CN100402180C - 用于制造夹板的单曲率折叠芯的可折叠型芯 - Google Patents

用于制造夹板的单曲率折叠芯的可折叠型芯 Download PDF

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Abstract

本发明在最广义上可被定义为一种通过弯曲使片材起皱的设备，且本发明能被应用于用来制造单曲率折叠芯的设备，所述的单曲率折叠芯被用于制造飞行器和船艇曲线板。本发明的目的是拓宽技术性能。为此，所述的型芯被制造成一组交替成排的平面元件(4、6、7)的形式，这些平面元件被制造成梯形(4)和等腰三角形(6、7)的形式，并且被固定在由柔性材料制成的基底(5)上，从而在这些元件之间形成间隔-枢轴。同时，三角形元件(6、7)的基底沿着弯曲线成对地相互面对，所述的弯曲线与芯折叠结构的突部线相对应。三角形元件(6、7)的基底是曲折褶皱结构的几何参数和折叠芯整体曲率半径的函数。间隔-枢轴的宽度被取成可使得型芯与坯件一起折叠，从而形成具有侧向褶皱的单曲率曲折起皱结构。

Description

用于制造夹板的单曲率折叠芯的可折叠型芯
技术领域
本发明在最广义上可被定义为一种通过弯曲使片材起皱的设备。
背景技术
已知有一种由合成材料来制造复杂轮廓物品的设备，这种设备包括成形型芯，该成形型芯由一些半旋转的平面元件构成，这些平面元件之间利用不透气织物连接，从而沿着所述元件的周边形成枢轴(发明人证书号为No.1,706,148SU，国际分类号为B29C59/00，B29D9/00//B29K105:08，B29L9:00.利用合成材料制造复杂轮廓物品的设备.96年11月27日的公告第33条)。
这里所描述的这种设备的主要缺点是无法制造曲线型起皱物品。
被当作原型的是一种用于制造具有圆筒封套的折叠结构的可变形模具(V.I.Khaliulin，用于制造夹板结构的技术方案，KSTU，Kazan，1999.-168p.，p.128.-ISBN5-7579-0295-7)。
可变形模具是三维起伏(relief)结构的多连接机构，该多连接机构由一些平面元件组成，这些平面元件被制造成平行四边形的形式，利用织物把这些平面元件沿着周边枢轴地连接在其间，且利用胶水把所述的元件固定在所述的织物上。可变形模具的外形在其初始状态下的尺寸大小和起伏形状与所形成的Z字形褶皱的尺寸大小和起伏形状相一致，仅曲率不同而已。用于使模具变形的是动力驱动器，例如，有压缩力的动力驱动器。
这里所描述的这种设备的主要缺点在于，它制造出只具有纵向曲折褶皱的折叠结构，所述的纵向是指沿圆筒母面的方向。同时，在例如飞行器机身板的制造过程中，所述的芯必须具有侧向褶皱，这样才能把凝结物从所述板的内部腔室中除去。
发明内容
本发明的目的在于由片材来制造具有侧向曲折褶皱的单曲率夹板折叠芯以拓宽技术性能。
实施所要求保护的发明所获得的技术效果是：由于可以把凝聚物从折叠芯的内部腔室中除去，因而改善了飞行器夹板的操作特性。
所述的技术效果是通过采用已知的可变形型芯的一些特征和根据本发明的技术方案的一些特征的组合来实现的，所采用的已知的可变形型芯的特征为：用于制造夹板的单曲率折叠芯的可变形型芯是由一些平面梯形元件构成的成形表面，这些平面梯形元件之间利用柔性材料枢轴地连接，且利用胶水把所述的元件固定在所述的柔性材料上；所采用的根据本发明的技术方案的特征是：
1)成形表面包括成排的平面元件，这些平面元件被制造成等腰三角形的形式，并且在梯形元件之间成列地放置这些平面元件，其中，所述的平面元件沿着折叠结构的锯齿状线与所述的梯形元件枢轴地连接在一起，并且被定向成使得它们的相互面对的基底沿着突部曲折线形成枢轴，且使得它们的顶点沿着凹部曲折线形成枢轴；
2)三角形元件沿着折叠结构的突部曲折线的基底尺寸B满足这个函数：
B＝f(R，S，L，H)，
其中，R是折叠芯整体的曲率半径，
S是折叠芯的凹部曲折线之间的步距，
L是锯齿状线之间的步距，
H是折叠芯整体的高度；
3)所述的枢轴沿着与已制造好的折叠芯的突部和凹部线相对应的线的最小宽度S1和S2为：
S1＝2t+2m+2z；
S2＝2t+2m，
其中，t是成形表面的平面元件的材料厚度，
m是基底和胶水的厚度，
z是坯件的材料厚度。
申请人通过对现有技术的分析，表明现有技术中没有与本发明中的特征组合相类似的特征组合。因此，所要求保护的技术方案满足专利性中的“新颖性”条件。
通过在给定领域检索与所要求保护的技术方案的特征部分相同的技术特征，检索结果表明所要求保护的技术方案的特征部分的技术特征并不是来自于现有技术。从申请人尽力揭露的现有技术来看，所确定的必要技术特征对所声称的技术效果没有影响。因此，本发明所要求保护的技术方案满足专利性中的“创造性”条件。
附图说明
图1-2表示出了本发明的要素：
图1表示出了处于最终位置的可变形型芯；
图2是可变形型芯(展开状态)的总体示意图。
图1-2表示出了下列位置：
1是折叠芯的突部曲折线；2是凹部曲折线；3是折叠芯的锯齿状线；4是成形表面的平面梯形元件；5是基底材料；6和7是成形表面的三角形楔形的平面元件；8是枢轴。
具体实施方式
可变形型芯是例如由金属片制成的平面刚性元件4、6、7的系统，这些平面刚性元件4、6、7被胶粘到由柔性材料制成的基底5上，且平面刚性元件4、6、7之间的间隔由柔性材料形成。平面元件4、6、7之间的间隔中的基底5充当枢轴8。元件4呈非正常梯形的形状并且与折叠芯突脊相一致，从而形成曲折褶皱。与此同时，相邻元件的平行边形成间隔-枢轴，该间隔-枢轴沿着突部和凹部曲折线的直线部分来定向。设置在元件4之间的元件6和7沿着线1形成间隔-枢轴，所述的元件6和7沿芯线3的方向被定向并且它们的楔形基底相互面对。以这种方式，楔尖的顶点相互面对并且沿着线2到达枢轴线。平面元件4、6、7构成可变形的成形表面，该成形表面在其展开状态下的外形和枢轴线与所制造的物品在展开状态下所标示出的弯曲线相一致。
三角形元件6和7的基底B满足这个函数：
B＝f(R，S，L，H)，
其中，R是折叠芯整体的曲率半径，S是折叠芯的凹部曲折线之间的步距，L是锯齿状线之间的步距，H是折叠芯整体的高度。
枢轴的宽度被取成，可使得元件的整个系统与坯件一起变形(折叠)，从而形成三维起伏结构。枢轴沿着线1的宽度S1为：
S1＝2t+2m+2z，
且枢轴沿着线2的宽度S2为：
S2＝2t+2m；
其中，t是成形表面的平面元件的材料厚度，m是基底和胶水的厚度，z是坯件的材料厚度。
把由片材料制成的坯件的形状和尺寸大小裁切成类似于可变形型芯在其展开状态下的形状和尺寸大小，并把该坯件放置到成形表面上，使得它们的外形相匹配，然后，使它们同时变形(折叠)，从而从平面结构形成具有指定的起伏几何参数R，S，L，H的三维结构。可利用例如可真空处理的袋来执行这种变形。
工业实用性
所要求保护的发明能被应用于用来制造单曲率折叠芯的设备，所述的单曲率折叠芯被用于制造飞行器和船艇曲线板。

Claims (3)

1.一种用于制造夹板的单曲率折叠芯的可变形型芯，该可变形型芯是由一些平面梯形元件构成的成形表面，这些平面梯形元件之间利用柔性材料枢轴地连接，且利用胶水把所述的元件固定在所述的柔性材料上，这种可变形型芯的特征在于：成形表面包括一些平面元件，这些平面元件被制造成等腰三角形的形式，并且在梯形元件之间成列地放置这些平面元件，其中，所述的平面元件沿着折叠结构的锯齿状线与所述的梯形元件枢轴地连接在一起，并且被定向成使得它们的相互面对的基底沿着突部曲折线形成枢轴，且使得它们的顶点沿着凹部曲折线形成枢轴。
2.一种根据权利要求1所述的可变形型芯，其特征在于：三角形元件沿着折叠结构的突部曲折线的基底B满足这个函数：
B＝f(R，S，L，H)，
其中，R是折叠芯整体的曲率半径，
S是折叠芯的凹部曲折线之间的步距，
L是锯齿状线之间的步距，
H是折叠芯整体的高度。
3.一种根据权利要求1所述的可变形型芯，其特征在于：所述的枢轴沿着与已制造好的折叠芯的突部和凹部线相对应的线的最小宽度S1和S2为：
S1＝2t+2m+2z；
S2＝2t+2m，
其中，t是成形表面的平面元件的材料厚度，
m是基底和胶水的厚度，
z是坯件的材料厚度。
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