CN101495284B - 用于制造纤维合成元件的、特别用于航空的模制型芯的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造纤维合成元件(21)的、特别用于航空的模制型芯(10)的连接装置(1)，包括：基部元件(2)，该基部元件(2)用于容纳所述模制型芯(10)的联接部分(26，26′)，以使所述模制型芯(10)经受介质；夹紧元件(3)，该夹紧元件(3)用于固定并密封位于所述基部元件(2)上的所述模制型芯(10)的所述联接部分(26，26′)；及锁定机构(5)，该锁定机构(5)用于关于所述基部元件(2)和所述模制型芯(10)的所述联接部分(26，26′)锁紧夹紧元件(3)。

Description

用于制造纤维合成元件的、特别用于航空的模制型芯的连接装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造纤维合成元件的、特别用于航空的模制型芯(moulding core)的连接装置。

背景技术

虽然可应用于任何想要的纤维合成元件，下面参照例如飞机的外壳(skin shell)之类的二维纵梁加固的(stringer-stiffened)碳纤维增强塑料(CRP)元件详细解释本发明及所基于的问题。

在本领域中是这样的情形，为了承受产生在具有最低可能的附加重量的飞机架构的负载，要加固具有CRP纵梁的CRP外壳。在这个方面，在T形和Ω形纵梁两种类型的纵梁之间产生本质的差别。

T形纵梁的剖面构成基体(base)和杆体(stem)。基体形成关于外壳的连接表面。使用用T形纵梁加固的外壳在航空构造中是普遍的。

Ω形纵梁具有像帽形的轮廓，它的末端连接到外壳。Ω形纵梁或者可以是在固化状态胶着地连接到同样固化的外壳，或者与外壳一起湿碰湿(wet-in-wet)固化。后者是希望的，因为从工艺技术角度它是更有利的。然而，为了在生产工艺期间固定并支撑在二维上不牢固的所需要的Ω形半完成纤维制品，支撑或模制型芯对用Ω形纵梁加固的外壳的湿碰湿生产是必要的。具有Ω形纵梁的外壳相对于Ω形纵梁具有的好处在于，在用于将例如环氧树脂之类的基质引入到所述半完成纤维制品的注入工艺期间，它们允许更好的渗透。与其它用于生产纤维合成元件的例如预浸料坯工艺之类的已知方法相比，注入工艺可能是便宜的，因为它们允许使用低成本半完成纤维制品。

然而，Ω形纵梁的生产存在的问题在于，当它们在Ω形纵梁形成之后施加和/或去除时，某些支撑或模制型芯必须经受一种介质，一方面当它们被施加时该介质使帮助它们保持它们的形状成为可能或变得容易，另一方面当该介质使去除它们成为可能或变得容易。因此，这样的模制型芯相应地优选连接到介质源。

文献GB2292332A描述了一种模制方法和与弹性体模具袋一起设置在模具中的装置。所述弹性体模具袋通过它的入口连接到通风管线的连接即封盖，并连接到阀。该模具具有真空通道。

文献US4389367描述了一种用于生产用于模制元件的模制型芯的流体模制系统。当用所述模制型芯生产元件时，所述模制型芯通过插塞和管线连接到真空源。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明基于提供一种用于制造纤维合成元件的、特别用于航空的模制型芯的连接装置的目标。

根据本发明，通过如下所述的连接装置，能够实现该目标：一种用于模制型芯的连接装置，所述模制型芯用于制造纤维合成元件，所述连接装置包括：

-基部元件，该基部元件用于容纳所述模制型芯的联接部分，以使所述模制型芯经受介质；基部元件具有用于所述联接部分的容纳部分；

-夹紧元件，该夹紧元件用于固定并密封在所述基部元件上的所述模制型芯的所述联接部分；所述夹紧元件被可移动地引导在所述基部元件上；及

-锁定机构，该锁定机构用于相对于所述基部元件和所述模制型芯的所述联接部分锁紧所述夹紧元件，其中所述锁定机构具有包括夹子和杠杆的夹紧装置；所述夹紧元件能够由所述锁定机构移动至第一位置，以释放容纳在所述基部元件的所述容纳部分中的所述联接部分，并且所述夹紧元件能够由所述锁定机构移动至第二位置，以相对于所述基部元件和所述联接部分锁紧所述夹紧元件。

因此，提供一种用于制造纤维合成元件的、特别用于航空的模制型芯的连接装置，包括用于容纳所述模制型芯的联接部分、以使所述模制型芯经受介质的基部元件；用于固定并密封位于所述基部元件上的所述模制型芯的所述联接部分的夹紧元件；及用于关于所述基部元件和所述模制型芯的所述联接部分锁紧夹紧元件的锁定机构。

从而，本发明具有的优点在于，在纤维合成元件的生产中，模制型芯能够经由本发明的连接装置容易且快速地连接到介质源。本发明的另一优点是它经由所述联接部分在介质源和模制型芯之间形成标准接口，使获得均一性并降低部件的变化成为可能。

在较佳实施例中，是这样设置的，所述模制型芯的所述联接部分是所述模制型芯的一部分或者是关于所述模制型芯的过渡元件。这利于放宽所述连接装置的使用范围，因此不同类型的模制型芯也可被连接，较佳地是所述基部元件具有用于具有外部横截面形状的所述联接部分的容纳部分，所述外部横截面形状如此形成，使得它补足(complement)所述联接部分的内部横截面形状。

在另一较佳实施例中，所述夹紧元件是可移置的引导在所述基部元件上。这产生用于所述连接和用于锁定所述联接部分的非常简单的运动形式，关于这种运动形式，它提供了特殊选择，即所述夹紧元件能够由所述锁定机构移位至第一位置，以释放容纳在所述基部元件的所述容纳部分中的所述联接部分，并能够由所述锁定机构移位至第二位置，以关于所述基部元件和所述联接部分锁紧所述夹紧元件。通过这样，实现非常容易且快速操作所述连接装置。

在另一实施例中，至少一个密封元件设置在所述基部元件和所述夹紧元件之间，以关于所述基部元件和所述联接部分密封所述联接部分。这个密封元件在锁定操作中使容易且快速的密封成为可能。

也在另一较佳实施例中提供了，所述基部元件具有至少一个孔口，该孔口用于使所述模制型芯经受介质。结果，通过所述连接装置，产生到介质源的非常简单的连接。

在另一实施例中，所述基部元件具有至少一个连接机构，该连接机构用于从电源到所述模制型芯的电单元的电能传输。因此，所述连接装置的使用范围放宽至例如具有内部电热元件的那些模制型芯。

特别较佳地是，所述锁定机构具有包括夹子和杠杆的夹紧装置，因为由此产生锁定功能和密封的非常容易的操作和处理。

也在另一实施例中，所述基部元件的所述孔口形成为引导并固定至少一个用于使所述模制型芯和/或它的内部空间运转的工具，这使得所述连接装置的使用范围又被有利地放宽至要求机械操作而将它们去除的模制型芯成为可能。

附图说明

以在附图中表示的示例性的实施例为基础，下面将详细解释本发明，其中：

图1示出具有模制型芯的纤维合成元件的示意性透视图；

图2示出根据本发明的连接装置当其经受一种介质时的第一示例性实施例的示意性截面图；

图3示出位于第一位置的根据本发明的所述连接装置的第一示例性实施例的详细的示意性截面图；

图4示出位于第一位置的如图3所示的第一示例性实施例的示意性侧视图；

图5示出位于第二位置的如图3所示的第一示例性实施例的示意性截面图；

图6示出位于第二位置的如图5所示的第一示例性实施例的示意性侧视图；

图7示出位于第二位置的根据本发明的所述连接装置的第二示例性实施例的示意性截面图；及

图8示出位于第二位置的根据本发明的所述连接装置的第三示例性实施例的示意性截面图。

在所有的附图中，在每种情况中相同或功能上相同的元件采用相同的附图标记，除非有另外的指示。

具体实施方式

图1示出具有模制型芯10的纤维合成元件21的示意性透视图。

这个例子具有两个模制型芯10，但数目并不限于两个。其生产不再进一步解释的所述两个模制型芯10设置有近似梯形剖面，同时它们的下面搁在底板20上。

为了形成所述纤维合成元件21，半完成纤维制品放置在所述模制型芯10上。所述半完成纤维制品将中部搁在所述模制型芯10的外表面上，且它们的端部搁在所述底板20上，例如搁在飞机外壳上。结果，在这个例子中，形成所述纤维合成元件21的两个模制部分。

各种生产方法可用来处理纤维合成材料。较佳地，这里选择已知的真空注入方法。然而，这里也同样可采用预浸料坯方法。

因此，在本示例性实施例中，采用真空注入方法将例如合成树脂之类的已知基质引入到所述半完成纤维制品中。

接下来的步骤是，在高压釜中在加热和加压作用下，固化具有所述模制型芯10的所述底板20和所述半完成制品，依照不再进一步解释的固化周期，从而生产出完整的纤维合成元件21。

所述模制型芯10在其后部分别具有封盖12，该封盖将在下面进一步解释。在左侧的模制型芯10的前端，能够看见到内部空间11的梯形开口。右侧的模制型芯10的前端设置有联接部分26，该联接部分26具有圆形截面。当生产所述纤维合成元件21时，为了确保生产期间所述模制型芯10的空间稳定性，这种类型的模制型芯10通过介质经受某种预定的内在压力。在所述纤维合成元件21生产之后它从模具上去除时，也就是说它已经固化之后，所述模制型芯10经受例如真空之类的不同的内部压力，从而所述模制型芯10的截面以一定的量收缩，该量依赖于它的结构设计，不再进一步讨论。截面减少的所述模制型芯10可容易地从已经生产的所述纤维合成元件21上去除。

用作使所述模制型芯10经受介质的是所述联接部分26，该联接部分26或者是分离地模制到所述模制型芯10上，如图1中示出的右侧模制型芯10的情形，或者是所述模制型芯10的一部分，如图1中左侧所示。

为了这个目的，所述联接部分26联接到连接装置1，如图2第一实施例的示意性截面图所示。这里没有示出纤维合成元件21。

在这个例子中，所述模制型芯10具有有用长度L2，该有用长度由用于形成所述纤维合成元件21的所述半完成纤维制品占据，如图1所示。紧接着这个有用长度L2的是两侧上的过渡长度L1，该过渡长度设置在将被生产的所述纤维合成元件21的外部。在右侧的，所述模制型芯10的一个末端由封盖12以密封的方式封闭，在某种程度上没有更具体地示出。

示出在所述模制型芯10左侧的是所述模制型芯10的所述联接部分26，该联接部分26插入基部元件2的容纳部分32上的所述连接装置1中。较佳地所述容纳部分32设置有补足所述模制型芯10的所述联接部分26的内部截面的外部横截面形状。

在所述容纳部分32周围延伸的是所述基部元件2的外部，在该外部上夹紧元件3在所述基部元件2的纵向上可移置地被引导。所述夹紧元件3围绕所述基部元件2的所述外部与按压部分33接合，所述按压部分33在所述模制型芯10的纵向和所述基部元件2的纵向上与所述夹紧元件的外部侧壁平行。设置在所述基部元件2的所述容纳部分32的区域中的是密封元件4，当所述夹紧元件3在某一位置、所述密封元件4被压缩时，该密封元件4关于所述模制型芯10的所述联接部分26密封所述基部元件2。下面将更详细地解释该密封功能。

所述夹紧元件3在其面对所述模制型芯10的侧面上具有第一斜面13，该第一斜面13使所述联接部分26插入所述连接装置1变得容易。

所述基部元件2设置有孔口9，该孔口从左侧上的连接件8穿过所述基部元件2延伸进所述容纳部分32，并形成所述连接件8到所述模制型芯10的所述内部空间11的连接。所述连接件8连接到具有压力p的介质源(未示出)。所述模制型芯10的所述内部空间11通过所述介质源经由所述孔口9经受所述压力P，其中所述模制型芯10的所述有用长度L2依赖于所述压力p增加。这种增加例如可能具有所述纤维合成元件21的所希望的内部尺寸。

容易想象，当释放所述压力p时，所述模制型芯10以一定量收缩，该量也可由其自身结构确定。当经受负压的压力p时，帮助并强化这样的收缩。在这种情形中，从完成的纤维合成元件21上移开所述模制型芯10变得非常容易。

图2示出在第一位置的根据本发明的连接装置的第一示例性实施例的详细的示意性截面图，其中所述连接装置与所述基部元件2的所述容纳部分32一起被推入所述模制型芯10的所述联接部分26中。在面对所述模制型芯10的所述容纳部分32的所述侧面上的第二斜面15使它容易被推入。

因此，所述模制型芯10的所述联接部分26的前部边缘邻接所述基部元件2的第一肩部16，该第一肩部16设置在所述容纳部分32的末端。

在所述容纳部分32的中部区域，所述密封元件4以这样一种方式设置，它的外部表面挤压所述基部元件2的外部的第一密封表面18，该第一密封表面18围绕所述容纳部分32。在这种情形中，所述密封元件4在所述连接装置1的纵向上轴向靠在第二肩部17上，在这里该第二肩部17设置为离所述第一肩部16一定距离。在这个第一位置，所述夹紧元件3已经移动到所述模制型芯10方向的右侧，它的按压部分33不接触所述密封元件4，或仅轻轻地接触，同时末端14面对所述密封元件4。

所述夹紧元件3通过锁定机构5连接到所述基部元件2，如图3的侧视图中的图4所示。

所述锁定机构5具有夹子，该夹子在第一旋转点23枢轴地连接到所述夹紧元件3的外壁上，且通过杠杆22的一末端在第二旋转点24枢轴地连接到所述基部元件2。在这种情形中，所述杠杆22通过另一末端在第三旋转点25枢轴地联接到所述夹紧机构5的所述夹子。图4中的箭头指示运动方向，当压力施加到所述杠杆22上或所述锁定机构5上，也就是说施加到所述夹子上，在该运动方向上所述杠杆22关于所述第二旋转点24转动。然后所述夹紧元件3移位到左侧，并通过所述锁定机构5牢固地保持在第二位置，即锁定位置。这在图5中在类似于图3的截面图中示出，并在图6中在类似于图4的侧视图中示出。

在图6中，由所述锁定机构5产生的力的方向由在所述夹紧元件3的方向向上的两个箭头指示，其中通过所述锁定机构5在这里示出的第二位置关于所述基部2移位所述夹紧元件3。在这种情形中，所述按压部分33的所述边缘14将所述密封元件4按压在所述第二肩部17上，所述密封元件4以这样一种方式被压缩，使得它在密封方式中搁在所述模制型芯10的所述联接部分26上的第二密封表面19上，并搁在所述基部元件2的第一密封表面18上。从而，所述基部元件2由所述夹紧元件3和所述模制型芯10的所述联接部分26锁定并密封。

与所述锁定位置相关联的所述锁定机构5的位置，也就是说在所述连接装置1的所述第二位置，在图6中示出。通过在所述杠杆22上施加使所述杠杆22关于所述第三旋转点逆时针旋转的力，能够容易地执行释放所述锁定机构5的所述位置。

因此，通过所述模制型芯10经由它的联接部分26，非常快且容易地锁定根据本发明的所述连接装置1成为可能。

图7和8示出根据本发明的所述连接装置1的第二和第三示例性实施例，用于各种类型的模制型芯10。

图7中，所述连接装置1具有容纳部分32，该容纳部分32正好具有补足所述模制型芯10的联接部分26′的外部截面的内部截面。该联接部分26′是过渡元件，例如是圆柱形状，关于所述模制型芯10，在这个例子中，在所述模制型芯10的所述内部空间11中具有挠性管34，该挠性管34设置为通过所述联接部分26′，它的左侧末端在所述连接装置1的所述基部元件2的所述容纳部分32中形成在所述联接部分26′周围的包围件，所述密封元件4以在锁定位置密封的上述方式停留在所述包围件上。所述挠性管34的右侧末端由封盖12以密封方式封闭。所述联接部分26在所述模制型芯10中设置有它的其它末端。在图7的这个例子中，所述纤维合成元件21示出在外套28下，该外套28在所述模制型芯10上或套上已经施加有密封件29，并且为采用真空注入的生产方法所要求。

图8示出根据本发明的所述连接装置1的第三示例性实施例，其具有与通过真空注入方式生产的所述纤维合成元件21类似的构造，在该实施例中所述联接部分26′同样是如图7中的圆柱形过渡元件。然而，在这里，已知的是从外侧包围所述模制型芯的所述模制型芯10的型芯套27设置在所述联接部分26′上方，所述密封元件4以密封方式在所述锁定位置搁在所述型芯套27上的密封区域31中。如同在图7中一样，所述基部元件2具有容纳部分32，该容纳部分32正好有内部截面。这个示例性实施例尤其是打算供在固化工艺期间必须提供负压力的那些模制型芯使用。所述型芯套27由封盖12在其它末端封闭。

本发明不限于上述描述的各示例性实施例。

例如，不要所述封盖12，另一连接装置1也是可能的。

除空气之外，所述介质也可是不同的气体。

所述连接装置1可具有另一用于压力监控的连接件(未示出)。

在如图8所示的第三示例性实施例的情形中，机械清除所述模制型芯10的型芯材料是可能的。当执行这种清除时，所述连接装置1可形成用于清除所需工具的引导件(未表示)。

而且，所述容纳部分的形状能够以各种方式修改。

模制型芯10装备有通过所述连接装置1连接的电热元件也是可能的。

附图标记列表

1  连接装置

2  基部元件

3  夹紧元件

4  密封元件

5  锁定机构

6  连接侧面

7  容纳侧面

8  连接件

9  孔口

10 模制型芯

11 内部空间

12 封盖

13 第一斜面

14 边缘

15 第二斜面

16 第一肩部

17 第二肩部

18 第一密封表面

19 第二密封表面

20 底板

21 纤维合成元件

22 杠杆

23 第一旋转点

24 第二旋转点

25 第三旋转点

26，26′联接部分

27 型芯套

28 外套

29 密封件

30 包围件

31 密封区域

32 容纳部分

33 按压部分

34 挠性管

L1 过渡长度

L2 有用长度

p  压力

Claims (7)

1.一种用于模制型芯(10)的连接装置(1)，所述模制型芯(10)用于制造纤维合成元件(21)，所述连接装置包括：

-基部元件(2)，该基部元件(2)用于容纳所述模制型芯(10)的联接部分(26，26′)，以使所述模制型芯(10)经受介质；基部元件(2)具有用于所述联接部分(26，26′)的容纳部分(32)；

-夹紧元件(3)，该夹紧元件(3)用于固定并密封在所述基部元件(2)上的所述模制型芯(10)的所述联接部分(26，26′)；所述夹紧元件(3)被可移动地引导在所述基部元件(2)上；及

-锁定机构(5)，该锁定机构(5)用于相对于所述基部元件(2)和所述模制型芯(10)的所述联接部分(26，26′)锁紧所述夹紧元件(3)，其中所述锁定机构(5)具有包括夹子和杠杆(22)的夹紧装置；所述夹紧元件(3)能够由所述锁定机构(5)移动至第一位置，以释放容纳在所述基部元件(2)的所述容纳部分(32)中的所述联接部分(26，26′)，并且所述夹紧元件能够由所述锁定机构(5)移动至第二位置，以使所述锁定机构相对于所述基部元件(2)和所述联接部分(26，26′)锁紧所述夹紧元件(3)。

2.根据权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述模制型芯(10)的所述联接部分(26，26′)形成为关于所述模制型芯(10)的过渡元件。

3.根据权利要求1或2所述的连接装置(1)，其特征在于，该容纳部分(32)具有形成为补足所述联接部分(26，26′)的内部横截面形状的外部横截面形状。

4.根据权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，至少一个密封元件(4)设置在所述基部元件(2)和所述夹紧元件(3)之间，以相对于所述基部元件(2)和所述联接部分(26，26′)密封所述联接部分(26，26′)。

5.根据权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述基部元件(2)具有至少一个孔口(9)，该孔口(9)用于使所述模制型芯(10)经受介质。

6.根据权利要求1所述的连接装置(1)，其特征在于，所述基部元件(2)具有至少一个连接机构，该连接机构用于从能量来源到所述模制型芯(10)的电单元的电能传输。

7.根据权利要求5所述的连接装置(1)，其特征在于，所述基部元件(2)的所述孔口(9)形成为用于引导并固定至少一个用于加工所述模制型芯(10)和/或该模制型芯的内部空间(11)的工具。

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