机身芯轴插入件及其方法

机身芯轴插入件及其方法
【专利摘要】在此公开了在围绕芯轴形成复合结构中使用的一种装置。总体上柔性的气动工具和总体上刚性的插入件在该芯轴的空腔中被端对端的插入。该插入件的第一端被定位在空腔中邻近该气动工具，并且在其间限定界面。该保持器被连接到该插入件上最接近该插入件的第一端。该保持器具有从该插入件的第一端向外穿过该界面并且在该气动工具的该端的一部分上延伸的一端。当在形成复合结构中使复合材料围绕芯轴缠绕时，该插入件的、保持器的以及气动工具的最上表面总体上是彼此齐平的并且促进在这些最上表面上形成平滑表面。
【专利说明】机身芯轴插入件及其方法

【背景技术】
[0001]在部件并且尤其是复合部件制造中(其中复合材料围绕芯轴铺放)维持公差可能是希望的。具体的说，在长形复合部件的成形中，令人希望的是沿该长形复合部件的长度和/或截面维持一定的平面度公差。例如，在长形机身区段(这些区段随后被端对端地结合在一起形成飞机机身区段)制造中，可能希望在位于纵向延伸的多个内部结构构件或桁条之间的槽维持一定的平面度公差。这些槽在某些情况下可以接纳拼合元件，这些拼合元件用于桥接毗连机身区段之间的界面并且用于使这些区段彼此接合。如果所希望的平面度在芯轴上形成机身区段的过程中没有得到维持，那么在使毗连机身区段彼此结合中可能要求返工、用垫片调整等。
[0002]例如，某些复合机身可以使用芯轴来制造，该芯轴带有在芯轴长度上延伸的多个槽。该长度的槽可填充有可膨胀的气动工具、或囊。这种囊是柔性的而非坚硬的工具表面。因此，在芯轴上铺设复合材料的过程中当纤维铺放机在该囊表面上以压缩方式施加应用负载时，这个囊可以压低。这可能在这个完成的复合结构中导致表面波动。确切地说，该结果可以包括:在机身区段末端处的内模线(IML)不符合槽处的平面度公差。在这种情况下，为了维持或容纳平面度公差，在机身区段的末端处可能要求随后的后固化工作。
[0003]通过这类系统与当前公开内容中阐述的传授内容和实例的比较，对于本领域普通技术人员而言可以变得清楚的是用来在芯轴上形成机身区段以及其他长形和/或复合部件的常规和传统方案的进一步的限制和缺点。


【发明内容】

[0004]希望提供一种解决以上所讨论的问题连同其他潜在问题的方法和装置。另外，有利的是提供一种用于在芯轴上制造机身区段以及其他长形和/或复合部件中促进维持平面度公差的方法和装置。
[0005]相应地，基本上如在至少一个附图中示出和/或结合至少一个【专利附图】

【附图说明】的并且如在权利要求书中更全面地阐述的，在此公开了用于促进这类表面平面度的方法和装置。
[0006]本公开内容的实例总体上指向一种用于使用芯轴形成一种复合结构的方法和装置。在一种实例实施方式中，公开了一种装置用于与在形成一种细长复合结构中使用的芯轴空腔中的柔性长形气动工具联合使用，该气动工具限定一端，该端带有其上铺放有复合材料的最上表面，并且该芯轴也限定一端。该装置包括插入件，该插入件具有第一端和总体上与该第一端相反的第二端，该插入件总体上是刚性的。第一端被配置成定位在空腔中并且邻近该气动工具并且用于在其间限定界面。提供了细长保持器，该保持器具有第一端，该第一端被连接到该插入件上最接近该插入件的第一端，并且该保持器具有总体上与该第一端相反的第二端，该保持器的第二端从该插入件的第一端向外穿过该界面并且在该气动工具的该端的一部分上纵向地延伸。
[0007]这种实例实施方式可以包括保持器，该保持器是由一种与涂敷的复合材料和芯轴工具的热性质相配合的材料构成，这种材料可以是镍铁合金，如因瓦合金(Invar)。该保持器可以限定最上表面和总体上与该最上表面相反的第二表面，该保持器的第二端具有最末端并且该保持器的第二表面是朝向该保持器的第二端的最末端向上倾斜的。
[0008]在多种实例实施方式中，该插入件可以由复合材料和/或基本上与芯轴相同的材料构成，并且该插入件的第二端可以被定位为基本上邻近该芯轴的这一端，使得该插入件的第一端基本上远离该芯轴的这一端。同样，该插入件可以限定最上表面和下表面，并且该插入件的最上表面可以限定接纳该保持器的凹陷，使得该插入件的邻近该凹陷的这个最上表面基本上与保持器的最上表面齐平。
[0009]在另一种实例实施方式中，公开了一种使用芯轴利用气动工具形成长形复合结构的方法，并且该方法可以包括提供长形气动工具和总体上刚性的长形插入件，该气动工具是总体上柔性的，并且该插入件具有第一端，该第一端带有从此延伸的悬臂式保持器。该方法进一步包括:将该气动工具插入芯轴空腔之中；将该保持器插入芯轴空腔之中使得该插入件的第一端邻近该气动工具的一端并且该保持器在该气动工具的这一端上延伸；并且将复合材料涂敷到芯轴、气动工具以及该保持器上从而形成复合结构。
[0010]一种方法可以进一步包括:在将复合材料涂敷到该气动工具上或围绕该气动工具涂敷之后，使该气动工具膨胀从而压缩被涂敷到其上的复合材料。此外，该方法可以包括:在将复合材料涂敷到该气动工具以及该插入件上之后，将该气动工具和插入件从该芯轴空腔中纵向地移除。该方法还可以包括:将保持器插入该芯轴空腔之中，包括将该插入件的第二端邻近该芯轴的一端定位。另外，该方法可以包括:在将复合材料涂敷到该气动工具上之后，使该复合材料固化，并且在一个实例中这种固化可以是通过使用一种热压罐(未示出)。
[0011]在又一种实例实施方式中，公开了一种用于形成长形复合结构的装置，该装置具有限定空腔的长形芯轴以及插入在该空腔中的至少柔性长形气动工具。该气动工具是总体上柔性的，并且至少长形插入件被插入在该空腔中，该插入件总体上是刚性的。该插入件具有第一端和总体上与该第一端相反的第二端并且被配置成定位在该空腔中邻近该气动工具并且用于在其之间限定界面。提供了长形保持器，该保持器具有第一端，该第一端连接到该插入件上最接近该插入件的第一端，并且该保持器具有总体上与该第一端相反的第二端，该第二端从该插入件的第一端纵向地向外延伸穿过该界面并且在该气动工作的该端的一部分上纵向地延伸。
[0012]这种装置可以包括:该气动工具的一端，该端限定倾斜的上表面部以及总体上邻近该倾斜上表面部的最上部，该保持器限定最上表面以及总体上与该最上表面相反的第二表面。该保持器的第二端具有最末端，并且该保持器的第二表面朝向该保持器的第二端的最末端向上倾斜，该保持器的第二表面邻近该气动工具的倾斜最上表面部延伸。
[0013]该装置可以进一步包括限定最上表面和下表面的插入件，该插入件的最上表面限定接纳该保持器的凹陷并且该插入件的邻近该凹陷的这个最上表面基本上与该保持器的最上表面齐平，并且该保持器的最上表面基本上与该气动工具的最上表面齐平。
[0014]另外，该装置可以包括一种组合，其中该气动工具的一端限定倾斜的上表面部和总体上邻近该倾斜上表面部的最上部，该保持器限定最上表面和总体上与该最上表面相反的第二表面。该保持器的第二端可以具有最末端，并且该保持器的第二表面可以朝向该保持器的第二端的最末端向上倾斜，该保持器的第二表面邻近该气动工具的倾斜最上表面部延伸。该插入件可以限定最上表面和下表面，该插入件的最上表面限定接纳该保持器的凹陷，并且该插入件的邻近该凹陷的最上表面基本上与该保持器的最上表面齐平，并且该保持器的最上表面基本上与该气动工具的最上表面齐平。
[0015]本公开内容的多个实例总体上指向用于与围绕芯轴形成一种结构结合使用的构形和方法。概括地，在一种实例实施方式中，公开了一种装置用于在围绕芯轴形成复合部件中使用。
[0016]在本公开内容的其他示例性方面中，提供了多种方法和装置用于围绕芯轴形成一种复合部件，这些装置具有总体上刚性的与一个或多个气动加工元件合作起作用的长形插入件。
[0017]当前公开内容的示例性实现方式可以提供用来使气动加工部件或囊定位和维持在芯轴工具内的相应成形加工模具空腔中的方法和构形。此外，这类方法和构形可以允许维持模线高度相对于邻近的工具表面对齐并且由此减少对齐的需要以及为维持这种对齐而使用界面垫片调整的可能性。
[0018]更确切地说，示例性实施方式的方法和构形可以提供一种与相关联的芯轴空腔的轮廓相符或相一致的基部复合插入件或插头。该保持器被提供在该插入件上，该保持器在一种实例实施方式中可以由与基部芯轴热机械特性相配合的一种材料构成，例如因瓦合金。在一种不例性实施方式中该插入件可以由一种总体上与芯轴材料相配合或相接近的材料形成，并且在一种复合材料芯轴的情况中，该插入件可以同样由与芯轴相同或相似的复合材料制成，从而该插入件的以及芯轴的热膨胀生长是彼此相配合或相接近的。
[0019]在一种实例实施方式中，如以上指出的，该保持器被定位成延伸穿过该插入件的这一端。保持器的这个延伸的末端以一种预定方式是斜削的，使得组装的气动加工部件、或气动工具在组装时在这个锥形延伸末端之下滑动时桥接该插入件与气动工具之间的间隙并将该气动工具固定在芯轴空腔中的位置中。此外，由于使用插入件，这种构形可以在总体刚性的长形插入件的顶部上提供一种非变形的初始开始表面以用于在构建复合薄层组件或结构过程中围绕该芯轴表面铺放纤维，这种组件或结构在一种实施方式中可以是飞机机身区段。
[0020]该插入件可以在形成长形复合结构的长形支撑构件、或桁条的过程中被引入芯轴空腔之中。在一种实施方式中，在形成复合结构之后，一种气动工具可以从该复合结构中形成的槽中被纵向取出。该插入件可以在该芯轴上构建复合材料之前而邻近该气动工具的这一端放置。通过这种方式使用插入件可以导致更一致的工具表面以及相对平滑的模线高度。当在热压罐或其他固化环境中使该长形复合结构固化之后，还可以减少或消除槽或其他受影响的区域的后固化返工，从而有可能允许改善生产率以及邻近的复合结构、如机身区段的组装无需二次加垫片调整。
[0021]在此讨论的这些特征、功能和优点可以在不同实例中独立地获得或者可以在本公开内容的又另外的示例性方面中被组合，其进一步的细节可以参见以下说明和附图。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]由此大体上已经说明了本公开的多个示例性方面，现在将参见附图，这些附图不必是按比例绘出的，并且在附图中:
[0023]图1展示了使用芯轴形成并且被结合在一起的两个实例机身区段的侧面正视图；
[0024]图2是沿图1的线2-2截取的截面视图；
[0025]图3是沿图1的线3-3截取的截面视图；
[0026]图4展示了实例芯轴，围绕该芯轴可以缠绕复合材料以生产一种长形复合部件，例如但不限于机身区段；
[0027]图5以截面视图展示了用于对图4中所示的处理系统进行定位的实例装置；
[0028]图6展示了本公开内容的一种实例实施方式，即芯轴插入件或插头，其具有用于与气动工具或囊联合使用的保持器；
[0029]图7以透视图展示了图5中所示的实例芯轴插入件；
[0030]图8以透视图展示了图5中所示的实例芯轴插入件；
[0031]图9以底部平面图展示了图5中所示的实例芯轴插入件；
[0032]图10是飞机生产和维修方法学流程图；并且
[0033]图11是飞机的框图。

【具体实施方式】
[0034]现在将在下文中参见附图更全面地说明本公开内容的实例，附图中示出了本公开内容中的一些实例而并非全部。事实上，本公开内容的不同示例性方面可以通过许多不同形式来实施并且不应该解释为限于在此阐述的这些实例。而是，提供这些实例从而本公开内容将是彻底和完全的并且将本公开内容的范围完全传输给本领域技术人员。相同的参考数字始终表示相同元件。
[0035]如在此使用的，“和/或”意味着由“和/或”结合的明细项中的任何一个或多个。作为一个示例，“X和/或y”意味着三元素组{U)，(y), (x, y)}中的任一元素。作为另一个示例，“X、y 和 / 或 Z ” 意味着七元素组{(X)，(y), (Z), (X，y), (x, z), (y, z), (x, y, z)}中的任一元素。此外，如在此使用的，术语“示例性”意味着用作一个非限定性实例、情况或展示。另外，如在此使用的，术语例如或“举例(e.g.，)”引入一个或多个非限定性实例、情况或展示的清单。
[0036]如以下讨论的，本公开内容的多个实例包括被提供用于围绕芯轴形成复合部件的方法和装置，该装置具有与气动加工元件合作起作用的总体上刚性的长形插入件。
[0037]—般地，在此说明的主题总体上涉及使用一种插入件以用于用来形成长形复合结构的芯轴，并且更具体地说涉及一种与气动加工元件联合使用的插入件。一种示例性实施方式中的插入件部件是由一种材料制成，例如一种与制成芯轴的材料相接近或相配合的复合材料或其他材料，这样当芯轴以及形成于其上的部件被放置在热压罐或其他高温环境中时，该插入件应该生长，它能以近似于邻近的芯轴表面的速率生长。芯轴自身可以由一种复合材料制成。保持器直接附连到该插入件上，并且给出了在插入件与邻近的气动加工元件以及芯轴表面之间的界面延伸的总体连续表面。这样，使用在此说明的插入件和保持器在机身区段形成过程中促进维持平面度公差并且可以减少可能另外要求的或可能要求的返工、加垫片调整等，由此潜在地减少延误、生产干扰、成本、和/或劳动力需求。
[0038]参见本公开内容的一种实例实施方式，转向图1，长形复合结构，例如飞机机身区段，总体上以150和152示出在界面154处以对接关系彼此附连。虽然长形复合结构在此被示作飞机机身区段，应该理解这类结构还可以是例如可以在商业、工业、政府和/或防御工事等部门中使用的结构，并且更具体地可以在用于汽车、船舶、潜艇、太空飞行器、火车、地铁、娱乐设施、电梯、房屋建筑、车辆、设备、导弹、房屋、无人驾驶飞机和/或排水管等应用的构形中使用。
[0039]图2和图3示出图1的机身区段150和152的界面154的截面视图(2-2)、(3-3)。确切地说，图2是机身区段152的横向截面并且示意性地示出机身区段152的外壁或蒙皮156，该外壁或蒙皮具有外表面158和内表面160。总体上以162示出了纵向延伸的多个构件或桁条，其间还插入纵向延伸的总体为164的多个槽。在一种实例实施方式中，在槽164内承载有拼合带166 (图3)，该拼合带被用于将邻近的机身区段150和152连接在一起，并且在拼合带166的顶部上承载有长形拼合件168，该拼合件桥接界面154并且担当在机身区段150与152之间保证和传递负载的结构构件。
[0040]图3是邻近机身区段150与152之间的界面154的多个槽164的纵向截面视图。拼合件168被示出横跨界面154并且支承在拼合带166上，该拼合带也横跨在界面154上。在拼合件168的每个末端定位有填充条170，这些填充条被承载在每个机身区段150和152的槽16中。如果内表面160不是处于平面度公差之内，可能必需加垫片调整(未示出)和/或返工以便使填充条170、拼合带166和拼合件168处于使机身区段150和152正确地结合在一起的公差之内。应该指出，虽然仅示出了填充条170、拼合带166和拼合件168的一种组合安排，但如果需要或者另外需要的话，在界面154处围绕机身区段150和152的周边可以放置多个这种组合。
[0041]图4展示了总体上为200的芯轴，通过围绕芯轴200的表面202铺放复合材料可以围绕该芯轴形成一种长形复合结构，例如机身区段152的壁156。芯轴200包括第一端204和与第一端204相反的第二端206。芯轴200在一种实例实施方式中同样由复合材料制成，尽管它还可以由任何其他适当材料制成。
[0042]如图5所示，在围绕芯轴200的最上表面202上的圆周铺放复合材料之前，至少空腔210配备有至少总体上柔性长形的是可膨胀的气动工具或囊212。还在芯轴200上提供了多个肋211。在纵向延伸的芯轴空腔210中提供了柔性长形气动工具或囊212，其方式为使得在一种长形复合结构已经形成之后并且在一种实例实施方式中在该复合结构固化之后可以将气动工具或囊从空腔210中纵向地取出。如由图5中的箭头213所示，通过在向右的方向上拉动囊212，囊212被拉出或者以其他方式从空腔210中被取出。
[0043]如图6中所示，囊212在一种实例实施方式中包括总体竖直的端216，该端具有总体上斜削的顶表面部217，该顶表面部在总体上水平的最上顶表面218中终止。在围绕芯轴200的表面202铺放复合材料的过程中，囊212的顶表面218膨胀，其方式为使得顶表面218总体上维持与芯轴200的表面202a和202b齐平并且与该芯轴表面基本上处于同一高度(图5)。
[0044]根据本公开内容的一种实例实施方式，图6至图9展示了总体上刚性的长形插入件，总体为250。插入件250是被配置成符合长形空腔210并且被接纳在该长形空腔中邻近囊212的长形构件。确切地说，插入件250在芯轴200的一端被放置在芯轴空腔210中，使得插入件250是在芯轴200上形成的该长形复合结构或机身区段的至少一端的最末端。因此，该插入件被定位使得铺放在该插入件顶部上的复合材料将最终成为该拼合带166和拼合件168将被插入的机身区段位置的内表面160 (图3)，即最希望处于平面度公差范围内的160表面部。
[0045]如图6所示，插入件250包括第一端252和与第一端252相反的第二端。插入件250包括第一纵向延伸侧256和总体上与侧256相反的第二纵向延伸侧258 (图7)。插入件250还包括纵向延伸的平坦最上表面257 (图8)。第一端252具有总体上竖直的表面部262，当插入件250被插入到空腔210中时该表面部与囊212的总体上竖直的末端216 (图6)以一种靠近或对接关系相邻近。如图7所示，插入件250的第二端264向下斜销为鼻形部254。插入件250在第一端252处的最上表面包括凹陷266 (图6)，该凹陷接纳保持器，总体为270。
[0046]保持器270具有与插入件250的顶表面257齐平的总体平坦的顶表面或最上表面272 ;以及下表面274，该下表面具有安放在插入件250的凹陷266中的相对平坦的部分276。保持器270具有从表面276延伸的倾斜的或斜削的表面278，该表面在保持器270的最末端或远端280终止。保持器270可以使用多个紧固件284来可移除地附接到插入件250上，这些紧固件可以是螺钉、螺栓、销钉等。这种移除保持器270的能力允许如果需要的话对其维修和替换。图8和图9提供了插入件250和保持器270的不同角度的全长视图。
[0047]当插入件250和囊212在空腔210中是处于端对端关系并且在其间限定界面时，保持器270的斜削的表面278在囊212的倾斜的或锥形的顶表面部217上以及邻近其以一种合作的总体上平行的关系延伸。保持器270的上表面272是总体上与囊212的顶表面218齐平的以便从插入件250的顶表面257至保持器270的顶表面272、至囊212的顶表面218提供一种平滑表面过渡。这些顶表面的这种平滑表面过渡允许复合材料围绕顶表面和邻近的芯轴表面202a和202b平滑铺设，由此促进机身区段150和152的内表面160符合平面度公差并且最终在邻近的机身区段150和B的结合过程中使返工和/或加垫片调整最少。保持器270的另一方面是完全横跨空腔211的宽度，从而在复合物铺设过程中留下了少至几乎没有用于复合材料填入而因此产生脊的裂隙。
[0048]插入件250可以改装和/或安装在生产芯轴之中。一旦安装，总体上刚性的插入件250将担当相对坚硬的工具表面并且在考虑热生长之后可以相对于邻近的工具表面是处于额定高度。
[0049]尽管可以使用多种材料，插入件250可以是一种复合材料并且被配置成具有与芯轴200相同或相类似的热生长速率。保持器270可以具有许多不同材料，并且在一个实例中可以是因瓦合金。在一个实例中，插入件250的这种复合物铺设定向将被制作成使得Z方向(相对于附图进入或离开朝向观察者的页面的方向)中的热生长最小。
[0050]在芯轴200上铺设复合物的过程中，复合材料覆盖囊212的顶表面218。当芯轴以及在其上建造的机身区段被放置在热压罐(未示出)中、或者以其他方式被固化时，囊212可以使缠绕在芯轴200上的机身区段中的材料膨胀和压缩从而帮助压缩具体槽内部的复合材料。
[0051]在一种实例实施方式中，当围绕芯轴缠绕时，该结构的正被缠绕的外圆周可以是机身区段的外蒙皮。关于正被缠绕的内部，可能希望的是多个结构部件，例如桁条。这些桁条可以是通过多个坚硬的接触表面和囊形成的，这些接触表面和囊允许修改对于特殊应用需要的特殊的桁/槽安排。
[0052]在操作中，至少一个囊212被插入芯轴200的空腔211中，并且插入件250被插入同一个空腔中，从而该插入件的末端邻近该囊的末端，并且保持器270在锥形上表面217上延伸。复合材料是围绕芯轴的表面被缠绕达到如形成这种复合结构所希望的预定厚度和构形，例如，机身区段。一旦该复合物被足够地积聚，芯轴就被纵向拉出。芯轴空腔210中的这些囊和插入件最终从芯轴200中被纵向移除。
[0053]在一种实例实施方式中，囊212并不一直延伸至芯轴200的末端204、206，而是在铺设复合材料过程中当复合物缠绕负载顶着囊时将潜在地使囊加工变形和/或偏置。结果可能是形成于囊的顶部上的复合材料不是在平面度公差范围之内的平滑表面，而是这种表面可以改为具有在平面度公差以外的波状表面。因此，当邻近的机身区段被结合在一起时，它们可能需要用垫片调整和/或返工以便彼此附接。因此，在机身区段的这个正要接纳拼合件的端部处需要严格的平滑公差表面。因此，插入件250优选地被使用在芯轴的相应部分上，机身区段的该端有待在这个相应部分上形成。
[0054]虽然在附图中仅示出了与囊212和芯轴200相关联的插入件250，但应该理解的是如果希望的话多个插入件250可以被使用在芯轴200中和/或与一个或多个气动工具212
相关联。
[0055]在图10中示意性地示出的总体描绘为100的飞机制造和维修方法的以及在图11中示意性地示出的总体上描绘为102的飞机的背景下可以说明本公开内容的多个实例，维修方法100的功能和飞机102的构造在这些附图中被描绘成多个框和/或模块。在预生产过程中，示例性方法100可以包括飞机102的规格和设计104以及材料采购106。在生产过程中，发生了飞机102的部件和子组件制造108以及系统集成110。此后，飞机102可以经历确认和交付112以便用于服务114。当用户使用时，飞机102被排定用于例行的维护和维修116 (这还可以包括修改、重新构形、重新磨光等等)。
[0056]方法100的每一个处理均可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如，顾客)来执行或完成。为了本说明书的目的，系统集成商可以包含但不限于任意数量的飞机制造商和主系统承包商；第三方可以包含但不限于任意数量的销售商、转包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
[0057]如图11所示，由示例性方法100生产的飞机102可以包含机身118，所述机身118具有多个系统120和内部122。高级系统120的示例包含一个或更多的推进系统124、电气系统126、液压系统126和环境系统130。还可以包含任意数量的其它系统。虽然显示的是航空示例，但本公开的原理还可以应用于其它产业，例如汽车工业。
[0058]本文呈现的系统和方法可在生产和维护方法100中的任何一个或更多的阶段中使用。例如，对应于生产处理108的组件或子配件可以与飞机102在使用中时生产的组件或子配件类似的方式被生产或制造。并且，一种或更多的设备实施例、方法实施例或其组合可以在生产阶段108和110中被利用，例如，通过充分加快飞机102的组装或降低飞机102的成本。同样的，一个或更多的设备实施例、方法实施例或其组合可以在飞机102投入使用时被利用，例如但不限于，在维修和维护116中使用。
[0059]本公开内容在制造飞机102和维修方法100和/或在其他制造领域(诸如汽车领域、太空领域、重工业领域、水上及水下舰艇海事领域等)的情况下是可应用的。
[0060]以上详细地说明了使用插入件及气动工具的系统和方法的多种示例性实施方式。这些系统和方法不限于在此说明的特定实施方式，而是系统的部件和/或方法的步骤可以独立地且与在此说明的其他部件和/或步骤分开地使用。公开的尺寸范围包括这其间的所有子范围。此外，插入件、保持器和气动工具可以由使它们能够起在此说明的作用的任何材料制作。每个部件和每个方法步骤还可以与其他部件和/或方法步骤组合使用。虽然在某些附图中可能示出了不同实施方式的具体特征而未在其他附图中示出，这仅是出于方便的目的。附图的任一特征可以参照任一其他附图的任一特征和/或与任一其他附图的任一特征组合地要求保护。
[0061]本公开内容在此阐述的许多修改以及其他示例性方面将使本领域技术人员想起本公开内容所涉及的内容，从而使这些传授内容的益处呈现在以上说明和相关附图中。因此，应该理解的是，本公开内容不限于所公开的具体实例并且本公开内容的修改和其他示例性方面是旨在包括在所附权利要求书的范围之内。另外，尽管以上说明和相关附图在元件和/或功能的某些实例组合的背景下展示了多个实例，但应该认识到，元件和/或功能的不同组合可以通过多个替代性实例来提供而不脱离所附权利要求书的范围。例如，元件和/或功能不同于以上明确说明的那些组合也被考虑为可以在所附权利要求书中阐述。虽然在此使用了特殊术语，但它们仅在属类和说明意义上使用并不用于限制的目的。此外，本公开内容包括根据以下条款的多个实施例；
[0062]条款16。一种用于形成长形复合结构的装置，该装置包括:
[0063]限定至少一个空腔的长形芯轴；
[0064]插入在该空腔中的至少一个总体上柔性的长形气动工具；
[0065]插入在该空腔中的至少一个总体上刚性的长形插入件；
[0066]该插入件具有第一端和总体上与该第一端相反的第二端，并且被配置成定位在该空腔中邻近该气动工具并且用于在其间限定界面；
[0067]长形保持器，该长形保持器具有第一端，该第一端被连接到该插入件上最接近该插入件的第一端；并且
[0068]该长形保持器具有总体上与该保持器的第一端相反的第二端，该第二端从该插入件的第一端向外穿过该界面并且在该气动工具的该端的一部分上纵向地延伸。
[0069]条款17。条款16所述的装置，其中:
[0070]该气动工具的该端限定倾斜的上表面部和总体上邻近该倾斜的上表面部的最上部;
[0071]该保持器限定最上表面和总体上与该最上表面相反的第二表面；
[0072]该保持器的第二端是最末端；
[0073]该保持器的第二表面朝向该保持器的第二端的最末端向上倾斜；并且
[0074]该保持器的第二表面邻近该气动工具的倾斜的最上表面部延伸。
[0075]条款18。条款16所述的装置，其中:
[0076]该插入件限定最上表面和下表面；并且
[0077]该插入件的最上表面限定接纳该保持器的凹陷。
[0078]条款19。如条款16所述的装置，其中:
[0079]该插入件的邻近该凹陷的这个最上表面是基本上与该保持器的最上表面齐平的；并且
[0080]该保持器的最上表面基本上与该至少一个气动工具的最上表面齐平。
[0081]条款20。如条款16所述的装置，其中:
[0082]该气动工具的该端限定倾斜的上表面部以及总体上邻近该倾斜的上表面部的最上表面部；
[0083]该保持器限定最上表面和总体上与该最上表面相反的第二表面；
[0084]该保持器的第二端具有最末端；
[0085]该保持器的第二表面是朝向该保持器的该第二端的最末端向上倾斜的；
[0086]该保持器的第二表面邻近该气动工具的倾斜的最上表面部延伸；
[0087]该插入件限定最上表面；
[0088]该插入件的最上表面限定接纳该保持器的凹陷；
[0089]该插入件的邻近该凹陷的该最上表面是基本上与该保持器的最上表面齐平的；并且
[0090]该保持器的最上表面是基本上与该气动工具的最上表面齐平的。
【权利要求】
1.一种在形成长形复合结构中使用的芯轴的空腔中与长形气动工具一起使用的装置，所述气动工具和芯轴各自限定一端和涂敷有复合材料的最上表面，所述装置包括: 插入件，所述插入件具有第一端和总体上与所述第一端相反的第二端； 所述插入件总体上是刚性的； 所述插入件的第一端被构形为定位在所述空腔中邻近所述气动工具的所述端并且用于在所述插入件的所述第一端与所述气动工具的所述端之间限定界面； 长形保持器，所述长形保持器具有第一端，所述第一端被连接到所述插入件上最接近所述插入件的第一端；并且 所述长形保持器具有总体上与所述保持器的第一端相反的第二端，所述第二端从所述插入件的第一端向外穿过所述界面并且在所述气动工具的所述端的一部分上纵向地延伸。
2.如权利要求1所述的装置，其中: 所述保持器限定最上表面和总体上与所述最上表面相反的第二表面； 所述保持器的第二端具有最末端；并且 所述保持器的所述第二表面朝向所述保持器的第二端的最末端向上倾斜。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述保持器由因瓦合金构成。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述插入件由基本上与所述芯轴相同的材料构成。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述插入件由复合材料构成。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述插入件的第二端是基本上邻近所述芯轴的所述端。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述插入件的第一端是基本上远离所述芯轴的所述端。
8.如权利要求1所述的装置，其中: 所述插入件限定最上表面和下表面；并且 所述插入件的最上表面限定接纳所述保持器的凹陷。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述插入件邻近所述凹陷的最上表面基本与所述保持器的最上表面齐平。
10.一种使用芯轴利用气动工具形成长形复合结构的方法，所述方法包括: 提供至少一个柔性长形气动工具； 提供至少一个长形插入件，所述至少一个长形插入件具有第一端，所述第一端具有从其延伸的悬臂式保持器，所述插入件总体是刚性的； 将所述长形气动工具插入芯轴空腔之中； 将所述保持器插入芯轴空腔之中，使得所述插入件的第一端邻近所述长形气动工具的一端并且所述保持器在所述长形气动工具的所述端上延伸；并且 将复合材料涂敷到所述芯轴、所述气动工具以及所述保持器上以形成所述长形复合结构。
11.如权利要求10所述的方法，其进一步包括: 在将所述复合材料涂敷到所述气动工具后，使所述长形气动工具膨胀从而迫使所述气动工具的一部分以及涂敷到其上的复合材料离开所述芯轴空腔。
12.如权利要求10所述的方法，其进一步包括: 在将所述复合材料涂敷到所述气动工具和所述插入件后，将所述气动工具和所述插入件从所述芯轴空腔中纵向地移除。
13.如权利要求10所述的方法，其进一步包括: 将所述保持器插入在所述芯轴空腔之中包括将所述插入件的第二端邻近所述芯轴的一端定位。
14.如权利要求10所述的方法，其进一步包括: 将所述复合材料涂敷到所述气动工具和所述插入件后，将所述芯轴放置在使所述复合材料固化的热压罐中；并且固化所述复合材料。
【文档编号】B64C1/00GK104229118SQ201410276014
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】L·K·阮, J·M·黑文斯, J-M·莫拉苏第 申请人:波音公司