[发明专利]用于制造用支撑元件强化的外壳元件的成型设备及方法

说明书

本发明涉及一种用于制造用支撑元件(3)强化的由纤维复合材料制成的外壳元件(1)的成型设备(5)，其包括：具有成型表面(21)的成型部件(15)，成型表面具有用于容纳待制造的外壳元件(1)的支撑元件(3)的至少一个腔(23)；以及模芯(19)，模芯构成为用于设置在腔(23)中并且当待制造的外壳元件(1)的支撑元件(3)设置在腔中时将支撑元件支撑在外壳元件上。提供一种可用于避免在将外壳元件脱模时模芯不受控制地掉出的成型设备的目的通过以下方式实现，模芯具有保持设备，保持设备构成为用于与待制造的外壳元件的位于腔中的支撑元件接合并且由此当待制造的外壳元件与成型部件脱离时，将模芯保持在支撑元件上。

技术领域

本发明涉及一种用于制造用支撑元件强化的由纤维复合材料制成的外壳元件、尤其飞行器的机身外壳元件的成型设备。本发明的另一方面涉及一种用于借助于这种成型设备制造这种外壳元件的方法。

背景技术

成型设备包括成型部件和模芯。成型部件(也被称为模具)具有成型表面，该成型表面被设置为朝向待制造的外壳元件或者与这个待制造的外壳元件接触，并且该成型表面具有用于容纳待制造的外壳元件的支撑元件的至少一个优选长形的腔。模芯可以包括一个或多个芯部件并且构成为用于被设置在腔中并且当待制造的外壳元件的支撑元件被设置在腔中时在制造过程期间、尤其在硬化期间将支撑元件支撑在外壳元件上。

从现有技术已知类似的成型设备。这些成型设备例如在制造在内侧用桁条强化的机身外壳元件的情况下使用。在此，提供待制造的外壳元件的型坯，该型坯具有表层元件和设置在该表层元件内侧上的多个支撑元件，并且将模芯设置在该型坯上，使得这些支撑元件相对于表层元件进行支撑。接着，将型坯与模芯一起设置在成型部件的成型表面上，使得这些支撑元件与模芯一起伸入到腔中。此后，在压力影响和温度影响下硬化外壳元件。在硬化之后，外壳元件与成型部件脱离，即对外壳元件进行脱模。由于成型部件在此通常被设置在外壳元件的下方并且从下方支撑外壳元件，因此在外壳元件与成型部件脱离之后存在如下危险，即模芯与外壳元件脱离并且不受控制地从这个外壳元件上掉落，其中模芯和成型部件都可能受到损伤。这个问题特别在使用热塑性基质材料的情况下产生。

发明内容

本发明的目的是，提供一种成型设备，借助该成型设备可以避免在将外壳元件脱模时模芯不受控制地掉出。

这个目的通过以下方式实现，即模芯具有保持设备，该保持设备构成为用于与待制造的外壳元件的位于腔中的支撑元件接合并且由此当该待制造的外壳元件与该成型部件脱离并且被移除、即脱模时，将该模芯保持在该支撑元件上。模芯优选具有多个这种保持设备，这些保持设备在模芯的纵向方向上或者在支撑元件的纵向方向上彼此间隔开。通过这种方式可以防止模芯不受控制地从外壳元件中掉出并且因此防止对模芯或成型部件造成损伤。保持设备还可以用作用于模芯的运输紧固件或脱模辅助件。

在一个优选的实施方式中，该成型设备构成为闭合的工具并且具有带有配合成型表面的配合成型部件、例如压力板，该配合成型表面构成为朝向待制造的外壳元件或者与这个待制造的外壳元件接触。该配合成型部件被配置成用于与成型部件一起置于打开位置和闭合位置中，在该闭合位置中该成型部件和该配合成型部件一起围成空腔，该空腔包括该腔并且构成为用于在制造过程期间容纳该待制造的外壳元件。借助这种两件式的、闭合式的成型设备，通过相对于彼此挤压成型部件和配合成型部件产生所需要的压力并且通过加热成型部件和配合成型部件达到所需要的温度。然而替代性地，成型设备还可以构成为敞开的工具，其中仅存在成型部件而不存在配合成型部件，并且为了硬化待制造的外壳元件而在高压釜中处理该成型部件，在那里所需要的压力通过气体压力产生并且所需要的温度通过在高压釜中的气体温度产生。

在另一个优选的实施方式中，模芯具有优选彼此独立地构成的多个芯部件。通过这种方式，能够用芯部件来支撑该支撑元件的多个侧面。