DE102011077463B4 - RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts - Google Patents

RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts Download PDF

Info

Publication number
DE102011077463B4
DE102011077463B4 DE102011077463.7A DE102011077463A DE102011077463B4 DE 102011077463 B4 DE102011077463 B4 DE 102011077463B4 DE 102011077463 A DE102011077463 A DE 102011077463A DE 102011077463 B4 DE102011077463 B4 DE 102011077463B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
sealing body
pressure medium
seal
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102011077463.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011077463A1 (en
Inventor
Stefan Huber
Martin Schindlbeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102011077463.7A priority Critical patent/DE102011077463B4/en
Publication of DE102011077463A1 publication Critical patent/DE102011077463A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011077463B4 publication Critical patent/DE102011077463B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/0038—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with sealing means or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Werkzeug (100) zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffformteilen, insbesondere zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffformteilen, nach dem RTM-Verfahren, umfassend wenigstens ein erstes Werkzeugteil (110) und wenigstens ein zweites Werkzeugteil (120), die zueinander verfahrbar und in einen geschlossenen Zustand bringbar sind, wobei in wenigstens einem der Werkzeugteile (110; 120) wenigstens eine expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) angeordnet ist, die im geschlossenen Zustand zumindest abschnittsweise eine Abdichtung zwischen dem ersten (110) und dem zweiten (120) Werkzeugteil bewerkstelligt, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) wenigstens einen metallischen Dichtkörper (131; 135) aufweist, der an seiner Unterseite mittels eines Druckmediums mit einer definierten Druckkraft (p) beaufschlagbar ist.Tool (100) for producing fiber-reinforced plastic moldings, in particular for producing carbon-fiber-reinforced plastic moldings, using the RTM process, comprising at least one first tool part (110) and at least one second tool part (120), which can be moved relative to one another and brought into a closed state , at least one expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) being arranged in at least one of the tool parts (110; 120) which, in the closed state, at least partially creates a seal between the first (110) and the second (120) tool part , characterized in that the expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) has at least one metallic sealing body (131; 135) which can be acted upon on its underside by means of a pressure medium with a defined compressive force (p).

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffformteilen, wie insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffformteile (CFK-Formteile), nach dem RTM-Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a tool for the production of fiber-reinforced plastic moldings, such as in particular carbon fiber-reinforced plastic moldings (CFRP moldings), using the RTM process according to the preamble of patent claim 1.

Beim RTM-Verfahren (Resin Transfer Moulding) wird ein Fasergewebe bzw. Faserhalbzeug (wie bspw. ein Kohlenstofffasern enthaltendes Fasergewebe) in ein Werkzeug eingelegt, das typischerweise aus einem Unterwerkzeug und einem hierzu verfahrbaren Oberwerkzeug besteht, welche im geschlossenen Zustand wenigstens eine formgebende Werkzeugkavität zwischen sich ausbilden. Nach dem Einlegen des Fasergewebes wird das Werkzeug geschlossen und die Werkzeugkavität wird, gegebenenfalls nach Evakuierung, mit einer Kunststoff- bzw. Harzmasse gefüllt, die sich mit dem eingelegten Fasergewebe verbindet und unter Einwirkung von Druck und Wärme aushärtet. Nach dem Aushärten wird das Werkzeug geöffnet und das auf diese Weise hergestellte faserverstärkte Kunststoffformteil kann entnommen werden. Aus dem Stand der Technik sind auch diverse Variationen des RTM-Verfahrens bekannt.In the RTM process (Resin Transfer Moulding), a fiber fabric or semi-finished fiber product (such as a fiber fabric containing carbon fibers) is placed in a tool, which typically consists of a lower tool and an upper tool that can be moved relative to it, which when closed has at least one shaping tool cavity between to train. After the fiber fabric has been inserted, the mold is closed and the mold cavity, optionally after evacuation, is filled with a plastic or resin mass which bonds to the inserted fiber fabric and hardens under the action of pressure and heat. After curing, the tool is opened and the fiber-reinforced plastic molded part produced in this way can be removed. Various variations of the RTM method are also known from the prior art.

Zur Abdichtung des Werkzeugs im geschlossenen Zustand kommen häufig Dichtungen aus einem Polymermaterial zum Einsatz, wie in der DE 10 2010 043 401 A1 erwähnt, die jedoch wegen der hohen Belastungen nur eine geringe Standzeit haben und die daher regelmäßig ausgewechselt werden müssen, was mit einer Stillsetzung des Werkzeugs, sowie mit Kosten und Aufwand verbunden ist.Seals made of a polymer material are often used to seal the tool when it is closed, as shown in FIG DE 10 2010 043 401 A1 mentioned, but because of the high loads only have a short service life and must therefore be replaced regularly, which is associated with a shutdown of the tool, as well as costs and effort.

Aus der DE 29 22 675 A1 ist eine Gießform zur Herstellung von Formkörpern aus Reaktionsgießharzen bekannt, mit einem von wenigstens zwei Formteilen begrenzten Formhohlraum und einer Dichtung zum Abdichten des Formhohlraums. Die Dichtung wird vorzugsweise von einem einzigen, um den Formhohlraum umlaufenden, flexiblen und mit einem Druckmittel füllbaren Druckkörper gebildet, der an einem der beiden Formteile gehalten ist und gegen einen Wandbereich des anderen Formteils anliegt.From the DE 29 22 675 A1 discloses a casting mold for producing moldings from reaction casting resins, with a mold cavity delimited by at least two mold parts and a seal for sealing the mold cavity. The seal is preferably formed by a single flexible pressure body that runs around the mold cavity and can be filled with a pressure medium, which is held on one of the two mold parts and rests against a wall area of the other mold part.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art die Abdichtung zu verbessern.It is the object of the present invention to improve the sealing in a tool of the type mentioned at the outset.

Diese Aufgabe wird gelöst von einem erfindungsgemäßen Werkzeug (RTM-Werkzeug) mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a tool (RTM tool) according to the invention with the features of claim 1. Preferred and advantageous configurations and developments of the tool according to the invention are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Werkzeug umfasst wenigstens ein erstes Werkzeugteil und wenigstens ein zweites Werkzeugteil, die zueinander verfahrbar sind und die in einen geschlossenen Zustand bringbar sind. In diesem geschlossenen Zustand bilden das erste Werkzeugteil und das zweite Werkzeugteil wenigstens eine formgebende Werkzeugkavität zwischen sich aus, die mit einer Kunststoff- bzw. Harzmasse ausgefüllt werden kann, wie eingangs erläutert. Das erfindungsgemäße Werkzeug dient insbesondere der Herstellung von flächigen faserverstärkten Kunststoffformteilen, wobei es sich z. B. um Karosserieteile für ein Kraftfahrzeug handeln kann.The tool according to the invention comprises at least one first tool part and at least one second tool part, which can be moved relative to one another and which can be brought into a closed state. In this closed state, the first tool part and the second tool part form at least one shaping tool cavity between them, which can be filled with a plastic or resin mass, as explained at the outset. The tool according to the invention is used in particular for the production of flat fiber-reinforced plastic moldings. B. can be body parts for a motor vehicle.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in wenigstens einem der Werkzeugteile (d. h. im ersten und/oder im zweiten Werkzeugteil) wenigstens eine expandierbare Dichtung angeordnet ist, die im geschlossenen Zustand zumindest abschnittsweise eine Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil bewerkstelligt, wobei diese expandierbare Dichtung wenigstens einen metallischen Dichtkörper aufweist, der an seiner Unterseite mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist. Die Beaufschlagung des metallischen Dichtkörpers mit einem Druckmedium dient der Aktivierung und/oder dem Anpassen der Dichtfunktion, wie nachfolgend noch näher erläutert.According to the invention, at least one expandable seal is arranged in at least one of the tool parts (i.e. in the first and/or in the second tool part), which in the closed state at least partially creates a seal between the first and the second tool part, with this expandable seal at least has a metallic sealing body which can be acted upon on its underside with a pressure medium. The application of a pressure medium to the metallic sealing body serves to activate and/or adjust the sealing function, as explained in more detail below.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei dem ersten Werkzeugteil um ein oberes Werkzeugteil (Oberwerkzeug) handelt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei dem zweiten Werkzeugteil um ein unteres Werkzeugteil (Unterwerkzeug) handelt. Die expandierbare Dichtung ist bevorzugt im unteren Werkzeugteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs angeordnet ist, da sich hier die Zuführung für das Druckmedium zur Beaufschlagung des metallischen Dichtkörpers einfacher gestalten lässt.Provision is preferably made for the first tool part to be an upper tool part (upper tool). Provision is preferably made for the second tool part to be a lower tool part (lower tool). The expandable seal is preferably arranged in the lower tool part of the tool according to the invention, since the feed for the pressure medium for acting on the metallic sealing body can be configured more easily here.

Durch das Vorsehen eines metallischen Dichtkörpers kann die Standzeit der Dichtung gegenüber den bislang verwendeten Dichtungen mit einem elastomeren Dichtkörper erheblich verlängert werden. Die Beaufschlagung des metallischen Dichtkörpers mittels eines Druckmediums ermöglicht eine Anpassung der sich einstellenden Dichtwirkung, so dass auch bei zunehmenden Abnutzungserscheinungen eine gleichbleibende Dichtwirkung erzielbar ist. Die Beaufschlagung des metallischen Dichtkörpers mittels eines Druckmediums erlaubt ferner auch ein Aktivieren und Deaktivieren der expandierbaren Dichtung, was bspw. beim Entnehmen des hergestellten faserverstärkten Kunststoffformteils und beim nachfolgenden Reinigen der Werkzeugteile (insbesondere der Werkzeugwirkflächen) von Vorteil ist. Die Möglichkeit zur Deaktivierung der expandierbaren Dichtung ist ferner auch im Hinblick auf die Lebensdauer von Vorteil. Das Druckmedium kann ein pneumatisches oder ein hydraulisches Medium sein.By providing a metallic sealing body, the service life of the seal can be significantly extended compared to the seals used up to now with an elastomeric sealing body. The loading of the metallic sealing body by means of a pressure medium allows an adjustment of the sealing effect that is set, so that a constant sealing effect can be achieved even with increasing signs of wear. The application of the metallic sealing body by means of a pressure medium also allows activation and deactivation of the expandable seal, which for example advantage is. The ability to deactivate the expandable seal is also advantageous in terms of service life. The pressure medium can be a pneumatic or a hydraulic medium.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die expandierbare Dichtung in der von den Werkzeugwirkflächen definierten Trennebene zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugteil an einem dieser Werkzeugteile angeordnet ist, so dass der metallische Dichtkörper (im geschlossenen Zustand) direkt gegen das andere bzw. gegen das korrespondierende Werkzeugteil abdichtet bzw. abdichten kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die expandierbare Dichtung im Bereich der Werkzeugwirkfläche an einem unteren Werkzeugteil angeordnet ist, so dass sich der metallische Dichtkörper im geschlossenen Zustand an die Werkzeugwirkfläche eines oberen Werkzeugteils anlegen und dadurch die Werkzeugkavität abdichten kann. Eine übermäßige und möglicherweise schädigende Beaufschlagung der expandierbaren Dichtung wird im Übrigen durch die vom korrespondierenden Werkzeugteil bewerkstelligte Gegenkraft verhindert. Durch geeignete Maßnahmen kann sichergestellt werden, dass die expandierbare Dichtung erst dann mit dem Druckmedium beaufschlagt wird, wenn sich das Werkzeug im geschlossenen Zustand befindet.Provision is preferably made for the expandable seal to be arranged on one of these tool parts in the parting plane defined by the effective tool surfaces between the first and the second tool part, so that the metallic sealing body (in the closed state) seals directly against the other or against the corresponding tool part or can seal. In particular, it is provided that the expandable seal is arranged in the area of the effective tool surface on a lower tool part, so that the metallic sealing body can rest against the effective tool surface of an upper tool part in the closed state and thereby seal the tool cavity. An excessive and possibly damaging impact on the expandable seal is otherwise prevented by the counteracting force brought about by the corresponding tool part. Appropriate measures can be taken to ensure that the expandable seal is only acted upon by the pressure medium when the tool is in the closed state.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs umfasst die expandierbare Dichtung einen direkt in der Werkzeugwirkfläche an einem der Werkzeugteile ausgebildeten Kanal für das Druckmedium, wobei dieser Kanal von dem metallischen Dichtkörper abgedeckt ist. Der metallische Dichtkörper kann damit über den Kanal direkt oder gegebenenfalls auch indirekt (bspw. über einen Zwischenkörper) mit dem Druckmedium beaufschlagt werden. Der Kanal für das Druckmedium ist z. B. in den zumeist metallischen Grundkörper des betreffenden Werkzeugteils eingefräst.In a particularly preferred embodiment of the tool according to the invention, the expandable seal includes a channel for the pressure medium that is formed directly in the effective tool surface on one of the tool parts, with this channel being covered by the metallic sealing body. The metallic sealing body can thus be acted upon by the pressure medium directly via the channel or optionally also indirectly (for example via an intermediate body). The channel for the pressure medium is z. B. milled into the mostly metal body of the tool part in question.

Bei dieser Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, dass der metallische Dichtkörper im Kanal für das Druckmedium schwimmend gelagert ist und dadurch bezüglich der Werkzeugwirkfläche des betreffenden Werkzeugteils verschiebbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein solcher schwimmender Dichtkörper vollständig in den Kanal für das Druckmedium einschiebbar ist und damit nicht mehr von der Werkzeugwirkfläche vorsteht, womit sich die Werkzeugwirkfläche z. B. einfach und schnell reinigen lässt.In this configuration, it is preferably provided that the metallic sealing body is mounted in a floating manner in the channel for the pressure medium and is therefore displaceable with respect to the effective tool surface of the relevant tool part. In particular, it is provided that such a floating sealing body can be pushed completely into the channel for the pressure medium and thus no longer protrudes from the effective tool surface, with which the effective tool surface z. B. can be cleaned easily and quickly.

Bei dieser Ausgestaltung kann alternativ vorgesehen sein, dass der metallische Dichtkörper als Metallmembran oder Metallverbundmembran ausgebildet ist, die den Kanal für das Druckmedium überspannt. Durch Beaufschlagung mittels des Druckmediums wird die Metall- bzw. Metallverbundmembran elastisch ausgewölbt und kann damit ihre Dichtwirkung entfalten. Die Metall- bzw. Metallverbundmembran kann mit dem Grundkörper des betreffenden Werkzeugteils verklebt und/oder verlötet sein, worüber auch eine Abdichtung des Kanals realisiert werden kann. Ebenso kann die Metall- bzw. Metallverbundmembran auch durch Klemmleisten oder dergleichen fixiert sein. Bevorzugt ist die Metall- bzw. Metallverbundmembran derart am Grundkörper befestigt, dass sich eine kantenfreie Werkzeugoberfläche ergibt, die sich einfach reinigen lässt. Eine Metallmembran kann z. B. aus einem Federstahlmaterial gebildet sein. Eine Metallverbundmembran kann z. B. wenigstens eine Metallschicht und wenigstens eine Elastomerschicht aufweisen.In this configuration, it can alternatively be provided that the metal sealing body is designed as a metal membrane or metal composite membrane that spans the channel for the pressure medium. When the pressure medium is applied, the metal or metal composite membrane is elastically arched and can thus develop its sealing effect. The metal or metal composite membrane can be glued and/or soldered to the base body of the relevant tool part, which can also be used to seal the channel. Likewise, the metal or metal composite membrane can also be fixed by clamping strips or the like. The metal or metal composite membrane is preferably attached to the base body in such a way that an edge-free tool surface results that can be easily cleaned. A metal membrane can, for. B. be formed from a spring steel material. A metal composite membrane can, for. B. have at least one metal layer and at least one elastomeric layer.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Dichtkörper über den Kanal direkt mit Druckmedium beaufschlagt werden dem RTM-Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. kann der metallische Dichtkörper auch über wenigstens einen im Kanal angeordneten expandierbaren Druckschlauch indirekt vom Druckmedium beaufschlagt werden.A preferred further development provides that pressure medium is applied directly to the sealing body via the channel (the RTM method according to the preamble of patent claim 1). The pressure medium can also be applied indirectly to the metal sealing body via at least one expandable pressure hose arranged in the channel.

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug kann die expandierbare Dichtung als eine die Werkzeugkavität umlaufende Dichtung ausgebildet sein und mehrere separat mit einem Druckmedium beaufschlagbare Druckkammern umfassen.In the tool according to the invention, the expandable seal can be designed as a seal surrounding the tool cavity and can comprise a plurality of pressure chambers that can be separately pressurized with a pressure medium.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Figuren beispielhaft und in nicht einschränkender Weise näher erläutert.

  • 1a und 1b zeigen in zwei Schnittdarstellungen eine erste Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung an einem erfindungsgemäßen Werkzeug.
  • 2a und 2b zeigen in zwei Schnittdarstellungen eine zweite Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung an einem erfindungsgemäßen Werkzeug.
  • 3a und 3b zeigen in zwei Schnittdarstellungen eine dritte Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung an einem erfindungsgemäßen Werkzeug.
  • 4 zeigt in einer Draufsicht das Unterwerkzeug eines erfindungsgemäßen Werkzeugs, das eine expandierbare Dichtung mit mehreren Kammern aufweist.
The invention is explained in more detail below with reference to the schematic figures by way of example and in a non-limiting manner.
  • 1a and 1b show two sectional views of a first embodiment of an expandable seal on a tool according to the invention.
  • 2a and 2 B show two sectional views of a second embodiment of an expandable seal on a tool according to the invention.
  • 3a and 3b show in two sectional views a third embodiment of an expandable seal on a tool according to the invention.
  • 4 FIG. 12 shows a top view of the lower tool of a tool according to the invention, which has an expandable seal with several chambers.

1a zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung an einem erfindungsgemäßen Werkzeug, gemäß dem in 4 angedeuteten Schnittverlauf A-A. Das Werkzeug 100, wobei es sich um ein RTM-Werkzeug handelt (wie eingangs erläutert), umfasst ein unnachgiebiges Oberwerkzeug 110 mit einer zugehörigen Werkzeugwirkfläche 111 und ein unnachgiebiges Unterwerkzeug 120 mit einer zugehörigen Werkzeugwirkfläche 121. Der dargestellte Ausschnitt zeigt nur den Dichtungsbereich des Werkzeugs 100. 1a shows a section through a first embodiment of an expandable seal on a tool according to the invention, according to the 4 indicated cutting line AA. The tool 100, which is an RTM tool delt (as explained at the beginning), comprises a rigid upper tool 110 with an associated effective tool surface 111 and a rigid lower tool 120 with an associated effective tool surface 121. The section shown only shows the sealing area of tool 100.

Im Dichtungsbereich ist im Unterwerkzeug 120 eine expandierbare Dichtung 130a angeordnet. Die expandierbare Dichtung 130a umfasst einen metallischen Dichtkörper 131, der schwimmend in einem direkt im Unterwerkzeug 120 ausgebildeten Kanal 132 für ein Druckmedium gelagert ist. Über den Kanal 132 kann der metallische Dichtkörper 131 an seiner Unterseite mittels eines Druckmediums mit einer definierten Druckkraft beaufschlagt werden, womit die expandierbare Dichtung 130a aktiviert und die Dichtfunktion angepasst werden kann, wie nachfolgend erläutert.An expandable seal 130a is arranged in the lower tool 120 in the sealing area. The expandable seal 130a comprises a metallic sealing body 131, which is mounted floating in a channel 132 for a pressure medium formed directly in the lower tool 120. The metallic sealing body 131 can be subjected to a defined compressive force on its underside by means of a pressure medium via the channel 132, with which the expandable seal 130a can be activated and the sealing function can be adjusted, as explained below.

1a zeigt das Werkzeug 100 in einem noch nicht geschlossenen Zustand. 1b zeigt das selbe Werkzeug 100 im geschlossenen Zustand, in dem die Werkzeugteile 110 und 120 gegeneinander verriegelt sind. Der von der expandierbaren Dichtung 130a abzudichtende Spalt zwischen dem Oberwerkzeug 110 und dem Unterwerkzeug 120 ist mit S bezeichnet. Zur Aktivierung der Dichtung 130a wird ein im Kanal 132 befindliches Druckmedium, wobei es sich vorrangig um ein hydraulisches Druckmedium handelt, unter Druck gesetzt, was dazu führt, dass auf den schwimmend im Kanal 132 gelagerten metallischen Dichtkörper 131 eine definierte Druckkraft ausgeübt wird (dies ist durch die Pfeile p veranschaulicht), die eine Expansion der Dichtung 130 herbeiführt. Infolge der wirksamen Druckkraft wird der metallische Dichtkörper 131 bezüglich der Werkzeugwirkfläche 121 ausgefahren und legt sich direkt an die Werkzeugwirkfläche 111 des korrespondierenden Oberwerkzeugs 110 an, wodurch die Dichtfunktion bewerkstelligt wird. 1b zeigt den dichtenden Zustand mit aktivierter Dichtung 130. Durch Veränderung des Druckniveaus des im Kanal 132 befindlichen Druckmediums kann die Dichtfunktion bzw. die Dichtwirkung angepasst werden. Vor dem Öffnen des Werkzeugs 100 wird das im Kanal 132 befindliche Druckmedium entlastet oder abgelassen (Deaktivierung), was dazu führt, dass der metallische Dichtkörper 131 idealerweise selbsttätig wieder in die in 1a gezeigte Position zurückfährt und nicht mehr über die Werkzeugwirkfläche 121 übersteht. 1a shows the tool 100 in a not yet closed state. 1b shows the same tool 100 in the closed state, in which the tool parts 110 and 120 are locked against one another. The gap between the upper tool 110 and the lower tool 120 to be sealed by the expandable seal 130a is labeled S. To activate seal 130a, a pressure medium located in channel 132, which is primarily a hydraulic pressure medium, is pressurized, with the result that a defined pressure force is exerted on metallic sealing body 131, which is floating in channel 132 (this is illustrated by the arrows p) causing the seal 130 to expand. As a result of the effective compressive force, the metallic sealing body 131 is extended with respect to the effective tool surface 121 and lies directly against the effective tool surface 111 of the corresponding upper tool 110, as a result of which the sealing function is accomplished. 1b shows the sealing state with activated seal 130. By changing the pressure level of the pressure medium located in channel 132, the sealing function or the sealing effect can be adjusted. Before the tool 100 is opened, the pressure medium in the channel 132 is relieved or drained (deactivation), which means that the metallic sealing body 131 ideally automatically returns to the in 1a position shown and no longer protrudes beyond the effective tool surface 121.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Kanal 132 direkt durch den metallischen Dichtkörper 131 abgedichtet, wobei die Abdichtung des Kanals 132 auch auf andere Weise bewerkstelligt werden kann. Der metallische Dichtkörper 131 ist durch die dargestellten Anschläge 133 verliersicher im Kanal 132 gehalten.In the embodiment shown, the channel 132 is sealed directly by the metallic sealing body 131, it also being possible for the channel 132 to be sealed off in other ways. The metallic sealing body 131 is captively held in the channel 132 by the illustrated stops 133 .

Die 2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung 130b an einem erfindungsgemäßen Werkzeug 100. Nachfolgend werden nur die wesentlichen Unterschiede gegenüber der in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsform erläutert. Abweichend zu der in den 1a und 1b gezeigten ersten Ausführungsform ist hier als metallischer Dichtkörper eine Metallmembran 135 vorgesehen. Die Metallmembran 135 überspannt den Kanal 132 für das Druckmedium und dichtet gleichfalls den Kanal 132 ab. Die Metallmembran 135 ist derart am Unterwerkzeug 120 befestigt, dass diese im deaktivierten Zustand nicht über die Werkzeugwirkfläche 121 übersteht (siehe 2a). Die dichte Befestigung kann z. B. durch Verkleben, Verschweißen und/oder Verlöten erfolgen. Ferner ist auch eine Befestigung mittels Klemmleisten denkbar, die bspw. auf das Unterwerkzeug 120 aufgeschraubt sind.the 2a and 2 B show a second embodiment of an expandable seal 130b on a tool 100 according to the invention. Only the main differences compared to those in FIGS 1a and 1b embodiment shown explained. Deviating from that in the 1a and 1b shown first embodiment, a metal membrane 135 is provided here as a metal sealing body. The metal diaphragm 135 spans the channel 132 for the pressure medium and also seals the channel 132 off. The metal membrane 135 is fastened to the lower tool 120 in such a way that, in the deactivated state, it does not protrude beyond the effective tool surface 121 (see FIG 2a) . The dense attachment can, for. Example by gluing, welding and / or soldering. Fastening by means of clamping strips, which are screwed onto the lower tool 120, for example, is also conceivable.

Durch Ausüben einer Druckkraft p an der Unterseite der Metallmembran 135, wozu das im Kanal 135 befindliche Druckmedium unter Druck gesetzt wird, wird die expandierbare Dichtung 130b aktiviert. Hierbei erfolgt eine elastische Auswölbung der Metallmembran 135, wobei sich diese dichtend an die Werkzeugwirkfläche 111 des oberen Werkzeugteils 110 anlegt, wie in 2b dargestellt. Durch Veränderung des Druckniveaus des im Kanal 132 befindlichen Druckmediums kann auch hier die Dichtfunktion bzw. die Dichtwirkung angepasst werden. Vor dem Öffnen des Werkzeugs 100 wird das im Kanal 132 befindliche Druckmedium entlastet oder abgelassen, was dazu führt, dass die Metallmembran 135 aufgrund elastischer Rückstellkräfte wieder die in 1a gezeigte Position einnimmt und nicht mehr über die Werkzeugwirkfläche 121 übersteht.The expandable seal 130b is activated by exerting a compressive force p on the underside of the metal membrane 135, for which purpose the pressure medium located in the channel 135 is pressurized. This results in an elastic bulging of the metal membrane 135, whereby this rests sealingly against the effective tool surface 111 of the upper tool part 110, as shown in FIG 2 B shown. By changing the pressure level of the pressure medium located in the channel 132, the sealing function or the sealing effect can also be adjusted here. Before the tool 100 is opened, the pressure medium in the channel 132 is relieved or drained, with the result that the metal membrane 135 moves back into position due to elastic restoring forces 1a occupies the position shown and no longer protrudes beyond the effective tool surface 121 .

Die 3a und 3b zeigen eine dritte Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung 130c an einem erfindungsgemäßen Werkzeug 100. Nachfolgend werden nur die wesentlichen Unterschiede gegenüber der in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsform erläutert. Abweichend zu der in den 1a und 1b gezeigten ersten Ausführungsform wird hier der metallische Dichtkörper 131 nicht direkt über den Druckkanal 132 mit einem Druckmedium beaufschlagt, sondern indirekt über einen im Kanal 132 angeordneten Druckschlauch 138. Die Zuführung zum Druckschlauch 138 ist nicht dargestellt. Ein solcher Druckschlauch 138 kann ebenso bei der in den 2a und 2b gezeigten zweiten Ausführungsform einer expandierbaren Dichtung 130b mit einer Metallmembran 135 zum Einsatz kommen.the 3a and 3b show a third embodiment of an expandable seal 130c on a tool 100 according to the invention. Only the essential differences compared to those in FIGS 1a and 1b embodiment shown explained. Deviating from that in the 1a and 1b In the first embodiment shown, the metallic sealing body 131 is not acted upon directly by a pressure medium via the pressure channel 132, but rather indirectly via a pressure hose 138 arranged in the channel 132. The supply to the pressure hose 138 is not shown. Such a pressure hose 138 can also be used in the case of the 2a and 2 B shown second embodiment of an expandable seal 130b with a metal membrane 135 are used.

4 zeigt das Unterwerkzeug 120 in einer Draufsicht mit Blick auf die Werkzeugwirkfläche 121. Die Werkzeugwirkfläche 121 weist eine Werkzeugkavität 122 auf, die von der umlaufenden expandierbaren Dichtung 130 umgeben ist. Im geschlossenen Zustand wird die Werkzeugkavität 122 nach außen durch die expandierbare Dichtung 130 abgedichtet. Die expandierbare Dichtung 130 kann gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 1a und 1b), der zweiten Ausführungsform (siehe 2a und 2b) oder gemäß der dritten Ausführungsform (siehe 3a und 3b) ausgebildet sein. Die expandierbare Dichtung 130 umfasst mehrere separat mit einem Druckmedium beaufschlagbare Druckkammern 130-1 bis 130-8. Jeder Druckkammer 130-1 bis 130-8 kann ein eigener metallischer Dichtkörper zugeordnet sein. Alternativ kann sich ein metallischer Dichtkörper über mehrere Druckkammern erstrecken. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Dichtung 130 einen einzelnen metallischen Dichtkörper aufweist, der sich dann über alle Druckkammern 130-1 bis 130-8 erstreckt. Die einzelnen Druckkammern 130-1 bis 130-8 können mit oder ohne einen Druckschlauch (138) betätigt werden. 4 shows the lower tool 120 in a plan view with a view of the effective tool surface 121. The effective tool surface 121 has a tool cavity 122, which expands from the circumferential Baren seal 130 is surrounded. In the closed state, the tool cavity 122 is sealed off from the outside by the expandable seal 130 . The expandable seal 130 according to the first embodiment (see FIG 1a and 1b) , the second embodiment (see 2a and 2 B) or according to the third embodiment (see 3a and 3b) be trained. The expandable seal 130 comprises a plurality of pressure chambers 130-1 to 130-8 that can be separately pressurized with a pressure medium. Each pressure chamber 130-1 to 130-8 can be assigned its own metallic sealing body. Alternatively, a metallic sealing body can extend over several pressure chambers. Provision is preferably made for the seal 130 to have a single metal sealing body, which then extends over all the pressure chambers 130-1 to 130-8. The individual pressure chambers 130-1 to 130-8 can be actuated with or without a pressure hose (138).

BezugszeichenlisteReference List

100100
RTM-WerkzeugRTM tool
110110
Oberwerkzeugupper tool
111111
Werkzeugwirkflächeeffective tool area
120120
Unterwerkzeug lower tool
121121
Werkzeugwirkflächeeffective tool area
122122
Werkzeugkavitätmold cavity
130130
expandierbare Dichtungexpandable seal
131131
metallischer Dichtkörpermetallic sealing body
132132
Kanalchannel
133133
Anschlagattack
135135
Metallmembran (Dichtkörper)metal diaphragm (sealing body)
138138
Druckschlauchpressure hose
pp
Druckkraftcompressive force
SS
Spaltgap

Claims (9)

Werkzeug (100) zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffformteilen, insbesondere zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffformteilen, nach dem RTM-Verfahren, umfassend wenigstens ein erstes Werkzeugteil (110) und wenigstens ein zweites Werkzeugteil (120), die zueinander verfahrbar und in einen geschlossenen Zustand bringbar sind, wobei in wenigstens einem der Werkzeugteile (110; 120) wenigstens eine expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) angeordnet ist, die im geschlossenen Zustand zumindest abschnittsweise eine Abdichtung zwischen dem ersten (110) und dem zweiten (120) Werkzeugteil bewerkstelligt, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) wenigstens einen metallischen Dichtkörper (131; 135) aufweist, der an seiner Unterseite mittels eines Druckmediums mit einer definierten Druckkraft (p) beaufschlagbar ist.Tool (100) for producing fiber-reinforced plastic moldings, in particular for producing carbon-fiber-reinforced plastic moldings, using the RTM process, comprising at least one first tool part (110) and at least one second tool part (120), which can be moved relative to one another and brought into a closed state , at least one expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) being arranged in at least one of the tool parts (110; 120) which, in the closed state, at least partially creates a seal between the first (110) and the second (120) tool part , characterized in that the expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) has at least one metallic sealing body (131; 135) which can be acted upon on its underside by means of a pressure medium with a defined compressive force (p). Werkzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) in der Trennebene zwischen dem ersten (110) und dem zweiten (120) Werkzeugteil an einem dieser Werkzeugteile (110; 120) angeordnet ist, so dass der metallische Dichtkörper (131; 135) direkt gegen das andere Werkzeugteil (120; 110) abdichten kann.tool (100) after claim 1 , characterized in that the expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) is arranged in the parting plane between the first (110) and the second (120) tool part on one of these tool parts (110; 120), so that the metallic sealing body (131; 135) can seal directly against the other tool part (120; 110). Werkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) einen direkt in der Werkzeugwirkfläche (111; 121) in einem der Werkzeugteile (110; 120) ausgebildeten Kanal (132) für das Druckmedium umfasst, wobei dieser Kanal (132) von dem metallischen Dichtkörper (131; 135) abgedeckt ist.tool (100) after claim 1 or 2 , characterized in that the expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) comprises a channel (132) for the pressure medium formed directly in the effective tool surface (111; 121) in one of the tool parts (110; 120), this channel ( 132) is covered by the metallic sealing body (131; 135). Werkzeug (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Dichtkörper (131) in dem Kanal (132) für das Druckmedium schwimmend gelagert ist.tool (100) after claim 3 , characterized in that the metallic sealing body (131) is mounted in a floating manner in the channel (132) for the pressure medium. Werkzeug (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Dichtkörper eine Metallmembran (135) oder eine Metallverbundmembran ist, die den Kanal (132) für das Druckmedium überspannt.tool (100) after claim 3 , characterized in that the metal sealing body is a metal membrane (135) or a metal composite membrane which spans the channel (132) for the pressure medium. Werkzeug (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Dichtkörper (131; 135) direkt vom Druckmedium beaufschlagbar ist.Tool (100) according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the metallic sealing body (131; 135) can be acted upon directly by the pressure medium. Werkzeug (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Dichtkörper (131; 135) indirekt über wenigstens einen im Kanal (132) angeordneten Druckschlauch (138) vom Druckmedium beaufschlagbar ist.Tool (100) according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the metal sealing body (131; 135) can be acted upon indirectly by the pressure medium via at least one pressure hose (138) arranged in the channel (132). Werkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium ein hydraulisches Medium ist.Tool (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure medium is a hydraulic medium. Werkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbare Dichtung (130, 130a, 130b, 130c) als eine die Werkzeugkavität (122) umlaufende Dichtung ausgebildet ist und mehrere separat mit einem Druckmedium beaufschlagbare Druckkammern (130-1 bis 130-8) umfasst.Tool (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the expandable seal (130, 130a, 130b, 130c) is designed as a seal surrounding the tool cavity (122) and a plurality of pressure chambers (130-1 to 130-8).
DE102011077463.7A 2011-06-14 2011-06-14 RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts Active DE102011077463B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011077463.7A DE102011077463B4 (en) 2011-06-14 2011-06-14 RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011077463.7A DE102011077463B4 (en) 2011-06-14 2011-06-14 RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011077463A1 DE102011077463A1 (en) 2012-12-20
DE102011077463B4 true DE102011077463B4 (en) 2022-06-30

Family

ID=47228216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011077463.7A Active DE102011077463B4 (en) 2011-06-14 2011-06-14 RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011077463B4 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013214110B4 (en) 2013-07-18 2022-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft RTM tool with closing surfaces and a metallic sealing body arranged in between for the production of fibre-reinforced plastic molded parts
DE102013222358B4 (en) 2013-11-04 2020-08-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tool and method for producing a fiber-reinforced plastic part
DE102014211640A1 (en) 2014-06-18 2015-12-24 Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh RTM-sealing system
DE102015001315A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Premium Aerotec Gmbh Metallic seal for pressurized tools
DE102016215329A1 (en) 2016-08-17 2017-10-12 Voith Patent Gmbh Injection molding tool and seal
DE102016121343A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-09 C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Mold for producing fiber-reinforced plastic parts, seal for such a mold and method for sealing such a mold
DE102016121593B4 (en) 2016-11-10 2020-06-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System to be sealed with an elastic sealing body, such sealing body and method for sealing a system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221293A (en) 1967-02-06 1971-02-03 British Industrial Plastics Cold-press moulding equipment
DE2922675A1 (en) 1979-06-02 1981-01-29 Schock & Co Gmbh MOLD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES FROM REACTION MOLDING RESINS AND USE OF SUCH A MOLD
DE10134326A1 (en) 2001-07-14 2003-01-23 Volkswagen Ag Foam core molding tool for production of vehicle airbag module cover has a seal around openings in a carrier layer through which a fabric reinforcement passes
WO2008045485A2 (en) 2006-10-10 2008-04-17 American Consulting Technology & Research Inc. Reusable mechanical fastener and vacuum seal combination
DE102010043401A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for serial manufacturing of fiber-reinforced plastic parts, involves removing sealing before or during or after removal of plastic part from molding tool, and applying additional sealing for manufacturing another plastic part

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1221293A (en) 1967-02-06 1971-02-03 British Industrial Plastics Cold-press moulding equipment
DE2922675A1 (en) 1979-06-02 1981-01-29 Schock & Co Gmbh MOLD FOR THE PRODUCTION OF MOLDED BODIES FROM REACTION MOLDING RESINS AND USE OF SUCH A MOLD
DE10134326A1 (en) 2001-07-14 2003-01-23 Volkswagen Ag Foam core molding tool for production of vehicle airbag module cover has a seal around openings in a carrier layer through which a fabric reinforcement passes
WO2008045485A2 (en) 2006-10-10 2008-04-17 American Consulting Technology & Research Inc. Reusable mechanical fastener and vacuum seal combination
DE102010043401A1 (en) 2010-11-04 2012-05-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for serial manufacturing of fiber-reinforced plastic parts, involves removing sealing before or during or after removal of plastic part from molding tool, and applying additional sealing for manufacturing another plastic part

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011077463A1 (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011077463B4 (en) RTM tool with expandable seal for the production of fiber-reinforced plastic molded parts
DE102009059720B4 (en) Device for producing a fiber composite fuselage shell for an aircraft
DE102011101954A1 (en) Method for producing a substantially cup-shaped plastic part
DE102012006034A1 (en) Method for producing a substantially cup-shaped, fiber-reinforced plastic part
EP2468484B1 (en) Method for producing a hollow fibre compound component
EP3365158A1 (en) Method for producing a component from a fibre-composite material
DE102017129313A1 (en) Shaping device and method of a base material and a skin layer
DE102009012694A1 (en) Bulge formation process and bulge formation apparatus
DE102013103432A1 (en) Device and method for shaping a workpiece
DE102014017488B4 (en) Method for the molding or press hardening of a metal component and hydraulic press for carrying out the method
WO2015025027A1 (en) Mould system and method for producing components by the rtm method
DE102013214110B4 (en) RTM tool with closing surfaces and a metallic sealing body arranged in between for the production of fibre-reinforced plastic molded parts
DE3015111A1 (en) MANUFACTURING METHOD FOR A WORK CYLINDER AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
EP1177100B1 (en) Expandable layer made of a compressible material
DE102011057033A1 (en) Press tool e.g. sheet molding compound (SMC) press tool for manufacturing mold portion such as outer casing of motor vehicle, has die that is biased with ram in direction of pressing position, if tool is opened in advance position
DE112016007514B4 (en) Heat insulation plate, heat insulation structure for tire vulcanizer and vulcanization method for green tire
DE102017222950A1 (en) Housing for a gas bag of a vehicle occupant restraint system of a motor vehicle, forming device and method for producing such a housing
EP1149677A2 (en) Method and apparatus for making a two-layer slush skin
DE102012104073B4 (en) Extrusion tool for extrusion blow molding of plastic containers
DE202015105325U1 (en) Mold tool with tool wall
DE60126518T2 (en) DEFORMABLE FLOATING CUTTING DEVICE
DE102014017809A1 (en) Process for producing a structural component
DE102018125716A1 (en) Device and method for producing a plastic component
DE102013224656A1 (en) foaming
DE102017206655B4 (en) Device for vulcanizing a blank made of elastomeric material

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final