CN102056721A - 用于形成机械中空结构部件的预型件、所获得的部件和制造所述预型件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来形成机械中空结构部件的预型件(300)，所述预型件(300)包括：中心主体(301)，形成中间平面(307)并大致沿着包含在中间平面(307)内的主轴(309)延伸；以及两个侧部件(303，305)，大致沿着中间平面(307)并且沿着大致垂直于主轴(309)的次轴(311)延伸；中心主体(301)和每个侧部件(303，305)包括通过粘合纤维彼此互相连接的织物纤维。所述织物纤维沿着大致平行的平面织物层延伸，并且每个侧部件(303，305)的厚度(E)在沿着次轴(311)并离开中心主体(301)的方向减小。本发明还涉及一种制造这种预型件的方法以及一种机械中空结构部件。

Description

用于形成机械中空结构部件的预型件、所获得的部件和制造所述预型件的方法
本发明涉及一种用来形成机械中空结构部件的预型件。
本发明还涉及一种制造这种预型件以及中空结构部件的方法。
在本发明的上下文中，机械中空结构部件是构成飞机结构并包括中空中心区域或凹口的部件。多个实例包括具有中空中心主体的杆或箱体部件。
公知的是由具有编织纤维(称为干燥的)的底部的预型件来制造这种部件并通过喷射树脂使彼此形成整体。
干燥纤维被分成织物纤维和粘合纤维(还称为链纤维)。织物纤维通常沿限定方向取向。这些织物纤维还在多个大致平行的层(称为“层”或“织物层”)内叠加。
粘合纤维沿与织物纤维的方向大致垂直和共面的方向排列。
图1所示的所谓的“2D”传统编织方式对应于每个粘合纤维121交替从同一织物层125的织物纤维123的上方下方经过的编织方式。与粘合纤维121围绕织物纤维123交织的频率相对应的织造图案可以是任何公知的类型，例如是塔夫绸、缎子或斜纹类型。
图2所示的“2.5D”编织方式对应于每个粘合纤维221连接至少两个不同织物层225(特别是相邻的织物层225a、225b和225c)的织物纤维223的编织方式。
在专利申请WO2007/060306中，提出一种用来形成机械中空部件的预型件。预型件包括具有遵循2.5编织方式的干燥编织纤维底部的主体。预型件的主体沿着横向截面具有恒定厚度。由此，在预型件绕自身缠绕以形成机械中空部件的过程中，主体的织造层可相对彼此滑动，使得主体的功能通过彼此重叠的两个倾斜端部实现。
“倾斜”这里指的是在缠绕之后，每个侧部部件具有倾斜的边缘。
然而，尽管这种类型的预型件的编织具有足够宽的网格以使得织造纤维可相对彼此滑动，但是织造纤维和粘合纤维存在无法实现的趋势。那么预型件具有弱的粘合力。
如果编织足够紧密以避免这种缺陷，那么粘合纤维会保持织物纤维。织物纤维存在相对彼此滑动的困难。由此，在成型时并且在结合区域处，织物纤维会存在取向问题和/或弯曲问题，这降低了其质量。
另外，这种预型件的倾斜表面的长度受到限制，并其本身表示出不足以确保机械应力从预型件的一端最佳地传递到另一端。在机械中空部件的某些应用过程中，机械强度不能完全令人满意。
因此本发明的一个目的在于提供一种包括干燥纤维的预型件，该预型件具有更好的机械阻力。
本发明的一个目的还在于提供一种容易实现的预型件。
为此，根据第一发明，本发明涉及一种用来形成机械中空结构部件的预型件，所述预型件包括：
中心主体，形成中间平面并大致沿着包含在中间平面内的主轴延伸；以及
两个侧部件，大致沿着中间平面并且沿着大致垂直于主轴的次轴延伸；
中心主体和每个侧部件包括通过粘合纤维彼此连接的织物纤维，所述织物纤维沿着大致平行的平面织物层延伸；
其中每个侧部件的厚度在沿着次轴并离开中心主体的方向减小。
本发明的预型件的优点是包括侧部件，侧部件垂直于中间平面且具有大致为梯形的截面，或者大致为三角形的截面，层的数量和侧部件的厚度可随根据本发明的预型件的使用功能变化。
“中间平面”指的是穿过中心主体的中间部分的平面。
因此在任何制造机械中空结构部件的过程之前，特别是在缠绕根据本发明的一个或多个预型件的任何过程中之前，侧部件是“倾斜”的平面。每个侧部件具有能够与侧部件的另一表面相对定位的表面，以便覆盖后者，同时限定比现有技术更宽和具有更大机械抵抗力的结合部。特别是，由于侧部件的形状，结合部的任一侧上的机械应力被更好地从一个侧部件传递到另一侧部件，改善了结构机械部件的机械阻力。因此，与现有技术的机械部件相比，结构机械部件具有更好的机械阻力和更小的质量。
此外，本发明的预型件具有容易实现的优点。
根据本发明的其它特征，本发明的预型件包括一个或多个以下任选特征，这些特征可以单独考虑或者进行所有可能的组合：
至少部分的粘合纤维将属于不同织物层的中心主体的织物纤维和每个侧部件的织物纤维连接在一起，这可改善各个层与本发明预型件之间的机械阻力，从而可以获得可实现的可处理的预型件；
粘合纤维粘合每个侧部件内的同一织物层的织物纤维，并且所述粘合纤维粘合属于中央主体内不同织物层的织物纤维，使得可以在缠绕过程中改善相对织物层的滑动，并由此保持正确取向的周向纤维，改善两个侧部件之间的结合力，同时避免织物纤维的任何弯曲；
大致所有的粘合纤维粘合同一织物层的织物纤维，所述织物纤维属于中心主体和每个侧部件，使得可以减小纤维掉落，并选择最为适用于改善预型件的机械性能的编织方式和纤维，特别是通过减小纤维的收缩来改善结构机械部件的中心区域内的压缩；
中心主体和/或侧部件的织物纤维通过大致垂直于中间平面的多个附加纤维粘合，这使得可以平坦地粘合不同的织物层，由此使得可以改善织物纤维的取向，并改善本发明的预型件的处理；
至少一个附加纤维与中间平面的法线形成非零的插入角度，使得可以改善织物层之间的滑动，并因此获得用于机械结构部件的几何形状的所需缠绕；
至少一个侧部件的粘合纤维的直径具有不同数值，这使得可以获得更加精细的层并优化了侧部件的斜面；
每个侧部件的最小厚度与织物纤维或两个织物纤维的直径相对应；
粘合纤维的直径在织物纤维直径的五分之一和五倍之间；
每个侧部件的倾斜值在厚1mm长3mm和厚1mm长15mm之间，这使得可以获得出色的机械连续性以及最佳的结合区域；
侧部件的最后一层或最后两层的织物纤维的直径小于其它织物层的织物纤维的直径，这使得可以获得能够与第一结合区域内的另一表面层相对定位的表面层，并由此优化结合区域的机械阻力；
属于端部织物层的端部织物纤维基本上连接了属于侧部件的端部的所有粘合纤维。
根据第二方面，本发明涉及一种制造本发明的预型件的方法，其中该方法包括：步骤(A)，形成包含中间平面的中心主体；和步骤(B)，沿着一厚度形成两个侧部件，该厚度在沿着次轴并离开中心主体的方向减小，每个侧部件基本上被包含在中间平面内，中心主体和每个侧部件包括通过粘合纤维彼此连接的织物纤维，所述织物纤维沿着平行的平面织物层延伸。
本发明的方法具有容易实现的优点，这是由于预型件可通过编织获得。此外，与现有技术相比，本发明的方法的优点是需要较少数量的纤维，这限制了制造成本。
根据本发明的其它特征，本发明的方法包括一个或多个以下任选的特征，这些特征可以单独考虑或者进行所有可能的组合：
在步骤(A)和步骤(B)中，编织粘合纤维的一部分以便粘合不同织物层的织物纤维；
在步骤(A)中，编织粘合纤维以便粘合中心主体的至少两个不同层，并且在步骤(B)中，编织每个侧部件的粘合纤维以便粘合单个织物层中的织物纤维；
在步骤(A)和步骤(B)中，编织基本上所有粘合纤维，粘合同一织物层的织物纤维；
根据本发明的方法包括附加步骤：通过大致垂直于中间平面的多个附加纤维缝合中心主体和/或侧部件的织物层组；
至少一个附加纤维与中间平面的法线形成非零的插入角度；
根据本发明的方法包括步骤：将属于端面织物层的端部织物纤维粘合到属于侧部件的端部的基本上所有粘合纤维。
根据第三方面，本发明涉及一种机械中空结构部件，该部件可由根据本发明的至少两个预型件获得或可使用根据本发明的方法所得到的至少两个预型件获得。
中空主体可以是结构箱体。
通常，本发明的部件可以是中空部件，其长度大于宽度。优选地，根据本发明的部件是杆。其它实例是支撑大载荷的杆，例如着陆装置杆、以牵拉或压缩受力的杆、转向架结构、制造附接桅杆的箱体结构。
优选地，多个附加纤维基本上横向连接两个预型件的侧部件的至少一个结合部。
参考附图，在阅读下面的非限定描述时，可更好地理解本发明。
图1是使用2D形式的编织模式的截面图；
图2是使用2.5D形式的编织模式的截面图；
图3是根据本发明的预型件的透视示意图；
图4a是沿截面IVa-Iva的图3所示的预型件中心主体的一个实施例的纵向截面示意图；
图4b是沿截面IVb-Ivb的图3所示的预型件中心主体的一个实施例的纵向截面示意图；
图5a和5b是图4a和4b的预型件的实施例的变型；
图6a和6b是图4a和4b的预型件的实施例的另一变型；
图6c是图6a和6b的实施例的变型的中心主体的横向截面图；
图7a和7b是根据本发明的预型件的侧部件的横向截面示意图；
图8a和8b是根据本发明的预型件的侧部件的横向截面示意图；
图9是由根据本发明的两个预型件得到的本发明的机械部件的横向截面示意图；
图10是图9的X区域的放大图。
如图3所示，本发明的预型件300包括中心主体301和两个侧部件303和305。如图所示的本发明的预型件300可用来与本发明的另一预型件缠绕，以便提供本发明的机械中空结构部件。不过，本发明的预型件300可绕其本身缠绕或者被连接到两个以上的根据本发明的预型件。
中心主体301形成中间平面307并大致沿着包含在中间平面307内的主轴309延伸。中心主体301包括两个端部310，该端部并不用于缠绕。通常，两个端部310具有适用于中空部件后续使用的形状，例如形成连杆帽的侧面。通常，这些端部310距离中心主体301的中心部分的厚度是恒定的或均匀增加的。端部310的厚度可以根据需要通过采用例如专利申请WO 2007/060305所描述的方法来增加。
中心主体301的厚度可以是不均匀的，以便局部具有过大厚度，从而从机械上加强所述主体301的某些区域。
两个侧部件303和305沿着中间平面307并且沿着大致垂直于主轴309的次轴311延伸。
根据本发明的预型件的每个侧部件303和305具有厚度E，该厚度E在沿着次轴311并离开中心主体301的方向减小。换言之，每个侧部件303和305的横向截面是大致梯形的或甚至是三角形的。因而每个部件303和305具有结合面312a和312b。
因此，在属于本发明的同一预型件的本发明的两个侧部件或两个单独的预型件被连接时，结合区域具有与两个梯形或三角形的侧部件的重叠部分相对应的大致为矩形的横向截面。
此外，中心主体和每个侧部件包括通过粘合纤维彼此连接的织物纤维，所述织物纤维沿着平行的平面织物层延伸。织物层彼此重叠。
更准确地说，根据图4a和图4b所示的实施例，至少部分粘合纤维421粘合中心主体401和每个侧部件403、405的织物纤维423，织物纤维423属于不同的织物层425。换言之，同一粘合纤维421通常粘合织物层425a以及相邻的织物层425b和425c。由此，本发明的预型件400具有非常好的机械阻力。
根据图5a和图5b所示的另一实施例，粘合纤维521粘合每个侧部件内的同一织物层525的织物纤维523，并且所述粘合纤维521粘合属于中心主体501的不同织物层525的织物纤维523。这种构造使得可以改善不同织物层525在缠绕过程中的滑动，并且避免织物纤维523的任何弯曲和扭曲。因此改善了这些织物纤维523的取向，进一步改善两个侧部件503和505之间的结合区域的机械阻力。
根据图6a和6b所示的又一实施例，基本上所有的粘合纤维621粘合同一织物层625的织物纤维623，所述织物纤维623属于中心主体601和每个侧部件603、605。这种构造使得可以减小掉落的织物纤维623的数量，从而确保节省时间和节约织物纤维623。
此外，粘合纤维621厚度内的编织角度被减小，这改善了本发明预型件600的抗压强度。
还可以预先编织不同的织物层625。在此变型中，可以对这些织物层625的取向进行选择以便在缠绕之后优化织物纤维623的取向，进一步改善机械结构部件的抗应力。本发明的预型件600接着通过织物层625的叠摞形成平坦形式，从而每个织物层625的尺寸和几何形状能够被准确调整。在中心主体的粘合纤维621仅粘合到织物纤维623的厚度的情况下，改善了机械结构部件的纵向机械阻力性能。
有利地，本发明的预型件400、500和600具有相当大的刚度的中心主体401、501和601，该相当大的刚度赋予其良好的机械阻力以及足够的粘合力以便在缠绕过程中避免植物纤维423、523和623的任何退化或取向障碍。对于侧部件403、405、503、505、603和605来说，它们必须具有不太高的硬度以便在本发明的预型件400、500和600的缠绕过程中能够对其进行处理。实际上，通常，中心主体400、500和600并不按照大的缠绕角度来缠绕。因此，不需要为了获得织物纤维423、523和623的良好取向而使织物纤维层425、525和625彼此之间能够滑动。另一方面，重要的是侧部件403、405、503、505、603和605的织物纤维423、523和623能够相对彼此滑动，以实现最佳的结合，并且保持织物纤维423、523和623的平直度，以确保结合部的每个侧部件的良好机械阻力。
为了加强中心主体401、501和601的刚度和机械阻力，织物纤维423、523、623和粘合纤维421、521、621可通过大致垂直于中间平面307的多个附加纤维被粘合到中心主体401、501、601和/或侧部件403、405、503、505、603、605的区域内，以加强本发明的预型件400、500和600的机械阻力。因此，本发明的预型件400、500和600更加容易处理。中心主体401、501和601的机械阻力也因此得到改善。可使用本领域普通技术人员公知的任何手段将附加纤维连接到一起，特别是通过缝合或钉接。
特别是，在图6a和图6b所示的实施例的事例中，中心主体601通过多个附加纤维620a和620b缝合，以赋予本发明预型件600结合力(见图6c)。
多个附加纤维620a相对于中间平面307的法线具有大致非零的插入角度622。然后，每个附加纤维620a大致沿着中间平面307的法线与本发明的预型件相交。根据一个优选的变型，至少一个附加纤维620b相对于中间平面307形成非零插入角度622。更具体地，根据本发明，插入角度622取决于附加纤维620a和620b从本发明预型件出来的那些点处的缠绕角度。该缠绕角度对应于参考点和附加纤维和本发明预型件的两个面之一之间的交点与法线之间的角度。这种构造使得可以改善织物层425、525和625的滑动，并由此获得适用于机械结构部件的几何形状的缠绕。缠绕角度通常大于插入角度正弦的两倍，使得可以不妨碍织物层在缠绕过程中的滑动。
根据一个变型，预型件400、500和600可在进行缝合操作之前成型。
根据图7a所示的实施例，侧部件的织物纤维723可在结合表面707处被切割，以便形成偏离的斜面(digressive slope)。还可以对称或不对称地切割织物纤维723，以便形成两个偏离的斜面707a和707b(见图7b)。
根据图8a、8b所示的一个优选实施例，属于端面织物层的表面织物纤维823大致连接属于侧部件803和805的端部的所有粘合纤维821。位于每个侧部件803和805的端部处的粘合纤维821得到了保护，并且结合面807通过织物纤维823的连续层形成，有利于两个结合的侧部件803、805之间的应力传递的连续性。两个端部织物纤维823中的一个还可以比另一个长。
还可以将以上两个实施例相结合。为此，端面织物层的表面织物纤维并不粘合位于侧部件端部处的所有粘合纤维，而仅仅粘合一些粘合纤维。因此，表面织物纤维在已经粘合一些粘合纤维之后被切割。位于切口以下的织物纤维代替被切割的表面织物纤维，并且继而粘合位于侧部件端部处的一些粘合纤维。因此可以再次开始直到达到侧部件端部。
本发明的预型件的织物纤维和粘合纤维的比例通常与待获得的机械结构部件的尺寸相关。为了制造厚度在8mm和70mm之间变化的机械结构部件，粘合纤维和织物纤维通常由12000-96000个单独碳丝构成。可以属于具有1000-12000个单独碳丝的纤维以形成本发明的边缘和接缝。通常，粘合纤维的直径在织物纤维直径的五十分之一和五倍之间，并特别是包括1000和48000之间的碳细丝。
对于包括12000-96000个单独碳丝的本发明预型件来说，同一织物层425、525、625的两个织物纤维423、523、623、723和823之间的距离通常在1mm和10mm之间，特别是等于大约5mm。同样，对于包括12000-96000个单独碳丝的本发明预型件来说，同一织物层425、525和625的两个粘合纤维421、521、621、721和821之间的距离在0.5mm和5mm之间，特别是等于大约2mm。
织物纤维423、523、623、723和823在本发明预型件内的比例通常在25％和70％之间。同样，粘合纤维421、521、621、721和821的比例通常在30％和75％之间。
织物纤维423、523、623、723、823和粘合纤维421、521、621、721和821通常为Kevlar
Figure BPA00001276328700091
碳纤维或玻璃纤维。
可以使用不同性能的织物纤维423、523、623、723、823和/或粘合纤维421、521、621、721、821，特别是具有适用于粘合或结合主要织物的柔性。还可以使用结合有根据本发明的预型件的芯纤维的取向标记的织物纤维423、523、623、723、823和/或粘合纤维421、521、621、721、821。
织物层425、525和625的数量通常在5和100之间、在5和80之间、甚至在9和24之间。
每个侧部件303、305、403、405、503、505、603、605、703、705、803和805的倾斜值被确定为所述侧部件的厚度点Emax和厚度点Emin之间的高度差。作为实例，该倾斜值特别在厚1mm长1mm和厚1mm长20mm之间，优选在厚1mm长3mm和厚1mm长12mm之间，使得可以在缠绕之后获得最佳的结合。
通常，厚度Emax的数值在6mm和100mm之间，或者甚至在9mm和30mm之间。
最小厚度Emin优选对应于一个织物纤维423、523、623、723和823的直径或两个织物纤维的直径。通常，织物纤维423、523、623、723和823的直径在0.1mm和2mm之间，或者甚至0.5mm和1mm之间。
优选地，至少一个侧部件的粘合纤维421、521、621、721和821的直径具有不同的数值。这种构造使得可以获得较细的织物层425、525和625，尤其是在侧部件的最小厚度端Emin处。因此，有利的是倾斜外形可根据使用需求来调整。
通常，粘合纤维421、521、621、721和821的直径在0.1mm和2mm之间，或者甚至在0.5mm和1mm之间。
通常，附加纤维具有对应于例如包括1000-12000个单独碳丝的纤维的0.5mm的最大直径。附加纤维的比例不超过织物纤维和粘合纤维的水平的5％。附加纤维的插入节距可以至少等于1mm，特别是在3-7mm附近。
由于侧部件303、305、403、405、503、505、603、605、703、705、804和805的结构，织物纤维423、523、623、723和823没有偏离方向，显著改善了结合区域的机械阻力。
相对于现有技术来说，根据本发明的预型件具有重量轻的优点，这是由于使用较少的织物纤维和粘合纤维来形成侧部件。
在图9和图10所示的事例中，当本发明的两个预型件900a和900b被结合形成例如围绕芯体910的机械中空部件时，属于例如两个不同预型件900a和900b的两个侧部件903a和903b的结合面能够彼此相对定位，以便形成结合区域907。也可以形成属于本发明同一预型件的两个侧部件之间的结合部。
有利的是结合区域907比现有技术中的宽，这是由于侧部件903和905的斜面以及相对彼此较容易滑动的织物纤维923的取向的保持。因此，可以很好地封闭本发明的预型件，从而使结合区域907具有良好的机械阻力。
此外，织物纤维923没有偏离方向，显著改善了结合区域907的机械阻力。
相对于现有技术来说，根据本发明的预型件还具有重量轻的优点，这是由于需要较少的植物纤维和粘合纤维来形成侧部件，并且获得所需的结合部的机械阻力。
根据本发明的另一方面，使用一种制造方法来获得本发明的预型件300、400、500、600、900a和900b，该制造方法包括：步骤A，形成包含中间平面307的中心主体301、401、501、601和901；和步骤B，沿着一厚度形成两个侧部件303、305、403、405、503、505、603、605、703、705、803、805、903a和903b，该厚度在沿着次轴311并离开中心主体301的方向减小，每个侧部件303、305、403、405、503、505、603、605、703、705、803、805、903a和903b大致包含在中间平面307内，中心主体301、401、501、601、901和每个侧部件303、305、403、405、503、505、603、605、703、705、803、805、903a、903b包括通过粘合纤维421、521、621、721、821彼此连接的织物纤维423、523、623、723、823、923，所述粘合纤维423、523、623、723、823和923沿着平行的平面织物层325、425、525和625延伸。
使用本领域普通技术人员公知的任何手段，特别是使用计算机辅助的自动化手段，来实现本发明的预型件300、400、500、600、900a和900b的编织。一个实例是通过数字控制器控制的提花式编织技术、通过由数字控制器控制的水射流或激光束切割织物层的系统、或通过数字控制器控制的插入附加纤维的机器。
根据一个优选实施例，在步骤A和步骤B中，粘合纤维421的一部分被编织，以粘合不同织物层425的织物纤维423。
根据另一优选实施例，在步骤A中，粘合纤维521被编织以便粘合中心主体501的至少两个不同的层525，并且在步骤B中，每个侧部件503、505的粘合纤维521被编织，以粘合单个织物层525的织物纤维523。
根据又一优选实施例，在步骤A和步骤B中，基本上所有的粘合纤维621被编织来粘合同一织物层625的织物纤维623。
优选地，本发明的方法包括另一步骤：通过大致垂直于中间平面307的多个附加纤维620a和620b缝合中心主体的所有织物层325、425、525和625。因此得到的预型件300、400、500、600、900a和900b具有非常好的机械阻力。特别是，该预型件具有更好的粘结力，并变得容易处理，而不会使织物纤维和粘合纤维的最初相对取向退化。至少一个附加纤维相对于中间平面307的法线形成大致非零(620a)或优选非零(620b)的插入角度622。插入角度622通常取决于缠绕角度，使得可以改善织物层的滑动，并由此获得结构部件的几何形状的所需缠绕。
优选地，本发明的方法包括步骤：粘合属于端面织物层的表面织物纤维823和属于侧部件803或805的端部的大致所有粘合纤维821。
在本发明的预型件300、400、500、600、900a和900b成型之后，预型件围绕本领域普通技术人员公知的任何适当支撑件缠绕，使得结合面能够与另一结合面相对定位。实际上，本发明的预型件300、400、500、600、900a和900b可以通过其本身环绕。但是更有趣的是，所述预型件900a以此方式围绕适当芯体910(见图9和10)被连接到另一预型件900b，或者甚至被连接到两个或多个其它预型件。连接本发明的多个预型件的优点在于：这样得到的预型件具有较小的尺寸从而更容易处理。因此对于本发明的每个预型件，可以有利于织物纤维和粘合纤维的特定取向，通常选择该取向以确保与机械部件所承受的应力一致。另一优点在于具有展开截面的机械部件的几何形状的设计，因此优化了这些部件。
这样被连接的本发明的预型件900a和900b呈现具有中空部或凹口的机械结构部件910的形状。
为了加固结合区域907，那么最后可以通过大致横切结合部的多个附加纤维920来粘合。
这种粘合具有在该区域内强化纤维结构的机械强度的多种优点，使得彼此结合的预型件的端部彼此形成整体，并且因此将这些部件保持在一起，并且保持每个部件的织物纤维的相对取向，直到最终模塑配置。
机械中空部件成品可通过使用树脂传递模塑(RTM)技术在具有中空部或凹口的未完工的机械结构部件内注射例如树脂获得。但是，本领域普通技术人员公知的任何其它类型的树脂喷射也是适当的。通常使用的树脂的实例包括RTM喷射树脂，例如环氧树脂、酰亚胺双马树脂或酚醛树脂。
优选地，机械部件具有用于中空主体的内面和外面的最终尺寸。完成的形状可以使用任何已知的加工和切割方法来实现，以便进行例如中空区域或轴线插入孔的端部区域的剪裁，例如用于与其它结构配合的配件和其它组件的放置、紧固、表面加工和穿刺。
因此得到的机械中空结构部件可例如是杆(特别是起落架杆)或飞机的任何其它结构部件。

Claims (22)

1.一种用来形成机械中空结构部件的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，所述预型件(300；400；500；600；900a；900b)包括：
-中心主体(301；401；501；601；901)，其形成中间平面(307)并大致沿着包含在中间平面(307)内的主轴(309)延伸；和
-两个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)，其大致沿着中间平面(307)并且沿着大致垂直于主轴(309)的次轴(311)延伸；
中心主体(301；401；501；601；901)和每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)包括通过粘合纤维(421；521；621；721；821)彼此连接的织物纤维(423；523；623；723；823)，所述织物纤维(423；523；623；721；821)沿着大致平行的平面织物层(425；525；625)延伸；
其中每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的厚度(E)在沿着次轴(311)并离开中心主体(301；401；501；601；901)的方向上减小。
2.如权利要求1所述的预型件(400)，其中至少部分粘合纤维(421)将属于不同织物层(425)的中心主体(401)的织物纤维(423)和每个侧部件(403，405)的织物纤维(423)粘合在一起。
3.如权利要求1所述的预型件(500)，其中粘合纤维(521)粘合每个侧部件内的同一织物层(525)的织物纤维(523)，并且所述粘合纤维(521)粘合属于中央主体(501)内不同织物层(525)的织物纤维(523)。
4.如权利要求1所述的预型件(600)，其中大致所有的粘合纤维(621)粘合同一织物层(625)的织物纤维(623)，所述织物纤维(623)属于中心主体(601)和每个侧部件(603，605)。
5.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中中心主体(401；501；601；901)的织物纤维(423；523；623；923)和/或侧部件(303，，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的织物纤维(423；523；623；923)通过大致垂直于中间平面(307)的多个附加纤维(620a)粘合。
6.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中至少一个附加纤维(620b)与中间平面(307)的法线之间形成非零的插入角度(622)。
7.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中至少一个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的粘合纤维(421；521；621；721；821)的直径具有不同的数值。
8.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的最小厚度(Emin)与一个织物纤维(423；523；623；723；823)的直径或两个织物纤维的直径相对应。
9.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中粘合纤维(421；521；621；721；821)的直径在织物纤维(423；523；623；723；823；923)的直径的五分之一和五倍之间。
10.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的倾斜值在厚1mm长3mm和厚1mm长15mm之间。
11.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的最后一层或最后两层的织物纤维(423；523；623；723；823；923)的直径小于其它织物层的织物纤维(421；521；621；721；821)的直径。
12.如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)，其中属于端部织物层的端部织物纤维(823)基本上粘合了属于侧部件(803，805)的端部的所有粘合纤维(821)。
13.一种制造如前述权利要求中任一项所述的预型件(300；400；500；600；900a；900b)的方法，其中该方法包括：步骤(A)，形成包含中间平面(307)的中心主体(301；401；501；601；901)；和步骤(B)，沿着厚度形成两个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)，该厚度在沿着次轴(311)并离开中心主体(301；401；501；601；901)的方向减小，每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)基本上包含在中间平面(307)内，中心主体(301；401；501；601；901)和每个侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)包括通过粘合纤维(421；521；621；721；821)彼此连接的织物纤维(423；523；623；723；823；923)，所述织物纤维(423；523；623；723；823；923)沿着平行的平面织物层(325；425；525；625)延伸。
14.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(A)和步骤(B)中，对粘合纤维(421)的一部分进行编织以便粘合不同织物层(425)的织物纤维(423)。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中在步骤(A)中，对粘合纤维(521)进行编织以便粘合中心主体(501)的至少两个不同层(525)，并且在步骤(B)中，对每个侧部件(503，505)的粘合纤维(521)进行编织以便粘合单个织物层(525)中的织物纤维(523)。
16.如权利要求13-15中任一项所述的方法，其中在步骤(A)和步骤(B)中，编织基本上所有粘合纤维(621)来粘合同一织物层(625)的织物纤维(623)。
17.如权利要求13-16中任一项所述的方法，其中该方法包括附加步骤：将中心主体(301；401；501；601；901)和/或侧部件(303，305；403，405；503，505；603，605；703，705；803，805；903a，903b)的织物层组(325；425；525；625)通过大致垂直于中间平面(307)的多个附加纤维(620a)缝合。
18.如权利要求17所述的方法，其中至少一个附加纤维(620b)与中间平面(307)的法线形成非零的插入角度(622)。
19.如权利要求13-18中任一项所述的方法，其中该方法包括步骤：将属于端面织物层(821)的端部织物纤维(823)粘合到属于侧部件(803，805)的端部的基本上所有粘合纤维。
20.一种机械中空结构部件，其可由如权利要求1-12中任一项所述的至少两个预型件(300；400；500；600；900a；900b)获得或可由如权利要求13-19中任一项所述的方法得到的至少两个预型件而获得。
21.如权利要求20所述的部件，其中该部件为杆。
22.如权利要求20或21所述的部件，其中多个附加纤维(920)大致横向粘合两个预型件(300；400；500；600；900a；900b)的侧部件的至少一个结合部。
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