KR20090024209A

KR20090024209A - 상호의존적 세그먼트의 이동을 이용하는 화이버 배치 용 컴팩션 디바이스

Info

Publication number: KR20090024209A
Application number: KR1020087031830A
Authority: KR
Inventors: 로이드 지. 밀러; 더글라스 지. 해리스; 버논 엠. 벤슨; 키스 지. 슈페; 케빈 엘. 웨이드
Original assignee: 앨리언트 테크시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-03-06
Also published as: ES2628053T3; WO2008073520B1; EP2035214B1; CA2655919C; WO2008073520A9; WO2008073520A2; US8042594B2; WO2008073520A3; JP2009542477A; US20080000576A1; EP2035214A2; CA2655919A1

Abstract

상호의존적 세그먼트 이동을 이용하는 화이버 컴팩션 디바이스를 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 컴팩션 디바이스는 컴팩션 표면을 포함하는 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 지지한다. 또한, 각각의 세그먼트는 프레서 부재가 배치될 수 있는 개구부를 포함한다. 프레서 부재들은 고정된 볼륨의 비압축성 유체와 함께 매니폴드되는 개별 피스톤들 또는 비압축성 유체로 채워지는 엘라스토머 블래더로 이루어진다. 프레서 부재들은 1 이상의 세그먼트가 변위되는 경우 다른 세그먼트들이 이동하여 세그먼트 위치들의 균형을 이루도록 세그먼트 위치들의 상호의존성을 구성한다. 고정된 볼륨의 비압축성 유체가 세그먼트들을 독립적으로 작동하게 하면, 평균 섹션 위치가 공칭 위치에 있도록 보장하고 고정되는 중심 섹션에 대한 필요성을 제거한다. 세그먼트들은 복잡하게 성형된 부분 표면들에 순응하고 전체 표면에 대하여 균일한 압력을 가하여 화이버 컴팩션 디바이스를 통해 컴팩션 재료들이 보다 잘 드로잉(draw)되도록 할 수 있다.

Description

상호의존적 세그먼트의 이동을 이용하는 화이버 배치 용 컴팩션 디바이스{COMPACTION DEVICE FOR FIBER PLACEMENT USING INTERDEPENDENT SEGMENT TRAVEL}

본 발명은, 일반적으로는 화이버 배치 기술(fiber placement technology)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 화이버 배치 동안 불규칙한 표면과 순응하도록 서로에 대해 이동가능한 상호의존적인 세그먼트들을 갖는 컴팩션 디바이스에 관한 것이다.

화이버 배치 기계들 및 기술들은 당 업계에서 잘 알려져 있으며 복합 부분들 또는 구조체들(composite parts or structures)의 생산에서 상당히 많이 이용되고 있다. 복합 구조체들은, 복합 부분들에서 나타나는 그들의 높은 강도 대 무게 비, 양호한 내식성, 양호한 내충격성 및 높은 전기적 저항성과 열적 저항성에서와 같이, 높은 성능의 적용례들에서 매우 유용하다. 이로 인해, 복합 구성요소들은 흔히 다양한 구조체들, 장치들 및 시스템들에서 금속계 구성요소들을 대체하고 있다.

복합 구성요소들의 생산에 있어, 화이버 배치 기계들은 상기 부분의 표면 상에 화이버 밴드를 형성하기 위하여 별개의 화이버 번들들(bundles) 또는 토우들(tows)을 개별적으로 그리고 선택적으로 공급 및 커팅할 수 있다. 토우들의 이러한 선택적인 커팅 및 공급은 화이버 컴팩션 디바이스가 아치형 경로에서 부분의 표면 상에 토우들을 내려 놓을 수 있도록 하여 화이버들의 버클링(buckling), 링클링(wrinkling) 또는 오정렬을 방지하는 장점이 있다. 또한, 토우 프레그(preg)라 알려져 있기도 한 화이버 토우들은, 일반적으로 레진(resin)(즉, 경화되거나, 경화되지 않거나 또는 부분적으로 경화된 상태에 있는 폴리머 재료)이 스며들어 있는(impregnated) 연속적인 화이버들의 번들이다.

화이버 배치의 일 예시는 나란한 관계로 배치되는 복수의 롤러 세그먼트들을 포함하는 컴팩션 디바이스를 포함하며, 각각의 롤러는 편심적으로 배치되는 피봇 샤프트에 대한 피봇가능한 움직임을 위해 지지된다. 롤러 세그먼트들은 그들이 주어진 부분의 주축(mandrel) 및 기반(underlying) 층의 표면 상으로 가압될 때 개별 토우들에 대해 압력을 가하려 하는 동안 컴팩션 디바이스가 표면의 기하학적 구조들에 대해 순응할 수 있도록 서로 독립적으로 이동가능하다. 이러한 종래 기술의 컴팩션 디바이스들은 통상적으로 고정된 가장 중심의 롤러 세그먼트를 채용하는 한편 다른 세그먼트들은 조립체로서 슬라이딩될 수 있는 동안 안과 밖으로 이동되어 공기 압력 또는 스프링력에 의하여 전방으로 밀려간다. 이러한 디바이스는 Vaniglia가 취득한 US 특허 5,454,897에 개시되어 있다.

독립적으로 이동가능한 세그먼트들을 갖는 몇몇 컴팩션 디바이스들은 프레셔 블래더들(pressure bladder)[즉, 유체 가압 탄성 챔버들(fluid pressurized elastic chambers)], 예를 들어 롤러 세그먼트들에 압축력을 가하기 위하여 고정된 중심 세그먼트의 각 측 상에서의 일 블레더의 사용을 포함하여 이루어진다. 블래더들은, 부분의 표면의 기하학적 구조와 순응시키고자 할 때 및 표면에 대하여 대 체로 균일한 압력을 제공하고자 할 때 연관된 롤러 세그먼트들을 고정된 중심 세그먼트에 대해 앞쪽으로 피봇가능하게 강제한다.

고정된 가장 중심의 롤러 세그먼트를 이용하는 종래 기술의 컴팩션 세그먼트의 한 가지 문제점은 각각의 롤러 세그먼트에 의하여 가해지는 힘이 같도록 세그먼트들이 균형을 이루어야만 한다는 점이다. 게다가, 고정된 중심 세그먼트에 의하면, 복잡한 기하학적 표면들에 대한 롤러 시스템의 순응성(conformability)이 다소 제한된다. 또한, 세그먼트들이 서로 독립적으로 작동하기 때문에, 평균 세그먼트의 위치를 공칭(nominal) 위치(즉, 중심 샤프트로부터의 변위가 없을 때의 세그먼트의 위치)에서 유지시킬 수 없다.

팽창가능한 블래더들을 사용하는 화이버 배치 컴팩션 디바이스에서는, 여러 추가적인 문제들이 존재한다. 예를 들어, 블래더의 압력이 너무 낮은 경우, 중심 세그먼트는 보다 높은 부하를 전달한다. 이는 궁극적으로 중심 세그먼트나 (예를 들어, 화이버가 코어 위에 배치되어 있는 경우) 제조된 부분, 또는 이들 둘 모두에 대한 손상을 초래할 수 있다. 이는, 교체하기에는 고가인 롤러들에 대한 회복불가능한 손상을 초래하는 경우와 같이 블래더들이 팽창할 수 없는 경우 특히 문제가 된다.

한편, 블래더들이 과도하게 팽창된 경우, 중심 섹션은 복합 부분의 표면을 완전히 리프트 오프하여(lift off), 부분의 표면 상에 놓여 있는 1 이상의 토우들을 압축할 수 없는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 블래더들은 압력 조절 및 연속적인 팽창을 필요로 한다. 그러므로, 블래더들은 가스가 드나들 수 있는 개구부 및 가압된 가스를 공급하기 위한 봉인 시스템(sealed system)을 필요로 한다. 이러한 봉인되는 연결들은 흔히 깨어져서 재봉인되어야 하며, 이는 시간 소모적인 작업이다. 일반적으로, 블래더들은 롤러의 유지보수 및 수리(롤러의 조립해제를 포함할 수 있음)에 많은 비용이 든다.

따라서, 개선된 화이버 배치 컴팩션 디바이스를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 세그먼트 힘들의 위치설정 및 밸런싱을 개선하고, 롤러 세그먼트들의 순응성을 증대시키며 컴팩션 디바이스의 유지보수 및 제어를 단순화시킬 필요성이 존재한다.

본 발명은 화이버 배치 동안 불규칙한 표면과 순응할 수 있도록 서로에 대해 이동가능한 상호의존적 세그먼트들을 갖는 화이버 배치 컴팩션 디바이스를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 화이버 컴팩션 디바이스 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 일련의 개별 상호의존적 세그먼트들 및 상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트들에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주는 프레서 기구를 포함한다. 상기 시스템은 개별 상호의존적 세그먼트들 및 프레서 기구를 위한 지지부를 제공하는 구조체를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 화이버 컴팩션 디바이스 시스템 제조방법이 개시된다. 상기 방법은 일련의 개별 상호의존적 세그먼트들 및 상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트들에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주도록 구성되는 프레서 기구 둘 모두를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 개별 상호의존적 세그먼트들 및 프레서 기구를 지지하는 구조체를 형성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 추가 실시예에서, 화이버 컴팩션 디바이스에 둘러싸이는 블래더들을 삽입 및 필링(filling)하기 위한 툴이 제공된다. 상기 툴은 팽창가능한 블래더를 유지하는 조립된 컴팩션 디바이스의 영역 내로 피팅되도록 성형된 얇은 벽의 강성 튜브(thin-walled rigid tube)를 포함한다. 수축된(deflated) 블래더는 튜브 내에 배치된 다음 비압축성 유체로 충전된다. 블래더가 봉인된 후에, 툴은 컴팩션 디바이스 내로 삽입된다. 툴은 타이트한 슬라이딩 핏으로(with a tight, sliding fit) 튜브 내에 피팅되고 튜브보다는 길지 않는 강성 인서트를 더 포함한다. 상기 강성 인서트는 튜브가 컴팩션 디바이스로부터 제거되는 동안 블래더를 제 위치에서 유지시키도록 구성된다.

도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 예시하고 있다:

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스의 사시도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 세그먼트 및 블래더의 부분 섹션을 포함하는 컴팩션 디바이스의 부분단면도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정가능한 블래더 한정 표면을 포함하는 컴팩션 디바이스 일 부분의 세부들을 예시한 도;

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스의 부분단면도;

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 진동 기구의 단면도;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터 피스톤들을 나타내며 일 세그먼트 부분 섹션을 포함하는 컴팩션 디바이스의 부분단면도;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스의 길이방향 단면도;

도 7a-7c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 세그먼트가 다양한 위치에 있는 동안의 롤러 세그먼트의 내부 작동들을 나타내고 있는 컴팩션 디바이스의 측단면도;

도 8a - 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 블래더 삽입 툴 및 그 사용법을 예시한 도;

도 9는 피봇팅 컴팩션 헤드를 포함하는 컴팩션 디바이스 세그먼트의 단면도;

도 10은 고정된 컴팩션 헤드를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스의 사시도이다.

복합 부분들을 생산하기 위하여 컴팩션 디바이스를 포함하는 화이버 배치 기계들이 사용된다. 본 발명의 다양한 실시예들에서, 컴팩션 디바이스의 모든 개별 세그먼트들은 작동시 서로 상호의존적으로 관련되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 컴팩션 디바이스는 편평하거나, 만곡되거나 또는 복합적인 외형으로 화이버의 토우들을 압축하기 위하여 나란한 관계로 배치되는 복수의 개별 세그먼트들을 포함한다. 개별 세그먼트들은 부분의 표면을 가로질러 롤링되는 롤러들로서 또는 상기 표면 상에서 슬라이딩하는 비-회전 부재들로서 구성될 수 있다. 부분 표면의 외형을 조정하기 위하여, 개별 세그먼트들은 앞 뒤로 슬라이딩하도록 구성되거나, 다른 실시예에서는 세그먼트 중심에 있지 않은(중심 축선을 벗어나 있는) 축선에 대하여 피봇되도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 각각의 롤러 세그먼트는 제 위치에서 고정되어 다른 세그먼트들에 대한 이동이 방지될 수 있다. 일부 또는 모든 세그먼트들 또는 여하한의 세그먼트들의 조합의 고정에 있어서의 선택은 복합한 기하학적 표면들에 대한 순응과 관련한 컴팩션 디바이스의 융통성을 증대시킨다. 일 실시예에서, 각각의 개별 세그먼트는 세그먼트들의 외측 표면들이 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 하는 링 베어링을 포함하는 롤러이다. 각각의 롤러는 액추에이터 부재가 배치될 수 있는 개구부를 포함하고 특정 방향으로 세그먼트에 힘을 가할 수 있다. 또한, 각각의 롤러는 컴팩션 디바이스의 세그먼트들과 형성되는 부분의 표면 사이에 추가적인 순응성(additional compliance)을 제공하도록 설계된 엘라스토머 표면(elastomeric surface)을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 컴팩션 디바이스는 화이버 구조체의 표면 상에서 미끄러져 움직이는 강성 슈(rigid shoe)를 구비한 복수의 개별 세그먼트를 포함한다. 개별 세그먼트들은 구조체의 형상 변화들에 순응하도록 서로 독립적으로 이동가능하다. 세그먼트들에 링크되는 상호의존적 시스템을 통해 각각의 세그먼트에 압력이 동등하게 가해진다. 각각의 세그먼트는 고정된 위치에서 개별적으로 록킹가능하다. 각각의 세그먼트를 위한 강성 슈는 세그먼트에 견고하게 부착되거나, 아티큘레이트되거나(articulated) 또는 단일 축선 상에서 피봇될 수 있다. 강성 슈들은 추가적인 표면 순응성을 제공할 뿐만 아니라 슈들과 화이버 구조체 간의 마찰을 저감시킬 수 있는 재료로 커버링될 수 있다. 슈들은 냉각, 열, 진동을 제공하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 추가적으로, 화이버 구조체와 컴팩션 디바이스 간의 마찰을 저감시키기 위하여 화이버 구조체와 슈들 사이에 얇고 유연한 재료가 고정 배치될 수도 있다. 얇고 유연한 재료의 사용은 슈 압력을 보다 균등하게 배분하며 화이버 구조체의 표면 마무리를 개선시킨다.

본 발명의 추가 실시예에서, 컴팩션 디바이스는 다른 세그먼트들에 대해 또는 컴팩션 디바이스의 주어진 정지 축선에 대해 제 위치에서 고정되지 않는 중심 세그먼트를 갖는 복수의 개별 세그먼트를 포함한다. 이러한 구조체는 중심 세그먼트가 고정된 디바이스들과 비교하여 롤러 세그먼트들의 이동 영역을 효과적으로 배가시킨다. 또한, 디바이스는 개별 세그먼트들에 가해지는 압력들이 셀프-밸런싱되도록 구성되기 때문에, 본 발명은 중심 섹션과 다른 섹션들 간의 압력 차들의 가능성을 제거한다. 결과적으로, 컴팩션 디바이스는 내구력이 있으며 부분이 제조되고 있는 맨드릴 또는 상기 부분 자체에 대한 손상을 방지한다. 이상적인 밸런싱 및 고정되지 않은 중심 섹션을 통해, 증대된 순응성이 얻어지며 재료의 통합(consolidation)이 개선된다.

본 발명의 추가 실시예에서, 부분 표면에 대해 화이버를 압축시키는 일련의 개별 세그먼트들을 포함하는 컴팩션 디바이스가 제공된다. 각각의 개별 세그먼트는 액추에이터 부재가 배치될 수 있는 개구부를 포함한다. 액추에이터 부재는 형성되는 부분의 표면을 향하여 개별 세그먼트를 밀도록 힘을 가함으로써 각각의 세그먼트에 적용되는 압력의 균형을 잡아주며, 이에 의하여 부분 표면의 외형에 순응하도록 조정한다. 액추에이터 부재들은, 예를 들어 실질적으로 비압축성 유체, 비압축성 유체로서 작용하는 고 탄성의 실질적 솔리드 재료, 또는 비압축성 유체같이 작용하는 과립상의(granular) 실질적 솔리드 재료로 채워지는 엘라스토머 튜브(예를 들어, 블래더)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 액추에이터 부재들은 개별 피스톤들 및 실린더들(이들 각각은 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성 유체와 함께 연결됨)을 포함할 수 있다. 고정된 볼륨을 갖는 유체(또는 실질적으로 유체같이 거동하는 재료)를 이용함으로써, 조절된 공기 공급(regulated pneumatic supply)과 연관된 제어 및 플러밍(plumbing)에 대한 필요성이 제거된다. 따라서, 필요하다면, 컴팩션 디바이스의 제어, 유지보수 및 구성이 단순화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 블래더 및 컴팩션 롤러 세그먼트를 포함하는 컴팩션 디바이스, 단부들 상의 블래더를 둘러싸는 블래더 한정 표면 또는 표면들이 포함된다. 이들 한정 표면들은 그 형상을 변화시킴으로써 블래더 작동 볼륨을 조정하는 효과를 갖도록 조정가능하다. 또한, 캘리브레이션 지그(jig) 또는 픽스쳐(fixture)가 물리적 롤러 축(physical roller axle)에 대한 세그먼트들의 유효 롤러 반경들에 기초하여 블래더 한정 표면들의 반복가능한 조정이 가능하도록 디바이스 상에 배치될 수도 있다. 일 실시예에서, 한정 표면들은 선택적 서보-컨트롤러(servo-controller)에 의하여 조정될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 컴팩션 디바이스는 또한 전체 컴팩션 디바이스를 진동시키는 바이브레이션 픽스쳐를 포함할 수 있다. 바이브레이션 픽스쳐는 원형편심휠(eccentric lobe), 유압식, 공기 작동식(air actuated) 또는 전자기를 포함하는 바이브레이터 타입을 포함한다(이들로 제한되는 것은 아님). 컴팩션 디바이스의 진동은 복합 재료의 압축 및 통합을 강화시킨다.

또한, 제 1 블래더로부터 누출될 수 있는 유체를 캡처링한(capture) 다음 누출 유체를 누출 검출 디바이스로 벤팅(vent)하기 위해 제 1 블래더를 둘러싸는 선택적 제 2 블래더가 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 조립된 컴팩션 디바이스 내로 블래더들을 필링 및 삽입하기 위한 툴을 포함한다. 예를 들어, 블래더가 교체될 필요가 있는 경우, 오래된 블래더는 뽑아 내고 새로운 블래더를 포함하는 삽입 툴이 컴팩션 디바이스 내로 삽입될 수 있다. 기술된 실시예들에 의하면, 본 발명은 컴팩션 디바이스의 구성, 유지보수 및 제어를 단순화하고 잠재적으로 사용자를 위한 비용을 낮추어 준다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들은 도면들 및 본 발명의 바람직한 실행례를 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다.

이하, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스(10)의 사시도가 예시되어 있다. 컴팩션 디바이스(10)는 구조체(28)에 의하여 지지되고 집합적으로 롤러(21) 또는 롤러 조립체라 칭해지기도 하는 개체를 형성하는 롤러 세그먼트들(20)을 포함한다. 롤러 세그먼트들(20)은 각 측 상의 최선단 롤러 세그먼트(22)와 이격되고 나란한 관계로 구성되며 칼라(들)(24)에 의하여 축선방향으로 구속된다. 롤러 세그먼트들(20)은 컴팩션 디바이스(10)의 롤러(21)가 형성되는 부분의 복잡한 기하학적 구조의 표면들과 순응하고 전체 표면에 대하여 균일한 압력을 가할 수 있어서, 제조되는 재료의 통합을 개선할 수 있다. 개별 세그먼트들(20)에 지지부를 제공하기 위하여, 예를 들어 단부 플레이트들(30)(도 1에서는 1 개만 볼 수 있음), 1 쌍의 지지 아암들(46)에 형성되는 슬롯들(44)과 맞물리는 장착 이어(mounting ear;42)를 포함하는 지지 구조체(28)에 의하여 지지 수단이 제공된다.

도 2는 컴팩션 디바이스(10)의 단일 세그먼트(20)(다른 세그먼트들은 설명의 편의를 위해 제거됨)의 부분단면도가 도시되어 있으며, 상기 세그먼트(20)는 엘라스토머 블래더(50)에 대하여 연동가능하게 배치된다. 블래더(50)는 정지 축선(90)과 실질적으로 평행하게 연장되고, 상기 축선에 대하여 롤러 세그먼트들은 그와 실질적으로 수직한 방향으로 슬라이딩할 수 있다. 예를 들어, 블래더(50)는 비압축성 유체로서 작용하는 고 탄성의 실질적 솔리드 재료 또는 실질적으로 비압축성 유체 같이 작용하는 과립상의 실질적 솔리드 재료로 채워진다. 또한, 고정된 볼륨의 이용은 블래더 압력 조절에 대한 필요성을 제거하며 블래더들로의 공기 공급 라인들(70)이 제거될 수 있다. 추가적으로, 컴팩션 디바이스(10)는 제 1 블래더(50)를 둘러싸고 누출되는 유체를 잡아서 누출 검출 디바이스(도시 안됨)로 상기 유체를 벤팅하는 제 2 블래더(52)를 포함할 수 있다. 블래더(50) 내의 압력은 블래더 압력 칼라(108) 내에 배치되는 블래더 한정 표면(110)을 이용하여 제어될 수 있고, 한정 표면(110)의 안쪽으로의 움직임은 블래더(50)를 압축하고 각각의 압력을 증가시킨다. 이와는 달리, 한정 표면(110)의 바깥쪽으로의 움직임은 블래더(50) 내의 압력을 떨어뜨린다. 한정 표면의 움직임은 수동으로 또는 서보(114)(도 3)에 의하여 달성될 수 있다. 전체 블래더(50)는 블래더(50) 내측의 압력 변화를 개별 세그먼트들(20)로 포커싱하기(focus) 위하여 실질적으로 구속되어야 한다. 블래더(50) 의 각각의 단부는 한정 칼라(100)에 의하여 구속된다.

롤러 세그먼트(20)는 중심에 배치되는 개구부(32)를 갖는 슬라이딩 세그먼트(26)를 포함한다. 블래더(50) 및 정지 축선(90)은 형성되는 부분의 표면을 향하여 개별 세그먼트(20)를 밀도록 프레서 부재[예를 들어, 블래더(50)]가 힘을 가할 때 롤러 세그먼트들(20)이 앞뒤로 슬라이딩할 수 있도록 하는 슬라이딩 세그먼트의 개구부(32)를 통해 피팅된다. 선택적으로, 각각의 롤러 세그먼트(20)는 제 위치에 고정되어 정지 축선(90)에 대해 움직이는 것이 방지될 수 있다. 또한, 롤러 세그먼트들(20)은 세그먼트들(20)이 가압되는 작동 표면(work surface)에 추가적인 순응성을 제공하기 위하여 특화된 재료 경도를 갖는 엘라스토머 표면(60)을 포함할 수 있다. 각각의 롤러 세그먼트(20)의 외측 주변부 상에는 링 베어링(40)과 같은 베어링이 배치되어 세그먼트들(20)의 외측 표면들이 슬라이딩 세그먼트에 대해 그리고 다른 세그먼트들(20)과는 독립적으로 회전될 수 있도록 한다.

롤러 조립체(21)가 복합 구조체의 표면과 맞물리는 경우 및 복합 구조체의 표면 외형이 변하는 경우, 롤러 세그먼트들(20)은 등각 방식(conformal manner)으로 접촉하여 유지되도록 앞뒤로 개별적으로 슬라이딩한다. 롤러의 슬라이딩 세그먼트(26)가 변위될 때, 슬라이딩 세그먼트(26)는 블래이더(50) 상에 압력을 가하거나 블래더로부터 압력을 경감시키고, 이에 의해 비압축성 유체(또는 다른 물질)가 개별 세그먼트들(20)에 대응되는 블래더의 부분들 사이로 전달되어 각 개별 세그먼트의 각각의 힘들에 균형을 잡아줌으로써 개별 세그먼트들(20)을 다른 개별 세그먼트들(20)의 움직임과 상호의존적으로 이동시킨다. [블래더(50)에 의하여] 세그먼 트들(20)은 상호의존적이기 때문에, 평균 세그먼트 위치는 공칭 위치에서 유지되어(즉, 하나의 세그먼트가 한 단위 전방으로 변위되는 경우, 나머지 세그먼트들이 평균 한 단위 후방으로 변위되어 평균 세그먼트 위치를 제로 또는 공칭 위치에서 유지하여) 여하한의 엔드 오브 플라이(end of ply:EOP) 오차들의 크기를 저감시킨다. 일 실시예에서, 바이브레이터(31)(도 5)는 정지 축선(90)과 커플링되는 단부 플레이트(30)에 부착될 수 있다. 컴팩션 디바이스를 진동시켜 복합 재료의 압축 및 통합을 더욱 강화시키기 위해 여하한의 적합한 바이브레이터(31)도 사용될 수 있다. 바이브레이터(31)는 형성되는 복합체가 어떠한 공기 포켓들도 포함하지 않도록 하기 위한 목적을 위해 기능한다.

도 3에는 본 발명에 따른 블래더 압력 칼라(108)에 배치되는 조정가능한 블래더 한정 표면(110)을 갖는 컴팩션 디바이스(10)의 일 부분이 예시되어 있다. 컴팩션 디바이스(10)는 정지 축선(90)과 실질적으로 평행하게 유지되는 블래더(50)를 포함한다. 롤러 세그먼트들(도시 안됨)은 축선(90) 및 블래더(50)의 길이와 실질적으로 수직한 방향으로 앞 뒤로 슬라이딩한다. 본 발명의 일 실시예에서, 컴팩션 디바이스(10)는 1 이상의 블래더 한정 표면(110)을 포함한다. 블래더 한정 표면(110)은 블래더를 압축하고 그 형상 또는 유효 볼륨을 변경함으로써 블래더 작동 볼륨의 조정을 가능하게 하는 효과를 갖도록 하기 위해 조정가능할 수 있다. 정지 축선(90)에 대한 세그먼트들(20)의 유효 롤러 반경에 기초하여 블래더 한정 표면들의 반복가능한 조정을 가능하게 하는데 캘리브레이션 지그 또는 픽스쳐(도시 안됨)가 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 서보-제어 디바이스(114)는 블래더 한정 표면(110)을 조정하는데 사용될 수 있다.

도 4(a)에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴팩션 디바이스(10)의 내부 도(internal view)가 예시되어 있다. 컴팩션 디바이스(10)는 통로(passageway;80)를 포함하는 매니폴드에 의하여 상호연결되는 개별 피스톤들(140) 및 실린더들(130)을 포함하는 복수의 액추에이터 부재(12)를 포함한다. 실린더들(130) 및 통로(80)를 포함하는 시스템은 실질적으로 고정된 볼륨의 비압축성 유체로 채워진다. 피스톤들(140)은 상호연결된 실린더들(130) 내에 자리하고 부분 표면의 외형에 따라 앞 뒤로 변위된다.

컴팩션 디바이스(10)는 최선단 롤러 세그먼트(22)를 포함하는 복수의 세그먼트들(20)을 포함할 수 있다. 롤러 세그먼트들(20)은 각 측의 최선단 롤러 세그먼트와 이격되고 나란한 관계로 구성된다. 각각의 롤러 세그먼트(20)는, 액추에이터 부재(12)가 배치될 수 있으며 제조되는 부분의 표면을 향하는 방향으로 연관된 개별 롤러 세그먼트(20)에 대하여 힘을 가하는 개구부(32)를 갖는 슬라이딩 세그먼트(26)를 포함한다. 액추에이터 부재들(12)은 1 이상의 세그먼트들(20)이 변위되는 경우, 나머지 세그먼트들이 매니폴드를 통한 유체의 변위로 세그먼트 위치들의 균형을 잡아주기 위해 이동하도록 세그먼트 위치들의 상호의존성을 발생시킨다. 컴팩션 디바이스(10)가 복잡하게 성형된 부분 표면들에 순응하고 복합 구성요소의 형성시 놓여지는 재료들을 보다 잘 압축하기 위해 전체 표면에 대하여 균일한 압력을 가할 수 있도록 롤러 세그먼트들(20)은 서로 독립적으로 이동가능하다. 선택적으로 각각의 롤러 세그먼트(20)는 정지 축선(90)에 대해 움직이지 않도록 제 위치 에 고정될 수 있다.

추가적으로, 도 4(b)는 컴팩션 디바이스(10)의 유압 시스템에 설치될 수 있는 유압 바이브레이터 요소(120)를 예시하고 있다. 바이브레이터 요소(120)는 포트(123) 및 실린더(127)를 포함하는 하우징(122)을 포함한다. 피스톤(126)은 부동적(free-floating)이며, 포트(123) 및 유압 라인(82)을 통해 유압 매니폴드[도 4(a)]의 통로(80)로 이동하는 순환 압력 "스파이크들(spikes)"를 발생시키는 실린더(127)의 캠(124)을 회전시킴으로써 변위된다. 압력 "스파이크들"은 피스톤들(140)로 전달되고 최종적으로는 컴팩션 디바이스와 복합 구조체 사이의 정합면에서 진동들로서 관측된다[도 4(a)]. 또한, 실린더(127)에는 피스톤 복원-스프링(129)이 필요할 수 있다.

도 5에는 도 4(a)와 관련하여 도시 및 기술된 컴팩션 디바이스(10)의 부분단면도가 예시되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수의 액추에이터 부재(12)는 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성의 유체와 매니폴드 타입의 방식으로 함께 연결되는 개별 피스톤들(140)을 포함할 수 있다. 피스톤들(140)은 상호연결되는 실린더들(도 5에는 도시 안됨)에 자리하며, 개별 세그먼트들(20)이 제조되는 주어진 복합 구조체 또는 상기 구조체가 형성될 맨드릴의 표면의 기하학적 구조에 순응함에 따라 앞 뒤로 변위된다. 또한, 컴팩션 디바이스(10)는 엘라스토머 표면(60) 및 링 베어링(40)과 같은 베어링을 포함할 수 있는 롤러 세그먼트(20)(간단히 나타내기 위해 도 5에는 하나만 도시되어 있음)를 포함한다. 링 베어링(40)은 외측 표면들이 서로 독립적으로 회전하도록 하며, 엘라스토머 표면(60)은 다른 실시예들과 관 련하여 상술된 것과 같은 작동 표면에 추가적인 순응성을 부여하도록 설계된다.

피스톤 가이드(150)는 정지 축선(90)과 실질적으로 평행하게 그리고 각각의 롤러 세그먼트(20)의 슬라이딩 세그먼트(26)의 개구부(32)를 통해 연장된다. 부분 표면의 외형이 변하는 경우, 롤러 세그먼트(20)[및 그와 연관된 슬라이딩 세그먼트(26)]는 표면과의 접촉을 유지하기 위해 전방 또는 후방으로 슬라이딩한다. 롤러의 슬라이딩 세그먼트(26)가 변위되면, 슬라이딩 세그먼트(26)는 피스톤들(140) 상에 압력을 부가하거나 상기 피스톤들로부터 압력을 경감시키며, 실질적으로 비압축성 유체는 다양한 롤러 세그먼트들(20)과 연관된 실린더들 사이로 전달되어 각각의 개별 롤러 세그먼트(20)에 가해지는 힘의 균형을 잡아준다. 복합 재료의 압축 및 통합을 보다 강화하기 위하여 컴팩션 디바이스를 진동시키는데 사용되는 적합한 바이브레이터(31)(점선으로 도시됨)가 지지 구조체에 부착될 수도 있다.

도 6에는 도 4 및 5와 관련하여 도시 및 기술된 컴팩션 디바이스(10)의 길이방향 단면도가 예시되어 있다. 도 6에서 알 수 있듯이, 컴팩션 디바이스(10)는 가장 중심의 세그먼트(18) 및 각 측의 최선단 롤러 세그먼트(22)와 이격되고 나란한 관계로 구성되는 롤러 세그먼트들(20)을 포함한다. 도 6은 단지 액추에이터 부재들(12)을 갖는 컴팩션 디바이스의 최상부 층을 예시하고 있으며, 따라서, 교번하는(alternating) 롤러 세그먼트들(23)이 피스톤들(140)과 정렬된다. 액추에이터 부재들의 하부 층(도시 안됨)은 다른 롤러 세그먼트들(20)과 정렬된다. 각각의 롤러 세그먼트(20 및 23)는 피스톤들(140)이 배치될 수 있는 실린더(130)를 포함한다. 압력이 통로(80)를 통해 실린더(130) 내로 가해지는 경우, 피스톤(140)은 제 조되는 부분의 표면을 향하여 개별 롤러 세그먼트(20)를 밀기 위한 힘을 가한다. 대안적으로, 각각의 롤러 세그먼트(20)는 선택적으로 제 위치에 고정되어 움직임이 방지된다. 각각의 롤러 세그먼트(20)는 링 베어링(40)과 같은 베어링을 포함하여, 외측 표면들이 슬라이딩 세그먼트와 독립적으로 그리고 서로 독립적으로 회전하도록 한다. 추가적으로, 롤러 세그먼트들(20)은 부분 표면에 추가적인 순응성을 부여하도록 설계된 엘라스토머 표면(60)을 가질 수 있다.

도 7(a) - 7(c)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 위치들에서의 롤러 세그먼트(20)의 내부 작동모습들을 예시한 단일 롤러 세그먼트(20)의 측단면도이다. 각각의 롤러 세그먼트(20)는 링 베어링(40) 및 엘라스토머 표면(60)을 포함한다. 추가적으로, 각각의 롤러 세그먼트(20)는 압력 부재(12)가 배치되는 개구부(32)를 포함하는 슬라이딩 세그먼트(26)를 포함한다. 도 7(a)에는 화살표(142) 방향으로 확장된 위치[즉, 피스톤(140)이 그 각각의 실린더(130)로부터 확장되고 슬라이딩 세그먼트(26)에 대하여 미는 위치]에서의 롤러 세그먼트(20)의 측면도가 예시되어 있다. 롤러 세그먼트의 변위시, 유체는 통로(80)를 통해 다른 실린더들(130) 중 1 이상으로부터 유동하고 그들 각각의 피스톤(140)이 정지 축선(90)에 대해 변위되도록하여(그에 따라 세그먼트들을 롤링하여) 균형잡힌 상호의존적 압력이 롤러 조립체(21)의 면을 가로질러 적용될 수 있도록 한다.

도 7(c)에는 수축된 위치에서의 롤러 세그먼트(20)의 측면도가 예시되어 있다. 롤러 세그먼트(20)의 변위시, 유체는 통로(80)를 통해 그리고 다른 실린더들(130) 중 1 이상의 실린더 내로 유동하도록 되어 있어, 그들 각각의 피스톤 들(140)이 정지 축선(90)에 대해 변위되도록함으로써 롤러 조립체(21)의 면을 가로질러 균형잡힌 상호의존적 압력이 가해진다.

도 7(b)에는 롤러 세그먼트(20)가 확장되지도 수축되지도 않은 중간 이동 위치; 즉, 롤러 세그먼트(20)가 이동-중에 있는 위치에서의 롤러 세그먼트(20)의 측면도가 예시되어 있다.

도 8(a) - 8(c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블래더 인서트 툴(160) 및 그 사용 방법이 예시되어 있다. 블래더 삽입 툴(160)은 블래더(50)가 배치되는 조립된 컴팩션 디바이스(10)[즉, 슬라이딩 세그먼트들(26)의 개구부들(32) 내에]에 피팅되도록 성형된 얇은 벽의 강성 튜브(180)를 포함할 수 있다. 또한, 블래더 인서트 툴(160)은 슬라이딩 핏으로 튜브(180) 내에 피팅되며 튜브(180) 보다 긴 강성 인서트(182)를 포함한다. 블래더가 교체될 필요가 있는 경우, 오래된 블래더를 롤러로부터 뽑아 내고 비압축성 유체로 채워진 새로운 블래더(50)를 포함하는 블래더 인서트 툴(160)이 롤러 조립체(21)(도 1) 내로 삽입된다. 그 다음, 강성 튜브(180)가 제거되는 한편, 강성 인서트(182)가 이용되어 블래더를 롤러 조립체 내의 제 위치에서 유지시킨다.

따라서, 예를 들어 도 8(a)는 블래더 인서트 툴(160)의 강성 튜브(180) 내에 배치되는 수축된 블래더(50)를 예시하고 있다. 블래더(50)는 비압축성 유체로 채워지고 실링된다[도 8(b)]. 강성 튜브(180)는 조립된 컴팩션 디바이스(10) 내에 삽입된 다음, 강성 인서트(182)를 사용하여 제거되어 블래더(50)를 제 위치에서 유지시키는 한편 튜브(180)가 컴팩션 디바이스(10)로부터 뽑아내어진다[도 8(c)].

개별 컴팩션 세그먼트들(14)의 또 다른 실시예가 도 9에 예시되어 있으며, 복수의 컴팩션 세그먼트들(14)은 컴팩션 요소를 형성한다. 컴팩션 세그먼트(14)는 압력 블래더나 복수의 실린더(130)를 포함하는 강성 부재(90)가 배치되는 홀을 갖는 슬라이딩 세그먼트(26)를 포함한다. 도 9에 나타낸 실시예에서, 각각의 실린더(130)는 유압 통로(80)를 통해 상호연결되고, 어느 세그먼트(14)의 피스톤(140)의 위치 변화는 나머지 피스톤들(140)에 있어 동등하지만 반대방향의 반작용을 초래한다. 슬라이딩 요소는 컴팩션 헤드(62)가 연결되는 네크(neck;27)로 테이퍼진다. 컴팩션 헤드(62)는 복합 구조체와 접촉하는 볼록면을 갖는 강성 슈(66)일 수 있거나 또는 강성 슈(66)는 커버(68)를 포함할 수 있다. 커버(68)는 마찰을 줄이거나 컴팩션 헤드(62)와 형성되는 복합 구조체 간의 순응성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다. 커버(68)를 위해 고려되는 몇가지 재료에는 엘라스토머 재료, 플라스틱, 폴리에틸렌 또는 HDPE가 포함된다. 컴팩션 헤드(62)는 슬라이딩 요소 네크(27)에 견고하게 부착되거나, 또는 그 연결이 아티큘레이트되거나 또는 피봇 핀(64)을 포함하는 간단한 피봇일 수 있다. 잘 맞물린 연결이 이루어지면, 컴팩션 헤드(62)의 형상은 슈보다는 볼록한 보울(bowl)을 닮도록 구성되어, 컴팩션 복합체의 복잡한 형상들과 접선 유체 접촉(tangential fluid contact)을 가능하게 한다. 추가적으로, 컴팩션 헤드(62)는 화이버 토우들의 통합을 돕기 위하여 냉각되거나, 가열되거나 또는 진동될 수 있다.

도 9에 예시된 컴팩션 요소(14)는 도 1, 2 및 4 내지 7에 나타낸 컴팩션 롤러 세그먼트(20)와 동일한 기능을 하며 실질적으로 상호교환가능하다. 예를 들어, 복수의 컴팩션 요소들(14)은 도 1 및 2에 개시된 블래더(50)를 포함하는 프레임 상에 쉽게 설치되거나 도 4 내지 8에 나타낸 바와 같이 유입 요소들을 포함하는 조립체 상에 동등하게 배치될 수 있다. 이와 같이 도 1 내지 8에 대한 상술된 설명은 도 9에 예시된 컴팩션 요소(14)에 실질적으로 적용된다.

이하, 도 10을 참조하면, 고정된 또는 슬라이딩 컴팩션 헤드(62)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴팩션 디바이스(10)의 사시도가 예시되어 있다. 도 9에 보다 상세히 도시된 컴팩션 요소들(14)은 이격되고 나란한 관계로 구성되며 칼라[들])(24)에 의해 축선방향으로 한정된다. 컴팩션 요소들(14)은 서로 독립적으로 이동가능하여, 컴팩션 디바이스(10)의 컴팩션 요소(14)가 형성되는 부분의 복잡한 기하학적 구조에 순응하고 전체 표면에 대하여 균일한 압력을 가함으로써 제조되는 재료의 통합을 개선시킨다. 개별 컴팩션 요소(14)에 지지부를 제공하기 위하여, 예를 들어 단부 플레이트들(30), 1 쌍의 지지 아암(46)에 형성되는 슬롯들(44)과 맞물리는 장착 이어들(mounting ears;42)을 포함하는 지지 구조체(28)에 의하여 지지 수단이 제공된다.

화이버 컴팩션 디바이스의 본 발명이 복합 구조체들 또는 부분들의 제조와 관련하여 기술되었으나, 가변적인 밀도 및/또는 불규칙한 표면들을 갖는 재료들을 위해 사용되는 컴팩션 디바이스들, 대상물들의 표면들을 따르는데 사용되는 장치, 로봇공학에 사용되는 클램핑 디바이스들, 타이어 제조, 코팅 도포, 접착제 도포, 불규칙한 표면 페인팅 등에서와 같이, 상호의존적인 세그먼트들을 갖는 롤러가 작동 표면을 따르도록 하는 것이 바람직한 경우라면 어느 경우이든 사용될 수 있다.

본 발명은 다양한 수정례 및 대안적인 형태들을 취할 수 있으나, 도면에는 특정 실시예들만 예시의 방법으로 도시되고 본 명세서 내에서 상세히 기술되었다. 하지만, 개시된 특정 형태들로 제한하기 위해 의도된 것은 아니라는 점을 이해해야 한다. 오히려, 본 발명은 후속 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정례를, 등가물들 및 대안례들을 포함한다.

Claims

복합 구조체들(composite structures)을 위한 컴팩션 디바이스(compaction device)에 있어서,

형성되는 동안 상기 복합 구조체와 접촉하는 일련의 개별 상호의존적 이동가능 세그먼트들을 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주도록 구성되는 일련의 액추에이터 부재; 및

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트 및 상기 일련의 액추에이터 부재를 지지하는 구조체를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 실질적으로 비압축성 유체, 고탄성의 실질적 솔리드 재료(highly elastic substantially solid material) 및 과립상의(granular) 실질적 솔리드 재료 중 1 이상으로 채워지는 제 1 블래더(bladder)를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 3 항에 있어서,

1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면(adjustable bladder containment surface) - 그 단부 상에서 상기 제 1 블래더를 둘러쌈 - 을 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 4 항에 있어서,

상기 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면은 조정가능한 서보-컨트롤러(servo-controller)를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 4 항에 있어서,

상기 블래더 한정 표면의 조정을 가능하게 하는 캘리브레이션 지그(calibration jig)를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 블래더를 둘러싸는 제 2 블래더를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성 유체에 연결되는 1 이상의 개별 피스톤 및 실린더를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 일련의 개별 롤러 및 일련의 개별 컴팩션 세그먼트 중 하나를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 실질적으로 강성의 컴팩션 슈를 포함하는 일련의 비회전 부재를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 10 항에 있어서,

상기 컴팩션 슈는 커버를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 10 항에 있어서,

상기 컴팩션 슈는 아티큘레이트되는(articulated) 컴팩션 디바이스.
제 10 항에 있어서,

상기 컴팩션 슈는 단일 축선 상에서 피봇되는 컴팩션 디바이스.
제 10 항에 있어서,

상기 컴팩션 슈는 볼록 디시(convex dish)인 컴팩션 디바이스.
제 10 항에 있어서,

상기 컴팩션 슈는 독립적, 냉각적, 가열 그리고 진동 중 한 가지 방식으로 이루어지는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

일련의 개별 상호의존적 세그먼트 각각은 서로 독립적으로 회전하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 내부에 액추에이터 부재가 배치되는 캐비티를 갖는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 개별 세그먼트는 제 위치에 고정될 수 있는 이동가능한 세그먼트 및 중심을 벗어난 축선에 대하여 피봇되는 이동가능한 세그먼트 중 1 이상을 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 엘라스토머 표면을 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 2 항에 있어서,

실린더, 부동적(free-floating) 피스톤 및 캠을 포함하는 진동 장치를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 개별 상호의존적 이동가능 세그먼트들과 복합 구조체 사이에 얇고 유연한 심(thin flexible shim)이 고정 배치되는 컴팩션 디바이스.
컴팩션 디바이스에 있어서,

일련의 개별 상호의존적 세그먼트;

실질적으로 상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주도록 구성되는 일련의 액추에이터 부재; 및

일련의 개별 상호의존적 세그먼트 및 일련의 액추에이터 부재를 지지하는 구조체를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 실질적으로 비압축성 유체, 고탄성의 실질적 솔리드 재료 및 과립상의 실질적 솔리드 재료 중 1 이상으로 채워지는 제 1 블래더(bladder)를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 23 항에 있어서,

1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면 - 그 단부 상에서 상기 제 1 블래더를 둘러쌈 - 을 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 24 항에 있어서,

상기 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면은 조정가능한 서보-컨트롤러를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 24 항에 있어서,

상기 블래더 한정 표면의 조정을 가능하게 하는 캘리브레이션 지그를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 23 항에 있어서,

상기 제 1 블래더를 둘러싸는 제 2 블래더를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성 유체에 연결되는 1 이상의 개별 피스톤 및 실린더를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 일련의 개별 롤러 및 일련의 컴팩션 세그먼트 중 하나를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 일련의 비-회전 부재를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트 각각은 서로 독립적으로 회전하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 내부에 액추에이터 부재를 배치하기 위한 개구부를 갖는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트들의 개별 세그먼트는 제 1 위치에서 고정될 수 있는 이동가능한 세그먼트들 및 중심을 벗어난 축선에 대해 피봇되는 이동가능한 세그먼트들 중 하나를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 엘라스토머 표면(elastomeric surface)을 갖는 세그먼트를 포함하는 컴팩션 디바이스.
제 22 항에 있어서,

바이브레이팅 디바이스를 더 포함하는 컴팩션 디바이스.
컴팩션 디바이스 제조방법에 있어서,

일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계;

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주도록 구성되는 일련의 프레서 부재(presser member)를 제공하는 단계; 및

일련의 개별 상호의존적 세그먼트 및 일련의 프레서 부재를 지지하는 구조체를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재를 제공하는 단계는 실질적으로 비압축성 유체, 고탄성의 실질적 솔리드 재료 및 과립상의 실질적 솔리드 재료 중 1 이상으로 채워지는 제 1 블래더를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 37 항에 있어서,

상기 제 1 블래더의 1 이상의 단부를 둘러싸는 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면을 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 38 항에 있어서,

상기 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면의 선택적인 조정이 가능하도록 하는 서보-컨트롤러를 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면의 조정을 가능하게 하는 캘리브레이션 지그를 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 37 항에 있어서,

상기 제 1 블래더를 둘러싸는 제 2 블래더를 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재를 제공하는 단계는 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성의 유체에 연결되는 개별 피스톤 및 실린더 중 1 이상을 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 일련의 개별 롤러 및 일련의 컴팩션 세그먼트 중 하나를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 일련의 비-회전 부재를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 서로 독립적으로 회전하는 개별 세그먼트들을 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 내부에 액추에이터 부재를 배치하기 위하여 1 이상의 개별 세그먼트에 개구부를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 제 위치에 고정될 수 있는 이동가능한 세그먼트들 및 중심을 벗어난 축선에 대해 피봇되는 이동가능한 세그먼트들 중 하나를 포함하는 상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 개별 세그먼트를 제공하는 단계를 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트를 제공하는 단계는 엘라스토머 표면을 갖는 세그먼트를 포함하는 1 이상의 개별 세그먼트를 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
제 36 항에 있어서,

바이브레이팅 디바이스를 제공하는 단계를 더 포함하는 컴팩션 디바이스 제조방법.
롤러 디바이스에 있어서,

표면과 접촉하는 일련의 개별 상호의존적 이동가능 세그먼트를 포함하는 롤러 디바이스.
제 50 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트에 의하여 가해지는 힘들의 균형을 잡아주도록 구성되는 일련의 액추에이터 부재; 및

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트 및 상기 일련의 액추에이터 부재를 지지하는 구조체를 더 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 실질적으로 비압축성 유체, 고탄성의 실질적 솔리드 재료 및 과립상의 실질적 솔리드 재료 중 1 이상으로 채워지는 제 1 블래더를 포함하는 롤러 디바이스.
제 52 항에 있어서,

상기 제 1 블래더를 그 단부들 상에서 둘러싸는 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면을 더 포함하는 롤러 디바이스.
제 53 항에 있어서,

상기 1 이상의 조정가능한 블래더 한정 표면은 조정가능한 서보-컨트롤러를 포함하는 롤러 디바이스.
제 53 항에 있어서,

상기 블래더 한정 표면의 조정을 가능하게 하는 캘리브레이션 지그를 더 포함하는 롤러 디바이스.
제 52 항에 있어서,

상기 제 1 블래더를 둘러싸는 제 2 블래더를 더 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 액추에이터 부재는 고정된 볼륨의 실질적으로 비압축성의 유체에 연결되는 1 이상의 개별 피스톤 및 실린더를 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 일련의 개별 롤러 및 일련의 컴팩션 세그먼트 중 하나를 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트는 일련의 비-회전 부재를 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트 각각은 서로 독립적으로 회전되는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 내부에 액추에이터 부재를 배치하기 위한 캐비티를 갖는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 개별 세그먼트는 제 위치에 고정될 수 있는 이동가능한 세그먼트들 및 중심을 벗어난 축선에 대해 피봇되는 이동가능한 세그먼트들 중 하나를 포함하는 롤러 디바이스.
제 50 항에 있어서,

상기 일련의 개별 상호의존적 세그먼트의 1 이상의 개별 세그먼트는 엘라스토머 표면을 포함하는 롤러 디바이스.
제 51 항에 있어서,

바이브레이팅 장치를 더 포함하는 롤러 디바이스.