[发明专利]芯轴抽出工具以及使用该工具的方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合物的制造。尤其地，本发明涉及一种芯轴(mandrel)抽 出工具和使用该工具的方法。

背景技术

现代飞行器的结构性部件通常由复合材料构成。这些材料通常包括纤 维、缠结垫或者其他以刚性、聚合基体设置的多个纤维。如图1所示，这种 结构部件101包括粘性结合至蒙皮107的内表面或“内模制线”105的一个 或多个加强件或桁架(stringer)103。即使蒙皮107相对薄，桁架103也使 结构性部件101具有刚性和强度。

在图1的具体实例中，从桁架103的横截面形状来考虑，桁架103通常 称为“T”或“I”形桁架。桁架103通常通过使未硬化的复合材料的“C” 形部分109围绕两个芯轴111的每个、然后大体在113处接合这两部分复合 材料来制成。径向填入材料一般施加至复合材料的接合部分的上下半径之间 的空隙。未硬化复合材料的一个或多个其他层通常施加至桁架103的上部 115和下部117，跨过复合材料的两个邻接部分之间的交界面113。然后在压 热器的压力下、真空袋的真空下或者二者同时使用来加热未硬化桁架103， 从而使聚合基体硬化并且形成刚性的硬化桁架103。桁架103可与蒙皮107 同时硬化或者与蒙皮107分离地硬化。

一般地，在硬化过程中，包括桁架103的复合材料的聚合基体将变得粘 性减小并且将流动。如图2所示，通常情况下一些聚合基体会从桁架103溢 出并且流至芯轴111上，形成溢料201。如果包括桁架103的聚合基体是热 塑性聚合材料，那么在硬化过程期间，该聚合基体变成刚性的，或者经由热 塑性聚合分子的交联，或者是通过桁架103的冷却。在任何一种情况下，溢 料201都采用机械的方式防止芯轴111从桁架103移除。

已经研制许多过程处理芯轴111的移除的问题。例如，可使用研磨或者 刮除过程移除溢料201，由此允许芯轴111从桁架103移除。但是，这种研 磨或刮除过程会无益地损害芯轴111和/或桁架103，需要对受损芯轴111和 /或桁架103进行修复。已经采用楔形件将桁架103撬离芯轴111，因此使溢 料201断裂。但是，由这种楔入过程施加至桁架103的力可无益地使桁架103 的加强纤维和/或聚合基体断裂，使桁架103的结构完整性下降。

而且，已经研制出工具来机械地促使芯轴111离开桁架103。但是，这 些工具使芯轴111从桁架103旋转，如图1中的箭头119所示。通过在抽出 过程期间旋转芯轴111，施加至桁架103的力会无益地使桁架103的加强纤 维和/或聚合基体断裂，因此使桁架103的结构完整性下降。

虽然现有技术中已经公知存在多种过程将芯轴从硬化复合结构中移除， 但是仍然有大量的改进空间。

发明内容

需要一种适于从复合结构性部件诸如桁架或加强件的一部分抽出芯轴 的芯轴抽出工具，同时不会施加对复合结构性部件造成潜在损失的力。

在本发明的一个方面，提供一种芯轴抽出工具。该芯轴抽出工具包括致 动器组件以及与所述致动器组件操作关联并且适于接合第一芯轴的第一芯 轴交界臂。该芯轴抽出工具还包括与所述致动器组件操作关联并且适于接合 第二芯轴的第二芯轴交界臂，所述第二芯轴交界臂与第一芯轴交界臂滑动地 连接，使得当所述致动器组件被致动时，所述第一芯轴交界臂相对于所述第 二芯轴交界臂大体线性地移动。

在另一方面，本发明提供一种芯轴抽出工具。该芯轴抽出工具致动器组 件以及与所述致动器组件操作关联的抽出组件，所述抽出组件适于大体线性 地从一结构中抽出芯轴。

在本发明的另一方面，提供一种抽出芯轴的方法。该方法包括设置芯轴 抽出工具；将所述芯轴抽出工具与芯轴接合；以及将力施加至所述芯轴从而 将所述芯轴从一结构的第一部分线性地抽出。

本发明带来明显的优势，包括：(1)对用于从桁架或其他这种加强件抽 出芯轴的力进行限制；以及(2)从桁架或者其他这种加强件单独地并且大 体沿直线地抽出该芯轴从而防止由于弯折载荷而对桁架或其他这种加强件 造成损害。

其他目的、特征和优势将在随后的书面说明书中清楚地记载。

附图说明

本发明的新颖性特征记载在所附的权利要求中。但是，本发明本身，以 及优选使用方式和其他目的和优势将参照随后的详细说明书结合附图得以 最佳地理解，其中附图标记中最左边的数字表示相应附图标记出现的第一张 图，其中：