[发明专利]用于在热压罐中共同固化复合蒙皮和加强筋的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及制造复合零件，并且尤其涉及用于在热压罐中共同固化复合蒙皮和加强筋的方法和装置。

背景技术

有时需要在热压罐中固化多个复合零件，这些复合零件需要内部挤压囊(bladder)来防止它们在热压罐压力下塌陷。例如，在飞机工业中，可以使用真空袋和热压罐压力将复合蒙皮抵靠具有帽形截面的多个加强筋压紧，并且与这些加强筋共同固化。为了避免在热压罐压力下塌陷，可以使挤压囊通气到热压罐环境，使得挤压囊中的内部压力大致为热压罐施加的压力。一种使挤压囊通气的技术是，在挤压囊中放置孔，这些孔穿过真空袋被通气。使挤压囊穿过真空袋通气增加了泄漏到真空袋中的可能性，并且也会导致通气管的不期望的预加载、在固化期间纤维加强筋的潜在变形、以及可能的树脂缺胶问题。

期望提供一种用于共同固化复合蒙皮和加强筋的方法和装置，其不需要通过真空袋使挤压囊通气，同时有助于将热压罐压力基本均匀地分配到挤压囊。还需要如上所述的装置可以容易地重新配置，以便用于不同类型的零件装配。

发明内容

所公开的实施例提供了用于在热压罐固化循环期间，将热压罐压力分配到挤压囊阵列以便压实纤维增强树脂加强筋的方法和装置。歧管系统通过通气管将热压罐压力分配到挤压囊，通气管穿过可重复使用的真空袋，在覆盖待固化的零件的真空袋的区域外的位置。通过使多于一个挤压囊通过每个通气管通气，减少了出于通气目的的真空袋的穿透的数量。歧管系统可以包括多个可移除的端对端布置的歧管盒，歧管盒可以被重新配置以适应需要通气的挤压囊的数量。通气管的预 加载被避免，并且潜在的纤维变形和/或树脂缺胶被显著降低或消除。

根据一个公开的实施例，提供了一种用于抵靠复合蒙皮热压罐固化复合加强筋的装置。该装置包括：工具，其具有工具表面和至少一个通道，在工具表面上可以放置复合蒙皮，通道适于使复合加强筋放置在其中，并在蒙皮下面；至少一个可加压的挤压囊，其适于被放置在通道内，用于抵抗被施加到加强筋的热压罐压力；真空袋，其适于被密封在工具上方，用于抵靠加强筋压实蒙皮；以及歧管系统，其与挤压囊耦接，用于使用热压罐压力对挤压囊加压，该歧管系统包括穿过真空袋并且暴露于热压罐压力的通气管。真空袋可以是可重复使用的袋并且被附连到框架。挤压囊在其一端包括通气接头，并且歧管系统与通气接头耦接。歧管系统包括歧管盒，并且通气管被安装在歧管盒上且与通气接头耦接。歧管盒包括顶壁，当真空袋被密封在工具上方时，顶壁位于真空袋下面并且与真空袋接触，并且通气管穿过顶壁。该装置进一步包括在真空袋与通气管之间的密封件。歧管系统和通气管沿工具的一侧被定位，并且真空袋适于被密封到通气管。

根据另一个实施例，提供了一种用于热压罐固化多个复合加强筋和复合蒙皮的装置。该装置包括工具，该工具适于使复合蒙皮放置在其上，该工具包括在其中的多个通道，每个通道适于使复合加强筋放置在其中并且与蒙皮接触。该装置进一步包括袋和多个挤压囊，该袋适于被放置在蒙皮上方并且暴露于热压罐压力，用于抵靠加强筋压实蒙皮，多个挤压囊分别适于被放置在加强筋内，用于抵抗通过真空袋被施加到加强筋的热压罐压力。该装置还包括歧管系统，歧管系统沿工具通道的一端被定位并且被设置在袋下面，用于将挤压囊与热压罐压力耦接。该歧管系统包括具有适于与袋接合的顶壁的歧管盒、穿过歧管盒的顶壁和真空袋的通气管、以及将通气管与挤压囊的末端耦接的管路。该装置可以进一步包括在通气管和袋之间的密封件，用于将袋密封到通气管，并且该装置还包括框架和夹具，夹具用于夹住在工具和框架之间的真空袋的外围。歧管系统位于袋的密封的外围内。每个挤压囊是细长的并且在其一端包括通气接头，并且歧管系统可释放地与每个通气接头耦接。该歧管系统包括多个歧管盒，多个歧管盒端对端布置并且具有顶部，多个通气管分别穿过歧管盒的顶部和真空袋。 排气管与挤压囊的末端耦接并且被密封到真空袋。

根据又一个实施例，提供了一种在热压罐内共同固化复合加强筋和蒙皮的方法。该方法包括，在工具上放置未固化的加强筋，分别在未固化的加强筋中放置挤压囊，在工具上方放置未固化的蒙皮并且使蒙皮与加强筋接触，将挤压囊与歧管耦接，在工具和歧管上方密封真空袋，使歧管穿过真空袋通气到热压罐压力，以及通过歧管使用热压罐压力对挤压囊加压。将挤压囊与歧管耦接包括，将挤压囊的端部与暴露于热压罐压力的通气管耦接。密封袋包括，围绕通气管密封袋。将挤压囊与歧管耦接包括，将挤压囊中的多个的端部与通气管耦接。密封袋包括，在袋和工具上方放置框架，并且夹住框架和工具之间的袋。该歧管可以包括多个歧管盒，并且该方法可以进一步包括在工具上并且沿挤压囊的一端，端对端地放置歧管盒，并且将每个歧管盒与多个挤压囊耦接。