ES2271786T3 - Procedimiento para la colocacion de los elementos integrantes de un panel autorrigidizado a base de un material compuesto preimpregnado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la colocación en posición de los elementos integrantes de un panel autorigidizante a base de un material compuesto preimpregnado, del tipo constituido por una lámina de base (1) sobre una de las caras de la cual son aplicados y dispuestos unos al lado de otros unos elementos de rigidación (2) en forma de U cuyas ramas de enlace entre las ramas laterales de la U quedan aplicadas contra dicha lámina, con interposición, entre las ramas enfrentadas de cada dos elementos de rigidación (2) adyacentes, de una estructura de interposición comúnmente denominada ¿clavo¿ (3), completada por una ¿cabeza de clavo¿ (4) constituida por un cordón de resina de relleno, caracterizado por las siguientes etapas: - disposición de una sucesión de capas superpuestas de fibras de carbono preimpregnadas para la constitución de la indicada lámina de base (1); - colocación en posición y conformación sobre unos punzones individuales (5) de sección en U con las aristas redondeadas y de una longitud que se corresponde con la de los elementos de rigidación (2) en forma de U del panel que se trata de realizar, de al menos una capa de refuerzo (9) a base de fibras de carbono preimpregnadas; - realización por superposición de al menos una capa de fibras de carbono preimpregnadas de los semiclavos (3a, 3b) constituidos por una banda (10) de longitud correspondiente a la de los elementos de rigidación (2) de sección en U y de una anchura igual a la de las ramas de la referida U y presentando un borde longitudinal doblado (13); - colocación sobre los dos flancos de cada uno de los punzones (5) revestido con la referida capa de refuerzo (9) y en posición de U invertida, de un semiclavo (3a, 3b), quedando situados los bordes doblados (13) a la altura de las aristas redondeadas de los expresados punzones; - posicionamiento unos al lado de otros de los punzones (5) en posición en U invertida y colocación en posición de una cabeza de clavo (4) de sección sensiblemente triangular entre cada dos bordes doblados (13) enfrentados; - compactado del conjunto de los punzones (5) adosados de la referida manera; - rebatimiento a 180° del conjunto de los punzones (5) compactados; - posicionamiento del referido conjunto sobre la expresada lámina de base (1) de manera que queda aplicada contra esta última una superficie plana continua definida, por una parte, por la cara externa de las ramas de enlace entre las ramas laterales de la U constituida por las capas de refuerzo (9) y, 25 por otra parte, por el conjunto ¿clavo (3a, 3b) + cabeza de clavo (4)¿ que constituye la separación entre cada dos elementos de rigidación en U (2) adyacentes; - y, en fin, retirada de los expresados punzones (5) en U.
Description
Procedimiento para la colocación de los
elementos integrantes de un panel autorrigidizado a base de un
material compuesto preimpregnado.
La presente invención hace referencia a la
fabricación de paneles autorrigidizados constituidos a partir de
capas de fibras preimpregnadas y destinados de manera especial a la
realización de paneles de planos de sustentación de aeronaves y de
cajas de fuselaje, por ejemplo.
Más precisamente, los paneles autorrigidizados
a los que se refiere la invención se hallan constituidos por una
lámina generalmente constituida por la superposición de una
pluralidad de capas de fibras de carbono preimpregnadas, sobre una
de las caras de la cual se hallan aplicados unos elementos de
rigidización en forma de U, cuyas partes de enlace entre las dos
ramas de la U se hallan aplicadas contra dicha lámina, con
interposición, entre las ramas laterales enfrentadas de cada dos
elementos de rigidización adyacentes, de una estructura intermedia
comúnmente denominada "clavo", completada por una "cabeza de
clavo" constituida por un cordón de resina de relleno.
La invención se refiere a la fabricación del
indicado tipo de paneles autorrigidizados y, más particularmente, a
las etapas correspondientes a la colocación en posición de los
elementos integrantes de dichos paneles durante el proceso de
fabricación, tal como aparece descrito en el documento
US-A-5 536 589 y en el preámbulo de
la reivindicación 1.
Al indicado efecto, la invención tiene por
objeto un procedimiento para la colocación en posición de los
elementos integrantes de un panel autorrigidizado a base de un
material compuesto preimpregnado, del tipo constituido por una
lámina de base sobre una de las caras de la cual se hallan
aplicados y dispuestos unos al lado de otros unos elementos de
rigidización en forma de U cuyas ramas de enlace entre las ramas
laterales de la U se hallan aplicadas contra dicha lámina, con
interposición, entre las ramas laterales enfrentadas de cada dos
elementos adyacentes, de una estructura intermedia comúnmente
denominada "clavo" completada por una "cabeza de clavo"
constituida por un cordón de resina de relleno, que se caracteriza
por comprender las siguientes etapas:
- -
- disposición de una pluralidad de capas superpuestas de fibras de carbono preimpregnadas para constituir la expresada lámina de base;
- -
- colocación en posición y conformación por medio de unos punzones individuales de sección en U, con sus aristas redondeadas dotados de una longitud que se corresponde con la de los elementos de rigidización en U del panel que se trata de realizar, de al menos una capa de refuerzo a base de fibras de carbono preimpregnadas;
- -
- realización por superposición de al menos una capa de fibras de carbono preimpregnadas de los semiclavos constituidos por una banda cuya longitud se corresponde con la de los elementos de rigidización en U y dotadas de un borde longitudinal doblado;
- -
- colocación sobre los dos flancos de cada uno de los punzones revestido por la indicada capa de refuerzo y en una posición de U invertida, de un semiclavo, quedando situados los bordes doblados a la altura de las indicadas aristas redondeadas de los punzones;
- -
- posicionamiento unos al lado de otros de los punzones en posición de U invertida y colocación en posición de una cabeza de clavo de sección sensiblemente triangular entre cada dos bordes doblados enfrentados;
- -
- compactado de los punzones acoplados de esta manera;
- -
- giro de 180° del conjunto de los punzones compactados;
- -
- posicionamiento del expresado conjunto sobre la indicada lámina de base de manera que quede aplicada contra la misma una superficie plana continua definida, por una parte, por la cara externa de las partes centrales de enlace entre las ramas laterales de los elementos de refuerzo en U y, por otra parte, por el conjunto integrado por el "clavo + la cabeza de clavo" que separa cada dos elementos de rigidización adyacentes;
- -
- y, en fin, proceder a la retirada de los referidos punzones en U.
De acuerdo con una forma particular de puesta en
práctica, la etapa de realización de los semiclavos consiste en
colocar en posición y aplicar contra un punzón de sección en U la
referida banda de manera que los dos bordes longitudinales opuestos
de esta banda desborden ligeramente del correspondiente punzón, y
después en recortar la banda según su eje longitudinal en vistas a
la obtención de dos semiclavos idénticos.
Va ahora a describirse de una manera más
detallada una forma preferente de puesta en práctica del
procedimiento que constituye objeto de la invención, haciendo
referencia a los dibujos anexos, en los
que:
que:
- la figura 1 es una vista en sección
transversal parcial de un panel autorrigidizado por medio de unos
elementos de rigidización en U aplicados sobre una lámina de
base;
- la figura 2 ilustra la colocación en posición
de una capa sobre un punzón de sección en U;
- la figura 3 representa el mismo punzón de la
figura 2 revestido con una capa de refuerzo en U y rodeado
lateralmente por dos semiclavos;
- la figura 4 representa cuatro punzones en U
como el que se ha representado en la figura 3, situados en la
posición correspondiente a la constitución de las cabezas de
clavo;
- las figuras 5, 6 y 7 ilustran una forma de
realización de los semiclavos, y
- las figuras 8, 9 y 10 ilustran las etapas
finales correspondientes a la colocación en posición de un conjunto
elementos de
rigidización-clavos-cabezas de clavo
sobre una lámina de base y a la retirada de los punzones.
En la figura 1 se ha representado en sección
transversal un panel autorrigidizado de material compuesto
preimpregnado constituido por una lámina de base 1 sobre una de las
caras de la cual se hallan aplicados unos elementos de rigidización
2, en forma de U, dispuestos unos al lado de otros, en posiciones
paralelas y separados entre si por una estructura de interposición
que comprende un clavo 3 y una cabeza de clavo 4, estando dicho
clavo constituido a base de dos semiclavos 3a, 3b dispuestos
simétricamente, y llenando la cabeza de clavo 4 el espacio existente
entre, por una parte, la lámina de base 1, y, por otra parte, los
bordes enfrentados de los dos semiclavos 3a, 3b.
La lámina de base 1, al igual que los elementos
de rigidización en forma de U 2 y los semiclavos 3a, 3b, se hallan
constituidos a base de la superposición de capas integradas por un
tejido o una lámina de fibras de carbono preimpregnadas con una
resina de tipo apropiado.
Los elementos de rigidización 2, los semiclavos
3a, 3b y las cabezas de clavo 4 se extenderán por lo general sobre
toda la longitud del panel.
En la figura 2 se ha representado la primera
etapa de colocación en posición de los elementos de refuerzo del
panel, habiéndose realizado, por otra parte, la lámina de base 1
siguiendo la técnica convencional de superposición de capas.
En la figura 2 se ha representado con la
referencia 5 un punzón cuya sección adopta la forma de una U,
definiendo tres superficies exteriores planas ortogonales o
paralelas entre si, respectivamente, unas superficies 6 y 7
corresponden a las dos ramas paralelas de la U y una superficie 8
de enlace.
El punzón 5 presenta una longitud como mínimo
igual a la de los elementos de rigidización 2 que se trata de
realizar y queda situado en una posición invertida de la U para la
colocación de las capas superpuestas en forma de bandas
rectangulares que deben pasar a constituir dichos elementos.
Con la referencia 9 se ha representado en
sección transversal un apilamiento del indicado tipo, realizado por
superposición, que constituye una banda de una longitud igual a la
del elemento de rigidización en U que se trata de obtener.
Sobre el punzón 5, previamente revestido con una
película de polietileno (que no ha sido representada) para evitar la
adhesión de la banda 9, en vistas a permitir la ulterior retirada
del punzón, se sitúa cabalgando la banda 9 tal como se ha
representado, en vistas a conformar bajo un tratamiento en
infrarojos el elemento de rigidación de sección en U, ampliando los
bordes de la banda 9 sobre los laterales 6, 7 del punzón, y siendo
recortados los bordes longitudinales de la banda 8 a nivel de las
referidas ramas laterales 6, 7.
En la figura 3 se ha representado la siguiente
etapa de colocación en posición en las dos ramas laterales del
punzón 5 recubierto de esta manera con la banda 9, de un semiclavo
3a, 3b previamente conformado y recortado.
De acuerdo con una forma preferente de
realización que ha sido representada en las figuras 5 a 7, los dos
semiclavos 3a, 3b se obtienen a partir de una misma banda 10
situada sobre un conformador 11 de sección rectangular con sus
aristas superiores 12 redondeadas (figuras 6, 7), desbordando o
sobresaliendo ligeramente los bordes longitudinales 13 de la banda
(figura 6).
Seguidamente, se sitúa una membrana 14 sobre el
conjunto y se hace el vacío para conformar los semiclavos, es decir,
para aplicar los bordes 13 de la banda 10 (figura 7) sobre las
aristas redondeadas 12, después de lo cual se recorta la banda 10
siguiendo su eje longitudinal (flecha 15) para separar los dos
semiclavos 3a, 3b.
La siguiente etapa consiste en disponer, tal
como se ha representado en la figura 4, una sucesión de punzones
según la figura 3, paralelamente unos al lado de otros, siempre en
la misma posición que corresponde a la U invertida, con objeto de
situar en posición entre cada dos punzones adyacentes, una. cabeza
de clavo 4 preparada previamente y constituida por un cordón de
resina de relleno de sección sensiblemente triangular, ocupando la
regata definida entre los dos bordes girados o doblados 13 de los
semiclavos 3a, 3b aplicados contra la banda 9.
Seguidamente se sitúa el conjunto bajo una
membrana (no representada) y se le compacta bajo vacío con objeto
de obtener una superficie lo más uniformemente plana que resulte
posible y con una ausencia de espacios o intersticios vacíos a la
altura del conjunto formado por cada clavo y cada cabeza de
clavo.
La siguiente etapa consiste en recolocar el
conjunto de los punzones 5 en la posición normal de la U, girando
de 180º, tal como se ha representado en la figura 8, la placa 16 de
montaje de dichos punzones 5, y posicionando estos últimos por
encima de la lámina de base 1 convenientemente situada sobre el
correspondiente mármol de espera 17. Depositándose después el
conjunto de los punzones 5 sobre la lámina de base 1 (figura 9) y,
en fin, se procede a retirar los punzones 5 unos después de los
otros (figura 10) de manera que se obtiene una estructura de
conjunto de acuerdo con la figura 1, que seguidamente será
conveniente consolidar en un autoclave de acuerdo con el
procedimiento habitual.
Claims (2)
1. Procedimiento para la colocación en posición
de los elementos integrantes de un panel autorigidizante a base de
un material compuesto preimpregnado, del tipo constituido por una
lámina de base (1) sobre una de las caras de la cual son aplicados
y dispuestos unos al lado de otros unos elementos de rigidación
(2) en forma de U cuyas ramas de enlace entre las ramas laterales
de la U quedan aplicadas contra dicha lámina, con interposición,
entre las ramas enfrentadas de cada dos elementos de rigidación (2)
adyacentes, de una estructura de interposición comúnmente denominada
"clavo" (3), completada por una "cabeza de clavo" (4)
constituida por un cordón de resina de relleno,
caracterizado por las siguientes etapas:
- -
- disposición de una sucesión de capas superpuestas de fibras de carbono preimpregnadas para la constitución de la indicada lámina de base (1);
- -
- colocación en posición y conformación sobre unos punzones individuales (5) de sección en U con las aristas redondeadas y de una longitud que se corresponde con la de los elementos de rigidación (2) en forma de U del panel que se trata de realizar, de al menos una capa de refuerzo (9) a base de fibras de carbono preimpregnadas;
- -
- realización por superposición de al menos una capa de fibras de carbono preimpregnadas de los semiclavos (3a, 3b) constituidos por una banda (10) de longitud correspondiente a la de los elementos de rigidación (2) de sección en U y de una anchura igual a la de las ramas de la referida U y presentando un borde longitudinal doblado (13);
- -
- colocación sobre los dos flancos de cada uno de los punzones (5) revestido con la referida capa de refuerzo (9) y en posición de U invertida, de un semiclavo (3a, 3b), quedando situados los bordes doblados (13) a la altura de las aristas redondeadas de los expresados punzones;
- -
- posicionamiento unos al lado de otros de los punzones (5) en posición en U invertida y colocación en posición de una cabeza de clavo (4) de sección sensiblemente triangular entre cada dos bordes doblados (13) enfrentados;
- -
- compactado del conjunto de los punzones (5) adosados de la referida manera;
- -
- rebatimiento a 180° del conjunto de los punzones (5) compactados;
- -
- posicionamiento del referido conjunto sobre la expresada lámina de base (1) de manera que queda aplicada contra esta última una superficie plana continua definida, por una parte, por la cara externa de las ramas de enlace entre las ramas laterales de la U constituida por las capas de refuerzo (9) y, por otra parte, por el conjunto "clavo (3a, 3b) + cabeza de clavo (4)" que constituye la separación entre cada dos elementos de rigidación en U (2) adyacentes;
- -
- y, en fin, retirada de los expresados punzones (5) en U.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de realización de los
semiclavos (3a, 3b) consiste en colocar en posición y aplicar
contra un punzón (11) de sección en U con las aristas redondeadas
(12) la referida banda (10) de manera que los dos bordes
longitudinales opuestos (13) de esta última desborden o sobresalgan
ligeramente del punzón (11) y después en recortar la banda (10)
siguiendo el eje longitudinal de la misma en vistas a la obtención
de dos semiclavos simétricos (3a, 3b).
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