用于運輸、放置和壓縮復合加強件的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于壓縮波紋狀細長復合鋪層的裝置（30）包括沿其長度為柔性的柔性的第一和第二纖維增強樹脂柔性段（32，34）。第一段在第一平面（44）內是柔性的，并且第二段在第一平面內以及在第二平面內（44，46）是柔性的。
【專利說明】用于運輸、放置和壓縮復合加強件的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及制造復合結構，并更具體地涉及用于運輸、放置和壓縮波紋狀復合加強件的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在例如縱梁的波紋狀復合加強件的制造期間，壓縮器可以用來抵靠工具表面壓縮縱梁的鋪層(layup)。在一些情況下，工具表面可以沿一個或更多平面呈波紋狀。已發展沿彎曲的單個平面柔性的壓縮器，因此其中縱梁在多于一個平面中呈波紋狀，工具表面具有需要通過手執行的壓縮過程的相對復雜的幾何形狀。當通過手鋪設組合波狀復合縱梁時，可能在疊層中形成褶皺，其在鋪層中的各個點處聚集，和/或可能發生不希望的纖維變形。使用手動鋪層技術，層板褶皺和層板聚集的位置難以控制，因此在完成的零件中引起可能影響零件性能的變化。而且，手動鋪層所涉及的人因素可能在完成的零件中引起導致不期望的不一致的過程變化。
[0003]因此，需要用于壓縮例如縱梁的波紋狀復合加強件的方法和裝置，其可以以改善零件質量和/或性能的方式一致且可預測地分布層板褶皺和聚集。也需要可以用來運輸縱梁到固化工具，并且在縱梁放置和壓縮期間與縱梁的組合彎曲一致的壓縮器裝置。
【發明內容】
[0004]所公開的實施例提供用于運輸、放置和壓縮在多于一個平面中呈波紋狀的復合加強件的方法和裝置，復合加強件例如為縱梁。壓縮器以調節和標準化層板褶皺和/或層板聚集的分布的方式在固化工具中放置和壓縮縱梁鋪層。所公開的壓縮裝置在多個平面中是柔性的，并且無論縱梁幾何形狀中的起伏如何，均與縱梁的外形一致。可預測的層板褶皺/聚集允許在縱梁設計中做出補償層板褶皺和/聚集的工程改變，由此改善零件質量和/或性能。
[0005]根據一個公開的實施例，提供用于制造波紋狀細長復合結構的壓縮器。該壓縮器包括沿其長度在第一平面內柔性的至少第一段，以及與第一段耦合并且沿其長度在第一平面內并在第二平面內柔性的至少第二段。第一和第二平面大體相互正交。第一和第二段中的每個包括大體平坦的蓋部分和適于被容納在復合結構中的空腔內的帽部分。蓋部分包括橫跨蓋部分的寬度橫向延伸并沿其長度隔開的多個增強帶。蓋部分還包括沿其長度的多個柔性橡膠接頭，該柔性橡膠接頭允許第二段在第二平面內彎曲。帽部分包括在其中與柔性橡膠接頭基本對齊的多個橫向延伸的狹縫。
[0006]根據另一實施例，提供用于運輸和壓縮其中具有空腔的波紋狀復合帽加強件鋪層的裝置。該裝置包括帽部分和大體平坦的蓋部分，該帽部分適于被放置在空腔內，該蓋部分與帽部分耦合并且在大體平行于蓋部分的第一平面內是柔性的。帽部分和蓋部分每個都在大體正交于第一平面的第二平面內是柔性的。蓋部分包括柔性材料的疊層和基本剛性的增強帶。柔性材料可以包括橡膠。[0007]根據進一步的實施例，提供使用壓縮器制作復合加強件的方法。該方法包括形成復合加強件鋪層并使壓縮器與鋪層接觸。加強件鋪層被附著到壓縮器，并且壓縮器用來運輸加強件鋪層并將其置于表面上。加強件鋪層通過壓縮器被抵靠該表面壓縮。將加強件鋪層附著到壓縮器包括在壓縮器內生成真空，并使用真空抵靠壓縮器吸住加強件鋪層。抵靠壓縮器吸住加強件鋪層包括通過抽取通過與鋪層接觸的壓縮器側面的空氣而產生吸力。使用壓縮器放置加強件鋪層包括通過允許壓縮器在大體正交的兩個平面內彎曲而使壓縮器符合表面的幾何形狀。
[0008]根據更進一步的實施例，提供使壓縮器在正交平面中柔性以便壓縮波紋狀復合加強件鋪層的方法。該方法包括通過以彼此大體平行隔開的關系放置多個復合增強帶而鋪設壓縮器的至少第一部分，并且通過使柔性橡膠層板與增強帶層壓而在增強帶之間形成柔性接頭。層壓包括使橡膠層板與增強帶共固化。鋪設壓縮器的第一部分包括提供至少一個纖維增強樹脂平層板，使平層板的相對的邊緣成齒形(castellate)以在平層板上形成凸緣帶，以及在凸緣帶上方鋪設增強帶。
[0009]總之，根據本發明的一方面，提供用于制造波紋狀細長復合結構的壓縮器，其包括沿其長度在第一平面內柔性的至少第一段；以及與第一段耦合并沿其長度在第一平面內和在第二平面內柔性的至少第二段。
[0010]有利地，在該壓縮器中，第一和第二平面大體相互正交。
[0011]有利地，在該壓縮器中，壓縮器的第二段包括大體平坦的第一部分和適于被容納在復合結構中的空腔內的第二部分。
[0012]有利地，在該壓縮器中，第一部分包括橫跨第一部分的寬度橫向延伸并沿第一部分的長度隔開的多個增強帶、在增強帶之間的狹槽和在狹槽中的柔性材料。
[0013]有利地，在該壓縮器中，第二部分包括在其中的多個橫向延伸的狹縫，并且該狹縫與第一部分中的狹槽基本對齊。
[0014]有利地，在該壓縮器中，第二段包括沿其長度的多個柔性橡膠接頭，該柔性橡膠接頭允許第二段在第二平面內彎曲。
[0015]有利地，在該壓縮器中，第二段包括沿其長度的交替的增強件和橡膠的帶。
[0016]有利地，該壓縮器進一步包括在第一和第二段之間的拼接接頭。
[0017]根據本發明的另一方面，提供用于運輸和壓縮具有空腔的波紋狀復合帽加強件鋪層的裝置，其包括適于被放置在空腔內的帽部分；以及與帽部分耦合并且在大體平行于蓋部分的第一平面內柔性的大體平坦的蓋部分。
[0018]有利地，在該裝置中，帽部分和蓋部分每個在大體正交于第一平面的第二平面中均是柔性的。
[0019]有利地，在該裝置中，蓋部分包括柔性材料的疊層和橫跨蓋部分的寬度橫向延伸的基本剛性的增強帶。
[0020]有利地，在該裝置中，柔性材料是橡膠，增強帶沿蓋部分的長度相互隔開從而定義橫向狹槽，并且該狹槽用橡膠充分填充。
[0021]有利地，在該裝置中，增強帶包括單向纖維增強樹脂，并且柔性材料包括合成橡膠。
[0022]有利地，在該裝置中，帽部分包括在其中沿其長度的多個狹縫，其中該狹縫基本垂直于蓋的平面延伸，并且與增強帶之間的狹槽基本對齊。
[0023]有利地，在該裝置中，帽部分包括沿其長度的多個狹縫，該多個狹縫適于與真空源耦合以便抵靠帽部分吸住鋪層。
[0024]根據本發明的進一步的方面，提供使用壓縮器制作復合加強件的方法，該方法包括:形成復合加強件鋪層；使壓縮器與加強件鋪層接觸；將加強件鋪層附著到壓縮器；使用壓縮器運輸加強件鋪層并將其置于表面上；以及使用壓縮器抵靠該表面壓縮加強件鋪層。
[0025]有利地，在該方法中，將加強件鋪層附著到壓縮器包括在壓縮器內產生真空，并使用真空抵靠壓縮器吸住加強件鋪層。
[0026]有利地，在該方法中，抵靠壓縮器吸住加強件鋪層包括通過抽取通過與加強件鋪層接觸的壓縮器上的側面的空氣而產生吸力。
[0027]有利地，在該方法中，使用壓縮器放置加強件鋪層包括通過允許壓縮器在大體正交的兩個平面內彎曲而使壓縮器符合表面的幾何形狀。
[0028]根據本發明的更進一步的方面，提供使壓縮器在正交平面中柔性以便壓縮波紋狀復合加強件鋪層的方法，該方法包括:通過以彼此大體平行的彼此隔開的關系放置多個復合增強帶而鋪設壓縮器的至少第一部分；并且通過層壓柔性橡膠層板與增強帶而在增強帶之間形成柔性接頭。
[0029]有利地，在該方法中，層壓包括使橡膠層板與增強帶共固化。
[0030]有利地，在該方法中，鋪設壓縮器的第一部分包括提供至少一個纖維增強樹脂平層板，使平層板的相對邊緣成齒形從而在平層板上形成凸緣帶，以及在凸緣帶上方鋪設增強帶。
[0031]有利地，該方法進一步包括:通過在其中具有空腔的工具上鋪設多個纖維增強樹脂層板來鋪設壓縮器的第二部分；以及在鋪設的纖維增強樹脂層板上方在工具空腔內放置囊狀物(bladder)，其中鋪設壓縮器的第一部分通過在工具上鋪設的纖維增強樹脂層板上方放置增強帶來實現。
[0032]根據本發明的另一方面，提供用于運輸、放置和壓縮組合波紋狀復合帽縱梁的裝置，其包括基本連續的、細長的、大體平坦的蓋部分和帽形部分，該蓋部分包括第一段、第二段和拼接接頭，該第一段僅在第一平面內柔性并包括多個纖維增強樹脂疊層，該第二段在第一平面內柔性并且在與第一平面正交的第二平面內柔性，該第二段包括多個單向纖維增強樹脂堆疊帶，該堆疊帶沿蓋部分的長度隔開從而定義堆疊帶之間的狹槽，該第二段進一步包括填充狹槽的柔性橡膠并橫跨蓋部分的整個寬度延伸，該拼接接頭在第一和第二段之間；該帽形部分接合到蓋部分，該帽部分具有大體打開的內部和在其中的多個狹縫，狹縫的長度與打開的內部連通，并且將帽部分分段，該狹縫與帽部分的第二段中的狹槽分別對齊，帽形部分適于與真空源耦合以便在打開的內部內抽取真空，其產生通過狹縫的真空吸力，該真空吸力逆著帽形部分拉動縱梁。
[0033]根據本發明的另一方面，提供制作用于運輸、放置和壓縮沿其長度具有組合波紋的復合帽縱梁的柔性壓縮器的另一種方法，該方法包括:通過以彼此大體平行隔開的關系放置多個復合增強帶，提供至少一個纖維增強樹脂平層板，使平層板的相對邊緣成齒形從而在平層板上形成凸緣帶，以及在凸緣帶上方鋪設增強帶，從而鋪設壓縮器的至少第一部分；通過層壓柔性橡膠層板與增強帶，包括使橡膠層板與增強帶共固化，而在增強帶之間形成柔性接頭；通過在其中具有空腔的工具上方鋪設多個纖維增強樹脂層板來鋪設壓縮器的第二部分；將囊狀物放置在鋪設的纖維增強樹脂層板上方的工具空腔內，其中鋪設壓縮器的第一部分通過在工具上鋪設的纖維增強樹脂層板上方放置增強帶來執行；以及在壓縮器的第二部分中鋸開狹縫，該狹縫與壓縮器的第一部分中的柔性接頭對齊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]被認為是有利實施例的特征的新穎特征在所附權利要求中提出。然而，有利實施例以及優選的使用模式、進一步的目標及其優點將通過在結合附圖閱讀時參考本公開的有利實施例的以下詳細描述而被最佳地理解，其中:
[0035]圖1是根據一個公開的實施例的壓縮器的透視圖的圖示說明。
[0036]圖2是附連至在兩個平面中彎曲的飛行器蒙皮的復合縱梁的透視圖的圖示說明。
[0037]圖3是在圖2中所示的縱梁的側視圖的圖示說明。
[0038]圖4是沿圖3中的線4-4取得的剖面圖的圖示說明。
[0039]圖5是沿圖3中的線5-5取得的剖面圖的圖示說明。
[0040]圖6是用來形成在圖1中所述的壓縮器的一段的層板鋪層的分解的截面圖的圖示說明。
[0041]圖7是與圖6類似的圖示說明，但其示出用來形成在圖1中示出的壓縮器的另一段的層板鋪層。
[0042]圖8是形成在圖6和圖7中示出的鋪層的一部分的層板的平面圖的圖示說明。
[0043]圖9是與圖8類似的圖示說明，但其示出已成齒形的層板的一部分的相對邊緣。
[0044]圖10-17是用來制造壓縮器的鋪層工具和連續層板鋪層步驟的平面圖的圖示說明。
[0045]圖18是沿圖1中的線18-18取得的剖面圖的圖示說明。
[0046]圖19是制造壓縮器的方法的流程圖的圖示說明。
[0047]圖20是帽縱梁的截面圖的圖示說明，該帽縱梁是在凸模上方形成的真空袋。
[0048]圖21是在凸沖壓模和凹沖壓模之間形成的帽縱梁的剖面圖的圖示說明。
[0049]圖22是與圖21類似的圖示說明，但其示出已經安裝在縱梁鋪層中的壓縮器。
[0050]圖23-26是示出使用壓縮器在固化工具中運輸、放置和壓縮帽縱梁的連續步驟的剖面圖的圖示說明。
[0051]圖27是用于制造復合縱梁的方法的流程圖的圖示說明。
[0052]圖28是飛行器生產和維護方法的流程圖的圖示說明。
[0053]圖29是飛行器的框圖的圖示說明。
【具體實施方式】
[0054]首先參考圖1-5，壓縮器30 (圖1)可以用于運輸、放置和壓縮彎曲的復合層壓加強件，彎曲的復合層壓加強件例如但不限于在圖2-5中示出的波紋狀帽縱梁50。壓縮器30是大體半剛性的，具有在工具中放置和壓縮縱梁鋪層期間允許壓縮器30彎曲并符合復雜工具表面(沒有在圖1中示出)的柔度。在縱梁50的運輸和放置期間，縱梁50通過真空吸力31被保持在壓縮器30上。壓縮器30是細長的，并且大體上包括分段的第一帽部分38和連續的大體平坦的第二蓋部分36。帽部分38包括斜側壁38a和底壁38b。
[0055]蓋36包括橫向延伸的凸緣36a。蓋部分36與帽部分38以及一對端壁45形成基本上延伸壓縮器30的整個長度“L”的封閉的內部空間35。在一個或兩個端壁45中的氣動配件42適于使壓縮器30的內部空間35與合適的真空源(未示出)耦合，以便在壓縮器30內抽取真空。如將在下面討論的，帽部分38包括在其中的多個大體平行的狹縫40，狹縫40允許空氣通過帽部分38被抽取到內部空間35中。狹縫40基本上延伸帽部分38的整個高度，并且將其分成允許壓縮器30的帽部分38在將鋪層放置并壓縮在工具中期間彎曲的單獨的段41。狹縫40也允許空氣被抽取到內部空間35中，產生在運輸、放置和壓縮過程期間將縱梁50保持在壓縮器30上的真空吸力31。縱梁50到壓縮器30的該真空附著可以允許在縱梁壓縮期間層板褶皺和聚集的更對稱分布。
[0056]壓縮器30包括至少第一單柔性段32和至少第二雙柔性段34。段32、34通過適合應用的接頭48相互耦合，例如但不限于拼接接頭、嵌接接頭或對接接頭。在圖示說明的實施例中，壓縮器30僅包括一個段34，段34通過兩個接頭48耦合在兩個段32之間。然而，壓縮器30可以具有位于沿壓縮器30的長度的任何區域的多于一個段34，包括在壓縮器30的任一末端上。在一些實施例中，基本上整個壓縮器30可以包括雙柔性段34。壓縮器30可以具有多于或少于兩個單柔性段32。如在后面將更詳細討論的，壓縮器30的段34包括柔性接頭23，柔性接頭23允許段34在基本上相互正交的兩個平面44、46中的每個平面中彎曲。平面44大體平行于蓋36延伸并穿過蓋36，而平面46基本垂直于蓋36延伸。柔性接頭23也可以允許壓縮器30沿其縱軸線47扭力扭轉。
[0057]蓋部分36和帽部分38都可以由纖維增強樹脂的層壓層板(沒有在圖1中示出)形成，例如但不限于碳纖維環氧樹脂。用來形成段32中的蓋部分36的層板的數目和厚度被選擇成使得蓋部分36在平面44內的柔性達到在將縱梁鋪層放置并壓縮在工具中期間允許壓縮器30符合彎曲的工具表面(未示出)所需的程度。在帽部分38中的狹縫41允許帽部分38與蓋部分36 —起在平面44內彎曲。
[0058]如在后面描述的，位于壓縮器30的雙柔性段34內的蓋部分36的區域由被共固化的材料的結合形成以形成多個柔性接頭23。這些柔性接頭23允許蓋部分36在平面44、46內彎曲以及繞其縱軸線47扭轉。在帽部分38中的狹縫40也允許段34內的帽部分38的區域在平面46內彎曲。由于在縱梁放置和壓縮過程期間壓縮器30能夠在兩個平面44、46內彎曲并符合波紋狀工具158 (圖24-26)或其他表面的幾何形狀，因此層板聚集和/或層板褶皺(未示出)的位置和/或圖案可以在各部分中變得更一致、規則和/或可預測，允許對縱梁50的設計做出可以改善縱梁50的性能的合適補償性的工程改變。
[0059]現在參考圖2-5，帽縱梁50具有大體帽形的截面，包括頂部56、斜側壁55、一對橫向延伸的凸緣58。縱梁50可以附連到具有組合波紋外形的蒙皮52的內表面52a，可能要求縱梁50符合該組合波紋外形。縱梁50的凸緣58可以通過任何合適的方式被固定到蒙皮52，例如緊固件(未示出)、粘合劑或通過在其中蒙皮52是復合件的那些應用中使復合縱梁50與蒙皮52共固化。如圖2和圖3中所示，縱梁50具有第一面外彎曲54，并且如圖5所示，具有符合蒙皮表面52a的復合波紋外形的第二面外彎曲60。
[0060]現在注意圖6，其圖示說明用來形成在圖1中示出的壓縮器30的段34的典型的層板鋪層61。鋪層61逐個層板形成在鋪層工具65上，該鋪層工具65具有空腔66以便形成縱梁50的帽部分38，并具有凸緣表面65a以便形成蓋部分36。兩塊全寬度的纖維增強樹脂層板64鋪設在空腔部分66上方并覆蓋凸緣表面65a。三塊另外的纖維增強樹脂層板68鋪設在空腔部分66內。在一個實施例中，層板64可以是偏置層板,而層板68可以包括偏置層板和平織層板的結合。層板的數目及其纖維取向可以變化，這取決于應用。
[0061]第六層板70包括單向纖維增強樹脂的多個增強帶70a，該多個增強帶70a沿工具65的長度隔開并且每個都具有橫跨空腔部分66橫向延伸的纖維取向。第六層板70可以包括單向預浸帶的一個或更多個堆疊的增強帶70a。第七層板72包括一層柔性未固化合成橡膠，例如但不限于VUuiV.t氟橡膠，其寬度稍小于第六層板70中的帶的寬度。第七層板72可以包括在固化后保持柔性的其他材料。第八層板74包括覆蓋工具65的空腔部分66并與形成層板70的帶70a分別對齊的第二組單向纖維增強樹脂帶74，如將在下面更詳細地討論。最后的第九層板76包括柔性未固化合成橡膠的第二全寬度層，其也可以是氟橡膠，例如Viton?。鋪層61的帽部分38由層板64和68形成，而蓋部分36由層板64、70、72、74和76的結合形成。
[0062]參考圖7，形成壓縮器30的段32的鋪層63包括橫跨空腔部分66并在工具65的凸緣表面65a上方延伸的一對全寬度層板78。三塊另外的層板80被鋪設在空腔部分66上方。接下來，全寬度層板86被鋪設，隨后鋪設僅覆蓋空腔部分66的三塊板88。最終，另一全寬度層板90被鋪設。鋪層63的每個層板可以包括具有為具體應用選擇的纖維取向的單向或編織纖維預浸料。
[0063]現在注意圖8-17，其圖示說明用來形成在圖6中示出的鋪層61的連續步驟。首先參考圖8，提供在圖6中示出的層板64的大體平坦的鋪層62，其長度基本等于壓縮器30的全部三段32、34的長度。接下來，如在圖9中示出，使用任何合適的材料去除技術(例如但不限于模切)來使沿鋪層62的壓縮器的段34的相對邊緣95成齒形。該齒形引起每個層板64中的一系列增強凸緣帶64a，增強凸緣帶64a沿段34的長度隔開并由狹槽128分隔。
[0064]圖10圖示說明準備好接收在圖6中示出的層板鋪層61的工具65。如先前提到的，工具65包括帽形空腔部分66以便形成壓縮器30的帽部分38，并包括一對凸緣表面65a以便形成壓縮器30的蓋部分36的凸緣部分36a。
[0065]圖11圖示說明在工具65上鋪設的齒形層板64，其中隔開的凸緣帶64a與工具65的凸緣表面65a重疊。圖12反映鋪層過程中下個步驟的完成，其中層板68被鋪設在工具65的空腔部分66內，與層板64重疊。然后，如在圖13中示出，可膨脹囊狀物142被放置在空腔部分66中，與層板68重疊。
[0066]參考圖14，制造過程中的下個步驟包括鋪設橫向延伸的單向預浸潰增強帶70a，與齒形鋪層62的凸緣帶64a (圖13)對齊并重疊。增強帶70a中的每個可以包括一個或更多個單向預浸帶層板，然而，其他類型的增強件也是可能的。增強帶70a基本跨越蓋段36的整個寬度并且以適合于具體應用的節距隔開。
[0067]圖15示出橡膠層板72已經被鋪設在增強帶70a上方，之后，如在圖16中示出，第二組大體平行隔開的增強帶74a被鋪設在橡膠層板72上方，與下面的增強帶70a和凸緣帶64a對齊(見圖13和圖14)。增強帶74a增強與空腔66重疊的蓋段36的區域。最后，如在圖17中示出，未固化合成橡膠或類似的柔性材料的第二層板76被鋪設在增強帶74a上方。第二橡膠層板76基本跨越鋪層61的整個寬度。[0068]圖18是示出壓縮器段34中的柔性接頭23中的一個的局部圖示說明。增強帶64a、70a、74a的對齊堆疊在蓋部分36的層板層壓期間形成用源自橡膠層板72、76的橡膠填充的狹槽128。在這種層壓之后，柔性橡膠接頭23基本橫跨蓋部分36的整個寬度延伸。增強帶64a、70a、74a提供具有維持其形狀并防止其在壓縮器30內抽取真空時塌陷所需的剛度的壓縮器段34，而形成接頭23的填充橡膠的狹槽128允許蓋部分36在正交平面44、46(圖1)的任意一個內彎曲。柔性橡膠接頭23被對齊以沿壓縮器長度符合狹縫40的位置。
[0069]圖19是圖示說明制造壓縮器30的方法的步驟的流程圖。在一個實施例中，在步驟92開始，提供層板64的平坦鋪層62，并且在步驟94使鋪層62的邊緣成齒形。在96，成齒形的鋪層62被放置在工具65上并在其上方形成，并且根據需要可以鋪設另外的層板68，從而增強壓縮器30的帽部分38。然后，如在106處示出，可膨脹囊狀物142安裝在工具65的空腔66中，與層板64、68重疊。可替換地，如在100處所示，層板64可以在不成齒形的情況下被鋪設在成形工具65上，之后，在102處根據需要可以鋪設另外的帽層板68。在104處，層板64的邊緣成齒形以在壓縮器30的雙彎曲段34中形成增強凸緣帶64a。在108處，復合增強帶70a被鋪設在凸緣帶64a上方，并且在110處未固化橡膠的第一層板72被鋪設在凸緣帶64a上方。在112處，第二組單向復合增強帶74a被鋪設在第一橡膠層板72上方以便進一步增強與空腔66重疊的蓋部分36的區域。在114處，未固化橡膠的第二層板76被鋪設在增強帶74上方。
[0070]通過首先在步驟116中鋪設帽部分38的層板，并且然后在步驟118鋪設蓋部分36的層板，而鋪設每個壓縮器段32。當壓縮器段32的蓋層板被鋪設時，這些層板中的至少某些與壓縮器段34的蓋層板交錯，如步驟120所示，以便在壓縮器段32、34之間形成重疊的拼接接頭48。接頭48可以減小局部剛度并提高壓縮器30的總體耐久性。如先前提到的，盡管拼接接頭48已在示范實施例中示出，但其他類型接頭是可能的。
[0071]在122處，壓縮器鋪層被真空裝袋并且橡膠和合成樹脂層板在具有或沒有壓熱器處理的情況下被共固化。在共固化之后，壓縮器30的帽部分38中的狹縫40通過切割、鋸割或其他合適過程形成。如先前提到的，狹縫40相互定位并隔開以使得它們與填充橡膠的狹槽128基本對齊。
[0072]現在注意圖20-26，其圖示說明使用柔性壓縮器30形成、運輸、放置和壓縮復合帽縱梁50鋪層的方法的步驟。首先參考圖20，通過在凸模152上方放置多個復合裝載(charge)，并使用真空袋153在凸模152上方壓縮并形成裝載，可以形成復合帽形縱梁50。可替換地，如在圖21中所示，通過在凸模152和凹模156之間分別沖壓成形復合裝載，產生帽空腔154，可以形成縱梁50。在形成后，縱梁50可以在必需時修剪。通過縱梁50被支撐在凹模156中，壓縮器30被放置在縱梁50的帽空腔154中，使得壓縮器30的帽部分38嚙合縱梁50的側壁55和頂部56，并且壓縮器帽36的凸緣部分36a與縱梁50的凸緣58重疊并嚙合。縱梁50和壓縮器30可以保留在凹模156中，該凹模156可以被用作夾緊裝置從而維持縱梁50的形狀，直到縱梁50準備好被移除和運輸以便放置。可選地，縱梁50可以轉移到夾緊裝置(未示出)，直到準備好放置。為了從凹模156 (或可選的夾緊裝置)移除縱梁50，在壓縮器30內抽取真空，其通過狹縫40 (圖1)抽取空氣從而產生導致縱梁50附著到壓縮器30的吸力31 (圖22)。
[0073]如在圖23中示出，通過縱梁50被附著到壓縮器30，壓縮器30與縱梁50 —起被提升離開凹模156，并且被用來將縱梁50運輸到例如工具158的結構，如圖23中所示，其具有凹的工具表面159，凹的工具表面159在多于一個平面中彎曲并且基本上匹配縱梁50的外模線(OML)表面(未示出)。壓縮器30被用來將縱梁50放置在工具158的空腔160中，如在圖25中示出。通過壓縮器30和縱梁50安裝在工具空腔160中，真空袋組件155被安裝在壓縮器30和縱梁50上方，并且在袋155 (圖25)中抽取真空，該真空與壓縮器30 —起抵靠工具表面159壓縮鋪層50。在壓縮縱梁50之后，如在圖26中示出，壓縮器30抽離縱梁50。縱梁50可以然后被進一步加工。例如，填料(未示出)可以安裝在縱梁50中，一個或更多囊狀物(未示出)可以抵靠縱梁50安裝，縱梁50可以附連到蒙皮52 (圖2)并且在壓熱器(未示出)中固化，等等。
[0074]圖27圖示說明制造先前關于圖20-25描述的縱梁50的步驟的流程圖。在162處開始，復合帽縱梁50裝載被鋪設，并在需要時可選地被修剪。在164處，如通過模壓或其他過程，縱梁裝載被成形為縱梁形狀。如果先前在步驟162中沒有被修剪，則形成的縱梁50可以在步驟164中形成之后被修剪。可選地，縱梁50可以轉移到夾緊裝置，直到它準備好被壓縮器30運輸和放置。在166處，壓縮器30被安裝在縱梁空腔160中。壓縮器30可以保持在縱梁50中從而維持其形狀，直到縱梁50準備好從凹模156或夾緊裝置移除。在168處，使用通過在壓縮器30內抽取真空產生的力將縱梁50附著到壓縮器30，該真空抵靠壓縮器30吸住縱梁50。接下來，在170處，壓縮器30被用來提升和運輸縱梁50到工具、夾具、零件或其他結構或表面。例如但不限于，壓縮器30可以被用來運輸縱梁50到工具158，并然后將縱梁50放置在工具158或其他結構或表面上的期望位置。當縱梁50由壓縮器30放置時，壓縮器30可以在兩個正交平面44、46中的任意一個或兩個中彎曲，或繞其縱軸線47 (圖1)扭轉到使縱梁鋪層50符合結構的彎曲表面(例如工具表面159)所需的程度。
[0075]在174處，真空袋155與其他常規的袋裝組件(未示出)一起被安裝和密封在工具158上方，覆蓋縱梁50和壓縮器30。在176處，在袋155上抽取真空，其通過壓縮器30壓縮縱梁50，同時維持壓縮器30內的真空。由于空氣通過狹縫40 (圖1)泄漏到壓縮器30中，在壓縮器30內抽取的真空可以幫助在壓縮過程期間排空真空袋155。在178處，縱梁鋪層50脫袋，壓縮器30內的真空被釋放，并且壓縮器30從工具158移除。在180處，壓縮器可以被安排以便在壓縮另一個縱梁鋪層50中重復使用。通過在縱梁50中安裝填料、應用囊狀物、將蒙皮附連到縱梁等，縱梁制造過程可以在182處繼續，這取決于應用。
[0076]本公開的實施例可以發現用在各種潛在應用中特別是在運輸業中，包括例如航空航天、船舶、機動車應用和其中可以使用自動鋪層設備的其他應用。因此，現在參考圖28和圖29，本公開的實施例可以用在如圖28所示的飛行器制造和維修方法184和如圖29所示的飛行器186的背景下。所公開的實施例的飛行器應用可以包括例如但不限于加強構件的鋪層，該加強構件例如但不限于翼梁和縱梁。在預生產期間，示例方法184可以包括飛行器186的規范和設計188以及材料采購190。在生產期間，飛行器186的部件和子組件制造192與系統集成194發生。此后，飛行器186可以經歷認證和交付196，以便置于服務中198。在由客戶維修時，飛行器186被計劃例行維護和維修200，其可以包括修改、重新配置、翻新等。
[0077]方法184的過程中的每個都可以由系統集成商、第三方和/或操作者(例如客戶)執行或實行。為了描述的目的，系統集成商可以包括但不限于任何數目的飛行器制造商和主系統分包商；第三方可以包括但不限于任何數目的銷售商、分包商和供應商；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。
[0078]如在圖29中所示，通過示例方法184生產的飛行器186可以包括具有多個系統204的機身202和內部206。機身202可以包括可以使用所公開的方法和壓縮器制造的各種加強件，例如縱梁和翼梁。高水平系統204的示例包括推進系統208、電氣系統210、液壓系統212和環境系統214中的一個或更多個。可以包括任何數目的其他系統。盡管示出航空航天示例，但本發明的原理可以應用于其他工業，例如船舶和機動車工業。
[0079]在此實施的系統和方法可以在生產和維修方法184的任何一個或更多個階段中采用。例如，對應于生產過程192的部件或子組件可以用類似于當飛行器186在使用中時生產的部件或子組件的方式制作或制造。同樣，一個或更多設備實施例、方法實施例或其結合可以在生產階段192和194期間利用，例如通過充分加速飛行器186的裝配或降低飛行器186的成本。類似地，設備實施例、方法實施例或其結合中的一個或更多個可以在飛行器186投入使用時被利用，例如但不限于維護和維修200。
[0080]不同有利實施例的描述為了圖示說明和描述的目的而呈現，并且不意圖詳盡或限于所公開形式的實施例。許多修改和變化對于本領域技術人員是顯而易見的。進一步地，不同有利實施例可以提供與其他有利實施例相比的不同優點。所選擇的實施例或多個實施例被選擇并描述以便最佳地解釋實施例的原理、實際應用，并使本領域技術人員能夠理解具有本公開的各種實施例具有適合于設想的具體使用的各種修改。
【權利要求】
1.一種用于制造波紋狀細長復合結構的壓縮器，其包括: 至少第一段，所述至少第一段沿其長度在第一平面內是柔性的；以及至少第二段，所述至少第二段與所述第一段耦合并且沿其長度在所述第一平面內和在第二平面內是柔性的。
2.根據權利要求1所述的壓縮器，其中所述第一平面和第二平面大體相互正交。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的壓縮器，其中所述壓縮器的所述第二段包括大體平坦的第一部分和適于被容納在所述復合結構中的空腔內的第二部分。
4.根據前述權利要求中任一項所述的壓縮器，其中所述第一部分包括: 多個增強帶，其橫跨所述第一部分的寬度橫向延伸并沿所述第一部分的長度隔開， 在所述增強帶之間的狹槽，以及 在所述狹槽中的柔性材料。
5.根據權利要求4所述的壓縮器，其中: 所述第二部分包括在其中的多個橫向延伸的狹縫，以及 所述狹縫與所述第一部分中的所述狹槽基本對齊。
6.根據前述權利要求中任一項所述的壓縮器，其中所述第二段包括沿其長度的多個柔性橡膠接頭，所述柔性橡膠接頭允許所述第二段在所述第二平面內彎曲。
7.根據前述權利要求中任一項所述的壓縮器，其中所述第二段包括沿其長度的交替的增強件和橡膠的帶。
8.根據前述權利要求中任一項所述的壓縮器，其進一步包括在所述第一和第二段之間的拼接接頭。
9.一種使用壓縮器制作復合加強件的方法，其包括: 形成復合加強件鋪層； 使所述壓縮器與所述加強件鋪層接觸； 將所述加強件鋪層附著到所述壓縮器； 使用所述壓縮器運輸所述加強件鋪層并將其置于表面上；以及 使用所述壓縮器抵靠所述表面壓縮所述加強件鋪層。
10.根據權利要求9所述的方法，其中將所述加強件鋪層附著到所述壓縮器包括: 在所述壓縮器內產生真空，以及 使用所述真空抵靠所述壓縮器吸住所述加強件鋪層。
11.根據權利要求9或權利要求10所述的方法，其中抵靠所述壓縮器吸住所述加強件鋪層包括由抽取通過與所述加強件鋪層接觸的所述壓縮器上的側面的空氣而產成吸力。
12.根據權利要求9到11中的任一項所述的方法，其中使用所述壓縮器放置所述加強件鋪層包括通過允許所述壓縮器在大體正交的兩個平面內彎曲來使所述壓縮器符合所述表面的幾何形狀。
【文檔編號】B29C70/38GK103732381SQ201280038782
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月6日 優先權日:2011年8月8日
【發明者】S·R·斯蒂沃特, P·J·巴洛 申請人:波音公司