多层层压制件。纤维预浸料坯可包括由增强纤维制成的织造物或非织造物，增强纤维被提供有未固化的塑料材料(例如，环氧树脂材料)的表面层。层压制件的构造可手动进行或以自动方式进行。随后，可使纤维预浸料坯变成形成飞机蒙皮的平面部分的期望形状或形成框架或桁条的增强部段的期望形状。最终，施加到纤维表面的塑料材料在热压罐周期中在压力和/或升高的温度下固化，从而产生具有固化塑料基体以及嵌入基体中的增强纤维的复合材料。热压罐过程本身特别适合于单独生产甚至复杂形状的部件。
[0004]与此对比，EPI 819 503 BI描述一种连续生产适合用作飞机结构部件的结构构型件的方法。在该方法中，首先生产多层纤维层结构。为此，干纤维层从合适的辊展开并供应到使纤维层在压力下变成期望的初步形状的预成型工具。在预成型工具中生产的预成型纤维层堆叠件被环氧树脂和硬化剂的混合物浸渍，通过供应热，诱发使树脂的粘性降低的部分反应。在间歇式压机中，树脂浸渍的纤维层堆叠件然后被进一步加热并经受压力，使得树脂变硬，并且交联进行到尺寸稳定的时刻。最终，树脂的完全固化在烘道中进行。
[0005]在整个过程中，纤维层、纤维层堆叠件或树脂浸渍的纤维层堆叠件借助合适的接取设备被连续传送到并通过过程的各个站。间歇式压机被能移动地安装，使得在特定部分其可与待压制的被树脂浸渍的纤维层堆叠件一起移动。一旦在间歇式压机中已经完成被树脂浸渍的纤维层堆叠件的一部分的处理，所述循环压机被打开并反向于被树脂浸渍的纤维层堆叠件的移动方向移动，直到它已经到达间歇式压机可再次闭合以处理被纤维浸渍的纤维层堆叠件的另一部分的合适位置。在EP I 819 503 BI中描述的连续方法适于大规模制造具有恒定横截面的结构构型件。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于展示一种浸渍工具和一种能够以连续的过程用塑料材料浸渍具有变化的厚度的增强纤维材料的方法。本发明的另一目的在于展示一种能够由纤维增强复合材料连续制造具有变化的厚度的特别是飞机结构部件之类的部件的设备。
[0007]该目的通过具有权利要求1的特征的浸渍工具、具有权利要求11的特征的方法以及具有权利要求17的特征的设备而被实现。
[0008]—种用于用塑料材料浸渍增强纤维材料的浸渍工具，包括支撑元件，该支撑元件包括支撑面。盖元件被进一步提供，其包括覆盖面，所述覆盖面面向所述支撑元件的支撑面并被设置为与所述支撑元件的支撑面相距一距离。最终，所述浸渍工具包括接收空间，该接收空间由所述支撑元件的支撑面和所述盖元件的覆盖面定界并被连接到用于将所述塑料材料供应到所述接收空间中的注入通道。
[0009]通过所述注入通道，能够在结构部件(特别是飞机结构部件)中形成基体的塑料材料可被供应到所述浸渍工具的接收空间中，所述增强纤维材料的增强纤维被嵌入所述基体中。塑料材料可为热塑性聚合物材料或者交联塑料材料，特别地为树脂，优选为环氧树脂。所述增强纤维材料可包含为单纤维形式或纤维非织造物或纤维织造物形式的增强纤维。优选地，所述增强纤维材料以连续线材的形式存在并且因此能够被加工为长形结构构型件，例如被加工成能用作飞机中的主要结构部件的框架、桁条等。
[0010]所述浸渍工具适合在连续浸渍过程中使用。为此，所述浸渍工具的接收空间被提供有用于以连续的过程将所述增强纤维材料供应到所述接收空间中的进口以及用于以连续的过程将用所述塑料材料浸渍的增强纤维材料从所述接收空间移出的出口。所述增强纤维材料可以以恒定或变化的速度被传送通过所述浸渍工具的接收空间。然而，还可想到将所述增强材料间歇性和/或具有传送停顿地传送通过所述浸渍工具的接收空间，其中传送中断可利用，以例如将所述塑料材料注入到所述接收空间中和/或已安排塑料材料的部分固化。
[0011]所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的输送方向且平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上恒定。换言之，在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的输送方向且平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上，所述支撑元件的支撑面和所述盖元件的覆盖面都没未被提供台阶、倾斜或会导致所述支撑面与所述覆盖面之间的距离发生变化的其它几何元素。
[0012]与此相反，所述支撑元件的支撑面和/或所述盖元件的覆盖面在所述增强纤维材料通过所述接收空间的输送方向上完全可具有台阶或起伏形状，这在所述增强纤维材料通过所述接收空间的输送方向上导致所述支撑面与所述覆盖面之间的距离的变化。例如，在待浸渍的增强纤维材料输送通过所述接收空间期间，所述支撑面和/或所述覆盖面的起伏形状可被利用以实现动态压力变化并因此优化浸渍性能。
[0013]此外，所述支撑元件和所述盖元件能相对于彼此移动，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离在所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向上能适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。这里，用语“厚度”的意思是增强纤维材料在垂直于由二维增强纤维材料限定的平面的方向上的范围，其中所述增强纤维材料的厚度可连续变化或间歇性变化。例如，所述增强纤维材料的厚度变化可由可构造增强纤维材料的增强纤维织造物层的数量或类型的变化引起。
[0014]所述支撑元件可被刚性固定并且所述盖元件可相对于所述支撑元件能移动，以便以期望方式改变所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离。替代地，还可想到向所述浸渍工具提供刚性固定的盖元件和相对于所述盖元件能移动的支撑元件。最终，所述支撑元件和所述盖元件均可被能移动地安装，从而两个元件能在不同位置之间移动，以便适应所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离。
[0015]所述支撑元件和所述盖元件之间的相对运动可借助合适的驱动装置实现，例如，电动马达、液压系统或气压系统，如果需要在控制单元的控制下。然而，替代地，还可想到提供用于使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度的被动装置。这种被动装置例如可包括用于弹簧安装(spring-mounting)所述支撑元件和/或所述盖元件的弹簧元件。所述弹簧元件于是可以使所述支撑元件和/或所述盖元件预加载至所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面彼此相距最小距离的位置。如果随后厚度大于所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的最小距离的增强纤维材料被供应到所述接收空间，则由于所述增强纤维材料与所述支撑元件的支撑面和所述盖元件的覆盖面的相互作用，所述支撑元件和所述盖元件抵抗所述弹簧元件的弹簧作用被迫使分开，从而所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离依照所述增强纤维材料的厚度增加。如果随后所述增强纤维材料的厚度减小，则所述弹簧元件确保所述支撑元件和所述盖元件彼此相向地移回，由此减小所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离。
[0016]通过使所述支撑面与所述覆盖面之间的距离适应于输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的厚度，能够防止增强纤维材料输送通过对于增强纤维材料的厚度而言太窄的接收空间。所述增强纤维材料与所述支撑面和/或所述覆盖面之间的过高的摩擦力以及由此导致的所述增强纤维材料的损坏因此被可靠地避免。此外，借助使所述支撑面与所述覆盖面之间的距离适应于所述增强纤维材料的厚度，能够使可能由于浸渍工具的下述设计而引起的塑料材料从浸渍工具的接收空间的泄漏最小化，借以该设计，所述支撑面与所述覆盖面之间的距离刻板地适应于所述增强纤维材料的最大厚度，并因此如果所述增强纤维材料中厚度小于最大厚度的部分被传送通过所述浸渍工具的接收空间，则所述增强纤维材料与所述覆盖面之间的间隙增加。
[0017]此外，所述支撑面与所述覆盖面在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向且平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上相距恒定距离的布置，在所述支撑元件与所述盖元件相对运动时，如果需要，能实现所述支撑元件与所述盖元件之间的距离在整个接收空间上均匀地减小或增加。因此，借助浸渍工具，能够以连续的注入过程处理下述增强纤维材料:该增强纤维材料的厚度在所述增强纤维材料的输送方向上在较大程度上变化，并且该增强纤维材料因此先前仅能通过使用浸渍池方法用塑料材料浸渍。最终，所述浸渍工具一般可用于诸如U形截面、Ω形截面或T形截面的各种剖面几何形状的连续制造，因为浸渍在截面成形之前进行。
[0018]所述浸渍工具的接收空间在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向的方向上可由可形成在所述支撑元件和/或所述盖元件上的侧面定界。例如，所述接收空间可由形成在所述支撑元件上的两个侧面或者由形成在所述盖元件上的两个侧面定界。然而，替代地，可想到一种构造，在该构造中，所述浸渍工具的接收空间可由形成在所述支撑元件上的一个侧面并由形成在所述盖元件上的一个侧面定界。所述侧面可彼此平行地设置。另外或替代于此，所述支撑面和所述覆盖面至少在所述浸渍工具的特定操作阶段可被定向为彼此平行。所述侧面可基本垂直于所述支撑面和/或所述覆盖面延伸。
[0019]在所述浸渍工具的一优选实施例中，所述支撑元件和所述盖元件在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向且垂直于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上能相对于彼此移动，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。如果所述盖元件为板形结构并且被容纳在形成于所述支撑元件上的侧壁之间，或者如果所述支撑元件为板形结构并且被容纳在形成于所述盖元件上的侧壁之间，则浸渍工具的这种构思是特别有利的。浸渍工具于是具有简单的几何形状和简单的结构。
[0020]另外或替代于此，所述支撑元件和所述盖元件可以是能围绕垂直于所述增强纤维材料的输送方向并平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面延伸的轴线相对于彼此枢转的，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。假定所述浸渍工具如此构思，则只要具有恒定厚度的增强纤维材料被输送通过接收空间，所述支撑面和所述覆盖面就可彼此平行定向。另一方面，如果待供应到所述接收空间的所述增强纤维材料的厚度增加，则通过使所述支撑元件和所述盖元件相对于彼此枢转，在所述接收空间的进口的区域中所述支撑面与所述覆盖面之间的距离可增加，而在所述接收空间的出口的区域中所述支撑面与所述覆盖面之间的距离可减小。
[0021]因此，更厚的增强纤维材料可被供应到所述接收空间中，同时可防止塑料材料在所述接收空间的出口的区域中从所述接收空间泄漏。原则上，所述支撑元件和所述盖元件能相对于彼此枢转所围绕的轴线可为固定轴线。假定所述浸渍工具如此构思，则所述支撑面与所述覆盖面之间的距离于是应该大于输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的厚度，以便在所述支撑元件和/或所述盖元件枢转期间在所述接收空间的进口或出口的区域中防止所述增强纤维材料卡在所述支撑面与所述覆盖面之间以及由此可能引起的损坏。然而，所述支撑元件和所述盖元件能相对于彼此枢转所围绕的轴线可替代地为虚拟的、非固定的轴线。假定所述浸渍工具如此变化，例如，则在所述进口的区域中所述支撑面与所述覆盖面之间的距离可变化，并且所述支撑面与所述覆盖面之间的距离可保持恒定，或者反之亦然。
[0022]原则上，所述支撑元件和所述盖元件两者均可被能枢转地安装。然而，优选地，所述支撑元件被配置为刚性固定的支撑元件，并且所述盖元件能相对于所述支撑元件枢转。所述支撑元件和/或所述盖元件的旋转运动可借助合适的驱动装置实现，例如具有驱动轴的电动机、液压系统或气压系统。例如，所述盖元件可借助多个液压活塞(例如，四个)相对于所述支撑元件能枢转地安装。优选地，可启动所述支撑元件和所述盖元件相对于彼此的旋转运动的驱动装置还可被配置，例如以使所述支撑元件和所述盖元件相对于彼此垂直于所述增强纤维材料的输送方向移动，从而使所述支撑面与所述覆盖面之间的距离适应于所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0023]在所述支撑元件上可形成至少一个接触面，该至少一个接触面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于所述支撑面倾斜并与形成在所述盖元件上的互补的接触面相互作用。所述支撑元件和所述盖元件于是优选地能在平行于所述接触面的方向上相对于彼此移动，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。所述支撑元件和所述盖元件沿倾斜的接触面的相对移位使得能够在不使用复杂的机械或电驱动机构的情况下实现所述支撑面与所述覆盖面之间的距离的无限可变调节。
[0024]形成在所述支撑元件上的所述接触面可与所述支撑面形成倾角，该倾角等于形成在所述盖元件的所述接触面与所述覆盖面形成的倾角。假定所述浸渍工具这样构思，则所述支撑面与所述覆盖面可总是保持彼此平行，即使所述支撑面与所述覆盖面之间的距离由于所述支撑元件和所述盖元件沿倾斜的接触面相对移位而变化。
[0025]形成在所述支撑元件上的所述接触面可被设置在所述支撑元件的侧壁的面向所述盖元件的区域中，并可与形成在所述盖元件上并设置在凹进的面向所述支撑元件的区域中的接触面相互作用。所述凹进可被提供在所述盖元件的外面中。替代地或另外地，形成在所述盖元件上的所述接触面可被设置在所述盖元件的侧壁的面向所述支撑元件的区域中，并可与形成在所述支撑元件上并设置在凹进的面向所述盖元件的区域中的接触面相互作用。所述凹进于是可提供在所述支撑元件的外面中。
[0026]在所述接收空间的进口的区域中优选提供至少一个密封元件，该至少一个密封元件被配置以实现对通过所述进口输送到所述接收空间的所述增强纤维材料与所述支撑元件和/或所述盖元件之间的间隙的密封。另外地或替代于此，在所述接收空间的出口的区域中提供至少一个密封元件，该至少一个密封元件被配置以实现对通过所述出口从所述接收空间移出的用所述塑料材料浸渍的所述增强纤维材料与所述支撑元件和/或所述盖元件之间的间隙的密封。设置在所述进口和/或所述出口的区域中的密封元件可有效地防止塑料材料从所述浸渍工具的接收空间漏出。特别当在所述进口和/或所述出口的区域中所述支撑面与所述覆盖面之间的距离大于输送通过所述进口的增强纤维材料的厚度和/或大于输送通过所述出口的用所述塑料材料浸渍的增强纤维材料的厚度时，提供密封元件是有利的。
[0027]另外地或替代于此，所述浸渍工具可包括用于加热或冷却用所述塑料材料浸渍的所述增强纤维材料的加热装置和/或冷却装置。由于加热或冷却，所述塑料材料的粘性可被控制。而且，通过有目的地增加热，可开始所述塑料材料的部分或完全固化。所述加热装置和/或所述冷却装置特别被提供在所述进口和/或所述出口的区域中。例如，通过将冷却能量在所述进口的区域中供应到所述接收空间中，所述塑料材料的粘性可增加，并且因此塑料材料从所述进口的泄漏可被最小化。相应地，通过在所述出口的区域供应热能，可实现所述塑料材料的部分固化，并因此塑料材料从所述出口的泄漏可被最小化。例如，电阻加热装置可用作加热装置。替代地或另外地，加热和/或冷却装置可包括流体通道，冷却或加热流体可流动通过该流体通道。
[0028]在所述浸渍工具的优选实施例中，所述支撑元件包括支撑元件中央部分以及至少一个支撑元件密封部分，所述至少一个支撑元件密封部分被设置在所述接收空间的所述进口和/或所述出口的区域中。在每个支撑元件密封部分上可形成支撑面端部部分，所述支撑面端部部分在所述进口和/或所述出口的区域中对所述接收空间定界。在所述支撑元件中央部分上可形成支撑面中央部分。优选地，所述支撑元件密封部分和所述支撑元件中央部分能相对于彼此移动以使形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑面端部部分与所述覆盖面之间的第一距离能调节，所述第一距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。所述第一距离优选不同于所述支撑面中央部分与所述覆盖面之间的第二距离，所述第二距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0029]所述浸渍工具的这种构思因此能够使得将所述支撑面与所述覆盖面之间的距离调节为在所述接收空间的进口和/或出口的区域中比在所述接收空间的中央区域中更大或更小。所述浸渍工具的几何结构因此能特别好地适应于输送通过所述接收空间的具有变化的厚度的增强纤维材料的几何结构。例如，所述支撑面与所述覆盖面之间的距离在所述接收空间的进口和/或出口的区域中可比在所述支撑元件中央部分的区域中小，也就是说，例如当所述增强纤维材料的正输送通过所述进口和/或所述出口的部分的厚度小于正输送通过所述接收空间的中央区域的部分时。因此，塑料材料从所述接收空间的进口和/或出口的泄漏可被最小化。
[0030]另外地或替代于此，所述盖元件可包括盖元件中央部分以及至少一个盖元件密封部分，所述至少一个盖元件密封部分被设置在所述接收空间的所述进口和所述出口中的至少一个的区域中。在每个盖元件密封部分上可形成覆盖面端部部分，所述覆盖面端部部分在所述进口和所述出口的区域中对所述接收空间定界。在所述盖元件中央部分上可形成覆盖面中央部分。所述盖元件密封部分和所述盖元件中央部分优选能相对于彼此移动以使形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分与所述支撑面之间的第一距离能调节，所述第一距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。所述第一距离可不同于所述覆盖面中央部分与所述支撑面之间的第二距离，所述第二距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0031]在所述支撑元件密封部分上可形成支撑元件引导面，所述支撑元件引导面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于形成在所述支撑元件密封部分上的支撑面端部部分倾斜。形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑元件引导面可与形成在所述支撑元件中央部分上的互补的支撑元件引导面相互作用。特别地，所述支撑元件密封部分和所述支撑元件中央部分在平行于所述支撑元件引导面的方向上能相对于彼此移动，从而使所述覆盖面与形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑面端部部分之间的所述第一距离相对于所述支撑面中央部分与所述覆盖面之间的所述第二距离变化。
[0032]以类似的方式，在所述盖元件密封部分上可形成盖元件引导面，所述盖元件引导面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分倾斜，并与形成在所述盖元件中央部分上的互补的盖元件引导面相互作用。所述盖元件密封部分和所述盖元件中央部分可以是在平行于所述盖元件引导面的方向上能相对于彼此移动的，以使所述支撑面与形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分之间的所述第一距离相对于所述覆盖面中央部分与所述支撑面之间的所述第二距离变化。
[0033]形成在所述支撑元件密封部分和所述支撑元件中央部分上的支撑元件引导面可与所述支撑面形成倾角，该倾角等于形成在所述盖元件密封部分和所述盖元件中央部分上的盖元件引导面与所述覆盖面形成的倾角。借助所述浸渍工具的这种构造，可确保所述支撑面与所述覆盖面的彼此平行定向的部分保持彼此平行地排列，即使在这些平面部分之间的距离变化的情况下。
[0034]在用塑料材料浸渍增强纤维材料的方法中，浸渍工具被提供，所述浸渍工具包括:具有支撑面的支撑元件;具有覆盖面的盖元件，所述覆盖面面向所述支撑元件的支撑面并被设置为与所述支撑元件的支撑面相距一距离；以及接收空间，该接收空间由所述支撑元件的支撑面和所述盖元件的覆盖面定界。所述增强纤维材料以连续的过程通过所述接收空间的进口被供应到所述接收空间中。所述塑料材料通过连接到所述接收空间的注入通道被供应到所述接收空间中。用所述塑料材料浸渍的增强纤维材料以连续的过程通过所述接收空间的出口从所述接收空间被移出。所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的输送方向且平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上恒定。所述支撑元件和所述盖元件相对于彼此移动以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离在所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向上适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0035]所述支撑元件和所述盖元件优选在垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向且垂直于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面的方向上相对于彼此移动，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0036]所述支撑元件和所述盖元件可围绕垂直于所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向且平行于由所述支撑面和/或所述覆盖面限定的平面延伸的轴线相对于彼此枢转，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。该轴线可为固定轴，但是替代地可为虚拟的、非固定的轴线。
[0037]在所述支撑元件上可形成至少一个接触面，该至少一个接触面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于所述支撑面倾斜并与形成在所述盖元件上的互补的接触面相互作用。所述支撑元件和所述盖元件可在平行于所述接触面的方向上相对于彼此移动，以使所述支撑元件的支撑面与所述盖元件的覆盖面之间的距离适应以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0038]所述支撑元件可包括支撑元件中央部分以及至少一个支撑元件密封部分，所述至少一个支撑元件密封部分被设置在所述接收空间的进口和/或出口的区域中，其中在每个支撑元件密封部分上可形成支撑面端部部分，该支撑面端部部分在所述进口和/或所述出口的区域中对所述接收空间定界。在所述支撑元件中央部分上可形成支撑面中央部分。所述支撑元件密封部分和所述支撑元件中央部分可相对于彼此移动以使所述覆盖面与形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑面端部部分之间的第一距离被调节，所述第一距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度并且不同于所述支撑面中央部分与所述覆盖面之间的第二距离，所述第二距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0039]替代地或另外，所述盖元件可包括盖元件中央部分以及至少一个盖元件密封部分，所述至少一个盖元件密封部分设置在所述接收空间的进口和/或出口的区域中，其中在每个盖元件密封部分上可形成覆盖面端部部分，所述覆盖面端部部分在所述进口和/或所述出口的区域中对所述接收空间定界。在所述盖元件中央部分上可形成覆盖面中央部分。所述盖元件密封部分和所述盖元件中央部分可相对于彼此移动以使所述支撑面与形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分之间的第一距离被调节，所述第一距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度并且不同于所述覆盖面中央部分与所述支撑面之间的第二距离，所述第二距离适应于以连续的过程输送通过所述接收空间的所述增强纤维材料的变化的厚度。
[0040]在所述支撑元件密封部分上可形成支撑元件引导面，该支撑元件引导面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑面端部部分倾斜并与形成在所述支撑元件中央部分上的互补的支撑元件引导面相互作用。所述支撑元件密封部分和所述支撑元件中央部分可在平行于所述支撑元件引导面的方向上相对于彼此移动，以使所述覆盖面与形成在所述支撑元件密封部分上的所述支撑面端部部分之间的所述第一距离相对于所述支撑面中央部分与所述覆盖面之间的所述第二距离变化。
[0041 ]在所述盖元件密封部分上可形成盖元件引导面，该盖元件引导面沿所述增强纤维材料通过所述接收空间的所述输送方向相对于形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分倾斜并与形成在所述盖元件中央部分上的互补的盖元件引导面相互作用，其中所述盖元件密封部分和所述盖元件中央部分可在平行于所述盖元件引导面的方向上相对于彼此移动，以使所述支撑面与形成在所述盖元件密封部分上的所述覆盖面端部部分之间的所述第一距离相对于所述覆盖面中央部分与所述支撑面之间的所述第二距离变化。
[0042]—种用于由纤维增强复合材料连续制造部件的设备，包括输送装置，该输送装置被配置为将包含增强纤维的半成品输送通过所述设备。所述设备进一步被配备有浸渍装置，所述浸渍装置包括如上所述的浸渍工具。
【附图说明】
[0043]现在参照所附示意图详细说明本发明的优选实施例，附图示出:
[0044]图1为用于由纤维增强复合材料连续制造部件的设备的概观图示；
[0045]图2为可以在根据图1的用于由纤维增强复合材料连续制造部件的设备中使用的输送装置的第一变型；
[0046]图3为可以在根据图1的用于由纤维增强复合材料连续制造部件的设备中使用的输送装置的替代变型；
[0047]图4a至图4d为可以在根据图1的设备中使用的成形装置的详细图示；
[0048]图5为可以在根据图1的设备的浸渍装置中使用的浸渍工具的第一实施例的纵截面视图；
[0049]图6为根据图5的浸渍工具的横截面视图；
[0050]图7为可以在根据图1的设备的浸渍装置中使用的浸渍工具的替代实施例的三维视图；
[0051]图8a和图Sb为可以在根据图1的设备的浸渍装置中使用的浸渍工具的另一替代实施例的三维视图；以及
[0052]图9a至图9d为可以在根据图1的设备的浸渍装置中使用的浸渍工具的又一替代实施例的三维视图。
【具体实施方式】
[0053]图1示出用于由纤维增强复合材料连续制造部件12的设备10。设备10包括用于供应增强纤维材料16的供应装置14。特别地，供应装置14包括多个辊18，增强纤维材料16的连续线材被卷绕到每个辊上。增强纤维材料16为干增强纤维织造物，其增强纤维未被塑料材料浸渍。卷绕到各个辊18上的增强纤维织造物在织造物中包含的增强纤维的类型和定向方面可彼此不同。特别地，在各个增强纤维织造物中，增强纤维可以以单向、双向或任意期望的方式定向。此外，包括增强纤维材料16的半成品除了增强纤维之外还可包括影响材料性能的成分，例如黏合线、冲击强度改性剂、黏合剂颗粒、用于随后的表面活化的诸如剥离层之类的表面材料、或者诸如电线或光线的通用功能元件等等。
[0054]从辊18展开的增强纤维织造物层按顺序一个在另一个上堆叠，例如，该顺序取决于待制造的结构部件12的期望的机械性能。特别地，具有不同纤维定向的增强纤维织造物可一个在另一个上堆叠，以便有目的地控制待制造的结构部件12的机械性能。供应装置14的辊18可包括用于将辊沿其旋转轴线排列的对齐设备(图1中未示出)。对齐设备可包括例如构造为挡光板等形式的检测设备，其优选连续检测卷绕到辊18上的增强纤维织造物在辊18上的位置。根据由检测设备提供的测量结果，相应的控制装置于是可实现辊18沿其旋转轴线的位置的移位，从而从辊18展开的增强纤维织造物层在它们从辊18展开时以精确的方式一个在另一个上布置。辊18例如可借助电动马达和主轴传动机构沿其旋转轴线移位。通过供应装置14的这种构思，能够防止或者至少显著减少在各个增强纤维织造物层中形成折痕。
[0055]供应装置还可包括引导装置和/或平滑装置，其包括辊或滑块并且在将从供应装置的各个辊展开的增强纤维织造物层一个在另一个上堆叠时引导或平滑该增强纤维织造物层(在图1中未示出)。如果需要，还可提供加热设备(同样在图1中未示出)，该加热设备用于活化包含在增强纤维织造物层中的黏合剂，例如，热塑性黏合剂，以便将一个在另一个上堆叠的增强纤维织造物层彼此结合。加热设备例如可包括构造为红外辐射器的热源或一些其它合适的热源。
[0056]增强织造物层堆叠被供应到浸渍装置22。在浸渍装置22中，增强纤维织造物的增强纤维被塑料材料，特别是被例如树脂的交联塑料材料以下文将更详细描述的方式浸渍。
[0057]增强纤维材料16借助输送装置24被输送通过设备10。在图2中详细示出的输送装置24包括第一夹持设备26和第二夹持设备28，第一夹持设备26和第二夹持设备28均能在它们释放增强纤维材料16的打开位置和它们将所述增强纤维材料16牢固地夹持在两个夹持钳板26a、26b、28a、28b之间的闭合位置之间调节。而且，夹持设备26、28如图2中箭头Pk1、Ρκ2所指示的那样沿增强纤维材料16的输送方向F或反向于增强纤维材料16的输送方向F在夹持位置与释放位置之间能移动。
[0058]输送装置24的操作借助中央电子控制装置30被控制，类似于设备10的其它部件的操作。然而，作为对于中央控制装置30的替代，还可使用多个独立的控制装置。控制装置30以下述方式控制两个夹持设备26、28的操作，即当第二夹持设备28位于其闭合位置并与增强纤维材料16—起沿增强纤维材料16的输送方向F从其夹持位置移向其释放位置时，第一夹持设备26位于其打开位置并相对于增强纤维材料16反向于增强纤维材料16的输送方向从其释放位置移向其夹持位置。
[0059]相反，当第二夹持设备28位于其打开位置并相对于增强纤维材料16反向于增强纤维材料16的输送方向F从其释放位置移向其夹持位置时，第一夹持设备26位于其闭合位置并与增强纤维材料16—起沿增强纤维材料16的输送方向F从其夹持位置移向其释放位置。两个夹持设备26、28的这种反向的操作也例示于图2的示意图中。
[0060]作为图2中示出的输送装置24的变型的替代，如图3中所描绘的，输送装置24还可包括两个对置的传送带32、34。传送带32、34能沿相反的方向移动，并将夹持力施加在增强纤维材料16的设置在传送带32、34之间的部分上，以使增强纤维材料16借助传送带32、34的传送运动沿其输送方向F移动。传送带32、34中的至少一个优选被弹簧安装，以便补偿待借助输送装置24输送通过设备10的增强纤维材料16的厚度的变化。
[0061]在浸渍装置22中用交联塑料材料浸渍的增强纤维材料16借助输送装置24供应到成形装置36。成形装置36包括压机38，压机38包括第一施压元件40和与第一施压元件38相对的第二施压元件42。在图1中所示的压机38中，施压元件40、42在每种情况下均以压板的形式构造。如果期望，输送装置24可被配置为与成形装置36成一体。成形装置36的压机38于是形成输送装置24的夹持设备26、28之一，诸如如上结合图2描述的另一夹持设备28、26位于其下游或上游。形成夹持设备的压机38和另一夹持设备28、26于是可如上结合图2描述的那样操作，以便将增强纤维材料16输送通过设备10。替代地，压机38可被构造为包括彼此相对定位的两个传送带的带式压机的形式。同样地，压机于是可实现双重功能:一方面将压力施加在供应到压机38的半成品16上，另一方面将半成品16输送通过设备10。而且，还可想到压机38构造为包括多于两个施压元件且对所有侧施压的压机。
[0062]如从图4a至图4d显而易见的，输送装置24和成形装置36的操作被控制装置30控制，以使压机38的施压元件40、42被控进入闭合位置，从而将压力施加在用塑料材料浸渍的增强纤维材料16上，参见图4a中的箭头P1。只要施压元件40、42正在对增强纤维材料16施加压力，则施压元件40、42与增强纤维材料16—起沿增强纤维材料16的输送方向F移动，参见图4b中的箭头P2。施压元件40、42随后被控制进入打开位置，参见图4c中的箭头P3，并反向于半成品的输送方向F移动，参见图4d中的箭头P4，直到施压元件40、42被设置在它们可再次被控制进入闭合位置的位置。
[0063]如果需要，设备10还可包括预加热装置(图1中未示出)，该预加热装置用于在用塑料材料浸渍的增强纤维材料16被供应到成形装置36之前对其进行预加热。预加热装置的操作优选被控制以使得包括交联塑料材料的浸渍材料的粘性增加，但是在交联塑料材料中还没有发生实质的交联反应。预加热装置可包括例如对流烘道、用于使浸渍有塑料材料的增强纤维织造物暴露于电子光束的设备、或红外辐射器。
[0064]设备10还可包括固化装置44，该固化装置44用于部分或完全固化浸渍增强纤维材料16的交联塑料材料。固化装置44可包括例如烘道、红外辐射器、感应加热设备或微波加热设备。固化装置44的操作，也就是固化装置44的加热装置的操作，优选通过控制装置30被控制以使得，浸渍增强纤维材料16的交联塑料材料通过加热装置的热供应而被完全固化。然而，如果需要，在固化装置44中可能仅发生塑料材料的部分固化。
[0065]最终，切割设备46被提供，其将从固化装置44移出的半成品切割成期望长度，以便最终生成部件12。切割设备46可例如包括带锯，该带锯以能移动的方式安装，从而它可与待切割的半成品一起沿半成品通过设备10的传送方向F移动，从而产生垂直于传送方向F延伸的切口。切割设备46还可包括引导和/或保持装置(图1中未示出)，该引导和/或保持设备相对于半成品10的传送方向F布置在锯的上游或下游并可用于避免半成品的不期望的移位或半成品的振动。引导和/或保持设备的位置可借助控制装置30根据待切割的半成品的不同形状被控制。
[0066]图5至图9示出可以在设备10的浸渍装置22中使用的浸渍工具48的不同实施例。
[0067]在图5和图6示出的第一实施例中，浸渍工具48包括具有支撑面52的支撑元件50。浸渍工具48的盖元件54提供有面向支撑元件50的支撑面52并与支撑元件50的支撑面52相距距离A设置的覆盖面56。支撑面52和覆盖面56由此对接收空间58定界。接收空间58此外由彼此平行并垂直于支撑面52和覆盖面56延伸的侧面60、26定界。在图5和图6所示的浸渍工具48中，侧面60、62形成在与支撑元件50—体形成的侧壁64、66上。支撑元件50的支撑面52与盖元件54的覆盖面56之间的距离A在垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F且平行于由支撑面52和/或覆盖面56限定的平面的方向上恒定。在图5和图6所示的浸渍工具48的变型中，支撑面52和覆盖面56彼此平行地排列。
[0068]接收空间58被连接到注入通道68，塑料材料可通过注入通道68被供应到接收空间58中。接收空间58进一步具有进口70和出口72。在设备10操作期间，由输送装置24输送的增强纤维材料16以连续的过程通过进口 70被供应到接收空间58。在被输送通过接收空间58时，增强纤维材料16被通过注入通道68供应到接收空间58的塑料材料浸渍。用塑料材料浸渍的增强纤维材料16随后连续移出接收空间58的出口 72，再次由输送装置24输送。
[0069]待在浸渍装置22中被浸渍的增强纤维材料16具有在增强纤维材料16通过设备10的输送方向F上变化的厚度。例如，沿增强纤维材料16的输送方向F通过设备10的增强纤维材料16可包括不同数量的增强纤维织造物层，从而满足对待制造的部件12所要求的机械要求和设计要求。因此，浸渍工具48的支撑元件50与盖元件54能相对于彼此移动，以使支撑元件50的支撑面52和盖元件54的覆盖面56之间的距离A在增强纤维材料16的输送方向F上能适应于以连续的过程输送通过接收空间58的增强纤维材料16的变化的厚度。
[0070]在这种情况下，支撑元件50的支撑面52和盖元件54的覆盖面56之间的距离A在垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F且平行于由支撑面52和/或覆盖面56限定的平面的方向上恒定，从而沿垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F且平行于由支撑面52和/或覆盖面56限定的平面的方向观察时，距离A可能均匀增加。
[0071]在图5和图6所示的浸渍工具48的情况下，盖元件54为板形结构并容纳在与支撑元件50—体形成的侧壁64、66之间。因此，为了改变支撑面52和覆盖面46之间的距离A，根据图5和图6的浸渍工具48中所需的全部在于将支撑元件50和盖元件54相当于彼此沿垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F且垂直于由支撑面52限定的平面和由覆盖面56限定的平面的方向移动，参见图6的箭头Pv。形成在支撑元件50的侧壁64、66上的侧面60、26在这该情况下用作引导面，结果，即使在支撑面52和覆盖面54之间的距离A变化的情况下仍维持支撑面52和覆盖面56的平行定位。
[0072]在接收空间58的进口70与出口72的区域中，浸渍工具48被提供有加热/冷却装置74，加热/冷却装置74使得能够在接收空间58的进口 70与出口 72的区域中选择性地加热或冷却接收空间58。加热/冷却装置74包括流体通道，加热或冷却流体可流动通过该流体通道。通过将冷却能量供应到接收空间58，供应到接收空间58的塑料材料的粘性如果需要的话可增加。另一方面，将热能供应到接收空间58导致塑料材料的部分或完全固化。粘性的增加和塑料材料的至少部分固化二者均能够使塑料材料从接收空间58的泄漏最小化。
[0073]加热/冷却装置74的操作在浸渍工具48的下述操作阶段特别有利，在该操作阶段中，增强纤维材料16的具有变化的厚度的部分被输送通过接收空间的进口 70和出口 72并且支撑面52和覆盖面56之间的距离A被调整至增强纤维材料16的最大厚度，结果，在接收空间的进口70或出口72的区域中，在增强纤维材料与盖元件54之间存在间隙。
[0074]图7中所示的浸渍工具48的实施例与根据图5和图6的布置的不同之处在于:支撑元件50和盖元件54不仅能相对于彼此垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F移动(参见图7的箭头Pv)，而且能相对于彼此围绕垂直于增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F延伸的轴线R枢转。特别地，盖元件54能围绕轴线R相对于刚性固定的支撑元件50枢转。因此，例如，支撑面52与覆盖面56之间的距离A可在接收空间58的进口 70的区域中增加，以便允许增强纤维材料16的较厚部分接收在接收空间58中。同时，盖元件54的枢转可实现支撑面52与覆盖面56之间的距离A在接收空间58的出口 72的区域中的减小。因此，在增强纤维材料16的具有较小厚度的部分仍正被输送通过的接收空间58的出口 72的区域中，可防止塑料材料从接收空间58漏出。
[0075]盖元件54借助四个液压缸76安装，如果需要的话，该四个液压缸76可被启动，以便或者使盖元件54相对于支撑元件50垂直于增强纤维材料16的输送方向F移动和/或使其相对于支撑元件50围绕轴线R枢转。为了防止盖元件54的导致正输送通过接收空间58的增强纤维材料在进口 70的区域中或在出口 72的区域中被卡在支撑元件50和盖元件54之间的旋转运动，盖元件54总是相对于支撑元件50以使得支撑面52和覆盖面56之间的距离A大于输送通过接收空间58的增强纤维材料16的最大厚度的方式定位。为此，在每种情况下，在接收空间58的进口 70和出口 72的区域中，均在盖元件54上提供密封元件78。密封元件78密封在浸渍工具48操作期间在接收空间58的进口 70和出口 72的区域中存在于增强纤维材料16与盖元件54之间的间隙，并因此防止塑料材料从接收空间58泄漏。
[0076]然而，替代地，轴线R可被配置成虚拟的、非固定的轴线的形式。支撑元件50和盖元件54的相对旋转运动于是借助液压缸76的适当的单独启动来实现。因此，例如，在进口 70的区域中支撑面52和覆盖面56之间的距离A可变化，而在出口 72的区域中支撑面52和覆盖面56之间的距离A可保持恒定，或者反之亦然。另外，根据图7的浸渍工具48的结构和操作模式对应于根据图5和图6的布置的结构和操作模式。
[0077]图8a和图Sb示出浸渍工具48的变型，其中支撑元件50包括两个接触面80、82，该两个接触面80、82沿增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F相对于支撑面52倾斜并与形成在盖元件54上的互补的接触面84、86相互作用。支撑元件50的接触面80、82由与支撑元件50—体形成的侧壁64、66的面向盖元件54的表面形成。另一方面，盖元件54上的接触面84、86由形成在盖元件50的彼此相对的外表面中的两个凹进88、90的面向支撑元件50的表面形成。
[0078]在根据图8a和8b的浸渍工具48中，为了改变支撑面52和覆盖面56之间的距离A并因此使距离A适应于以连续的过程输送通过接收空间58的增强纤维材料16的变化的厚度，支撑元件50和盖元件54沿平行于接触面80、82、84、60的方向相对于彼此移动，参见图8a和图8b中的箭头K。支撑元件50和盖元件54之间的相对移位在这种情况下通过接触面80、82、84、86的相互作用引导，结果支撑元件50和盖元件54相对于彼此的定位被维持。
[0079]形成在支撑元件50上的接触面80、82与支撑面52形成倾角，该倾角对应于形成在盖元件54上的接触面84、86与覆盖面56形成的倾角。这种构思确保，即使支撑面52和覆盖面56之间的距离A借助先前描述的支撑元件50和盖元件54沿接触面89、82、84、86的相对移位变化，仍能维持支撑面52和覆盖面56的平行排列。另外，根据图8的浸渍工具48的结构和操作模式对应于根据图5和图6的布置的结构和操作模式。
[0080]最终，图9a至图9d示出浸渍工具的变型，其中支撑元件50包括设置在接收空间58的进口 70的区域中的第一支撑元件密封部分92以及设置在接收空间58的出口 72的区域中的第二支撑元件密封部分94。支撑元件50进一步包括设置在第一支撑元件密封部分52与第二支撑元件密封部分54之间的支撑元件中央部分96。以相似的方式，盖元件54在接收空间58的进口70的区域中包括第一盖元件密封部分98。在接收空间58的出口72的区域中，盖元件54被提供有第二盖元件密封部分100。最终，盖元件54包括设置在第一盖元件密封部分98与第二盖元件密封部分100之间的盖元件中央部分102。
[0081]在每个支撑元件密封部分92、94上形成支撑面端部部分52a、52b，该支撑面端部部分52a、52b在进口 70的区域中和/或在出口 72的区域中对接收空间58定界。另一方面，在支撑元件中央部分96上形成支撑面中央部分52c，该支撑面中央部分52c在中央区域中对接收空间58定界。以相似的方式，在每个盖元件密封部分98、100上形成覆盖面端部部分56a、56b，该覆盖面端部部分56a、56b在进口 70的区域中和/或在出口 72的区域中对接收空间58定界。另一方面，在盖元件中央部分102上形成覆盖面中央部分56c，该覆盖面中央部分56c在中央区域中对接收空间58定界。
[0082]在每个支撑元件密封部分92、94上形成支撑元件引导面104、106，该支撑元件引导面104、106沿增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F相对于相应的支撑面端部部分52a、52b倾斜并与形成在支撑元件中央部分96上的互补的支撑元件引导面108、110相互作用。以相似的方式，在每个盖元件密封部分98、100上形成盖元件引导面112、114，该盖元件引导面112，114沿增强纤维材料16通过接收空间58的输送方向F相对于相应的覆盖面端部部分56a、56b倾斜并与形成在盖元件中央部分102上的互补的盖元件引导面116、118相互作用。
[0083]如图9a和图9b的对比所显示的，支撑元件密封部分92、94和支撑元件中央部分96借助沿平行于支撑元件引导面104、106、108、110的方向的相对移位而能以使支撑面端部部分52a、52b与覆盖面端部部分56a、56c之间的距离A1、A3能调节的方式相对于彼此移动，距离Al、A3彼此不同并且不同于支撑面中央部分52c和覆盖面中央部分56c之间的距离A2。以相应的方式，盖元件密封部分98、100和盖元件中央部分102借助沿平行于盖元件引导面112、114、116、118的方向的相对移位而能以使覆盖面端部部分56a、56b与支撑面端部部分52a、52b之间的距离41)3能调节的方式相对于彼此移动，距离六143彼此不同并且不同于覆盖面中央部分56c和支撑面中央部分52c之间的距离A2。
[0084]如果增强纤维材料16的具有增加的厚度的部分将通过进口70供应到接收空间58，参见图9a，则第一支撑元件密封部分92相对于支撑元件中央部分96沿平行于相互作用的支撑元件引导面104、108的箭头Vl的方向移位。同时，第一盖元件密封部分98相对于盖元件中央部分102沿平行于相互作用的盖元件引导面112、116的箭头V2的方向移位，参见图9b。以这种方式，支撑面端部部分52a和覆盖面端部部分56a之间的距离Al可适应于正通过进口 70供应到接收空间58的增强纤维材料16的增加的厚度，而支撑面中央部分52c与覆盖面中央部分56c之间的距离A2可继续保持适应于增强纤维材料16的正输送通过接收空间58的所述区域的部分的较小厚度。
[0085]当增强纤维材料16被进一步输送通过接收空间58以使其较大厚度的部分也通过接收空间58的中央区域时，支撑面中央部分52c与覆盖面中央部分56c之间的距离A2增加，直到其等于支撑面端部部分52a与覆盖面端部部分56a之间的距离Al。为此，支撑元件中央部分96沿平行于支撑元件引导面104、106、108、110的箭头V3的方向相对于两个支撑元件密封部分92、94移动。以相应的方式，盖元件中央部分102沿平行于盖元件引导面112、114、116、118的箭头V4的方向相对于两个盖元件密封部分98、100移动。
[0086]当增强纤维材料16的具有增加的厚度的部分最终到达接收空间58的出口72的区域时，支撑面端部部分52b与覆盖面端部部分56b之间距离A3也增加，直到该距离等于支撑面端部部分52a与覆盖面端部部分56a之间的距离Al和支撑面中央部分52c与覆盖面中央部分56c之间的距离A2。为此，两个支撑元件密封部分94沿平行于支撑元件引导面106、110的方向相对于支撑元件中央部分96沿箭头V5的方向移动。以相应的方式，第二盖元件密封部分100平行于盖元件引导面114、118相对于盖元件中央部分102沿箭头V6的方向移动。
[0087]形成在支撑元件密封部分94、96和支撑元件中央部分96上的支撑元件引导面104、106、108、110与支撑面端部部分52a、52b和/或支撑面中央部分52c形成倾角，该倾角等于形成在盖元件密封部分98、100和盖元件中央部分102上的盖元件引导面112、114、116、118与覆盖面端部部分56a、56b和/或覆盖面中央部分56c形成的倾角。这种构思确保，即使支撑面部分52a、52b、52c与覆盖面部分56a、56b、56c之间的距离A1、A2、A3变化，支撑面部分52a、52b、52c相对于覆盖面部分56a、56b、56c的相对定向，即平行定向也被维持。
[0088]借助图9a至图9d中所示的浸渍工具48的构思，塑料材料从接收空间58的泄漏被最小化，因为支撑面端部部分52a、52b与覆盖面端部部分56a、56b之间的距离A1、A3彼此独立且独立于支撑面中央部分52c和覆盖面中央部分56c之间的距离A2最佳地适应于增强纤维材料的变化的厚度。另外，根据图9a至图9d的浸渍工具48的结构和操作模式对应于根据图5和图6的布置的结构和操作模式。
[0089]尽管已经在此参照浸渍工具48的特定实施例描述了本发明的各特征，但是这些特征可以以任何期望的方式彼此组合。例如，所有实施例的浸渍工具48可包括诸如结合图7中所示的浸渍工具48描述的密封元件78，同样地，所有的浸渍工具48可包括诸如结合根据图5和图8的浸渍工具48描述的加热/冷却装置74。
【主权项】
1.一种用于用塑料材料浸渍增强纤维材料(16)的浸渍工具(48)，包括: 支撑元件(50)，该支撑元件(50)包括支撑面(52); 盖元件(54)，该盖元件(54)包括覆盖面(56)，所述覆盖面(56)面向所述支撑元件(50)的支撑面(52)并被设置为与所述支撑元件(50)的支撑面(52)相距一距离(A);以及 接收空间(58)，该接收空间(58)由所述支撑元件(50)的支撑面(52)和所述盖元件(54)的覆盖面(56)定界，被连接到用于将所述塑料材料供应到所述接收空间(58)中的注入通道(68)，并包括用于以连续的过程将所述增强纤维材料(16)供应到所述接收空间(58)中的进口(70)以及用于以连续的过程将用所述塑料材料浸渍的增强纤维材料从所述接收空间(58)移出的出口(72)， 其中所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)在垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的输送方向(F)且平行于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面的方向上恒定，并且其中所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)能相对于彼此移动以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)和所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)在所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)上能适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。2.根据权利要求1所述的浸渍工具，其特征在于:所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)在垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)且垂直于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面的方向上能相对于彼此移动，以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度，其中所述盖元件(54)或所述支撑元件(50)特别为板形结构，并且所述盖元件(54)或所述支撑元件(50)被容纳在形成于所述支撑元件(50)或所述盖元件(54)上的侧壁(64，66)之间。3.根据权利要求1或2所述的浸渍工具，其特征在于:所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)能围绕垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)且平行于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面延伸的轴线(R)相对于彼此枢转，以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的浸渍工具，其特征在于:在所述支撑元件(50)上形成至少一个接触面(80，82)，该至少一个接触面(80，82)沿所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于所述支撑面(52)倾斜并与形成在所述盖元件(54)上的互补的接触面(84，86)相互作用，其中所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)在平行于所述接触面(80，82，84，86)的方向(K)上能相对于彼此移动，以使所述支撑元件(52)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。5.根据权利要求4所述的浸渍工具，其特征在于:形成在所述支撑元件(50)上的所述接触面(80，82)与所述支撑面(52)形成倾角，该倾角等于形成在所述盖元件(54)上的所述接触面(84，86)与所述覆盖面(56)形成的倾角。6.根据权利要求4或5所述的浸渍工具， 其特征在于:形成在所述支撑元件(50)上的所述接触面(80，82)被设置在所述支撑元件(50)的侧壁(64，66)的面向所述盖元件(54)的区域中，并与形成在所述盖元件(54)上并被设置在特别地提供于所述盖元件(54)的外面中的凹进(88，90)的面向所述支撑元件(50)的区域中的接触面(84，86)相互作用;和/或 形成在所述盖元件(54)上的所述接触面被设置在所述盖元件(54)的侧壁的面向所述支撑元件(50)的区域中，并与形成在所述支撑元件(50)上并被设置在特别地提供于所述支撑元件的外面中的凹进的面向所述盖元件(54)的区域中的接触面相互作用。7.根据权利要求1至6中任一项所述的浸渍工具，其特征在于:在所述接收空间(58)的进口(70)的区域中提供至少一个密封元件(78)，该至少一个密封元件(78)被配置为实现对在所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)中的至少一个与通过所述进口(70)输送到所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)之间的间隙的密封;和/或在所述接收空间(58)的出口(72)的区域中提供至少一个密封元件，该至少一个密封元件被配置为实现对在所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)中的至少一个与用所述塑料材料浸渍并通过所述出口(72)从所述接收空间(58)移出的所述增强纤维材料(16)之间的间隙的密封。8.根据权利要求1至7中任一项所述的浸渍工具，其特征在于:在所述接收空间(58)的进口(70)和出口(72)中的至少一个的区域中提供加热装置(74)和冷却装置(74)中的至少一个，以便进行加热用所述塑料材料浸渍的所述增强纤维材料(16)和冷却用所述塑料材料浸渍的所述增强纤维材料(16)中的至少一个。9.根据权利要求1至8中任一项所述的浸渍工具， 其特征在于:所述支撑元件(50)包括支撑元件中央部分(96)以及至少一个支撑元件密封部分(92，94)，所述至少一个支撑元件密封部分(92，94)被设置在所述接收空间(58)的进口(70)和出口(72)中的至少一个的区域中，其中在每个所述支撑元件密封部分(92，94)上形成支撑面端部部分(52&，5213)，所述支撑面端部部分(52&，5213)在所述进口(70)和所述出口(72)中的所述至少一个的区域中对所述接收空间(58)定界，并且在所述支撑元件中央部分(96)上形成支撑面中央部分(52c)，并且其中所述支撑元件密封部分(92，94)和所述支撑元件中央部分(96)能相对于彼此移动以使所述覆盖面(56)与形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52b)之间的第一距离(A1，A3)能调节，所述第一距离(Al，A3)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度并且不同于所述支撑面中央部分(52c)与所述覆盖面(56)之间的第二距离(A2)，所述第二距离(A2)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度； 和/或所述盖元件(54)包括盖元件中央部分(102)以及至少一个盖元件密封部分(98，100)，所述至少一个盖元件密封部分(98，100)被设置在所述接收空间(58)的进口( 70)和出口(72)中的至少一个的区域中，其中在每个盖元件密封部分(98，100)上形成覆盖面端部部分(56a，56b)，所述覆盖面端部部分(56a，56b)在所述进口(70)和所述出口(72)中的至少一个的区域中对所述接收空间(58)定界，并且在所述盖元件中央部分(102)上形成覆盖面中央部分(56c)，并且其中所述盖元件密封部分(98，100)和所述盖元件中央部分(102)能相对于彼此移动以使所述支撑面(52)与形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)之间的第一距离(4143)能调节，所述第一距离(4143)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度并且不同于所述覆盖面中央部分(102)与所述支撑面(52)之间的第二距离(A2)，所述第二距离(A2)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。10.根据权利要求9所述的浸渍工具， 其特征在于:在所述支撑元件密封部分(92，94)上形成支撑元件引导面(104，106)，所述支撑元件引导面(104，106)沿所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52c)倾斜并与形成在所述支撑元件中央部分(96)上的互补的支撑元件引导面(108，110)相互作用，其中所述支撑元件密封部分(92，94)和所述支撑元件中央部分(96)在平行于所述支撑元件引导面(104，106，108，110)的方向(Vl)上能相对于彼此移动，以使所述覆盖面(56)与形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52c)之间的所述第一距离(Al，A3)相对于所述支撑面中央部分(96)与所述覆盖面(56)之间的所述第二距离(A2)变化; 和/或在所述盖元件密封部分(98，100)上形成盖元件引导面(112，114)，所述盖元件引导面(112，114)沿所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)倾斜并与形成在所述盖元件中央部分(102)上的互补的盖元件引导面(116，118)相互作用，其中所述盖元件密封部分(98，100)和所述盖元件中央部分(102)在平行于所述盖元件引导面(112，114，116，118)的方向(V2)上能相对于彼此移动，以使所述支撑面(52)与形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)之间的所述第一距离(Al，A3)相对于所述覆盖面中央部分(56c)与所述支撑面(52)之间的所述第二距离(A2)变化。11.一种用塑料材料浸渍增强纤维材料(16)的方法，包括: 提供浸渍工具(48)，该浸渍工具(48)具有: 支撑元件(50)，该支撑元件(50)包括支撑面(52); 盖元件(54)，该盖元件(54)包括覆盖面(56)，所述覆盖面(56)面向所述支撑元件(50)的支撑面(52)并被设置为与所述支撑元件(50)的支撑面(52)相距一距离(A);以及 由所述支撑元件(50)的支撑面(52)和所述盖元件(54)的覆盖面(56)定界的接收空间(58); 以连续的过程将所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的进口(70)供应到所述接收空间(58)中； 将所述塑料材料通过连接到所述接收空间的注入通道(68)供应到所述接收空间(58)中；以及 以连续的过程将用所述塑料材料浸渍的增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的出口( 72)从所述接收空间(58)移出， 其中所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)在垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的输送方向(F)且平行于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面的方向上恒定，并且其中所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)相对于彼此移动以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)和所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)在所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)上适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于:所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)在垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)且垂直于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面的方向上相对于彼此移动，以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于:所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)围绕垂直于所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)且平行于由所述支撑面(52)和所述覆盖面(56)中的至少一个限定的平面延伸的轴线(R)相对于彼此枢转，以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于:在所述支撑元件(50)上形成至少一个接触面(80，82)，该至少一个接触面(80，82)沿所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于所述支撑面(52)倾斜并与形成在所述盖元件(54)上的互补的接触面(84，86)相互作用，其中所述支撑元件(50)和所述盖元件(54)在平行于所述接触面(80，82，84，86)的方向(K)上相对于彼此移动，以使所述支撑元件(50)的支撑面(52)与所述盖元件(54)的覆盖面(56)之间的距离(A)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法， 其特征在于:所述支撑元件(50)包括支撑元件中央部分(96)以及至少一个支撑元件密封部分(92，94)，所述至少一个支撑元件密封部分(92，94)被设置在所述接收空间(58)的进口(70)和出口(72)中的至少一个的区域中，其中在每个所述支撑元件密封部分(92，94)上形成支撑面端部部分(52&，5213)，所述支撑面端部部分(52&，5213)在所述进口(70)和所述出口( 72)中的至少一个的区域中对所述接收空间(58)定界，并且在所述支撑元件中央部分(96)上形成支撑面中央部分(52c)，并且其中所述支撑元件密封部分(92，94)和所述支撑元件中央部分(96)相对于彼此移动以使所述覆盖面(56)与形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52b)之间的第一距离(A1，A3)被调节，所述第一距离(Al，A3)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度并且不同于所述支撑面中央部分(52c)与所述覆盖面(56)之间的第二距离(A2)，所述第二距离(A2)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度； 和/或所述盖元件(54)包括盖元件中央部分(102)以及至少一个盖元件密封部分(98，100)，所述至少一个盖元件密封部分(98，100)被设置在所述接收空间(58)的进口( 70)和出口(72)中的至少一个的区域中，其中在每个盖元件密封部分(98，100)上形成覆盖面端部部分(56a，56b)，所述覆盖面端部部分(56a，56b)在所述进口(70)和所述出口(72)中的至少一个的区域中对所述接收空间(58)定界，并且在所述盖元件中央部分(102)上形成覆盖面中央部分(56c)，并且其中所述盖元件密封部分(98，100)和所述盖元件中央部分(102)相对于彼此移动以使所述支撑面(52)与形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)之间的第一距离(4143)被调节，所述第一距离(4143)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度并且不同于所述覆盖面中央部分(102)与所述支撑面(52)之间的第二距离(A2)，所述第二距离(A2)适应于以连续的过程输送通过所述接收空间(58)的所述增强纤维材料(16)的变化的厚度。16.根据权利要求15所述的方法， 其特征在于:在所述支撑元件密封部分(92，94)上形成支撑元件引导面(104，106)，所述支撑元件引导面(104，106)沿所述增强纤维材料(16)的通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52c)倾斜并与形成在所述支撑元件中央部分(96)上的互补的支撑元件引导面(108，110)相互作用，其中所述支撑元件密封部分(92，94)和所述支撑元件中央部分(96)在平行于所述支撑元件引导面(104，106，108，110)的方向(VI)上相对于彼此移动，以使所述覆盖面(56)与形成在所述支撑元件密封部分(92，94)上的所述支撑面端部部分(52a，52c)之间的所述第一距离(Al，A3)相对于所述支撑面中央部分(96)与所述覆盖面(56)之间的所述第二距离(A2)变化; 和/或在所述盖元件密封部分(98，100)上形成盖元件引导面(112，114)，所述盖元件引导面(112，114)沿所述增强纤维材料(16)通过所述接收空间(58)的所述输送方向(F)相对于形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)倾斜并与形成在所述盖元件中央部分(102)上的互补的盖元件引导面(116，118)相互作用，其中所述盖元件密封部分(98，100)和所述盖元件中央部分(102)在平行于所述盖元件引导面(112，114，116，118)的方向(V2)上相对于彼此移动，以使所述支撑面(52)与形成在所述盖元件密封部分(98，100)上的所述覆盖面端部部分(56a，56b)之间的所述第一距离(Al，A3)相对于所述覆盖面中央部分(56c)与所述支撑面(52)之间的所述第二距离(A2)变化。17.—种用于由纤维增强复合材料连续制造部件的设备(100)，包括: 输送装置(24)，该输送装置(24)被配置为将包含增强纤维的半成品(16)输送通过所述设备(10);和 浸渍装置(22)，该浸渍装置(22)包括根据权利要求1至10中任一项所述的浸渍工具(48)。
【文档编号】B29C70/50GK105829044SQ201480069132
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】萨沙·巴克豪斯, K·莱纳托维奇, 罗伯特·盖奇
【申请人】空中客车作业有限公司