[发明专利]一种适合于形成中空零件的芯轴

说明书

相关申请的交叉引用

本国际申请涉及于2011年8月5日提交的题目为“具有滑动的外突出部的芯轴”的美国专利申请号13/204,468并且要求其优先权，该申请内容通过引用以其全部内容结合在本披露中。

发明领域

本发明总体上涉及芯轴，这些芯轴用于由一种可热固化的材料形成中空零件。

发明背景

长形的中空机器零件越来越多地是由非金属材料例如复合材料构成。典型地，此类复合材料是由一种热固化工艺构建的。

在此类热固化工艺中，这些机器零件典型的是通过如下方式形成的：通过将可热固化材料施加至芯轴的外部、固化该非金属材料、冷却固化的非金属材料同时保持该零件由该芯轴支撑、并且最后将该成品零件从该芯轴上移出。

当该零件要具有一个横向突出部例如凸缘时，就会出现问题。由于芯轴典型地是由钢制成并且因此具有比非金属材料大得多的热膨胀系数。该芯轴（包括在该芯轴上的用来支撑该横向突出部的横向构件）会以一个比复合零件更大的速率膨胀。这致使在该横向部分（在该复合零件上的）与该横向构件（在该芯轴上的）之间形成了一个空隙，由此导致该横向突出部与该横向构件之间的支撑压力减小。这进而可能致使该非金属零件的横向突出部过早地与该横向构件提供的支撑件脱离接合。这样的过早脱离接合经常在该非金属零件中造成孔隙性、分层和/或其他叠层材料品质问题。

当复合零件要具有一个横向突出部时会出现另一个问题，即，在冷却过程中该芯轴上的横向构件可能使得这些横向突出部碎裂。

在应对这些问题的尝试中，一些现有技术芯轴已经被设计成具有“浮动式”横向构件，即沿着该芯轴的中央部分的外部自由滑动的横向构件。虽然此类浮动式横向构件总体上成功地解决了在冷却过程中这些横向构件使得这些横向突出部碎裂的趋势，但是不能精确地控制这些横向构件的最后布局。这意味着不能精确地控制这些横向突出部在该复合零件上的位置。

相应地，需要一种能够形成具有横向突出部的机器零件的、避免了现有技术中的上述问题的芯轴。

发明概述

本发明满足了这一需求。本发明是一种适合于形成中空零件的芯轴，其中该零件是由一种具有第一膨胀系数的可热固化的材料制成的、具有一个带有纵向轴线的长形本体并且具有附接至该本体上的背离该本体延伸的一个横向突出部，该芯轴包括：（a）一个长形中央构件，该长形中央构件具有一个第一端、一个相反的第二端、一条纵向轴线、一个外表面以及不同于该第一膨胀系数的一个第二膨胀系数；（b）一个横向构件，该横向构件被布置在一个第一位置处并且背离该中央构件的外表面而突出，该横向构件可滑动地附接至该中央构件上而使得该横向构件是沿着与该中央构件的纵向轴线平行的一个路径而可滑动的；以及（c）一个刚性的长形支柱构件，该长形支柱构件具有一个第一端、一个第二端和一个与该第一膨胀系数基本上类似的膨胀系数，该支柱构件的第一端被附着于该横向构件上并且该支柱构件的第二端被附着在与该第一位置间隔开的一个第二位置处，该支柱构件被布置成与该中央构件的纵向轴线基本上平行。

附图

通过参考以下描述、附加权利要求和附图可以更好地理解本发明的这些和其他特征、方面以及优点，其中：

图1是具有本发明的多个特征的一个第一芯轴的透视图；

图2是图1所示出的芯轴的一个侧视图；

图3是图1所示出的芯轴的一个端视图；

图4是图3所示出的芯轴沿着线4-4截取的截面侧视图；

图5是具有本发明的多个特征的一个第二芯轴的透视图；并且

图6是图5所示出的芯轴的一个截面侧视图。

本发明的详细说明

以下讨论详细描述了本发明的一个实施例和该实施例的几个变化。然而，本讨论不应解释为将本发明局限于这些具体实施例。本领域的普通技术人员还将认识到数个其他实施例。

本发明是适合于形成中空零件的一种芯轴10，其中该零件是由一种具有第一膨胀系数的可热固化的材料制成的、具有一个带有纵向轴线的长形本体、并且具有附接至该本体上的背离该本体延伸的一个横向突出部。