具有密封系统的RTM模具技术领域
在利用树脂传递模塑(RTM)来制造成形件或纤维增强的成形件工艺方法中，通常
是注射型树脂(Resin)的成形料经由分配器通道被注入到模型的凹穴中。在该凹穴中，成形
料浸润可选地存在的纤维增强物并固化(通常是热激励)。
背景技术
闭合的模具凹穴用密封系统相对周围环境来真空密闭地被密封。纤维增强物根据
现有技术作为优选是干燥的纺织的预制品被引入到凹穴中。
以过压来将人工合成材料注射到模具凹穴中，以便在尽可能短的时间内来用被当
作成形料的人工合成材料填充凹穴。
在将模具闭合的情况下，两个模具半体通常在一个密封面上碰触。根据现有技术，
在该密封面中布置有用来容纳密封条的密封槽。两个模具半体如下这样地被强烈地相互挤
压，即，使密封效果达到能够排除凹穴中的空气。在随后的注射，即注入成形料时，密封件必
须如下这样地被支持，即，使它承受住注射压力。
DE102010043401A1设置的是，在每次压注前将所谓的一次性密封件放入到密封面
中。这相比以前通常对密封件进行清洗被认为有进步。然而，即使在对于一次性密封件来说
是低成本的情况下，在批量生产中还是导致由于不断地使用密封件所造成的成本过高。
在DE102011077463A1中提出了一种金属的密封件，其通过液压装置被压紧。压力
加载引起了密封件膜片拱起或引起密封唇进入到两个模具部分之间的接缝中。在将成形料
注入并随后固化之后，密封件会由于液压的压力的降低而松弛。有利的是，在这里不需要经
常更换密封件。然而不利的是，机械结构较复杂并且在液压装置中发生泄漏时维修昂贵。
DE102011077468A1提出的是，在密封面中引入纤维织物作为密封件，其用人工合
成材料浸润。在将模型闭合之后，却在将成形料注入到凹穴中之前，纤维复合材料由于受热
而被固结在密封件区域中，从而出现了原本的密封件。紧接着执行注射流程。不利的是，密
封件在每次注射过程后都要被清除掉。此外，为了加热密封料而设置有昂贵的加热装置。
DE102005016932B3描述了密封条在阀中的变形。该变形在45°角度的情况下以用
来提高挤压的密封条的发生显著的推进变形来实现。该结构没有设置如其在RTM工艺方法
中的密封件中所需要的那样的突出的密封间隙。此外，在阀被闭合时，密封件遭受剪切应
力，这造成缩短了所要预期的使用寿命。
利用已公知的标准的密封件并不能多次使用，这是因为密封槽的朝向凹穴的侧被
人工合成材料填充并且因此在将(构件上的)树脂脱模时出现凹进。因此，密封条要么以伴
随的方式被从密封槽拉出并被遗留在构件上，要么必须在每次注射之后对槽和密封条进行
清洁。通常，人工合成材料容易附着在密封条，从而不能轻易地清洁密封条。此外，多次从密
封条机械移除残余树脂也会导致密封条受损。如果残余树脂没有被完全移除，密封件在下
次注射过程中就不是密封的并且模具会受损。
在每次注射后替换密封条通常必须手工进行，这是因为密封件被挤入到密封槽
中。此外，密封槽必须被清洁。如果仍有残余，那么密封件就会不密封，并且可能会使模具系
统受损。此外，密封条价格也是高昂的，从而降低了成本效益。
使用构型坚固的密封条，尤其是在液压的密封系统中，同样是价格非常高昂的，并
且因此通常是不经济的。此外，这些系统相对复杂且容易出错。
液压密封件同样易受干扰，这是因为在没有液压压力时，密封系统不再工作。此
外，液压侧同样必须相对模具凹穴密封，这是复杂且价格高昂的。液压压力必须大于模具中
的内部压力。在此，随着内部压力的提升使得密封件伴随性地变形，从而出现了薄的树脂薄
层，其在后续工步中在清洁时是极为不便的。
发明内容
因此，任务是提出一种具有密封系统的RTM模具，在其中很大程度上克服了现有技
术的缺点。尤其是应当：
-在模具中的槽轮廓尽可能简单地设计，以便节省在模具制造时的成本，
-不耗费地且不易受干扰地使用液压装置，
-可多次使用密封条。
根据本发明，该任务利用权利要求1的具有密封系统的RTM模具来解决。有利的实
施方式在从属权利要求中说明。
根据本发明，在RTM模具中使用弹性的密封条，其以侧凹的方式被安置在密封槽
中，并且在封闭模具时发生变形。密封条在非变形的状态下基于侧凹的实施方案而有利地
防止了滑出。在最简单的情况下指的是具有圆形的横截面的密封条。然而，密封条也可以略
作轮廓上的改变，例如具有椭圆形或八字形的横截面。密封条具有表征性的长度。表征性的
长度是能够在密封条的截面边缘上的任意两点之间形成的最大距离。例如，表征性的长度
对于圆环形横截面来说是直径，而对于椭圆来说是主轴(最大半轴的两倍距离)。
密封条优选由硅酮或来自现有技术的其它合适的弹性材料构成。密封条尤其不与
在RTM工艺方法中使用的基材(成形料、人工合成材料)发生材料锁合的(stoffschlüssig)
连接。
对于根据本发明的具有密封设施的RTM模具来说的特征在于，密封条在模具闭合
时基本上仅垂直于表面地受载。作闭合的模具部分(其与密封件相对置)为此优选具有模具
凸缘，模具凸缘基本上垂直地向密封件运动。优选地，模具凸缘布置在作挤压的模具部分上
并且被构造成朝密封条指向的、凸状成形出的挤压成形块，该挤压成形块在模具部分闭合
运动时首先碰触到密封条，并且在密封条没有明显受载的情况下能够实现密封条的变形。
为了改善密封条的耐久性，应当在接触区域内尽可能避免密封条在挤压成形块上形式为滑
动摩擦的打滑，以便防止密封条受损。此外，密封条仅弹性变形，从而出现在接触面上的挤
推力仅导致可逆的挤推变形。这也减少了在持续使用中的弱化并且允许多次使用密封条。
运动方向(在横截面视图中)与垂直线，即穿过质心(在密封件具有圆形横截面的
情况下的中心点)和在其上发生模具凸缘碰到密封件的外侧的碰触点的线的偏离优选在-
44°与44°之间，特别优选在-20°与20°之间，并且更特别优选在-10°与10°之间。因此在很大
程度上避免了密封件材料的剪切应变。这在优选使用在横截面中呈圆形的密封条的情况下
优选通过如下方式来实现，即，模具凸缘的运动方向在模具闭合运动时定向到呈圆形的横
截面的中心点上。
优选地，密封间隙(25)的中间平面以在-89°与89°之间的，特别优选在-45°与45°
之间的，更特别优选在-15℃和15°之间的角度相对于作挤压的模具部分的移动向量地构
成。替选地，密封间隙的中间平面也能够以在1°与179°之间的，特别优选在45°与135°之间
的，最特别优选在75°与105°之间的角度相对于作挤压的模具部分的移动向量地构成。于是
当密封凹穴沿两个方向大致垂直于作挤压的模具部分的移动向量地构成时是有利的。
此外优选的是，一个或两个相对彼此作闭合的模具部分具有用于构成限定地容纳
变形的密封条的一部分的密封凹穴的凹形的区域。该密封凹穴在形状理想的情况下相应于
变形的密封件的至少一部分。这确保了在模具每次闭合过程中以尽可能相同的方式和方法
实现密封件的变形。因此能够产生经限定的密封间隙。
密封凹穴优选具有(在横截面中)倒圆的形状，而不具有棱边。密封凹穴适合容纳
未受负载的密封条的优选至少1％的，特别优选至少2％的，更特别优选至少3％的横截面面
积。优选地，密封件在模具闭合的状态下完全填满密封凹穴。
密封件在密封间隙中构成密封凸缘，并且以入成形深度挤入到密封间隙中。避免
了在模具部分之间出现成形料的蠕变薄层。密封条在密封间隙中的入成形深度在模具闭合
的情况下为未受负载的密封条的表征性长度的优选至少1％，特别优选至少3％，更特别优
选至少6％。
优选地，密封条在变形的状态下以如下方式填满密封槽，即，在施加注射压力的情
况下产生静液压的应力状态，该静液压的应力状态使密封件与密封槽的壁部相匹配并且使
密封件的在密封间隙中变形的部分与密封间隙的壁部相匹配并且进一步改善了密封效果。
作挤压的模具部分以如下方式使密封条在密封中变形，即，在密封条的横截面中，主延展度
的绝对值小于150％，优选小于100％，并且特别优选小于75％。
经加热的成形料在注射时以限定的、可重复的方式被推挤到密封间隙中并且在那
里与已变形的密封件(密封凸缘)接触，而不与该已变形的密封件发生材料锁合的连接。在
未胶凝的成形料中的静压力优选小于250bar，特别优选小于175bar，并且更特别优选小于
100bar。在成形料固化后打开模具。密封件松弛并返回到初始的横截面中。附着在密封凸缘
上的成形料由于密封件的松弛运动而脱开，而不会损坏密封件。尽可能没有或者仅发生非
常小的摩擦相对运动，而主要是在密封件和固化的成形料的接触位置上出现脱壳载荷。密
封件基于其在模型中的弹性而向回变形，这能够实现人工合成材料构件的无凹进的脱模。
脱模好的人工合成材料构件有利地不具有薄层状的端部，这些端部不随着脱模剥
落并附着在模具面上且必须手工移除。
因为密封元件在变形时仅通过滚转而不通过摩擦加载到模具面上，所以保护了密
封材料并且能够使密封条多次使用。密封条材料的延展有利地仅在材料的弹性范围内进
行。
在优选的实施方式中，密封槽被如下这样地设计，即，密封槽允许密封条滚转。尤
其地，在此倒圆地设计关闭部，在所述关闭部处，密封槽过渡到模具部分的密封面中的。
附图说明
图1a至图1d示意性地示出根据本发明的具有密封设施的RTM模具在闭合时(图1a
和图1b)和在注射过程之后打开时(图1c和图1d)的关系；
图2、图3和图4示意性地示出根据本发明的具有密封设施的RTM模具，其具有在实
现注射后在闭合的状态下密封间隙相对移动向量夹成90°的中间平面。
具体实施方式
在以下的实施例中，密封条由具有-60℃至250℃的使用温度范围的硅橡胶构成。
其他可能的材料是合适的弹性体(例如：天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)，硅酮(VMQ)、EPDM、
氟橡胶(维通，FPM))。
密封条具有圆形的横截面，其直径为10mm。然而，这种密封条也可以具有优选在
4mm至20mm的范围内的较大或较小的直径地使用。
密封条在实施例中被设计成用于直至50bar的最大压力的挤压压力。原则上，能够
想到直至HD-RTM-设备技术的最大压力地使用。
使用具有(典型在40℃至160℃的温度范围内的)热固化的多组分的环氧树脂体系
作为成形料材料，也能想到具有在一定时间之后或在超过温度阈值时被激活的快速硬化系
统、能继续加工的聚氨酯树脂或简单的乙烯基酯树脂或聚酯树脂。
实施例1：
图1a示出了在密封槽(24)中的密封条(1)。基于密封槽(24)和密封条(1)的形状得
到了探伸超过密封槽(24)的自由的密封条部分(12)和被围嵌的密封条部分(11)。两个密封
条部分(11、12)彼此间在密封槽(24)的最小的横截面延展部(13)处邻接。因为密封槽(24)
的该最小的横截面延展部(13)小于密封条的直径并且在模具半体(22)中的密封槽(24)具
有比最小的横截面延展部(13)更大的横截面，所以密封条(1)以侧凹的方式保持在密封槽
(24)中。
在闭合上部的模具半体(21)时，密封条(1)发生形变，并且在此在上部的模具面
(21)的凸缘(26)处滚转。在此，密封条限定地被推挤到凹穴(27)和密封间隙(25)中。在闭合
的状态下(参见图1b)，密封条(1a)如下这样地变形，即，它被均匀地围绕凸缘(26)延展并且
成形进密封间隙(25)中并且在该密封间隙中构成半圆形的凸缘，该凸缘封闭该密封间隙。
所限定的密封条部分被凹穴(27a)容纳。
如果现在构建注射压力(图1c)，那么在此是人工合成材料的成形料(3)被推挤入
密封间隙(25)中。基于压力而通过如下方式进一步压紧密封间隙(25)中的密封件(1b)，即，
探伸进入密封间隙(25)中的半圆被整平并且将材料挤压向模具壁部。
在成形料(3)固化(图1d)之后，模具(21、22、23)被打开。随着模具半体的打开运
动，密封条(1)变形回到其初始形状并且现在不再贴靠在人工合成材料构件(3)上。在密封
条(1)的松弛运动时，该密封条保护材料地从成形件(3)剥离。在人工合成材料构件(3)脱模
后，该人工合成材料构件不再碰触密封件(1)。
根据图2、图3和图4的实施例示出了作闭合的(上部)模具部分(21)的不同的造型
以及大致垂直于移动向量地布置的密封间隙。
在图2中示出了具有如下凸缘(26)的作闭合的模具(21、22)，该凸缘将密封条(1)
向内挤压到密封条的密封槽中并且因此使密封条(1)在强烈的机械应力下被安置，这实现
了高的密封效果。
在根据图3的实施例中，作闭合的模具部分(21)具有凹处，密封条(1)在其定位中
被固定在该凹处中，而闭合流程继续进行。
作闭合的模具(21)在根据图4的实施例中具有极为突出的凸缘(26)，该凸缘使密
封条(1)朝成形凹穴的方向被推挤到密封间隙(25)中，而其余被挤压的密封条(1)限定地容
纳在密封条凹穴(27)中。
附图标记列表
1 密封条
1a 借助闭合的模具部分而发生变形的密封条
1b 借助闭合的模具部分和成形料背压而发生变形的密封条
11 被围嵌的密封条部分
12 自由的密封条部分
13 密封槽的最小延展部
14 从质心至模具凸缘与密封条的第一碰触点的线
15 模具凸缘与密封条的第一碰触点
16 角度范围，在其中，模具凸缘在模具的闭合运动时碰到密封条
17 线(14)与模具的闭合运动的方向之间的角度
18 密封条(在横截面中)的质心
19 密封槽至模具的密封面的倒圆的过渡部
21 上模具部分
22 下模具部分
23 第三模具部分
24 密封槽
25 沿成形凹穴的方向形成的密封间隙
26 上模具部分的凸缘
27 用于容纳被挤出的密封条的一部分的凹穴
27a 用于容纳密封条的已填充的凹穴
28 移动向量
29 密封间隙的中间平面
3 成形料
31 密封条最大地变形到密封间隙中的圆环
32 密封条至密封间隙中的入成形深度