30，以围绕模子302将复合构件310保持在心轴304的周边表面305上。在示出的实施例中，形成工具330在模子302和形成工具330之间限定空间340。囊320和构件310的第一部分312接收在空间340中。形成工具330的部分332将复合构件310 (例如其延伸第一部分312)固持在空间340附近。该部分的其余部分(即，构件310的第二部分314)可相对于模子302固定不动地保持或固定。在形成过程期间，形成工具330的部分332将构件310保持在心轴304上，以避免构件310的任何移动。
[0051]如示出的，形成工具330的部分332部分地延伸跨过梯级306，以保持部分312，如图6中显示的。在一些布置中，根据不同的应用，形成工具330可不延伸跨过梯级306。在一个非限制性示例中，形成工具330的部分332可进一步构造成确定期望凸缘的长度。也就是说，根据凸缘的不同的期望长度，形成工具330可定位在构件310的不同位置处，以获得具有期望长度的凸缘。在本发明的一些实施例中，形成工具330可包括多种材料和形状。在一个示例中，形成工具330包括一个或更多个金属带。
[0052]另外，如图6和7中指示的，形成工具330的部分332基本上垂直于构件310的表面311。在其它示例中，部分332可在角度上设置成(未显示)以便形成不垂直于表面311的凸缘。
[0053]随后，参照图2的流程图，在牢固地组装形成工具330之后，诸如空气的物质可通过阀308输送到囊320中。因而，如图7中显示的，囊320膨胀，并且该膨胀囊326限制在空间340中，以便施加形成力来使凸缘部分312弯曲或变形，以形成凸缘312’。囊320可膨胀到凸缘部分312变形成期望形状的压力。在一些实施例中，形成工具330可构造成对形成力起反作用，以便于凸缘312’的形成，同时将复合构件310牢固地压按或保持在心轴304上。在一些实施例中，构件310(例如呈预浸料坯的形式)可加热到一定温度，以在使囊320膨胀之前降低复合物的粘度。在一些情况下，温度的范围可为大约30摄氏度至大约90摄氏度，这取决于复合材料中使用的树脂和期望压力和形成凸缘所需的时间。
[0054]当囊膨胀以将压力(或形成力)施加在构件或构件的一部分上，以使该部分变形成期望形状时，形成过程通常可受囊的影响。典型地，当使用壁厚度均匀的囊时，囊通常在膨胀时呈环形形状。环形囊的圆形横截面不必占据模子和形成工具之间的基本上整个空间(例如如图6中显示的空间340)，而是可改为允许一个或更多个腔体(未被膨胀囊占据的空间)。在此类情形中，囊(具有均匀壁厚度)可不能够在形成过程期间在构件的一些部分上提供所需的形成力。因而，膨胀囊将无法充分地使构件形成或压实成期望形状和实现复合质量。因此，常规的形成过程可需要广泛且复杂的模制后加工来获得期望容差，这可增加制造成本。
[0055]根据本发明的方面，具有不均匀的壁厚度的囊320在膨胀之后采取此类形状，使得膨胀囊326的横截面符合空间340的容积(参照图7)。换句话说，囊320的壁厚度可对应于膨胀囊326的所需形状而改变，以符合空间340的基本上整个容积。在一些实施例中，囊320对凸缘部分312的长度施加均匀的形成力。在一些其它实施例中，囊320可施加适合构件的较厚部分，以及/或者适合形成期望的复杂形状的不均匀的形成力。例如，为了形成包括额外的轴向区段的凸缘，通过使用可变厚度的囊，可针对凸缘部分的特定位置来调整形成力。因而，壁厚度不均匀的囊使得能够实现期望形状和压实，而不降低复合质量。简言之，本发明的方面提供改进的复合构件形成和局部固结，并且进一步最小化/简化模子工具定位问题和模制后加工。
[0056]在形成凸缘312’之后，具有凸缘312’的复合构件310 (目前呈预浸料坯形式)可凝固。如本领域技术人员将认识的，凝固过程和条件可取决于复合构件310的材料(纤维和树脂)。在一个非限制性示例中，可将其中具有复合构件310的设备300置于烤箱(未显示)中，并且将其加热到期望温度达期望持续时间，这取决于构件310的材料。在另一个非限制性示例中，可将其中具有复合构件310的设备300置于烤箱中，并且在使囊320膨胀之前，将设备300加热到期望温度。在这些情况下，囊320可在凝固之后/凝固期间膨胀，并且形成凸缘312’。对于其它构件材料(例如包含热塑性树脂的复合材料)，可不必加热复合构件310用于凝固。
[0057]另外，在本发明的一些实施例中，部分332可能够与形成工具330脱离。另外，形成工具330和复合构件310可能够与心轴304脱离。这些布置使得能够从心轴304移除/脱离复合构件310和形成工具330。
[0058]在某些实施例中，如本领域技术人员已知的，设备300可进一步包括第一释放膜317，第一释放膜317设置在心轴304和复合构件310之间(如图7中显示的)，以便于在凸缘312’形成和/或凝固之后，使构件310与心轴304脱离。另外，在一些示例中，设备300可包括第二释放膜318 (图7)，第二释放膜318设置在复合构件310和形成工具330的部分332之间。第二释放膜318便于在凸缘312’形成和/或凝固之后，从复合构件310移除部分332。第一释放膜317和第二释放膜318可为相同或不同的，这可由本领域技术人员容易地实施。释放膜通常位于构件的将以别的方式彼此接触的表面之间。
[0059]虽然已经在本文中示出和描述了本发明的仅某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此将理解的是，所附权利要求意于覆盖落在本发明的真实精神内的所有此类修改和改变。此外，上面提到的所有专利、专利申请、文章和文本都通过引用并入本文中。
【主权项】
1.一种用于在构件上形成凸缘的设备，其包括: 设置用于将所述构件布置在其上的模子； 形成工具，其组装成利用延伸到限定在所述模子和所述形成工具之间的空间中的第一部分保持所述构件；以及 管状囊，其设置在限定在所述模子中的梯级中，并且构造成对延伸到所述空间中的所述部分施加形成力，以在所述囊膨胀时，在所述构件上形成所述凸缘，其中，所述囊沿着所述囊的纵向尺寸围绕其横截面具有不均匀的壁厚度。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述构件包括复合材料。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述构件包括一种或更多种纤维和一种或更多种树脂。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述构件包括圆筒形构件。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述圆筒形构件围绕模子的周边表面设置。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述囊设置在待定位在所述模子和延伸到所述空间中的所述构件的所述第一部分之间的所述梯级内。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述囊是轴对称的，并且围绕所述模子设置。8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述囊的所述横截面构造成在膨胀时符合所述空间。9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述构件的第二部分通过所述形成工具来固定不动地保持在所述模子上。10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述形成工具的一部分部分地延伸跨过所述梯级。
【专利摘要】介绍一种用于在构件上形成凸缘的设备。设备包括设置用于将构件放置在其上的模子、形成工具和管状囊。形成工具组装成利用延伸到限定在模子和形成工具之间的空间中的第一部分保持构件。管状囊沿着囊的纵向尺寸围绕其横截面具有不均匀的壁厚度。囊设置在限定在模子中的梯级中，并且构造成在囊膨胀时，对延伸到空间中的部分施加形成力，以在构件上形成凸缘。还提供了一种用于在构件上形成凸缘的方法。
【IPC分类】B29C70/44
【公开号】CN104924630
【申请号】CN201510123447
【发明人】M.E.费米利, N.J.克雷, M.A.拉德巴赫, A.J.小瓦利, C.D.卡迈克尔
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月20日
【公告号】CA2884651A1, EP2921288A1, US20150266213