傾斜加強件和設備以及用於形成該傾斜加強件和設備的方法

2023-10-11 23:31:04

專利名稱：傾斜加強件和設備以及用於形成該傾斜加強件和設備的方法
傾斜加強件和設備以及用於形成該傾斜加強件和設備的方
法
背景技術：
在製造例如航空航天工業內的複合結構時，結構構件通常被附接於複合蒙皮以加 強蒙皮。這種結構構件可以包括通常被稱為長桁或加強件的基本上細長的加強構件。在航 空航天工業內使用加強件的典型實例是形成飛機機翼，在飛機機翼中複合長桁被附接至機 翼蓋的內表面或蒙皮。長桁或加強件可以被形成為呈現各種截面幾何形狀，但是典型地形 成為T形截面。T形截面加強件典型地由扁平的、未固化的、預浸漬的複合層壓板製成，該復 合層壓板形成L形截面，該L形截面然後被背對背壓縮而形成希望的T形截面。這樣來形 成容易附接至扁平的複合蒙皮的T形截面加強件。然而，日益普遍的做法是改變複合蒙皮 的厚度以根據期望局部地改變蒙皮的強度。厚度的變化產生與供附接長桁的複合蒙皮交叉 的傾斜的或非平面的部分。為使細長的加強件適應傾斜的蒙皮表面，加強件必須在形成為 分離的L形截面或最終的T形截面之後被變形成所需的構形。因為這涉及使加強件與三維 截面，而不是原始的平面層壓板的二維截面交叉地變形，所以在複合層壓板的一部分被壓 縮處的T形截面加強件中常常出現褶皺。這種褶皺形成局部應力點，從而降低加強件的總 強度，因此需要加強件形成得比厚度不變化所必需的更大，並且也可以防止L形截面被背 對背壓縮而形成所需的T形截面加強件。因此有利的是能形成這種加強件而不發生褶皺的問題。

發明內容
根據本發明的第一方面，提供了一種用於形成具有圓角肩部的C形截面部件的模 具工具，所述模具工具包括具有柱形主體的內模，所述柱形主體具有通過相應的圓角凸起 部連接至相對的平面端面的柱形外表面；和具有柱形中央部的外模，所述中央部通過相應 的圓角凹入部連接至相對的端部凸緣，其中所述內模的一部分被布置成設置在所述外模的 所述端部凸緣之間並且與所述端部凸緣間隔開，以限定與待形成的C形截面部件的希望的 橫截面對應的腔體，所述圓角凸起部和所述圓角凹入部具有圍繞相應的所述內模和所述外 模的周邊而變化的曲率半徑，並且所述內模和所述外模可旋轉，使得所述內模和所述外模 彼此鄰近處的所述圓角凸起部和所述圓角凹入部的曲率半徑當該內模和該外模旋轉時變 化。優選地，所述內模和所述外模都是可伸縮的，使得所述模具沿它們的旋轉軸線的 長度是可變的。另外，所述內模和所述外模的長度優選地被布置成當所述模具旋轉時變化。 此外，所述內模和所述外模的長度優選地被布置成當所述圓角部彼此鄰近處的所述圓角部 的曲率半徑隨所述模具旋轉而減小時增大。另外或可選地，所述內模和所述外模的旋轉軸線可以是平行的。類似地，所述內模工具的所述柱形外表面和所述外模工具的所述中央柱形部可以 布置成是平行的。根據本發明的另一方面，提供了一種形成具有通過圓角肩部連接至中央腹板的外凸緣的細長的纖維增強的複合C形截面元件的方法，所述圓角肩部的曲率半徑在沿形成的 所述C形截面的長度的一位置處比在另外的位置處大，所述方法包括使纖維增強複合材 料的細長部通過根據發明的第一方面所述的模具工具的所述腔體，並且當所述複合材料通 過所述腔體時，使所述外模和所述內模旋轉以改變所述圓角肩部的曲率半徑。根據本發明的一個方面還提供一種形成纖維增強的複合T形截面加強件的方法， 所述方法包括根據發明的另一方面的所述方法形成C形截面元件，並且隨後沿所述中央腹 板的所述中心軸線摺疊所述C形截面元件。因此根據本發明，提供一種根據第三方面的所述方法形成的纖維增強的複合T形 截面加強件。根據本發明的另一方面，還提供一種用於形成禮帽形截面加強件的模具工具，所 述模具工具包括外模，所述外模具有至少兩個軸向對準的第一柱形主體部分和連接在相 鄰的所述第一主體部分的相對的端面之間的至少一個第二柱形主體部分，每個所述第一主 體部分均通過圓角肩部連接至所述相對的端面，所述第一柱形主體部分的直徑大於所述第 二柱形主體部分的直徑；和內模，所述內模具有至少一個第三柱形主體部分，所述第三柱形 主體部分具有相對的端面，每個所述端面均通過圓角凹入部被連接至相應的軸向對準的第 四柱形主體部分，每個所述第三柱形主體部分的直徑大於所述第四柱形主體部分的直徑， 其中所述內模和所述外模相對於彼此設置，使得所述內模的每個所述第三主體部分均設 置在所述外模的相鄰的所述第一主體部分之間，所述內模和所述外模彼此間隔開，所述外 模的所述圓角肩部和所述內模的所述圓角凹入部具有圍繞相應的所述柱形主體部分的周 邊而變化的曲率半徑；並且所述內模和所述外模可反轉，使得所述圓角肩部和所述圓角凹 入部在任何給定的點處的曲率半徑當所述內模和所述外模旋轉時變化。優選地，所述外模的每個所述第二柱形主體部分的中心軸線從該外模的旋轉軸線 偏移，所述內模的每個所述第三柱形主體部分的中心軸線從該內模的旋轉軸線偏移，並且 所述內模和所述外模的相應的軸向偏移量是相等的。另外，所述內模和所述外模優選地被 布置成使得當所述外模的所述圓角肩部在鄰近於所述內模的點處的曲率半徑處於最大值 時，所述外模的每個所述第二柱形主體均距所述內模的旋轉軸線處於最小距離，使得由所 述模具工具形成的所述禮帽形截面的深度是最小值。所述外模的所述圓角肩部和所述內模的所述圓角凹入部的曲率半徑可以在相應 的所述模具的周邊的180°範圍內在最小值和最大值之間以等比率變化。根據本發明的隨後的一方面，提供了一種形成纖維增強的複合禮帽形加強件的方 法，所述方法包括使纖維增強複合材料的片材通過根據本發明的前述方面所述的模具工具 的所述內模和所述外模之間，並且當所述纖維增強材料通過所述內模和所述外模之間時使 該內模和該外模反轉。


以下參照附圖僅通過非限制的說明性實施例描述本發明的實施方式，附圖中圖1示出具有附接的T形截面加強件的平面複合蒙皮的一部分；圖2示出由兩個背對背的L形截面元件形成的T形截面加強件的一部分；圖3示意地示出由平面層壓板形成L形截面元件；
圖4示意地示出根據現有技術的T形截面加強件放置在複合蒙皮的非平面部分上 方；圖5示意地示出根據現有技術在相鄰的L形截面加強件元件之上形成褶皺；圖6示意地示出根據本發明的實施方式的具有不同曲率半徑的L形截面元件；圖7示意地示出根據本發明形成的T形截面加強件；圖8示意地示出根據本發明形成的C形截面元件；圖9示意地示出在第一結構中根據本發明的實施方式的模具工具；圖10示意地示出在第二結構中圖9所示的模具工具；圖11示意地示出根據現有技術的禮帽形加強件；圖12示意地示出用於形成禮帽形加強件的根據本發明的另一個實施方式的模具 — 圖13示出在另一結構中圖12的模具工具；以及圖14示意地示出利用根據本發明的實施方式的圖12和13的模具工具形成的傾 斜的禮帽形加強件。
具體實施例方式圖1示意地示出了諸如飛機機翼蓋的複合蒙皮2的一部分，如從現有技術已知T 形截面加強件4已附接至該複合蒙皮2。已附接有加強件4的飛機蒙皮2的表面是平坦的， 意味著加強件4僅需要在其附著面是是對平坦的。圖2更詳細地示出了加強件4的端部，以示出製造這種T形截面加強件的典型方 法。成品加強件4實際上包括背對背結合在一起的兩個分離的L形截面細長元件6。L形 截面元件6由複合層壓板8的細長平面部分形成(見圖3)，使該複合層壓板8通過一系列 輥子和模具9，該一系列輥子和模具9被布置成使細長層壓板的一部分相對於該層壓板的 其餘部分彎曲至大約90°的增量，從而形成圖2所示的L形截面元件6。平面複合層壓板 在它通過輥子和模具9之前或之時可以被立即加熱，以便於彎曲層壓板。由於該彎曲動作 而使圖2所示的L形截面元件6具有圓角肘部10。圖4以剖面圖示意地示出了複合蒙皮2』和加強件4的更典型的布置。在該更典 型的布置中，複合蒙皮2』不是平坦的而是具有不同厚度的部分2A至2D，不同厚度的部分被 設置在那些需要更高或更低強度的複合蒙皮的區域中。如圖4所示，因而應當理解，現有技 術的、平坦的加強件4在不發生一些變形的情況下不能適應蒙皮2』的傾斜構形。然而可以 使T形截面加強件變形以適應複合蒙皮2』的傾斜輪廓，因為變形涉及壓縮或伸長T形截面 的垂直部的在複合蒙皮的不同厚度之間的交叉處的那些部分，因此，單獨的L形截面元件6 趨於出現褶皺。這在圖5中示出，在圖5中，L形截面元件6中的每一個均具有形成在待抵 接在一起以形成最終的T形截面加強件的表面上的細長褶皺12。這些褶皺12的存在防止 了分離的L形截面元件的表面完全相互抵接，從而降低了兩個L形截面元件之間的結合強 度，並且由於這種已知的工藝而導致加強件4中的固有弱點，如應力集中。通過改變L形截面元件的曲率半徑可以避免L形截面元件或最終的T形截面加 強件的上述變形，因為改變曲率半徑具有改變加強件足部(加強件的附接至複合蒙皮的部 分)相對於加強件的總高度的的相對高度的效果。該效果在圖6中示出，在圖6中，以橫截面示意地表示兩個L形截面元件，一個L形截面元件比另一個L形截面元件的曲率半徑 大。如前所述，加強件的想要被附接至待加強的複合蒙皮的平面部分被稱為加強件足部，而 另一平面部分的高度通常被稱為加強件的葉片(blade)。加強件的總寬度等於足部的寬度 加上連接該足部和葉片的彎曲部分的曲率半徑，並且該總寬度通常被稱為加強件的弦。在 圖6所示的剖面圖中，相應的L形截面中的葉片的尺寸由b表示，足部的寬度由f表示，並 且弦的寬度由c表示。從葉片的頂部到足部的水平面測量的加強件的總高度由h表示。在 大多數應用中，通常優選將加強件的弦保持為恆量並且這在圖6中示出。圖6的左側的L 形截面元件示出為具有較小半徑r，從而加強件的弦c = r+f。在圖6的右側的L形截面元 件中，連接部分的曲率半徑增大到3r。然而，因為希望將弦c保持為恆量，所以足部的寬度 f』減小，同時葉片的高度b』也減小。然而，在圖6的右側的加強件中加強件的總高度h』 = b'+3r比在左側的加強件的總高度(其中h = b+r)大。因此，實際效果是具有較大曲率半 徑的L形截面元件中的足部比具有較小曲率半徑的加強件的足部低，因此可以形成可以附 接至傾斜蒙皮而不發生變形的加強件。在圖7中示出了這種加強件的實例，在圖7中，可見 在連接葉片b和足部f的部分的曲率半徑處於其最大值的情況下，足部的水平面相對於曲 率半徑減小的部分較低。根據本發明的實施方式，通過形成具有C形或U形橫截面的細長元件(有效地使 它們的葉片的邊緣連接在一起的的兩個L形截面元件)，並且隨後沿C形截面細長元件的 長度摺疊該C形截面元件而形成希望的T形截面加強件，來形成諸如圖7所示的實例的加 強件。在圖8中示出了根據本發明的實施方式形成的這種C形截面細長元件的實例。圖8 中所示的C形截面20具有中央腹板22，當隨後沿該中央腹板22的中心軸線(在圖8中以 虛線M表示)摺疊時，該中央腹板22將形成圖7所示的加強件的中央葉片沈。相應各自 的凸緣觀與中央腹板22的每個邊緣鄰接，凸緣觀與最終形成的T形截面加強件的足部相 對應。如圖6中示意地示出的，凸緣觀通過圓角部分與中央腹板22連接。當然應理解，凸 緣觀和中央腹板22由單一連續的複合材料件形成。圖8所示的C形截面元件20可以被 直觀地分成分離的部分A至E。部分A和E具有凸緣觀和中央腹板22之間的最小曲率半 徑，而部分C具有最大曲率半徑，從而導致部分C處的凸緣部分相對於部分A和E的凸緣觀 向外移位。當沿中央軸M摺疊C形截面元件時，部分C處的凸緣觀的該向外位移被轉變 為T形加強件的向下傾斜部分。在部分C和A與部分C和E之間的部分B和D中的凸緣觀 和中央腹板22之間的曲率半徑在最大值和最小值之間的相關曲率中變化，以提供平滑過 渡，該平滑過渡在最終的T形截面加強件中與這樣的部分相對應，在那些部分中，足部處於 與其中足部位於具有最小值或最大值的恆定曲率半徑的那些部分的平面成對角的平面中。根據本發明的實施方式利用冷成型技術製造圖8所示的C形截面元件20，在該冷 成型技術中，使具有均勻橫截面的C形截面細長元件通過模具工具，模具工具成形為在中 央腹板22和凸緣觀之間施加希望的曲率半徑。在圖9和10中示出了根據本發明的實施 方式的適當的模具工具。參看圖9，模具工具30包括內模32和外模34。內模32具有由兩個相對端面38 限制的大體柱形的主體部36，使得內模32可以被認為大體呈滾筒形。內模的端面38通過 相應的圓角肩部40連接到柱形主體部36的外表面。內模32設有一對轉向軸42，該對轉向 軸優選地與內模的中心軸線對準，內模32可以通過該對轉向軸旋轉。
外模34也具有大體柱形的中央部44。然而，外模的中央部通過兩個相對的端部凸 緣46限制，端部凸緣46的直徑大於大體柱形的中央部44的直徑。外模的中央部44的外 表面和端部凸緣46的內表面通過相應的凹入圓角部48連接。外模34也具有一對轉向軸 50，該對轉向軸優選地與外模的中心軸線對準，也以允許外模旋轉。內模和外模布置成使得內模32的一部分被設置在外模34的端部凸緣46的內表 面之間，並且使內模和外模彼此分開。內模和外模的尺寸調整成使得當它們彼此分開一定 距離時，它們在相應的模具之間形成腔體50，腔體50具有和希望施加於C形截面元件的橫 截面相同的橫截面，通過使一段材料，例如纖維增強複合材料通過內模和外模之間形成的 腔體而形成該C形截面元件。在所示的優選實施方式中，內模32的主體36的外表面和外 模34的中央部44是平行的，並且它們之間形成的腔體的一部分與待形成的C形截面元件 的中央腹板相對應。類似地，外模的端部凸緣46和內模的端面38的重疊或鄰近部分是平 行的，並且在它們之間形成的腔體的一部分與待形成的C形截面元件的外凸緣觀對應。內 模的凸起圓角肩部40和凹入圓角部48形成腔體的一部分，該腔體的一部分與連接C形截 面元件的側凸緣和中央腹板的該C形截面元件的圓角肩部相對應。內模32的凸起圓角肩部40的曲率半徑圍繞內模的周邊在最大值和最小值之間變 化，同時外模的凹入圓角部48的曲率半徑也以類似的方式圍繞外模的周邊在最大值和最 小值之間變化。在優選實施方式中，並且如圖9和10所示，圓角肩部和圓角部的曲率半徑 圍繞相應的內模和外模周邊的180°在最小值和最大值之間變化，使得在相應的周邊的整 個360°的範圍內，曲率半徑從最大值向下變化到最小值，然後再次回到最大值。在優選實 施方式中，最小值和最大值之間的曲率半徑的變化率恆定。因此，通過使內模和外模對準， 使得相應的圓角肩部和圓角凹入部的曲率半徑在它們的最大值處一致，限定待形成的C形 截面元件的橫截面的腔體50的對應部分的曲率半徑被設定在最大值。該結構在圖9中示 出。通過使內模32和外模34旋轉過180°，腔體50的對應部分的曲率半徑被減小到最小 值，這是圖10所示的結構。通過使內模和外模同時地旋轉任何希望的量，腔體50的彎曲部 分的曲率半徑可以被設定成可獲得的最小值和最大值之間的任何希望的值。如上所述，通常優選的是形成的T形截面加強件的弦在加強件的長度範圍內是不 變的，而與加強件的足部和葉片之間的曲率半徑無關。如參照圖6討論的，對於恆定弦長的 優選要求形成的T形截面加強件的葉片的高度是變化的。這轉化為改變隨後形成T形截面 加強件的C形截面元件的中央腹板22的寬度。當形成C形截面元件時，為使中央腹板22 的寬度能夠變化，根據本發明的優選實施方式的模具工具30的內模32和外模34都是沿平 行於它們的旋轉軸線的方向可伸縮的。如參照圖10最佳可見，內模32和外模34中的每一 個均由兩個分離的部分32a、32b、34a、34b形成。對於內模32，所述部分中的其中一個部分 的柱形主體部36在其一部分長度範圍內具有減小的直徑，該直徑減小的部分被可滑動地 容納在模具的第二部分的主體部內，使得內模的兩部分32a、32b可以繞中央部相對於彼此 滑動，從而總體上改變模具的中央主體部36的總長度。類似地，外模的部分34a、34b中的 其中一個部分的柱形中央部直徑也減小，並且布置成可滑動地配合在外模的相反部分的柱 形中央部內。通過利用適當的致動器和控制系統，內模和外模的旋轉可以與分離的模部分 的伸縮同步，使得當模具旋轉時內模和外模的中央部的長度可以被改變。這種致動器和控 制系統的細節不屬於本發明的範圍，因此不再進一步討論。
如上所述，根據本發明的實施方式的所述模具工具允許通過迫使恆定橫截面的C 形截面元件通過形成在本發明的模具的內模和外模之間的腔體並且在需要曲率半徑變化 時使模具工具同時旋轉來形成具有曲率半徑可變的圓角肩部的C形截面元件。隨後的T形截面加強件因此可以通過沿C形截面元件的中央腹板的中心軸線簡單 地摺疊該C形截面元件而形成，所形成的T形截面加強件具有隨圓角肩部的曲率半徑變化 而變化的足部高度。通過另外控制內模和外模的寬度，通過隨著旋轉同時使它們伸縮，所形 成的T形截面加強件的弦可以被限制成定值。在本發明的另一個實施方式中，提供了一種用於形成禮帽形加強件的模具工具。 在圖11中示出根據現有技術的典型的禮帽形加強件，並且該禮帽形加強件包括大體平面 片材110，在該平面片材110中形成許多大體U形的正方形或矩形反向溝槽112，當從一端 觀察時，該溝槽112具有類似於禮帽的矩形橫截面，因此形成術語「禮帽形加強件」。禮帽形 加強件114隨後被固定到待被加強的平面元件116，並且用於抵抗沿著反向溝槽112的方向 的折曲或彎曲。通常，禮帽形截面的加強件系統由扁平的、未固化的、預浸漬複合層壓板制 成，該層壓板由隨後位於閉合截面工具內並且被固化的部分形成的隔板而形成。在形成規 則的平面/線性的禮帽部分時，從二維平坦層壓板轉換成三維禮帽形加強件需要的變化很 小。換而言之，僅需要形成線性邊緣。然而，當待加強的元件，諸如前述機翼蒙皮包括與加 強件的禮帽形部分的方向橫切的傾斜部分時，反向溝槽112必須被有效地變形，從而在這 種現有技術的三維傾斜禮帽形部分中常常以類似於前述T形截面加強件的方式產生支柱 形式的褶皺。遵循與應用於本發明的前述實施方式相同的原則，提供一種根據本發明的另一個 實施方式的模具工具，該模具工具允許製造恆定弦長的傾斜的禮帽形加強件。在圖12中示 出了第一結構中根據本發明的本實施方式的模具工具的一個實例。模具工具120包括外模 122，該外模122具有許多第一柱形主體部分123，在圖12所示的實施方式中示出該第一柱 形主體部分123中的三個。相鄰的第一柱形主體部分123具有相對的端面124，存在將每個 端面連接至第一柱形主體部分的圓角肩部125。第二柱形主體部分1 連接在每個相鄰的 端面1 之間，第二主體部分126的直徑小於第一主體部分123的直徑。第一柱形主體部 分123被軸向對準，第二柱形主體部分1 也被軸向對準。然而，第二柱形主體部分126的 中心軸線相對於第一主體部分123的中心軸線側向設定。外模122布置成繞第一柱形主體 部分123的中心軸線旋轉。模具工具120還包括內模130，該內模130也具有許多第三柱形主體部分131，每 個第三柱形主體部分均具有一對端面132，每個端面均通過相應的圓角凹入部134被連接 至第四柱形主體部分133，第四柱形主體部分133的直徑小於第三柱形主體部分131的直 徑。第四柱形主體部分133的中心軸線軸向對準，它們的中心軸線與內模130的旋轉軸線 重合，而第三柱形主體部分133的中心軸線也軸向對準，它們的中心軸線從內模的旋轉軸 線偏移。內模130和外模122尺寸調整成使得在使用中，內模130的較大直徑的第三主體 部分131位於外模122的相鄰的第一主體部分之間，同時相應地，外模的較大的第一主體部 分123位於內模的第三柱形主體部分131之間，並且定位成與內模的直徑較小的第四主體 部分133相對。內模和外模彼此間隔開的距離基本上等於希望由其形成禮帽形加強件的纖維增強複合材料的厚度。內模130的凹入圓角部134的曲率半徑圍繞該內模的周邊而變化。在圖12所示的 具體結構中，在鄰近於外模122的位置處曲率半徑具有最大值。類似地，外模122的圓角肩 部125的曲率半徑也圍繞該外模的周邊而變化，並且在圖12所示的結構中也在鄰近於內模 130的位置處具有最大值。因此，施加在禮帽形加強件上的曲率半徑處於最大值，其中禮帽 形加強件通過使纖維增強複合材料通過圖12所示的結構中的內模和外模之間而形成。在 該結構中，由於外模122的第二柱形部分1 和內模130的第三柱形部分131的橫向偏移， 參照圖11的禮帽形部分或反向溝槽112的高度處於最小值。圖13示出了第二結構中和圖12所示相同的模具120，其中外模122和內模133已 旋轉，使得在它們鄰近點處外模的圓角肩部125的曲率半徑和內模的圓角凹入部134具有 最小值，而外模的第二柱形主體部分1 和內模的第四柱形主體部分133之間的距離由於 各自的柱形主體部分的橫向偏移而處於最大值。因此，現在通過使纖維增強複合材料通過 圖13所示的結構中的模具之間而形成的禮帽形加強件具有大於圖12所示的結構的禮帽高 度，並且禮帽形部分和加強件足部的側壁之間的曲率半徑較小。在優選實施方式中，圓角肩 部125和圓角凹入部134的曲率半徑在相應的內模和外模的180°旋轉的期間內在它們的 最小值和最大值之間變化。當一層纖維增強複合材料通過內模和外模之間時通過使該內模 和外模適當地旋轉，禮帽形部分的高度可以改變，並且因此加強件足部的高度可以被改變， 從而製成具有傾斜部分的禮帽形加強件。在圖14中示意地示出了利用本發明的該實施方 式的模具工具120形成的禮帽形加強件的實例，在該圖中可見加強件的足部140的高度在 禮帽形部分142的整個長度上變化，並且當足部相對於加強件的其餘部分向下傾斜時，形 成在禮帽形元件的足部和側部之間的曲率半徑在這些區域中處於最小值。
權利要求
1.一種用於形成具有圓角肩部的C形截面部件的模具工具，所述模具工具包括內模，所述內模具有柱形主體，所述柱形主體具有通過相應的圓角凸起部連接至相對 的平坦端面的柱形外表面；和外模，所述外模具有通過相應的圓角凹入部連接至相對的端部凸緣的柱形中央部，其中所述內模的一部分布置成設置在所述外模的所述端部凸緣之間並且與所述端部凸緣 間隔開，以限定與待形成的所述C形截面部件的希望的橫截面對應的腔體；所述圓角凸起部和所述圓角凹入部具有圍繞相應的所述內模和所述外模的周邊而變 化的曲率半徑；並且所述內模和所述外模可旋轉，使得所述內模和所述外模彼此鄰近處的所述圓角凸起部 和所述圓角凹入部的曲率半徑當該內模和該外模旋轉時變化。
2.根據權利要求1所述的模具工具，其中，所述內模和所述外模都是可伸縮的，使得所 述內模和所述外模沿其旋轉軸線的長度是可變的。
3.根據權利要求2所述的模具工具，其中，所述內模和所述外模的長度被布置成當所 述內模和所述外模旋轉時變化。
4.根據權利要求3所述的模具工具，其中，所述內模和所述外模的長度被布置成當所 述圓角部彼此鄰近處的所述圓角部的曲率半徑隨著所述內模和所述外模的旋轉而減小時 增大。
5.根據前述權利要求中任一項所述的模具工具，其中，所述內模和所述外模的旋轉軸 線是平行的。
6.根據前述權利要求中任一項所述的模具工具，其中，所述內模工具的柱形外表面和 所述外模工具的中央柱形部布置成是平行的。
7.一種形成細長的纖維增強的複合C形截面元件的方法，該複合C形截面元件具有通 過圓角肩部連接至中央腹板的外凸緣，所述圓角肩部的曲率半徑在沿形成的所述C形截面 的長度的一位置處大於在另外的位置處，所述方法包括使纖維增強複合材料的細長部通過根據權利要求1至6中任一項所述的模具工具的所 述腔體；並且當所述複合材料通過所述腔體時，使所述內模和所述外模旋轉以改變所述圓角肩部的曲率半徑。
8.一種形成纖維增強的複合T形截面加強件的方法，所述方法包括根據權利要求7 所述的方法形成C形截面元件，隨後沿所述中央腹板的中心軸線摺疊所述C形截面元件。
9.一種根據權利要求8所述的方法形成的纖維增強的複合T形截面加強件。
10.一種用於形成禮帽形截面加強件的模具工具，所述模具工具包括外模，所述外模具有至少兩個軸向對準的第一柱形主體部分，每個所述第一主體部分 均通過圓角肩部連接至相對的端面；以及連接在相鄰的所述第一主體部分的所述相對的端 面之間的至少一個第二柱形主體部分，所述第一柱形主體部分的直徑大於所述第二柱形主 體部分的直徑；和內模，所述內模具有至少一個第三柱形主體部分，所述至少一個第三柱形主體部分具 有相對的端面，每個所述端面均通過圓角凹入部連接至相應的軸向對準的第四柱形主體部分，每個所述第三柱形主體部分的直徑均大於所述第四柱形主體部分的直徑，其中所述內模和所述外模相對於彼此如下設置，使得所述內模的每個所述第三主體部分均 設置在所述外模的相鄰的所述第一主體部分之間，所述內模和所述外模彼此間隔開；所述外模的所述圓角肩部和所述內模的所述圓角凹入部具有圍繞相應的所述柱形主 體部分的周邊而變化的曲率半徑；並且所述內模和所述外模可反轉，使得在任何給定點處所述圓角肩部和所述圓角凹入部的 曲率半徑當所述內模和所述外模旋轉時變化。
11.根據權利要求10所述的模具工具，其中所述外模的每個所述第二柱形主體部分的中心軸線均從該外模的旋轉軸線偏移；所述內模的每個所述第三柱形主體部分的中心軸線均從該內模的旋轉軸線偏移；所述內模和所述外模的相應的軸向偏移量是相等的。
12.根據權利要求11所述的模具工具，其中，所述內模和所述外模布置成使得當在鄰 近於所述內模的點處的所述外模的所述圓角肩部的曲率半徑處於最大值時，所述外模的每 個所述第二柱形主體均處於距所述內模的旋轉軸線的最小距離，使得由所述模具工具形成 的所述禮帽形部分的深度是最小值。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的模具工具，其中，所述外模的所述圓角肩部 的曲率半徑和所述內模的所述圓角凹入部的曲率半徑在相應的所述模具的周邊的180°範 圍內以相等速率在最小值和最大值之間變化。
14.一種形成纖維增強的複合禮帽形加強件的方法，所述方法包括使纖維增強複合 材料的片材通過根據權利要求10至13中任一項所述的模具工具的所述外模和所述內模之 間，並且當所述纖維增強材料通過所述內模和所述外模之間時使該內模和該外模反轉。
15.一種根據權利要求14所述的方法形成的纖維增強的複合禮帽形加強件。
全文摘要
一種用於形成具有圓角肩部的C形截面部件的模具工具(30)，該模具工具包括內模(32)，該內模具有柱形主體(36)，該柱形主體具有通過相應的圓角凸起部連接至相對的平面端面的柱形外表面；和外模(34)，該外模具有通過相應的圓角凹入部(48、50)連接至相對的端部凸緣(46)的柱形中央部(44)，其中內模的一部分布置成設置在外模的端部凸緣(46)之間並且與其間隔開，以限定與待形成的C形截面部件的希望的橫截面對應的腔體；圓角凸起部和圓角凹入部具有圍繞相應的內模和外模的周邊而變化的曲率半徑；並且內模和外模可旋轉，使得該內模和該外模彼此鄰近處的圓角凸起部和圓角凹入部的曲率半徑當該內模和該外模旋轉時變化。
文檔編號B29C70/50GK102123851SQ200980127850
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月14日 優先權日2008年7月18日
發明者達雷恩·約翰·溫特, 馬丁·漢普登·耶茨 申請人:空中巴士操作有限公司