專利名稱：彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)元件制造裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)。更特別地，本發(fā)明涉及一種采用復(fù)合材料制 造具有 一定輪廓的結(jié)構(gòu)元件的裝置和方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料已經(jīng)逐漸廣泛地應(yīng)用在各種行業(yè)中，包括機(jī)動(dòng)車、海上和航空 領(lǐng)域。復(fù)合材料已經(jīng)用于生產(chǎn)不承受載荷的結(jié)構(gòu)，諸如船身或者機(jī)動(dòng)車身板。 復(fù)合材料也被應(yīng)用在制造承載載荷的結(jié)構(gòu)中，諸如壓力容器和飛行器機(jī)身。復(fù)合材料尤其可應(yīng)用在承載載荷結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)中。用在這些設(shè)計(jì)中的復(fù)合材料包括強(qiáng)纖維材料，諸如碳、聚芳族酰胺(ammid)、玻璃或石英，其 與諸如環(huán)氧樹脂的樹脂材料結(jié)合到一起。這種材料可具有抗拉強(qiáng)度與重量的 比值高的優(yōu)勢(shì)，允許輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有大致的拉伸強(qiáng)度。由于這些材料中 的載荷主要由纖維承載，所以可采用單向纖維研制多種復(fù)合材料，即，纖維 基本上沿單一方向?qū)R。因此，這些材料通常用在沿著結(jié)構(gòu)部件中拉伸載荷 的方向設(shè)置纖維的設(shè)計(jì)中。但是，復(fù)合材料設(shè)計(jì)的劣勢(shì)在于，單向纖維不會(huì)遵循結(jié)構(gòu)部件的輪廓。 例如，在包括彎曲于一個(gè)平面內(nèi)的表面的結(jié)構(gòu)元件中，復(fù)合材料可被調(diào)整適 于平面弧的構(gòu)件，但是纖維不會(huì)遵循弧的曲線。在這種設(shè)計(jì)中，單向纖維的 取向不會(huì)處于載入于結(jié)構(gòu)部件中的方向。此外，可沿著曲線的修正邊緣切斷 單向纖維。因此，需要提供一種采用沿著結(jié)構(gòu)元件的曲率排列的承載載荷纖維制造 彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明可很大程度上滿足前述要求，其中，在一個(gè)方面，提供一種方法， 在一些實(shí)施例中，^:用纖維設(shè)置和手工或自動(dòng)疊置過程的組合采用沿著結(jié)構(gòu) 元件的曲率 一致的承載載荷的纖維半自動(dòng)地制造彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例涉及一種以相對(duì)于一構(gòu)件的縱向軸線大約0°將復(fù) 合股設(shè)置在該彎曲構(gòu)件上。該構(gòu)建包括腹板表面和帽蓋表面。該裝置包括腹 板壓輥和一組導(dǎo)引件。該腹板壓輥將復(fù)合材料壓在腹板表面上并且產(chǎn)生腹板 股。該組導(dǎo)引輥抵靠帽蓋表面。壓輥通過該導(dǎo)引輥沿著該構(gòu)件導(dǎo)向。本發(fā)明的另 一實(shí)施例涉及一種制造復(fù)合彎曲股的設(shè)備。該設(shè)備包括導(dǎo)引 裝置、設(shè)置裝置以及壓制裝置。導(dǎo)引裝置沿著一構(gòu)件的腹板表面導(dǎo)向一牽引 線設(shè)置裝置。設(shè)置裝置將采用復(fù)合材料的多個(gè)連續(xù)相鄰帶設(shè)置為平面弧形從 而在該構(gòu)件的腹板表面上形成腹板股。該復(fù)合材料包括采用總體纖維導(dǎo)向的 多個(gè)纖維，每個(gè)帶的纖維導(dǎo)向基本上與平面弧的整個(gè)長度方向一致。壓制裝 置對(duì)腹板股進(jìn)行壓制。本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種制造復(fù)合彎曲股的方法。在該方法中，牽 引線設(shè)置裝置由抵靠該構(gòu)件的帽蓋表面的一組輥沿著該構(gòu)件導(dǎo)引。另外，將 采用復(fù)合材料的多個(gè)鄰接相連的帶設(shè)置為平面弧形，從而在該構(gòu)件飛腹板表 面上形成腹板股。該復(fù)合材料包括采用總體纖維導(dǎo)向的多個(gè)纖維，每個(gè)帶的 纖維導(dǎo)向基本上于平面弧的整體長度一致。此外，對(duì)腹板股進(jìn)行壓制。前面已經(jīng)相當(dāng)廣泛地列出了本發(fā)明的特定實(shí)施例，從而更好地理解其詳 細(xì)說明，以及其對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，下面將說明本發(fā)明的將形成所附 的權(quán)利要求的主題的其他實(shí)施例。在這一方面，在詳細(xì)說明本發(fā)明的至少一項(xiàng)實(shí)施例之前，應(yīng)該理解，本 發(fā)明的應(yīng)用并不局限于隨后的說明書中所述或者附圖所示的部件的結(jié)構(gòu)和 布置的詳細(xì)內(nèi)容。除了所述的實(shí)施例，本發(fā)明的還可采用多種方式實(shí)現(xiàn)和執(zhí) 行。同樣，應(yīng)該理解，這里所使用的術(shù)語和專業(yè)詞匯以及摘要只是為了說明 的目的，并不應(yīng)理解為限制性的。如此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，本發(fā)明所基于的概念可容易地用作實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明若干目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，重要的是，在 權(quán)利要求不脫離本發(fā)明的精髓和范圍的情況下，權(quán)利要求應(yīng)該理解為包括這 些等同結(jié)構(gòu)。


圖1A是示出具有"C"形剖面的彎曲結(jié)構(gòu)元件的透視圖。 圖1B是示出具有"L"形剖面的彎曲結(jié)構(gòu)元件的透視圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明 一 項(xiàng)實(shí)施例的制造工具或芯軸的透視圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的復(fù)合材料的0。腹板股的制造和疊置 (layup)過程的透視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的復(fù)合材料的0。帽蓋股的疊置的透視圖。 圖5是制造工具上的復(fù)合材料的45。對(duì)角線股的疊置的透視圖。 圖6是示出復(fù)合材料的90。交叉股的疊置的透視圖。 圖7是示出適于結(jié)構(gòu)元件的疊置的外部模制線(例如，凹入)制造工具 的透視圖。圖8是示出適于將結(jié)構(gòu)元件疊置件封裝在用于硬化的密封真空袋中的內(nèi)部模制線(例如，凸出)制造工具的透視圖。圖9是制造彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)元件可遵循的步驟的流程圖。圖IO是設(shè)置根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的復(fù)合材料的0。腹板股的疊置件的裝置的透視圖。圖11A是設(shè)置根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的復(fù)合材料的0。腹板股的疊置件 的裝置的簡化圖。圖11B是設(shè)置根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的復(fù)合材料的0。腹板和帽蓋股的 疊置件的裝置的簡化圖。圖11C是示出根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的設(shè)置0。腹板和帽蓋股以及沿著 結(jié)構(gòu)元件的半徑設(shè)置和/或壓縮 一 股的裝置的簡化圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例提供一種用于制造彎曲復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的裝置。 該裝置構(gòu)造成將一股設(shè)置在用于彎曲復(fù)合腹板的形成或制造工具上，使得復(fù) 合材料的纖維取向基本上與結(jié)構(gòu)元件的曲率 一致。另外或者可選擇地為了在腹板上設(shè)置一股，該裝置構(gòu)造成在用于彎曲復(fù) 合凸緣或者帽蓋的形成或制造工具上設(shè)置一股，使得復(fù)合材料的纖維導(dǎo)向基 本上與結(jié)構(gòu)元件的中心線和/或邊緣一致。在下文中，首先示出和描述復(fù)合結(jié)構(gòu)元件以給出本發(fā)明實(shí)施例的適當(dāng)背 景的實(shí)例。但是，其他復(fù)合元件也適于各種實(shí)施例。例如，直的、復(fù)合曲線、 多軸線曲線等也處于各項(xiàng)實(shí)施例的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在將參照

一項(xiàng)實(shí)施例，其中在全文中類似的附圖標(biāo)記指代類似的部件。圖1A示出可由該實(shí)施例的方法制造的具有彎曲平面表面或者腹 板表面104和形成C形橫截面的兩側(cè)或帽蓋、表面106、 108的復(fù)合結(jié)構(gòu)元 件102的實(shí)例。類似地，圖1B示出可使用本發(fā)明實(shí)施例的方法生產(chǎn)的具有 彎曲平面表面或者腹板表面104和一個(gè)凸緣、側(cè)部或帽蓋表面106，包括多 個(gè)切口或者"小孔"112的復(fù)合結(jié)構(gòu)元件110的實(shí)例。結(jié)構(gòu)元件102、 110的 這兩個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)于第一框架部分或者剪切桿IIO的實(shí)施例，以及對(duì)應(yīng)于第二 框架部分或者浮動(dòng)框架102的實(shí)施例，這些部分用作飛行器機(jī)身的結(jié)構(gòu)支承 元件。這些部件的實(shí)例記載在Biomstad等在2004年5月20日提交的共同 申請(qǐng)美國專利申請(qǐng)No. 10/851,381中，名稱為"用于飛行器機(jī)身和其他結(jié)構(gòu) 的復(fù)合桶裝部分，以及制造這種桶狀部分的方法和系統(tǒng)"；以及Johnson等在 2004年5月25日提交的美國專利申請(qǐng)No. 10/853,075中，名稱為"用于飛 行器機(jī)身以及其他結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)面板"，其完整內(nèi)容引用結(jié)合于此。但是，本 公開的備選實(shí)施例可用于生產(chǎn)任何兼容的承載載荷元件，包括加強(qiáng)件、梁和 框架，諸如使用于壓力容器中的部件，其他復(fù)合容器、船只、火車、潛水艇、 拱形門、建筑物、橋、地震加強(qiáng)件、窗框或門框。在本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，采用復(fù)合材料制造結(jié)構(gòu)元件，例如聚合物基 體、環(huán)氧樹脂、BMI或者聚酯熱硬化塑料，諸如采用纖維加強(qiáng)的PEEK、 PEKK 或者PPS,諸如碳、聚芳族酰胺、玻璃、凱爾拉夫(Kevlar)、硼、Hybor或 石英，可能與諸如TiGr或者纖維金屬疊層的金屬、金屬箔混合。這些復(fù)合 材料通常通過吸熱化學(xué)反應(yīng)"硬化"為強(qiáng)度更大的形式，這種反應(yīng)需要添加 能量，例如借助加熱或輻射。用在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的復(fù)合材料的實(shí)例包 括石墨纖維強(qiáng)化環(huán)氧樹脂、纖維強(qiáng)化塑料(FRP)、玻璃纖維強(qiáng)化塑料(GRP)、 碳纖維強(qiáng)化塑料(CRP)、金屬基體復(fù)合物(MMC)以及強(qiáng)化碳-碳(石墨基 體中的碳纖維)。一項(xiàng)實(shí)施例可包括手或手工疊置過程或者自動(dòng)疊置過程，其中復(fù)合材料 諸如復(fù)合纖維或復(fù)合帶設(shè)置在形成、芯軸或制造工具上。圖2示出制造工具 或芯軸200的一項(xiàng)實(shí)例。芯軸200可包括腹板表面202，該表面對(duì)應(yīng)于圖1A 和1B所示的結(jié)構(gòu)元件102、 110的彎曲平面表面104。芯軸200還可包括內(nèi) 側(cè)或帽蓋、表面204;外側(cè)，或帽蓋、表面206;或者內(nèi)側(cè)和外側(cè)，或者帽 蓋、表面204、 206。在其他實(shí)施例中，芯軸200可包括其他表面的接近環(huán)狀 的組合。一項(xiàng)實(shí)施例可包括纖維設(shè)置裝置。另一實(shí)施例可包括設(shè)置多股的方法， 其中，纖維設(shè)置裝置可用于制造結(jié)構(gòu)元件的彎曲腹板和/或帽蓋的股。該纖維 設(shè)置過程一般需要將多個(gè)"牽引帶(tOW)"(即，未扭結(jié)的連續(xù)絲捆，諸如 碳或石墨纖維，由諸如環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂材料預(yù)充滿，公知為"預(yù)浸牽 引帶")或切開復(fù)合帶("切開帶")設(shè)置于制造工具或芯軸上。傳統(tǒng)纖維設(shè) 置機(jī)將多個(gè)牽引帶分散至可動(dòng)送線頭部，該頭部平行校正所述牽引帶(即， 使?fàn)恳龓叫?并且使用 一個(gè)或多個(gè)使?fàn)恳龓嚎啃据S表面的壓輥將牽引帶添加至芯軸表面。典型的牽引帶在平整時(shí)為大約0.12英寸至大約0.50英寸 寬。另外，這種機(jī)器一般包括在設(shè)置期間分散、夾持、切割和重新輸送各個(gè) 牽引帶的裝置。但是，這種傳統(tǒng)機(jī)器是非常復(fù)雜的，價(jià)格昂貴并且操作起來 費(fèi)時(shí)。切開帶是在已經(jīng)由制造商制造為標(biāo)準(zhǔn)寬度之后被切開的復(fù)合帶。將帶切 開可實(shí)現(xiàn)較窄的寬度，允許在應(yīng)用期間增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和加工處理，從而實(shí)現(xiàn)可 生產(chǎn)性和設(shè)計(jì)目的。例如，在特定實(shí)施例中，12英寸寬的帶可切割成96個(gè) 每個(gè)為1/8英寸的均勻切帶。通常地，切開帶可具有從大約0.12英寸至大約 6英寸的寬度，并且可以或者可以不包括襯紙。圖3示出^f艮據(jù)本發(fā)明的纖維設(shè)置過程300的一項(xiàng)實(shí)施例。在該實(shí)施例中， 牽引帶設(shè)置裝置302可放置采用適當(dāng)復(fù)合材料的基本鄰接相連的帶3(M。適 當(dāng)?shù)膹?fù)合材料的實(shí)例包括例如箔、薄膜切開帶、預(yù)浸(prepreg)牽引帶等。 在具體實(shí)施例中，將帶設(shè)置為對(duì)應(yīng)于腹板表面202形狀的平面弧306。因此， 切開帶或牽引帶的各條和/或纖維定向?yàn)檠刂€的完整長度與弧的縱向中 心線一致，基本不會(huì)使纖維扭曲，諸如起皺折。在具體實(shí)施例中，彎曲結(jié)構(gòu) 元件包括具有均勻半徑的平面弧形形狀。但是，其他實(shí)施例可包括基本直的 結(jié)構(gòu)元件，或者具有非均勻曲率半徑的元件，和/或不位于一個(gè)平面內(nèi)的復(fù)雜 輪廓。在備選實(shí)施例中，牽引帶設(shè)置裝置302可設(shè)置彼此疊置的多股，形成 更厚坡度的股。各種過程可包括腹板股調(diào)整過程，其中腹板股可被調(diào)整從而移除腹板股 邊緣的過多復(fù)合和基板材料。例如，在腹板股調(diào)整過程的實(shí)施例中，用戶諸 如技師或工程師，或者數(shù)控股切割機(jī)可切割腹板股從而符合芯軸或者其他類 似制造工具的可能彎曲腹板表面的外周形狀，諸如腹板表面202。在操作中，牽引線設(shè)置裝置302可用于將腹板和/或帽蓋的股設(shè)置在芯軸200上。例如，牽引線設(shè)置裝置302被促使沿著芯軸200移動(dòng)，由接合內(nèi)側(cè) 帽蓋204和外側(cè)帽蓋206的一個(gè)或二者的一組輥輪308導(dǎo)引，從而設(shè)置腹板 股310。組成腹板股310的帶304可從諸如軸架或巻軸312的材料源中抽出。 隨著帶304被抽入牽引帶設(shè)置裝置302,它們可通過梳狀拉伸系統(tǒng)，并且可 通過輥輪穩(wěn)固在芯軸200上，如后文詳細(xì)說明。牽引線設(shè)置裝置302可被促使以任何適當(dāng)?shù)姆绞窖刂据S200前進(jìn)。例 如，牽引線設(shè)置裝置302可包括致動(dòng)器或其他這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，牽引線 設(shè)置裝置302可由用戶向前推進(jìn)。腹板股310可在芯軸的彎曲腹板表面202 上導(dǎo)向?yàn)槭沟脧?fù)合纖維沿著弧形的整個(gè)長度與彎曲表面的中心線一致。腹板 股310通常指代0。股，即參照纖維相對(duì)于表面中心線的角度進(jìn)行命名。在備 選實(shí)施例中，腹板股310可疊置在芯軸200上的先前的股上，可以是0°、 ± 45°、 90?；蚱渌愋偷墓伞Ｔ诹硪粚?shí)施例中，使用帽蓋股疊置過程400，通過牽引線設(shè)置裝置302 將帽蓋股設(shè)置在芯軸200 (或者其他制造工具)上。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的 帽蓋股疊置過程400的實(shí)例。在該實(shí)例中，帽蓋股402可疊置在芯軸200上。 帽蓋股402可包括復(fù)合帶，例如大概2英寸寬，并且可設(shè)置在芯軸200上使 得帶纖維的取向沿帽蓋表面206的縱向方向或者基本為0。進(jìn)行延伸。如圖4 進(jìn)一步地示出，單個(gè)帽蓋股402或404可疊置在芯軸200的一側(cè)上，從而形 成具有單一凸緣的"l，，形橫截面，諸如圖1b中的結(jié)構(gòu)元件的實(shí)例，第二帽 蓋股404或402可添加至芯軸200的相對(duì)側(cè)，從而形成具有兩個(gè)凸緣的"c" 形橫截面，諸如圖1a中的結(jié)構(gòu)元件。在具有帽蓋股402和404其中之一或者二者的情況下，拼接接頭406和 408可沿著芯軸200中的帽蓋股402和404與腹板股310相交的角部形成。 釆用這種方式，帽蓋股402和404以及腹板股形成跨過腹板表面202以及一 個(gè)或兩個(gè)帽蓋表面106和108的連續(xù)的大概為0°的股。由于拼接接頭406和 408不會(huì)干擾沿著腹板和帽蓋表面的長度的0。纖維(其設(shè)計(jì)用于承載沿腹板 和帽蓋表面的縱向方向的拉伸載荷)，所以拼接接頭406和408不會(huì)影響結(jié) 構(gòu)元件102和iio的載荷承載能力。 一項(xiàng)備選實(shí)施例可包括0。帽蓋股402和 404,而不具有0°腹板股310。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖5示出對(duì)角線股疊置過程500，其中，對(duì) 角線股可手動(dòng)或自動(dòng)地設(shè)置在芯軸上。在該實(shí)例中，對(duì)角線股502可設(shè)置在芯軸200上，使得纖維偏離芯軸200的腹板表面的中心線大概正(+ )和負(fù) (_) 45°導(dǎo)向。在一項(xiàng)實(shí)施例中的復(fù)合纖維504是預(yù)浸樹脂的預(yù)浸復(fù)合纖維。 但是，在其他實(shí)施例中，復(fù)合纖維504可包括任何適當(dāng)類型的復(fù)合纖維，包 括干式復(fù)合纖維。雖然圖5所示的對(duì)角線股包括復(fù)合纖維504的片，但是備 選實(shí)施例可包括通過設(shè)置在芯軸200上的多條復(fù)合帶形成的對(duì)角線股，使得 帶纖維以離開芯軸腹板表面中心線大概+45?；?45。導(dǎo)向。此外，備選實(shí)施例 可包括具有以離開腹板表面的中心線0°與卯。之間的任何角度例如正和負(fù) 60°進(jìn)行導(dǎo)向的纖維的對(duì)角線股。為了形成結(jié)構(gòu)元件的凸緣、側(cè)部或帽蓋。表面，將對(duì)角線股502的材料 切割成寬于芯軸200的腹板表面202,使得對(duì)角線股502的至少一個(gè)邊緣可 折疊在芯軸200的側(cè)部上。對(duì)角線股502的單一邊緣可折疊在芯軸200的外 帽蓋表面206上，從而形成"L"形狀的橫截面，如圖1B所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元 件?？蛇x擇地，為了防止或者最小化皺折，對(duì)角線股502可首先設(shè)置在芯軸 200的內(nèi)帽蓋表面204上，然后通過拉伸和將纖維均勻地散開跨過彎曲腹板 表面202而折疊在彎曲腹板表面202上，從而形成"L"形狀的橫截面。此 外，對(duì)角線股502可選擇性地折疊在芯軸200的外帽蓋表面206上，從而形 成"C"形橫截面，諸如圖1A所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件。類似地，對(duì)角線股502 可首先通過拉伸和均勻地將纖維分散跨過彎曲腹板表面202而設(shè)置在彎曲腹 板表面202上，然后折疊在外帽蓋表面上，從而形成"L"形橫截面，如圖 1B所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件那樣。其他實(shí)施例可包括交叉股疊置過程600,即，采用類似于圖6所示的方 式設(shè)置一股的過程。首先，將單向復(fù)合帶602切成多個(gè)區(qū)段。例如，如圖6 所示，將帶切為梯形區(qū)段604。為了充分公開的目的，術(shù)語"trapezoidal"采 用美國英語中的通用含義，參照僅具有兩個(gè)平行側(cè)邊的四邊形，與英國英語 中的通用含義相反，參照沒有兩個(gè)平行側(cè)邊的四邊形。英國英語中通常用來 表示僅具有兩個(gè)平行邊的四邊形的術(shù)語是"trapezium"。返回圖6，梯形帶區(qū)段604的兩個(gè)非平行側(cè)部可切割成具有一角度，使 得當(dāng)疊置在芯軸200上時(shí)，該帶區(qū)段的兩個(gè)非平行邊緣基本上垂直于芯軸 200的彎曲或腹板表面202的縱向中心線的切向。帶區(qū)段604然后可疊置在 芯軸200上，從而形成具有大概與芯軸200的腹板表面202的中心線成直角 取向的纖維的交叉股606，而不會(huì)在帶區(qū)段604中形成皺折。如在上述對(duì)角線股實(shí)例中，交叉股606可切割得寬于芯軸200的腹板表 面，使得交叉股606的一個(gè)或兩個(gè)邊緣可折疊在芯軸200的一個(gè)側(cè)部或多個(gè) 側(cè)部上，從而形成凸緣、側(cè)部或帽蓋、表面。在一項(xiàng)實(shí)施例中，該帶可切割 成改進(jìn)的"漏斗，，形狀區(qū)段608,使得該帶區(qū)段608的折疊在芯軸200的帽 蓋表面204、 206上的邊緣或多個(gè)邊緣具有平行側(cè)部，芯軸200的腹板表面 202上的部分具有非平行的側(cè)部。在備選實(shí)施例中，當(dāng)疊置在芯軸200上時(shí)， 該帶可被切割成矩形的區(qū)段并且允許重疊或者形成帶區(qū)段之間的間隙。再次 地，采用這種方式，可形成"C"形橫截面或者"L"形橫截面?？蛇x擇地，為了防止或最小化皺折，可首先將交叉股606設(shè)置在芯軸200 的內(nèi)帽蓋表面204上，然后通過拉伸和均勻地將纖維分散跨過彎曲腹板表面 202而折疊在彎曲腹板表面202上，從而形成"L"形橫截面。此外，交叉 股606可選擇地折疊在芯軸200的外帽蓋表面206上，從而形成"C，，形橫 截面，如圖1A所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件那樣。類似地，交叉股606可首先通過 拉伸和均勻地將纖維分散跨過彎曲腹板表面202而設(shè)置在彎曲腹板表面202 上，然后折疊在外帽蓋表面上，從而形成"L"形的橫截面，如圖1B所示的 實(shí)例結(jié)構(gòu)元件那樣。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)元件可疊置在類似于芯軸200的內(nèi)模制 線("IML")(例如，凸起)制造工具上，然后在其上硬化，或者結(jié)構(gòu)元件 可疊置在IML上，縮小體積(debulking),傳送至外模制線("OML")(例 如，凹入)制造工具上，如圖7所示，并且硬化。在第一實(shí)施例中，遵循這 里所述的疊置過程，結(jié)構(gòu)元件疊層密封在真空袋中，在真空袋中產(chǎn)生部分真 空，從而從復(fù)合材料的內(nèi)部和下方，復(fù)合股的層之間以及復(fù)合材料與相應(yīng)芯 軸之間移除被截留的空氣。例如，圖8是示出適于將結(jié)構(gòu)元件疊層封裝在密 封的真空袋中以進(jìn)行硬化的內(nèi)模制線("IML")(例如，凸起)制造工具的 透視圖。更具體地說，遵循復(fù)合結(jié)構(gòu)元件102的疊置過程，圖8所示的芯軸 200或者IML制造工具封裝在真空袋802中，并且在真空袋802中產(chǎn)生部分 真空，從而幫助多層的復(fù)合結(jié)構(gòu)元件102穩(wěn)固。在圖7所示的備選實(shí)施例中，將結(jié)構(gòu)元件疊置在IML上，縮小體積， 傳送至OML制造工具702，并且硬化。例如，在傳送過程700中，將結(jié)構(gòu) 元件疊置在芯軸200上并且封裝在真空袋802中。在真空袋802中產(chǎn)生局部 的真空，從而將空氣從疊置件中抽出并且進(jìn)一步壓緊各股。這一過程一般被稱為"縮小體積"。體積被縮小的疊置件然后從IML傳送至OML制造工具 702并且進(jìn)行硬化?？蛇x地，在硬化之前，疊置的結(jié)構(gòu)元件和制造工具702 可封裝在真空袋704中并且可在真空袋704中產(chǎn)生局部的真空。圖9是根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例的用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)元件的方法的流程圖。該過 程在步驟902被初始化，其中使用牽引帶設(shè)置裝置302將鄰接相連的復(fù)合材 料帶設(shè)置在芯軸200上。如上所述，在各種實(shí)施例中，復(fù)合材料可采用切開 帶或預(yù)浸牽引帶的形式。另外，如上所述，牽引帶設(shè)置裝置302可使帶形成 任何數(shù)量的可行或有用的形狀，諸如圖3所示的平面弧，切開帶或牽引帶的 纖維與沿著曲線的整個(gè)長度的弧形的縱向中心線一致地定向，而不會(huì)使纖維 疊置諸如產(chǎn)生皺折。腹板股可疊置成使得復(fù)合纖維沿著弧形整個(gè)長度以與芯 軸200彎曲腹板表面的中心線一致的0。方向?qū)颍T如圖3所示的腹板股。 另外，各種實(shí)施例可包括多于一個(gè)的腹板股與其他股的組合。此外，在一項(xiàng) 備選實(shí)施例中，牽引帶設(shè)置裝置302可將多個(gè)股彼此疊置地設(shè)置，產(chǎn)生更厚 梯度的股。在步驟904，由牽引帶設(shè)置裝置302設(shè)置的腹板股可被調(diào)整或者切割以 完成腹板股的設(shè)置。例如，用戶或數(shù)控股切割機(jī)可在芯軸200處或者接近芯 軸200的端部切割腹板股。在步驟906，牽引帶設(shè)置裝置302可用于將帽蓋股402和/或404設(shè)置在 芯軸200上。如上所述，帽蓋股402和/或404可包括復(fù)合帶，并且可設(shè)置在 芯軸或者其他工具上，使得帶纖維的導(dǎo)向沿著帽蓋表面的縱向或0°方向， 諸如圖4所示的帽蓋股疊置件。單一帽蓋股可疊置在芯軸或工具的一側(cè)上從 而形成具有單一凸緣的"L"形橫截面，諸如圖1B所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件那樣， 還有，第二帽蓋股可添加至芯軸的相對(duì)側(cè)從而形成具有兩個(gè)凸緣的"C"形 橫截面，諸如圖1A所示的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件，形成跨過腹板表面以及一個(gè)或兩 個(gè)帽蓋表面的連續(xù)O。股。在各種實(shí)施例中，帽蓋股可直接地疊置在芯軸或 者其他工具上，或者可選擇地，在芯軸或其他工具上的先前股或者股的組合 上。另外，各種實(shí)施例可包括與其他股組合的多于一個(gè)的帽蓋股。在步驟908，復(fù)合纖維的±45°對(duì)角線股可手工地或自動(dòng)地疊置在芯軸 上，或者其他類似制造工具上，諸如圖2所示的那樣。對(duì)角線股可設(shè)置在芯 軸或其他工具上，使得纖維導(dǎo)向?yàn)槠x芯軸或其他工具的腹板表面的中心線 大概±45° ，諸如圖5所示的對(duì)角線股。如上所述，在各種實(shí)施例中，復(fù)合纖維可采用任何適當(dāng)?shù)膹?fù)合纖維的形式，包括采用樹脂預(yù)浸的預(yù)浸復(fù)合纖 維。在各種實(shí)施例中，對(duì)角線股可直接地疊置在芯軸或其他工具上，或者可 選擇地，在芯軸或其他工具上的先前股或股組合上。另外，各種實(shí)施例可包 括與其他股組合的多于一個(gè)的對(duì)角線股。在步驟910，為了形成結(jié)構(gòu)元件的側(cè)部、或帽蓋、表面，對(duì)角線股的復(fù) 合纖維可被切割成寬于芯軸或其他工具的腹板表面，使得每個(gè)對(duì)角線股的至 少一個(gè)邊緣可折疊在芯軸或其他工具的側(cè)部上。對(duì)角線股的單一邊緣可折疊在芯軸或其他工具的一側(cè)上，從而形成"L"形橫截面，如圖1B所示的實(shí)例 結(jié)構(gòu)元件那樣，或者對(duì)角線股的兩個(gè)邊緣可折疊在芯軸或其他工具的兩側(cè) 上，從而形成"C"形橫截面，諸如圖1A所述的實(shí)例結(jié)構(gòu)元件那樣?？蛇x 擇地，為了防止或者最小化在芯軸的內(nèi)部帽蓋表面上的復(fù)合纖維產(chǎn)生皺折， 可首先將對(duì)角線股粘合至內(nèi)部帽蓋表面，然后折疊在腹板表面上，按照需要 拉伸復(fù)合纖維，從而防止或最小化在帽蓋表面或腹板表面上產(chǎn)生皺折。另夕卜， 對(duì)角線股可然后折疊在外帽蓋表面上，按照需要拉伸復(fù)合纖維，從而防止或 最小化產(chǎn)生在腹板表面或者外帽蓋表面上的皺折。在步驟912,可將單向復(fù)合帶切割為多個(gè)區(qū)段，諸如圖6所示的帶區(qū)段。在步驟914，可將帶區(qū)段手動(dòng)地或自動(dòng)地疊置在芯軸或其他類似制造工 具上。如上所述，帶區(qū)段的纖維可與芯軸或其他工具的腹板表面的中心線成 大概卯度，從而形成卯。的交叉股。在梯形或者改進(jìn)"漏洞"形狀的的帶 區(qū)段中，纖維可與芯軸或其他工具的腹板表面的中心線成大概直角，不會(huì)在 帶區(qū)段之間重疊或者產(chǎn)生間隙，并且不會(huì)在帶中形成皺折。如上述對(duì)角線股的情況，交叉股可切割成寬于芯軸或其他工具的腹板表 面，交叉股的一個(gè)或兩個(gè)邊緣可折疊在芯軸或其他工具的一側(cè)或多側(cè)上，從 而形成側(cè)部或帽蓋表面。再次地，采用這種方式可形成具有"C"形橫截面 或者"L，，形橫截面的結(jié)構(gòu)元件。在各種實(shí)施例中，帽蓋股可直接地疊置在 芯軸或其他工具中，或者可選擇地，在芯軸或其他工具的先前股或股組合中。 另外，各種實(shí)施例可包括與其他股組合的多于一個(gè)的交叉股。在步驟916,結(jié)構(gòu)元件疊置件可選擇地傳送至凹入制造工具，例如凹入 芯軸。如上所述，凹入工具或芯軸可符合結(jié)構(gòu)元件疊置件的外部表面，如圖 7所示。在步驟918，結(jié)構(gòu)元件疊置件可在密封在芯軸或其他工具上的真空袋中時(shí)如圖8所示或者凹入工具或芯軸上如圖7所示的同時(shí)進(jìn)行硬化。如上所述， 真空可移除復(fù)合材料中的、復(fù)合材料下方的、符合股的多層之間的以及復(fù)合 材料與芯軸之間的截留空氣。在步驟920，在結(jié)構(gòu)元件疊置件已經(jīng)硬化之后，可對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，以驗(yàn) 證是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格。接下來，在步驟922,結(jié)構(gòu)元件疊置件可被調(diào)整，如 果需要的話，從而移除任何過量的材料。另外，切口或"小孔"，諸如圖1B 所示，可被調(diào)整以適應(yīng)結(jié)構(gòu)元件?？刂撇僮鞒掷m(xù)至該過程空轉(zhuǎn)或停止的步驟 924。上述圖9中的流程圖的實(shí)施例包括僅一個(gè)腹板股、 一個(gè)帽蓋股、 一個(gè)對(duì) 角線股和一個(gè)交叉股。但是，其他實(shí)施例可包括任何數(shù)量的股以任何順序組 合疊置。例如，具有"C"形橫截面的浮動(dòng)框架諸如圖1A所示的結(jié)構(gòu)元件 可包括腹板表面上的十八個(gè)股以及兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的二十八個(gè)股。在 該實(shí)施例中，該方法可包括按照下述順序疊置多個(gè)股的一半*腹板和兩個(gè)帽蓋表面上的45°對(duì)角線股*兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的帽蓋股 兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的額外帽蓋股 腹板表面上的腹板股和兩個(gè)帽蓋表面上的帽蓋股 腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的帽蓋股 兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的額外帽蓋股 腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板和帽蓋表面上的交叉股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*兩個(gè)帽蓋表面的每個(gè)上的帽蓋股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面和兩個(gè)帽蓋表面上的交叉股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股在該實(shí)例中，腹板表面和帽蓋表面的每個(gè)上的多個(gè)股的第二半可然后疊 置在芯軸上，采用與第一半相反的順序以形成鏡像圖像，或者對(duì)稱的疊置順 序，以將整個(gè)十八個(gè)股設(shè)置在腹板表面上，將二十八個(gè)股設(shè)置在兩個(gè)帽蓋表 面的每個(gè)上。具有"C"形橫截面的另一實(shí)例結(jié)構(gòu)元件，諸如圖1A所示的結(jié)構(gòu)元件，可包括與先前實(shí)例相同的股組合，除了腹板表面的兩個(gè)縱向極端的每個(gè)可包 括結(jié)構(gòu)元件的每個(gè)極端處覆蓋最后十二英寸腹板表面的其他十個(gè)股。在該實(shí)施例中，在先前實(shí)例的第一45。對(duì)角線股之后以及第一0。腹板股之前，可 與兩個(gè)帽蓋股共同地將兩個(gè)額外的對(duì)角線股疊置在結(jié)構(gòu)元件的每個(gè)極端處 的腹板表面上。另外，在先前實(shí)例的第二對(duì)角線股之后以及第三對(duì)角線股之前，可與兩 個(gè)帽蓋股同時(shí)地將兩個(gè)額外交叉股疊置在結(jié)構(gòu)元件的每個(gè)極端處的腹板表 面上。此外，在先前實(shí)例的最后三個(gè)股之前，可與帽蓋股同時(shí)地疊置O。的 腹板股。類似地，可在先前實(shí)例的第二半股之間按照相反的順序疊置額外的 0°腹板股、兩個(gè)額外的交叉股以及兩個(gè)額外的對(duì)角線股從而獲得對(duì)稱的股 順序。在該最后的實(shí)例中，(對(duì)稱層的第一半的)額外股的每個(gè)可延伸例如朝 向結(jié)構(gòu)元件的中心，并且比先前實(shí)例延伸得遠(yuǎn)一又二分之一英寸。即，例如， 第一額外45°對(duì)角線股可從結(jié)構(gòu)元件疊置件的每端延伸十二又二分之一英 寸；第二額外45。對(duì)角線股可從疊置件的每端延伸十三英寸；第一額外交叉 股可從疊置件的每端延伸十三又二分之一英寸；第二額外交叉股可從疊置件 的每端延伸十四英寸；額外的腹板股可從疊置件的每端延伸十四又二分之一 英寸。為了按照疊置順序形成對(duì)稱的或者鏡像圖像，對(duì)稱層的第二半的五個(gè) 額外股的每個(gè)可比先前實(shí)例少延伸 一又二分之一英寸。作為另一實(shí)例，具有"L"形狀橫截面的剪切桿諸如圖1B所示的結(jié)構(gòu)元 件可包括二十四個(gè)股。在該實(shí)施例中，該方法可包括按照下述順序疊置多個(gè) 股的一半*腹板和兩個(gè)帽蓋表面上的45°對(duì)角線股*腹板和帽蓋表面上的交叉股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面上的腹板股和兩個(gè)帽蓋表面上的帽蓋股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面和兩個(gè)帽蓋表面上的交叉股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面上的腹板股和兩個(gè)帽蓋表面上的帽蓋股*腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面和兩個(gè)帽蓋表面上的交叉股 腹板和帽蓋表面上的45。對(duì)角線股*腹板表面上的腹板股和兩個(gè)帽蓋表面上的帽蓋股在該實(shí)例中的多個(gè)股的第二半可然后按照與第 一 半相反的順序疊置在 芯軸上，從而按照疊置順序形成鏡像表面或?qū)ΨQ表面，包括腹板表面和兩個(gè) 帽蓋表面的每個(gè)上的整個(gè)二十四股。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的用于設(shè)置復(fù)合材料的0°腹板和/ 或帽蓋股的牽引帶設(shè)置裝置302的剖開透視圖。如圖IO所示，牽引帶設(shè)置 裝置302包括梳狀件1002、拉伸裝置1004、牽引帶頂端1006、壓輥1008 和輥1010。在操作中，復(fù)合材料從巻軸312供給，每個(gè)帶204穿過梳狀件 1002中的對(duì)應(yīng)狹槽。帶204經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)睦煅b置拉伸。例如，拉伸裝置 1004包括上部塊1012和下部塊1014。帶204可穿過上部塊1012與下部塊 1014之間，并且將上部塊1012與下部塊1013促使在一起的力在帶上產(chǎn)生拖 拽拉伸。上部塊1012和下部塊1014在帶上共同地產(chǎn)生拖拽拉伸。上部塊1012 和下部塊1014包括可與包括在帶204中的任何樹脂兼容的表面。例如，超 高分子量(UHMW)塑料、Teflon⑧薄膜等可與一些樹脂系統(tǒng)兼容。在具體 實(shí)例中，下部塊包括UHMW塑料表面，上部塊1012包括具有Teflon⑧薄膜 表面的泡沫背襯。牽引帶端頭1006將帶304導(dǎo)引向壓輥1008。牽引帶端頭1006可包括對(duì) 應(yīng)于帶304的多個(gè)狹槽1016。帶304可交錯(cuò)設(shè)置，每隔一個(gè)帶306可在對(duì)應(yīng) 狹槽1016中在端頭1006的相對(duì)上方穿過，其余的帶304可在對(duì)應(yīng)狹槽1016 中在端頭1006的相對(duì)下方穿過。另外，牽引帶端頭1006可選擇地包括由動(dòng) 力線1020提供動(dòng)力的加熱元件1018。如果存在，那么加熱元件1018可構(gòu)造 成將足夠的熱量施加至帶304從而改善帶304的一個(gè)或多個(gè)工作特性，例如 粘合性、懸垂性和可變形性等。壓輥1008使帶304穩(wěn)固在腹板表面202上(或者先前添加的腹板股310 ) 從而產(chǎn)生腹板股310。壓輥1008包括可與所使用的樹脂系統(tǒng)兼容的表面。壓 輥1008可包括足夠彈性以促使帶304穩(wěn)固的材料。如圖IO所示，在一項(xiàng)實(shí)施例中，輥308可設(shè)置成促使帽蓋表面204略 微低于帽蓋股402。在這一方面，隨著將連續(xù)的帽蓋股402設(shè)置在帽蓋表面204上，復(fù)合結(jié)構(gòu)元件102的尺寸可被改變。通過相對(duì)于帽蓋表面204導(dǎo)引 所述牽引帶設(shè)置裝置302，就不需使用適應(yīng)于改變尺寸的復(fù)雜系統(tǒng)了。另外， 根據(jù)復(fù)合材料的特性，帽蓋股402可以不充分平滑和/或足夠堅(jiān)硬以正確地實(shí) 現(xiàn)輥308的功能。因此，通過使輥308接合帽蓋表面204,可避免這些和可 能存在的其他問題?？蛇x地，牽引帶設(shè)置裝置302包括接合和/或抵靠帽蓋表 面206的另一組輥308。如果存在，構(gòu)造成接合和/或抵靠帽蓋表面206的輥 308類似于構(gòu)造成接合和/或抵靠帽蓋表面204的輥308。輥1010可構(gòu)造成基本上將牽引帶設(shè)置裝置302保持在腹板表面202或 者先前設(shè)置的腹板股310上方的預(yù)定高度。在具體實(shí)例中，輥1010包括多 個(gè)輪，以適應(yīng)內(nèi)輪與外輪的不同線性移動(dòng)。輥1010可包括任何適當(dāng)材料諸 如UHMW、黃銅、Teflon 等。圖11A至11C是示出構(gòu)造成設(shè)置復(fù)合材料的0°腹板和/或帽蓋股的牽 引帶設(shè)置裝置302的各種實(shí)施例的簡化圖。如圖IIB所示，牽引帶設(shè)置裝置 302可包括帽蓋股壓輥1102、帽蓋股端頭1104、帽蓋股拉伸裝置1106和帽 蓋股巻軸1108。圖IIC是示出根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例用于設(shè)置O。腹板股104和帽蓋 股402和404的疊置件以及沿著復(fù)合結(jié)構(gòu)元件102的半徑設(shè)置和/或壓縮半徑 股1000的牽引帶設(shè)置裝置302的簡化圖。如圖IIC所示，牽引帶設(shè)置裝置 302可包括成對(duì)的每個(gè)帽蓋股壓輥1102、帽蓋股端頭1104、帽蓋股拉伸裝置 1106和帽蓋股巻軸1108。另外，牽引帶設(shè)置裝置302可選擇地包括一個(gè)或多個(gè)45°壓輥1110, 從而促進(jìn)在腹板股310與帽蓋股403和/或404之間的交界處壓制半徑股 1000。該半徑股1000可包括半徑或倒角，從而便于從腹板股310過渡至帽 蓋股402和/或404。半徑股1000的材料可包括延伸過相應(yīng)表面并且進(jìn)入交 界區(qū)域的帽蓋股402和/或404以及腹板股310。此外或者另一實(shí)施例，半徑 股1000可包括通過類似于拉伸裝置1004、牽引帶端頭1006和壓輥1008的 部件設(shè)置的牽引帶或帶。從詳細(xì)說明書中可清楚地得知本發(fā)明的許多特征和優(yōu)勢(shì)，因此，所附的 權(quán)利要求意在覆蓋本發(fā)明的落入本發(fā)明的真正精髓和范圍中的所有這種特 征和優(yōu)勢(shì)。此外，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到許多改進(jìn)和變形方案，所以 并不希望將本發(fā)明限定在精確的結(jié)構(gòu)和所示和所述的操作中，因此，落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有適當(dāng)改進(jìn)和等同方案都可采用。
權(quán)利要求
1、一種將復(fù)合股設(shè)置在彎曲構(gòu)件上的裝置，該構(gòu)件具有腹板表面和帽蓋表面，該裝置包括用于將復(fù)合材料壓在腹板表面上并且產(chǎn)生腹板股的腹板壓輥；以及抵靠帽蓋表面的一組導(dǎo)引輥，其中，通過導(dǎo)引輥沿著所述構(gòu)件對(duì)壓輥進(jìn)行導(dǎo)向。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 抵靠所述構(gòu)件的第二帽蓋表面的第二組導(dǎo)引輥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括-. 構(gòu)造成使復(fù)合材料分散的巻軸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 在復(fù)合材料上產(chǎn)生足夠拖拽拉伸的拉伸裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 將復(fù)合材料導(dǎo)引向壓輥的端頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，還包括端頭中的加熱元件，用于將足夠的熱施加至復(fù)合材料上從而改善復(fù)合材 料的特性。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于將帽蓋股設(shè)置在帽蓋表面上的帽蓋壓輥。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括 將壓制力施加至腹板股與帽蓋股的交界面處的45°壓輥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括設(shè)置半徑股的45°牽引帶設(shè)置裝置，其中所述45。壓輥構(gòu)造成壓制半 徑股。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于將第二帽蓋股設(shè)置在所述構(gòu)件的第二帽蓋表面上的第二帽蓋壓輥。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，腹板股和帽蓋股設(shè)置成相對(duì)于 所述構(gòu)件的縱向軸線成大約0° 。
12、 一種制造復(fù)合曲線股的設(shè)備，包括 沿著一構(gòu)件的帽蓋表面導(dǎo)引牽引帶設(shè)置裝置的裝置；將復(fù)合材料的多個(gè)鄰接相連帶設(shè)置成平面弧形從而在所述構(gòu)件的腹板 表面上形成腹板股的裝置，其中復(fù)合材料包括具有總體纖維導(dǎo)向的多個(gè)纖維，每個(gè)帶的纖維導(dǎo)向基本上與平面弧的整個(gè)長度方向一致；以及 壓制腹板股的裝置。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括使多個(gè)帶分散的裝置，其中每個(gè)帶包括浸有樹脂的復(fù)合單向帶的切開帶。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括 使腹板股硬化的裝置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括下述步驟 將帽蓋股設(shè)置在帽蓋表面上的裝置，該帽蓋股包括具有釆用總體帶纖維導(dǎo)向的多個(gè)帶纖維的復(fù)合帶，該帶纖維導(dǎo)向基本與帽蓋表面的縱向中心線一 致，拼接接頭形成在帽蓋股和腹板股的交界面處。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括 用于壓制帽蓋股的裝置。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括 用于壓制帽蓋股和腹板股的交界面的裝置。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，還包括用于設(shè)置半徑股的裝置，其中，壓制該交界面的裝置構(gòu)造成壓制半徑股。
19、 一種制造復(fù)合曲線股的方法，包括下述步驟采用抵靠一構(gòu)件的帽蓋表面的一組輥沿著所述構(gòu)件導(dǎo)引一牽引帶設(shè)置 裝置；將采用復(fù)合材料的多個(gè)鄰接相連帶設(shè)置成平面弧形從而在所述構(gòu)件的 腹板表面上形成腹板股，其中復(fù)合材料包括具有總體纖維導(dǎo)向的多個(gè)纖維， 每個(gè)帶的纖維導(dǎo)向基本上與平面弧的整個(gè)長度方向一致；以及壓制腹板股。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括下述步驟 使多個(gè)帶分散，其中每個(gè)帶包括浸有樹脂的復(fù)合單向帶的切開帶。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括下述步驟 使腹板股硬化。
22、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括下述步驟將帽蓋股設(shè)置在帽蓋表面上，該帽蓋股包括具有采用總體帶纖維導(dǎo)向的 多個(gè)帶纖維的復(fù)合帶，該帶纖維導(dǎo)向基本與帽蓋表面的縱向中心線一致，拼 接接頭形成在帽蓋股和腹板股的交界面處。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括下述步驟 壓制帽蓋股。
24、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括下述步驟 壓制帽蓋股和腹板股的交界面。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括下述步驟 將半徑股設(shè)置在帽蓋股和腹板股的交界面處。
全文摘要
為了制造復(fù)合材料物件，裝置(302)以相對(duì)于一構(gòu)件的縱向軸線大約0°將復(fù)合股設(shè)置在彎曲構(gòu)件(200)上。該構(gòu)件包括腹板表面(202)和帽蓋表面(204)。該裝置包括腹板壓輥(1008)和一組導(dǎo)引件(308)。該腹板壓輥將復(fù)合材料壓制在腹板表面上并且產(chǎn)生腹板股。該組導(dǎo)引輥抵靠帽蓋表面。該壓輥由導(dǎo)引輥沿著該構(gòu)件導(dǎo)向。
文檔編號(hào)B29C70/34GK101277809SQ200680036905
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月3日
發(fā)明者安德魯·E·莫丁, 托德·A·布朗, 達(dá)雷爾·D·瓊斯 申請(qǐng)人:波音公司