RTM方法是制造纤维复合材料组件的方法。RTM表示树脂传递模 塑(Resin Transfer Moulding)并描述该方法行为。该方法尤其适于以工 业规模生产具有低的表面积体积比的组件。该方法适于生产纤维体积含 量高、可再现性好且孔隙率低的高等级组件。
可能需要建立均符合现代要求的用于RTM方法的工具、RTM方法 以及包括用于RTM方法的工具的系统。
根据本发明的一个示例性实施方案，可以通过一种用于树脂传递模 塑方法的工具来满足上述需求，所述工具包括腔、树脂捕集器和过渡区， 其中所述腔设计为在其中可容纳组件。此外，所述树脂捕集器整合在工 具内，并且所述过渡区设计为可以利用该过渡区建立所述腔和所述树脂 捕集器之间的连接。
根据一个示例性实施方案，一种用于树脂传递模塑方法的系统包括 根据本发明的一个示例性实施方案的工具、泵和存储容器，其中所述泵 连接到树脂捕集器的输出连接，并且其中所述存储容器连接到腔的输入 连接。
根据一个示例性实施方案，一种树脂传递模塑方法包括如下步骤：将 组件置于工具的腔中，将树脂进料到该工具的腔中，以及对整合在该工具 中并与该腔连通的树脂捕集器加压。优选地，该压力是超压力。
本发明的基本理念可在于将用于树脂传递模塑方法(RTM方法)的 工具的树脂捕集器整合在该工具中。换言之，该树脂捕集器可位于该工 具自身中。因此，该树脂捕集器可以不是如现有技术已知的外部树脂捕 集器，而是内部树脂捕集器。
利用根据本发明的工具，可以免除外部树脂连接，根据现有技术， 需要这样的外部树脂连接以使工具的腔连接到树脂捕集器。这样可以减 少密封件变脏所导致的任何密封问题的发生。由于不需要提供外部树脂 捕集器，所以也可以不使用其它连接材料，例如软管和软管夹。这些连 接材料常常作为消耗性或一次性使用的组件，因此不必提供这些组件可 导致节省材料。此外，可以不用清洗对接部件(docking part)，例如软管 或夹具以及其它外部部件，无论是手工清洗还是自动清洗。同样地，可 以减少树脂的消耗，这是因为可以不再需要在根据现有技术的RTM方 法中所需的额外量树脂，例如用于填充入口管的树脂。作为上述简化的 结果，本发明的RTM方法总体上可以更节省成本、更有效、更能够自 动化，并且误差倾向更小，可得到良好的方法可靠性。
通过根据本发明的工具，可以防止与现有技术相关的问题。具体而 言，可以避免树脂管线对接困难，所述对接常常引起密封问题，例如由 于树脂堵塞的管线，由于在根据现有技术的工具中可能出现的方法可靠 性降低。此外，利用根据本发明的工具，可以不使用某些外部部件，这 些外部部件通常引起额外的清洗费用。
在第二独立权利要求及从属权利要求中示出本发明的其它目的、实 施方案和优点。
下面，将更详细地描述用于RTM方法的工具的示例性实施方案， 其中在用于RTM方法的工具的上下文中描述的设计同样适用于包括用 于RTM方法的工具的系统和RTM方法。
在另一个示例性实施方案中，所述工具还包括模和模盖，其中模和 模盖设计为当模和模盖结合时形成腔和/或树脂捕集器和/或过渡区。
在模和模盖的实施方案中，工具的设计可以是特别有效的实施方 案，以形成可易于将组件置于其中的腔。在该配置中，可易于将组件置 于腔中，并且在RTM方法已完成后，组件可以易于从所述腔中移出。 同样地，由于工具的两部分结构，可以简化随后的清洗。
在另一个示例性实施方案中，过渡区包括分离元件，其中所述分离 元件配置在腔和树脂捕集器之间，并且该分离元件设计为至少部分地接 合在腔和树脂捕集器之间的连接，以使腔和树脂捕集器之间的连接可至 少部分关闭。优选地，该分离元件设计为形成虹吸管状过渡区。
通过提供虹吸管状过渡区，可以不需要如根据现有技术所用的方法 组件，例如切断旋塞。由于免除了方法组件，所以可以节省组件和连接 的成本以及免除切断旋塞的清洗。此外，这样还可以减少可能的误差源 的数量。
在另一个示例性实施方案中，分离元件整合在模盖内和/或模内。换 言之，分离元件可以单独整合在模盖内、单独整合在模内(模的底部)或 者部分整合在模盖内且部分整合在模内。
在模盖(工具的顶部)内和/或模(即，模的底部，或者换句话说，工具 的底部)内容纳或整合分离元件可能是将腔和树脂捕集器至少部分分开 的特别有效的方法。
在又一个示例性实施方案中，分离元件是切断旋塞。
将分离元件设计为切断旋塞可能是对于切断中空部或腔与树脂捕 集器之间连接的特别有效的选择。
根据另一个示例性实施方案，所述工具还包括控制连接，该控制连接 设计为可通过该控制连接来控制分离元件。
如果分离元件被设计为切断旋塞，则该实施方案可能是特别有利的。 在这种情况下，通过提供控制连接，可以以特定方式有效地控制切断旋塞。
根据本发明的又一个示例性实施方案，所述连接控制设计为可以连接 电力线和/或气动管线。此外，分离元件可以设计为可电动和/或气动控制 分离元件。
在另一个示例性实施方案中，所述树脂捕集器包括输出连接，该输出 连接优选设计为可连接到泵。
所述树脂捕集器与泵的连接可能是将树脂吸入到工具的腔中的特 别有效的方法。随后，如果腔中存在树脂，并且因此在位于腔中的组件 上/中也存在树脂，则可以使用泵来对树脂捕集器加压。优选该泵是可 以产生负压(真空)和正压的泵。
根据再一个示例性实施方案，所述腔包括输入连接。通过该输入连接， 可以将树脂进料到腔中，例如通过负压和/或通过正压进料。
下面，描述具有用于RTM方法的工具的系统的示例性实施方案。在 该系统的上下文中描述的实施方案也适合用于RTM方法的工具和RTM 方法。
在另一个示例性实施方案中，所述系统还包括控制单元，该控制单元 设计为控制所述树脂捕集器内的压力。
通过提供控制树脂捕集器内的压力的控制单元，可以通过简单方式 将树脂进料到工具的腔中，其中例如使树脂捕集器经受负压。在所述腔 中填充树脂后，可以操作控制单元使其对树脂捕集器加压，其中这样的 压力可能使得在现有技术中必要的切断旋塞成为非必要的。为此，该控 制单元可以被控制为使树脂捕集器经受反压力，该反压力防止任何其它 树脂从腔中渗入树脂捕集器。
在又一个示例性实施方案中，所述控制单元设计为在压力保持阶段 (Nachdruckphase)使树脂捕集器内的树脂水平保持恒定。此外，优选所 述控制单元进一步设计为在固化阶段维持树脂捕集器内的压力。
根据一个替代的示例性实施方案，所述系统还包括控制元件，其中该 控制元件设计为控制分离元件。优选地，在该配置中，分离元件是例如 可通过控制元件来气动和/或电动控制的切断旋塞。
下面，描述RTM方法的示例性实施方案。在RTM方法的上下文中 描述的实施方案也适合用于RTM方法的工具和包括用于RTM方法的工 具的系统。
在另一个示例性实施方案中，RTM方法还包括升高树脂捕集器内 的压力，其中以使树脂捕集器中的树脂水平保持恒定的方式实现该升 压。
升高树脂捕集器内的压力是防止更多树脂从腔中进入树脂捕集器 的有效方法，因此根据本发明的示例性实施方案，可以不需要如根据现 有技术所必需的切断旋塞或其它切断机构。
在又一个示例性实施方案中，RTM方法还包括在固化阶段维持树 脂捕集器内的压力。
根据本发明的示例性实施方案的工具和/或系统例如可用于制造用 于航空器的组件。
应指出，参照上述示例性实施方案之一或上述方面之一描述的特征 或步骤也可以与上述其它示例性实施方案或方面的其它特征或步骤联 用。
本发明的一个方面可涉及包括整合的树脂捕集器的工具。作为这种 树脂捕集器的整体配置的结果，可以避免连接和连接线，因此可以实现 设计总体简化的用于RTM方法的工具和/或系统的设计。在腔和整合的 树脂捕集器之间，可以存在可设计为切断旋塞或切断阀形式的分离元 件。通过采用适当的几何形状，例如相对于工具或腔的体积的大表面， 还可以防止在树脂固化期间在特定情况下可能发生的任何放热反应，或 者至少可以减轻这样的放热反应的效果。作为替代实施方案，如果树脂 捕集器内的压力被控制为使得没有其它树脂可以通过过渡区进入树脂 捕集器，则分离元件也可以形成可用作切断机构的虹吸管状过渡区。例 如，这可以通过施加超压力来进行
附图说明
下面，参考附图通过示例性实施方案更详细地描述本发明，其中相 同或相似的要素具有相同或相似的附图标记。
图1显示用于实施RTM方法的系统的示意图。
图2显示根据本发明第一示例性实施方案的工具的示意图。
图3显示用于实施RTM方法的系统的示意图。
图4显示根据本发明第二示例性实施方案的工具的示意图。

图1显示用于实施树脂传递模塑方法(RTM方法)的系统100的示意 图，所述系统包括具有模盖102和模103的工具101。图1还示意性地 示出已置于工具101中并且将用树脂增强的组件104。工具101包括连 接加热软管106的输入连接105，加热软管106进一步连接压力筒107， 来自输送容器108的预热树脂可以填充到压力筒107中。此外，系统100 包括可以置于压力筒107中的压力活塞109，该压力活塞109可以向容 纳在压力筒107中的树脂加压，从而可以通过加热软管106将树脂推入 工具101中。
工具101还包括螺纹塞110，通过该螺纹塞110可以关闭工具101， 即通过螺纹塞110可以使模盖102和模103牢固地相互连接。此外，所 述工具包括可连接树脂软管112的输出连接111。树脂软管112连接到 树脂捕集器113并且包括用来关闭树脂软管113的切断旋塞114。此外， 树脂捕集器113通过空气软管115连接到真空泵116。
可利用如图1所示的系统100实施的RTM方法包括如下方法步骤。
将组件104(例如，已切割为适当尺寸的增强纤维)置于工具101中。 随后，通过螺纹塞110关闭工具101并密封。在下面的步骤中，连接树 脂入口管106和用于真空的空气软管115。通过所施加的真空，将树脂 从此时与大气连通的外部存储容器(即，压力筒107)输送到工具101中， 到达组件104。通过配置在真空泵116上游的外部树脂捕集器113来防 止从工具101流出的树脂对真空泵116的任何堵塞。
在非强制性的压力保持阶段中，随后对树脂的加压降低组件中的孔 尺寸。为此，关闭位于工具101和树脂捕集器113之间的切断旋塞114， 并通过活塞109或通过压缩空气对存在于压力筒107中的残留量的树脂 加压。通过供热进行固化，即树脂的交联，供热由图1中的箭头117示 意性地表示。固化完成后，移出组件104。在清洗工具101后，可在其 中置入新组件。
下面，参照图2，描述本发明的第一示例性实施方案。工具200包 括模201或模元件(模的底部)和模盖202(模的顶部)，其设计为使它们形 成第一腔或中空部203、过渡区204和作为树脂捕集器的第二腔205。 在模盖202中整合分离元件206，分离元件206设计为在过渡区204中 形成在腔203和树脂捕集器205之间的虹吸管状连接区。为了设计该虹 吸管状或U形连接区，模201包括分离元件206部分接合的凹陷。在该 配置中，分离元件206进入到该凹陷中，以形成虹吸管210。
此外，工具200包括连接第一腔203的输入连接207，通过输入连 接207可以将树脂进料到第一腔203中。此外，工具200包括连接树脂 捕集器205的输出连接208，并且该输出连接208设计为可连接到泵。 此外，图2示意性地显示可以利用RTM方法加工的组件209。
分离元件206也可以设计为工具底部201的组成部分，以使得在树 脂捕集器205和组件209之间仅存在一个连接通道。分离元件206还可 以设计为工具顶部202的组成部分和工具底部201的组成部分。
下面，参照图3描述具有用于RTM方法的工具的系统。系统300 包括如图2所示的工具200，不同之处主要在于该系统还包括连接到输 入连接207的入口管311。此外，入口管311连接到存储容器312，在 该存储容器中示意性地显示树脂313。如所指出的，可以通过例如冲压 机314对存储容器312加压。例如，也可以通过泵产生压力。
此外，系统300包括连接到输出连接208的出口管315。而且，出 口管315连接泵316，泵316设计为可以通过出口管315对树脂捕集器 205加压。一方面，该压力可以是负压(真空)，由于该负压，因此可以 通过入口管311将树脂313从存储容器312吸入到腔203中。另一方面， 该压力也可以是超压或反压的形式，该形式的压力在部分填充树脂捕集 器时确保没有额外的树脂进入树脂捕集器，因此在腔203和树脂捕集器 205之间提供切断元件可能是多余的。
此外，系统300包括控制单元317，该控制单元317通过第一通信 线318连接到树脂捕集器205并通过第二通信线319连接到泵316。控 制单元317设计为控制和/或调节施加到树脂捕集器205上的压力。为 此，测量树脂捕集器205内的压力，并根据所测量压力和期望的压力， 该控制单元317提供控制泵316的控制信号。
下面，采用参照图3描述系统的方式对RTM方法进行描述。将组 件209(例如，切割为适当尺寸的增强纤维)置于工具200的腔203中。 然后关闭工具200并密封。在随后的步骤中，将树脂入口管311连接到 输入连接207，并且将出口管315(例如，空气软管)连接到输出连接208。 通过利用空气软管315施加的真空，或者通过施加到入口管311之一的 超压，将树脂313从外部存储容器312吸入、虹吸或推入腔203中。一 旦内部树脂捕集器205中存在树脂，就通过泵316利用反压对所述树脂 捕集器205加压，从而减少或阻止任何树脂进一步进入到树脂捕集器 205中，并且可以保护泵316，防止任何树脂进入其中。然后，任选地， 可以进行所谓的压力保持阶段，在该阶段中对腔中的树脂加压，由此缩 小组件209中的孔尺寸。如果进行这样的压力保持阶段，则调节(例如， 升高)对树脂捕集器施加的反压，以便树脂捕集器205中的树脂水平保 持恒定。为此，在树脂捕集器205的区域中，优选将传感器固定，该传 感器通过第一通信线318连接到控制单元317，并且该传感器将测量信 号传送到所述控制单元。由该测量信号，控制单元317产生控制信号， 所述控制信号通过第二通信线319传送到泵316，并且所述控制信号控 制泵316的输出。
随后，腔203中的树脂固化。通过供热来发生所述固化。固化完成 后，可以移出组件209、可以清洗模201并可以在其中置入新组件。
下面，参照图4描述本发明的第二示例性实施方案。工具400包括 模401或模元件和模盖402，它们设计为形成第一腔403、过渡区404 和作为树脂捕集器的第二腔405。在模盖402内整合分离元件406，该 分离元件406设计为在过渡区204中导致腔403与树脂捕集器405部分 分开，从而在树脂捕集器405和腔403之间建立连接420。在该连接420 内，配置切断旋塞或切断阀418，其可以切断连接420。这样可以使腔 403和树脂捕集器405彼此完全隔开，即可以使树脂不再从腔403流到 树脂捕集器405，或者反之亦然。为了控制切断旋塞418，工具400还 包括连接控制419，通过该连接控制可以将控制信号提供给切断旋塞 418。该控制信号例如可以具有气动和/或电动特性，并可以通过控制元 件提供。
此外，工具400包括连接到第一腔403的输入连接407，并且通过 输入连接407可以将树脂输送到第一腔403中。工具400还包括连接到 树脂捕集器405的输出连接408，该输出连接408设计为可以连接到泵。 图4还示意性地显示可以在RTM方法中加工的组件409。
根据第二示例性实施方案的工具400也可以在如图3示意性显示的 系统中操作。根据图4的示例性实施方案，仅需要用于切断旋塞的压缩 空气连接和/或控制连接，因此不会发生由脏密封件引起的密封问题， 即树脂不会由于脏密封件而从工具中逸出。
总之，本发明的示例性方面可涉及产生用于树脂传递模塑方法的工 具，该工具包括整合在其中的内部树脂捕集器。换言之，树脂捕集器可 以设计为在工具内成为整体，即树脂捕集器构成工具的组成部分。在特 定的示例性方面中，本发明建立用于RTM方法的工具和系统，所述工 具和系统不需要将工具的腔与树脂捕集器分开的切断元件或切断旋塞。
此外，应当指出，“包括”不排除其它元件或步骤，没有数量词修饰或 “一”不排除多个，并且应当指出，参照上述示例性实施方案之一描述的 特征或步骤也可以与上述其它示例性实施方案的其它特征或步骤联用。权 利要求中的附图标记不视为限制。
本申请要求2005年11月10日提交的德国专利申请No.10 2005 053 691.3的优先权，在此通过引用将该申请的公开内容并入本文。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于树脂传递模塑方法的工具(200)，所述工具(200)包括：
模(201)、
模盖、
腔(203)、
树脂捕集器(205)、
过渡区(204)、和
压力设备，
其中所述腔(203)设计为在其中可容纳组件(209)，
其中所述树脂捕集器(205)整合在所述工具(200)内，
其中所述过渡区(204)设计为利用所述过渡区(204)可建立所述腔 (203)和所述树脂捕集器(205)之间的连接，并且
其中所述过渡区(204)包括分离元件(206)；
其中所述压力设备适于对整合在所述工具(200)中并与所述腔(203) 连通的所述树脂捕集器(205)加压。
2.如权利要求1所述的工具(200)，其中所述工具(200)，
其中所述模(201)和所述模盖(202)设计为当所述模(201)与所述模盖 (202)结合时，形成所述腔(203)和/或所述树脂捕集器(205)和/或所述过渡 区。
3.如权利要求1或2所述的工具(200)，其中将所述分离元件(206)配 置在所述腔(203)和所述树脂捕集器(205)之间，并且所述分离元件(206) 设计为至少部分接合在所述腔(203)和所述树脂捕集器(205)之间的连 接，使得所述腔(203)和所述树脂捕集器(205)之间的连接可至少部分关 闭。
4.如权利要求3所述的工具(200)，其中所述分离元件(206)设计为形 成虹吸管状过渡区(210)。
5.如权利要求3或4所述的工具(200)，其中所述分离元件(206)整合 在所述模盖(202)内和/或所述模(201)内。
6.如权利要求1或2所述的工具(400)，其中所述分离元件是切断旋塞 (418)。
7.如权利要求6所述的工具(400)，其中所述工具(400)还包括控制连 接(419)，其中所述控制连接(419)设计为可通过所述控制连接(419)来控 制所述分离元件。
8.如权利要求7所述的工具(400)，其中所述控制连接(419)设计为可 连接电力线和/或气动管线，并且
其中所述分离元件设计为可以电动和/或气动控制所述分离元件。
9.如权利要求1～8中任一项所述的工具(200)，其中所述树脂捕集器 (205)包括输出连接(208)。
10.如权利要求9所述的工具(200)，其中所述输出连接(208)设计为可 连接到泵。
11.如权利要求1～10中任一项所述的工具(200)，其中所述腔(203)包 括输入连接(207)。
12.一种用于树脂传递模塑方法的系统(300)，所述系统(300)包括：
如权利要求1～11中任一项所述的工具(200)、
泵(316)、和
存储容器(312)，
其中所述泵(316)连接到所述树脂捕集器(205)的输出连接(208)，并 且
其中所述存储容器(312)连接到所述腔(203)的输入连接(311)。
13.如权利要求12所述的系统(300)，还包括：
控制单元(317)，
其中所述控制单元(317)设计为控制所述树脂捕集器(205)内的压 力。
14.如权利要求13所述的系统(300)，其中所述控制单元(317)设计为在 压力保持阶段，所述控制单元(317)使所述树脂捕集器(205)内的树脂水 平保持恒定。
15.如权利要求13或14所述的系统(300)，其中所述控制单元(317)设 计为在固化阶段，所述控制单元(317)维持所述树脂捕集器(205)内的压 力。
16.如权利要求12所述的系统(300)，还包括：
控制元件，
其中所述控制元件设计为控制所述分离元件。
17.一种树脂传递模塑方法，所述方法包括：
将组件(209)置于工具(200)的腔(203)中，
将树脂进料到所述工具(200)的腔(203)中，
对整合在所述工具(200)中并通过包括分离元件(206)的过渡区(204) 与所述腔(203)连通的树脂捕集器(205)加压。
18.如权利要求17所述的树脂传递模塑方法，还包括：
提高所述树脂捕集器(205)内的压力，使得所述树脂捕集器(205)中 的树脂水平保持恒定。
19.如权利要求17或18所述的树脂传递模塑方法，还包括：
在固化阶段，维持所述树脂捕集器(205)内的压力。
20.如权利要求1～11中任一项所述的工具的用途，其用于生产用在航 空器工程中的组件。