本發(fā)明涉及一種用于制造飛機(jī)機(jī)身的裝置的扇區(qū)的約束系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
專利申請(qǐng)PCTWO2007/148301描述了一種用于制造飛機(jī)機(jī)身的裝置，在該裝置中，分層心軸(laminationmandrel)由外表面界定，該外表面相對(duì)于對(duì)稱軸限定旋轉(zhuǎn)固件(尤其是圓筒件)。分層心軸適合于接收和支撐浸漬合成材料的帶件，所述浸漬合成材料被圍繞和沉積在心軸的外表面上，在分層步驟中形成多個(gè)重疊層。所述重疊層經(jīng)受在高壓鍋中在真空下接下來(lái)聚合過(guò)程，用于形成飛機(jī)(通常地為機(jī)身的管狀部分)的結(jié)構(gòu)部。分層心軸包括圍繞軸線成角度地被分隔且在以下兩個(gè)位置之間移動(dòng)的多個(gè)扇區(qū)：擴(kuò)張分層(expandedlamination)位置以及收縮拆卸(contracteddisassembling)位置。在擴(kuò)張分層位置，所述扇區(qū)具有平行于該軸且被并排布置的更大的直線邊緣，以及，所述扇區(qū)與該軸相對(duì)的外表面限定外表面；在收縮拆卸位置，所述扇區(qū)靠近遠(yuǎn)離該表面的蹤跡移動(dòng)的軸，以便減少心軸的軸向尺寸，允許在真空下在聚合工藝結(jié)束時(shí)從飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部中抽取分層心軸。在擴(kuò)張分層位置處，對(duì)于扇區(qū)重要的是相對(duì)于另外一個(gè)扇區(qū)維持成角度地穩(wěn)定的位置，因?yàn)樵诹慵g的任何微小的移動(dòng)都可能無(wú)法恢復(fù)地改變結(jié)構(gòu)部的幾何形狀。例如，專利申請(qǐng)人已經(jīng)指出，用來(lái)制造大型客機(jī)的結(jié)構(gòu)部的分層心軸必須具有低的尺寸公差，例如，低于0.5mm。因此，感覺(jué)需要產(chǎn)生一種扇區(qū)的約束系統(tǒng)，所述約束系統(tǒng)允許兩個(gè)扇區(qū)的分度(indexing)，防止在上述分層步驟(在所述步驟中，可以旋轉(zhuǎn)心軸)期間和后續(xù)在高壓鍋中移動(dòng)和維護(hù)分層心軸期間在所述扇區(qū)之間的任何相對(duì)的移動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
前述目的通過(guò)本發(fā)明獲得，本發(fā)明涉及一種用于制造飛機(jī)機(jī)身的裝置的扇區(qū)的約束系統(tǒng)，其中，分層心軸由外表面界定，所述外表面相對(duì)于對(duì)稱軸限定旋轉(zhuǎn)固件；所述分層心軸適合于接收和支撐浸漬合成材料的帶件，所述浸漬合成材料的帶件被沉積且纏繞在外表面上，形成多個(gè)重疊層，所述多個(gè)重疊層經(jīng)受在真空下的聚合工藝，用于形成飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部；分層心軸包括繞軸線成角度地被分隔且在以下兩個(gè)位置之間移動(dòng)的多個(gè)扇區(qū)：擴(kuò)張分層位置和收縮拆卸位置，在擴(kuò)張分層位置上，該扇區(qū)具有平行于該軸且被并排布置的更大的直線邊緣，以及所述扇區(qū)相對(duì)于該軸的外表面一起限定該外表面；在收縮拆卸位置上，所述扇區(qū)的至少一部分靠近遠(yuǎn)離表面的蹤跡移動(dòng)的軸，以便減少心軸的徑向尺寸并且允許從飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部中抽取所述心軸；不同扇區(qū)的并排鄰近邊緣適合于在外圍重疊區(qū)域中一個(gè)布置在另外一個(gè)上，其特征在于，約束系統(tǒng)被設(shè)置在各扇區(qū)和與所述各扇區(qū)鄰近的扇區(qū)之間，所述約束系統(tǒng)包括由第一扇區(qū)所支撐的第一抓取本體和由鄰近于該第一扇區(qū)的第二扇區(qū)所支撐的第二抓取本體；該第一抓取本體和第二抓取本體被配置，使得當(dāng)彼此耦合時(shí)，獲得第一扇區(qū)相對(duì)于與其鄰近的第二扇區(qū)的預(yù)定空間布置，從而阻止沿著兩個(gè)方向(x-y)的任何平移，所述兩個(gè)方向(x-y)位于垂直于軸RD的調(diào)整平面中，所述軸RD從所述對(duì)稱軸徑向地延伸到所述外表面。附圖說(shuō)明現(xiàn)在參考附圖來(lái)圖示本發(fā)明，所述附圖示出了其優(yōu)選的實(shí)施例范例，其中：-圖1以透視圖圖示了使用根據(jù)本發(fā)明的約束系統(tǒng)的用于制造飛機(jī)機(jī)身的裝置；-圖2以透視圖圖示了圖1的裝置的內(nèi)部支撐部分；-圖3圖示了圖1的裝置的一部分的橫截面和放大圖；-圖4以側(cè)視和放大圖圖示了被布置在第一閉合操作位置中的根據(jù)本發(fā)明的約束系統(tǒng)；-圖5以側(cè)視和放大圖圖示了被布置在第二開(kāi)啟操作位置中的根據(jù)本發(fā)明的約束系統(tǒng)；以及-圖6圖示了約束系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。在圖4、5和6中，用于制造飛機(jī)機(jī)身的裝置2(圖1)的扇區(qū)的阻塞(blocking)系統(tǒng)用1來(lái)全部指示。具體實(shí)施方式特別地，裝置2(圖1)包括由外表面5所界定的分層心軸4，所述外表面5相對(duì)于對(duì)稱軸7限定旋轉(zhuǎn)固件。分層心軸4適合于接收和支撐浸漬合成材料的帶件，所述浸漬合成材料的帶件被沉積和纏繞在外表面5上，形成多個(gè)重疊層，所述重疊層完全地且一致地覆蓋表面5。合成材料(例如，碳纖維)的帶件由在分層心軸4上的(已知類型、未圖示的)分層頭來(lái)沉積。例如，所述帶件可以通過(guò)使心軸4圍繞軸7旋轉(zhuǎn)且使分層頭(未圖示)沿著所述軸7以協(xié)調(diào)的方式平移而被沉積。例如，專利申請(qǐng)US2005/0039843圖示了分層頭。在所述帶件的分層的端部處，浸漬復(fù)合材料的帶件經(jīng)受在真空下的聚合工藝，用于形成飛機(jī)的管狀結(jié)構(gòu)部(section)。所述工藝通過(guò)將分層心軸4放置在高壓鍋(未圖示)中并執(zhí)行已知類型的熱循環(huán)來(lái)執(zhí)行。在所示出的示例中，外表面5是圓柱形的且分層心軸4被使用來(lái)形成飛機(jī)機(jī)身的圓柱形管狀部分。分層心軸4包括繞軸7成角度地被分隔且由支撐結(jié)構(gòu)10支撐的多個(gè)扇區(qū)12(在圖示的示例中有六個(gè)，但是該數(shù)量明顯可以變動(dòng))，所述支撐結(jié)構(gòu)10在圖2中示意地示出，沿著軸7線性地延伸。該扇區(qū)12在以下兩位置之間移動(dòng)：-擴(kuò)張分層位置(圖1和4)，在該擴(kuò)張位置，扇區(qū)12具有平行于軸7被并排布置的更大的直線邊緣13，以及，扇區(qū)12的相對(duì)于軸7的外表面是連續(xù)的且作為整體限定表面5；以及-收縮拆卸位置(圖5)，在該收縮拆卸位置，扇區(qū)12靠近遠(yuǎn)離表面5的蹤跡移動(dòng)的軸7，從而減少心軸4的徑向尺寸以及允許在工藝結(jié)束時(shí)從飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部中抽取心軸。在進(jìn)一步的細(xì)節(jié)(圖2)中，支撐結(jié)構(gòu)10在第一環(huán)形端部結(jié)構(gòu)16a和第二環(huán)形端部結(jié)構(gòu)16b之間延伸。支撐結(jié)構(gòu)10確保沿著軸7的高剛性(由于其借助已知類型的技術(shù)來(lái)制造，所述結(jié)構(gòu)將不進(jìn)一步描述)。各環(huán)形結(jié)構(gòu)16a、16b設(shè)置有截頭圓錐形(frustoconical)鋼鐵端部部分17a、17b，所述截頭圓錐形鋼鐵端部部分17a、17b在軸方向上延伸且界定與軸7同軸的開(kāi)口18。專利申請(qǐng)WO2007/148301提供了實(shí)施例的范例以及上述類型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的使用和端部部分16a、16b的使用。各扇區(qū)12包括：彎曲金屬壁20(例如參考圖3)，所述彎曲金屬壁20的橫截面具有(在示例中)中心在軸7中且孔徑(aperture)為60°的圓弧形輪廓；以及，加強(qiáng)(stiffening)結(jié)構(gòu)21，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21面向心軸4的內(nèi)側(cè)且適合于阻止壁20的偏移/變形，確保表面5維持完美的圓柱形且與軸7同軸。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21可以包括多個(gè)肋(rib)，所述多個(gè)肋沿著軸7被分隔且具有帶有彎曲較長(zhǎng)基底的等腰梯形輪廓。兩個(gè)扇區(qū)12的相鄰邊緣13適合于在周邊重疊區(qū)域13s(圖4)中將一個(gè)布置在另外一個(gè)上。各扇區(qū)12設(shè)置在一個(gè)端部處，有一對(duì)直線引導(dǎo)件17，所述直線引導(dǎo)件17被定位在支撐結(jié)構(gòu)10和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21之間。該引導(dǎo)件17(為已知類型的，因此不圖示)在徑向方向上延伸、支撐所述扇區(qū)12且允許各扇區(qū)12在擴(kuò)張分層位置和收縮拆卸位置之間可逆地運(yùn)動(dòng)。各對(duì)引導(dǎo)件17設(shè)置有致動(dòng)器24(圖3)，所述致動(dòng)器24設(shè)置有構(gòu)件25，所述構(gòu)件25在平行于引導(dǎo)件的延伸方上移動(dòng)。遠(yuǎn)離軸7移動(dòng)的移動(dòng)構(gòu)件25將移動(dòng)將扇區(qū)12從收縮拆卸位置移位到擴(kuò)張分層位置，同時(shí)，靠近軸7的移動(dòng)構(gòu)件25將移動(dòng)將扇區(qū)12從擴(kuò)張分層位置移動(dòng)到收縮拆卸位置。優(yōu)選地，約束裝置25被設(shè)置在各扇區(qū)12和與其相鄰的扇區(qū)之間。當(dāng)扇區(qū)12被布置在擴(kuò)張分層位置且適合于與兩個(gè)相鄰扇區(qū)12的并排邊緣13保持接觸時(shí)，可以激活約束裝置25，將控制力施加在重疊區(qū)域13s(圖4)中的邊緣之間。約束裝置25包括兩個(gè)零件，所述兩個(gè)零件適于耦合：-第一移動(dòng)零件(以下詳細(xì)說(shuō)明)，所述第一移動(dòng)零件被布置在附件26上，所述附件26從扇區(qū)12-A的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-A朝向鄰近于扇區(qū)12-A的扇區(qū)12-B的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-B延伸；以及-第二固定零件(以下詳細(xì)說(shuō)明)，所述第二固定零件適于與第一零件耦合且由加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-B扇區(qū)12-B所支撐。以這種方式，兩個(gè)以上所述零件被包含在心軸4內(nèi)。更詳細(xì)地，約束裝置25的組成零件是：-杠桿本體30，所述杠桿本體30具有鉸接到平行六面體金屬塊32的中心部分30c，所述平行六面體金屬塊32從附件26朝向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-B延伸-杠桿本體30自由地繞著平行于對(duì)稱軸7的鉸接軸33旋轉(zhuǎn)；-致動(dòng)器34，所述致動(dòng)器34由附件26支撐且設(shè)置有線性出口構(gòu)件35，所述線性出口構(gòu)件35具有鉸接到杠桿本體30的第一端部部分30a的端部部分36，且沿著垂直于鉸接軸33的方向D的相反的方向上線性地移動(dòng)，以便獲得杠桿本體30繞著鉸接軸線33的旋轉(zhuǎn)。-抓取組件38，所述抓取組件38從加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21朝向附件26延伸。杠桿主體30相對(duì)于鉸接軸33具有相對(duì)于第一部分30a被布置在相對(duì)側(cè)面上的第二錐形端部部分30b(掛鉤齒)。杠桿主體30具有大約U形的形狀且包括兩個(gè)臂30a、30b，所述兩個(gè)臂30a、30b從中心部分30c延伸且分別地在第一端部部分30a中和在第二端部部分30b中終止，所述第一端部部分30a和所述第二端部部分30b具有面朝彼此的側(cè)面。杠桿本體30在第一方向上(例如，順時(shí)針)的旋轉(zhuǎn)將掛鉤齒30b從與抓取組件38分隔的停留(rest)位置(圖5)設(shè)定在了致動(dòng)位置(圖4)，在所述致動(dòng)位置，掛鉤齒30b伸入座部39的內(nèi)側(cè)，所述座部39朝向在抓取組件38的本體40中的外側(cè)開(kāi)口。以這種方式，掛鉤齒30b與本體40耦合，所述本體40反過(guò)來(lái)與加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-B成為一體。掛鉤齒30b由平坦金屬壁形成，所述平坦金屬壁的側(cè)視圖中具有基本上C形的輪廓；所述C形金屬壁緊靠座部39的內(nèi)壁，所述座部39在指向心軸4的內(nèi)側(cè)的徑向準(zhǔn)線上施加力，從而確保在重疊區(qū)域13s中的邊緣13之間的壓縮。以這種方式，在致動(dòng)器24已經(jīng)將扇區(qū)12布置在延伸分層位置中后，出口構(gòu)件35被延伸，使得杠桿本體30沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且掛鉤齒30b與抓取組件38耦合，在兩個(gè)相鄰扇區(qū)12-A、12-B之間建立強(qiáng)約束。由于阻止了在相鄰扇區(qū)之間的所有的成角度的平移，所以可以安全地執(zhí)行沉積帶件的工藝和后續(xù)將分層心軸移入高壓鍋中。以這種方式，保證了外表面5的不可修改性。在帶件硬化工藝結(jié)束時(shí)，控制出口構(gòu)件35回縮，以便使杠桿本體30逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得第二部分30b可以被布置在停留位置中。在所述位置中，扇區(qū)可以朝向軸7回縮，即，扇區(qū)可以從擴(kuò)張操作位置(它們先前所在的位置)被設(shè)置到拆卸位置。此外根據(jù)本發(fā)明，致動(dòng)器34(圖4和5)與荷載儀表控制器40-C耦合，所述荷載儀表控制器40-C適于(借助已知技術(shù))測(cè)量和調(diào)節(jié)由齒件30b所施加到抓取元件38的荷載，以及因此測(cè)量和調(diào)節(jié)扇區(qū)12-B施加到與其鄰近的另一扇區(qū)12-B上的閉合力。荷載可以直接地測(cè)量，通過(guò)借助于已知類型的裝置測(cè)量由杠桿本體30的臂31b在閉合操作期間所維持的變形，在閉合操作中，所述臂31b設(shè)置到致動(dòng)位置，在所述致動(dòng)位置，端部部分30b通過(guò)按壓伸入到座部39中。通常地，借助于已知技術(shù)，在所述臂31b上可以布置由多個(gè)導(dǎo)體線圈形成的延伸儀SG，所述延伸儀SG的電阻根據(jù)臂的變形(和因此施加到臂的荷載)而變化。此外，可能將延伸儀SG2安裝在臂31a上，以便檢測(cè)杠桿本體30的角度的限制部分，在杠桿本體30的角度的限制部分中，壁31a緊靠在停止件32f上。測(cè)量信號(hào)可以被發(fā)送到已知類型的閉合線路控制系統(tǒng)(未圖示)，所述閉合線路控制系統(tǒng)在輸入端接收指示目標(biāo)荷載值的參考信號(hào)，且在輸出端生成用于致動(dòng)器34的控制信號(hào)，使得由齒件30b所施加的荷載與參考荷載匯集?？商娲?，可以獲得該荷載的間接測(cè)量。例如，如果致動(dòng)器34由受電動(dòng)機(jī)42驅(qū)動(dòng)的螺旋起重器組成，則荷載的測(cè)量可以通過(guò)測(cè)量由電動(dòng)機(jī)42所吸收的電流Ia間接地獲得，所述電動(dòng)機(jī)42借助已知類型的插值(interpolation)追回荷載。當(dāng)杠桿本體30a自由地旋轉(zhuǎn)而不與鄰近零件接觸時(shí)，電動(dòng)機(jī)42的供應(yīng)電流Ia取恒定的值Ir，所述恒定的值Ir在由于致動(dòng)器34施加閉合應(yīng)力而使齒件30b緊靠抓取組件38時(shí)極大地增大。當(dāng)達(dá)到第一電流限制值If1時(shí)-相應(yīng)于由齒件30b施加在抓取組件38上的力值-電動(dòng)機(jī)42被堵塞(blocked)。這確保了參考荷載被達(dá)到且阻止了在彼此接觸地布置的扇區(qū)12之間施加過(guò)度的力，從而防止接觸布置的零件受損。當(dāng)杠桿本體30-在其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)-緊靠由塊件(block)32所支撐的停止件32f時(shí)，第二電流限制值If2被檢測(cè)-相應(yīng)于角度停止件(anangularstop)-以及電動(dòng)機(jī)42被堵塞。根據(jù)本發(fā)明，抓取組件38執(zhí)行定中心功能，并且為了所述目的進(jìn)一步包括：第一抓取本體R1(圖5和圖6)以及第二抓取本體R2，所述第一抓取本體R1從附件26延伸且因此和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-A和扇區(qū)12-A成一體所述第二抓取本體R2從本體40延伸且因此與加強(qiáng)結(jié)構(gòu)21-B和扇區(qū)12-B成一體。在第一抓取本體R1和第二抓取本體R2之間的耦合確保了扇區(qū)12-A相對(duì)于與其鄰近的其它扇區(qū)12-B的預(yù)設(shè)定空間定位，從而阻止了沿著垂直于軸RD的平面PZ的方向x-y(圖4)的任何平移，所述軸RD從對(duì)稱軸7徑向地延伸到分層表面5。特別地，第一抓取本體R1包括杯形本體50，所述杯形本體50與附件26成一體、與軸RD同軸且開(kāi)口朝向抓取本體R2。第一抓取本體R1進(jìn)一步地包括三個(gè)金屬元件52，所述三個(gè)金屬元件52被容置在杯形本體50內(nèi)且由-除了其他的以外-平壁53所界定，所述平壁53面向軸RD且相對(duì)于該軸傾斜。第二抓取本體R2包括直線金屬附件56，所述直線金屬附件56由平行六面體本體40支撐且在終止在自由部分56c的徑向方向RD上延伸，所述自由部分56c從本體40突出、面向杯形本體50的開(kāi)口且被塑造成球形帽狀件的形狀。當(dāng)抓取本體R1和R2被耦合到一起時(shí)，自由部分56伸入杯形本體50，且球形帽狀件56以單點(diǎn)P1、P2、P3分別緊靠?jī)A斜平壁53(圖6)。平面PZ穿過(guò)三個(gè)點(diǎn)P1、P2、P3。球形帽狀件56與三個(gè)傾斜平面53的接觸因此確保了零件沿著平面PZ的正確的空間定位，防止沿著軸xy的任何平移。特別地，在杯形本體內(nèi)側(cè)的三個(gè)金屬元件52的位置可以借助于螺釘59被調(diào)節(jié)(圖6)，所述螺釘59延伸穿過(guò)設(shè)置在杯形本體50的底座臂中的螺紋孔60。各螺釘59具有：第一端部，所述第一端部被布置在設(shè)置在各自的金屬元件52內(nèi)側(cè)的座部中；以及，第二端部，所述第二端部從杯形本體中突出且設(shè)置有六角形的座部。通過(guò)軸向地調(diào)整螺釘59的位置，可能修改在杯形本體50內(nèi)側(cè)的傾斜壁53的位置且因此修改三個(gè)點(diǎn)P1、P2、P3的空間位置。所述操作在扇區(qū)的閉合步驟中執(zhí)行，以便存儲(chǔ)扇區(qū)相對(duì)于彼此的最佳位置。所述最佳位置接著在扇區(qū)的開(kāi)啟-閉合操作期間被維持。