ES2323901T3 - Procedimiento de fabricacion de una articulacion sobre un elemento estructural de composite, especialmente una biela. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una articulación sobre un elemento estructural en composite realizado por lo menos localmente mediante un apilamiento de pliegues primarios (N1...N7) de giras compuestas que definen por lo menos una extensión (113) destinada a formar la articulación caracterizado porque comprende la etapa de desunir los pliegues primarios por lo menos al nivel de la extensión y de intercalar pliegues interpuestos (116) entre los pliegues primarios.
Description
Procedimiento de fabricación de una articulación
sobre un elemento estructural de composite, especialmente una
biela.
La invención se refiere a un procedimiento de
fabricación de una articulación sobre un elemento estructural de
composite, especialmente una biela.
Se conocen las bielas que comprenden un cuerpo
hueco de composite, por ejemplo obtenido por el enrollamiento de
hilos alrededor de un mandril o también por el enrollamiento de un
pliegue de fibras tejidas.
El grosor del cuerpo hueco se obtiene efectuando
un número adecuado de enrollamientos.
Por otra parte se conocen las bielas de
composite cuyo cuerpo macizo está realizado por el apilamiento
de
pliegues.
pliegues.
Es conocido prever extensiones, ya sea de la
pared del cuerpo hueco, ya sea del cuerpo macizo, que están
destinadas a convertirse en articulaciones. Después de la
polimerización del cuerpo, es suficiente con perforar estas
extensiones y eventualmente recortarlas para obtener las
articulaciones.
Sin embargo, el grosor de las articulaciones
realizadas de este modo coincide con el grosor de la pared del
cuerpo hueco o el grosor del cuerpo macizo. O bien este grosor puede
no ser suficiente.
El estado de la técnica está ilustrado por los
documentos FR 2 060 049, DE 37 26 340, FR 2 705 610,
US 5 279 892, US 6 036 904 y FR 2 060 049.
US 5 279 892, US 6 036 904 y FR 2 060 049.
La invención tiene por objeto proponer una nueva
manera de producir una o más articulaciones sobre un elemento
estructural en composite.
De cara a la realización de este objetivo, se
propone un procedimiento de fabricación de una articulación sobre
un elemento estructural en composite realizado por lo menos
localmente por un apilamiento de pliegues primarios de fibras
compuestas que definen por lo menos una extensión destinada a formar
la articulación, caracterizado porque comprende la etapa de desunir
los pliegues primarios por lo menos al nivel de la extensión e
intercalar pliegues interpuestos entre los pliegues primarios.
De ese modo, el grosor de la extensión deja de
estar relacionado con el grosor del elemento estructural. Se puede
aumentar particularmente el grosor de la extensión para obtener una
articulación de un grosor adecuado.
La invención se comprenderá mejor a la luz de la
descripción que sigue a continuación con referencia a las figuras
de los dibujos adjuntos en las cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de una
biela obtenida según el procedimiento de la invención;
- la figura 2 es una vista de frente de un
patrón recortado para fabricar una biela según la invención;
- la figura 3 es una sección según la línea
III-III del cuerpo de la biela de la figura 1;
- la figura 4 es una vista parcial del patrón de
la figura 1 vista en corte;
- la figura 5 es una vista de la sección según
la línea V-V de la figura 1;
- la figura 6 es una vista esquemática de un
tejido de diversos pliegues unidos utilizados para la realización
del procedimiento de la invención.
Con referencia a la figura 1, el procedimiento
de la invención permite obtener una biela 100 integralmente de
composite que comprende un cuerpo tubular 102 que lleva dos
horquillas 103 que comprende cada una de ellas dos articulaciones
104 encaradas.
Según un aspecto particular de la invención
ilustrada en la figura 2, se empieza por recortar en un tejido de
fibras, por ejemplo aquí fibras de carbono, un patrón 110 que
comprende una parte central 111 que comprende dos bordes opuestos
112 y desde la cual se extienden cuatro extensiones 113 a razón de
dos extensiones por cada lado de la parte central 111, a un lado y
al otro de un eje de simetría 114 del patrón.
El tejido de fibras de preferencia es un tejido
denominado "2,5D", que comprende varios pliegues primarios de
fibras de trama ligadas entre ellas por fibras de urdimbre que se
extienden desde un pliego primario al otro para unir los pliegues
entre ellos. Una unión de este tipo entre los pliegues primarios
permite solidarizarlos entre ellos permitiendo un deslizamiento
relativo de los pliegues primarios en el momento de la formación
del patrón.
A este respecto, el tejido preferido es el
tejido que se presenta en el documento FR 2 759 096, y descrito más
adelante en este documento con relación a la figura 6. El tejido
comprende una textura de base que está constituida:
- por una parte, por lo menos veintiocho fibras
de trama 1 a 28 repartidas en por lo menos ocho columnas C1 a C8
extendiéndose cada una de ellas en el sentido del grosor E del
tejido y dispuestas al tresbolillo con una alternancia de columnas
C2, C4, C6, C8 de por lo menos tres fibras de trama superpuestas
separadas por un paso P determinado, y de columnas C1, C3, C5, C7
de por lo menos cuatro fibras de trama superpuestas separadas por
el mismo paso P, las fibras de trama 1 a 28 extendiéndose para
definir por lo menos siete pliegues primarios N1 a N7;
- y por otra parte, por lo menos doce fibras de
urdimbre 29 a 40 dispuestas en por lo menos cuatro planos paralelos
P1, P2, P3, P4, al tresbolillo en el sentido de las fibras de la
trama, cada plano conteniendo tres fibras de urdimbre paralelas
superpuestas dispuestas en cada uno de estos planos de la forma
siguiente:
- una primera fibra de urdimbre (respectivamente
29, 32, 35, 38) liga la fibra de trama extrema superior
(respectivamente 1, 8, 15, 22) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama, a una fibra de trama
intermedia superior (respectivamente 16, 23, 2, 9) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama que está
separada de la columna anterior por lo menos por dos pasos P, la
primera fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama
extrema superior (respectivamente 1, 8, 15, 22) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos P;
- una segunda fibra de urdimbre (respectivamente
30, 33, 36, 39) que liga una fibra de trama intermedia superior
(respectivamente 2, 9, 16, 23) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama a una fibra de trama
intermedia inferior (respectivamente 17, 24, 3, 10) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama que está
separada de la columna anterior por lo menos por dos pasos P, la
segunda fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama
intermedia superior (respectivamente 2, 9, 16, 23) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos P;
- una tercera fibra de urdimbre (respectivamente
31, 34, 37, 40) que liga una fibra de trama intermedia inferior
(respectivamente 3, 10, 17, 24) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama, a la fibra de trama extrema
inferior (respectivamente 18, 25, 4, 11) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama separada
de la columna anterior por lo menos por dos pasos P, la tercera
fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama intermedia
inferior (respectivamente 3, 10, 17, 24) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos P.
Las posiciones de las fibras de urdimbre
paralelas (respectivamente 29, 30, 31; 32, 33, 34; 35, 36, 37; 38,
39, 40) están al tresbolillo longitudinalmente en un paso P de un
plano al otro. Se representa en trazo continuo las fibras de la
urdimbre 29, 30, 31 del plano P1, en trazos discontinuos cortos las
fibras de la urdimbre 23, 33, 34 del plano P2, en trazos mixtos las
fibras de la urdimbre 35, 36, 37 del plano P3 y finalmente en
trazos discontinuos largos las fibras de la urdimbre 38, 39, 40 del
plano P4. El decalaje es particularmente visible.
Volviendo ahora a la figura 2, el patrón 110
está recortado en dicho tejido de forma que las fibras de la trama
se extienden según el eje de simetría 114 del patrón 110.
Según un aspecto particular de la invención, se
forma entonces el patrón 110 en un tubo aproximando los bordes 112.
Como se representa esquemáticamente en la figura 3, los pliegues
primarios del tejido deslizan entre ellos, el deslizamiento siendo
nulo al nivel del eje de simetría 114 y máximo al nivel de los
bordes 112 de forma que estos últimos adoptan una forma en
bisel.
Se traen entonces los bordes 112 unos sobre los
otros. De preferencia, el corte de uno de los bordes 112 se viene a
apoyar contra la cara interna del patrón 110, de modo que el grosor
del tubo formado de ese modo sea, en la zona de unión,
sensiblemente constante.
No siendo aquí paralelos los bordes 112, se
obtiene una parte tubular de forma cónica. Pero del mismo modo se
puede obtener una parte tubular cilíndrica cortando el patrón 110
con los bordes 112 paralelos.
Según un aspecto particular de la invención
ilustrado en la figura 4, se retira en el extremo de las extensiones
113 las fibras de urdimbre para desunir los pliegues primarios
formados por las fibras de la trama. Se obtienen así los pliegues
primarios N1 a N7 (vistos aquí en corte e ilustrados en trazo
grueso) pudiendo estar separados unos de otros. Entre cada uno de
los pliegues primarios, son insertados pliegues interpuestos 116
(ilustrados en trazo fino, estando referenciado un único pliegue
interpuesto) de modo que las fibras que componen los pliegues
interpuestos 116 se extienden oblicuamente, de preferencia a 45
grados, con relación a las fibras de la trama que componen los
pliegues primarios N1 a N7.
De preferencia, los pliegues interpuestos 116
están dispuestos de modo que proporcionan a las extensiones 113 un
grosor que varía progresivamente para llegar en el extremo a un
grosor constante sensiblemente del doble de aquél del tejido. Para
hacer esto, se elige insertar los pliegues interpuestos 116 cuya
longitud aumenta a un lado y al otro del plano central de la
extensión 113 a medida que se aleja de dicho plano.
Después, a través de los pliegues primarios N1 a
N7 y de los pliegues interpuestos 116 se introducen fibras
transversales 117 (representadas en puntos, estando referenciada una
única fibra transversal) para reforzar los extremos de las
extensiones 113. Se confiere así a dichos extremos una estructura en
tres dimensiones particularmente resistente que impide que los
pliegues deslicen unos sobre los otros. De preferencia, la
introducción de las fibras transversales se hace por costura.
El patrón provisto de sus pliegues interpuestos
se coloca sobre un mandril (no representado). Después, mediante una
técnica conocida por sí misma (procedimiento denominado RTM o
moldeado por transferencia de resina), se difunde la resina en las
fibras del patrón provisto de sus pliegues interpuestos.
La unión de los bordes 112 que se recubren esta
así asegurada por la resina. El recubrimiento de los biseles ofrece
una gran superficie de referencia entre los dos bordes 112, de modo
que la unión (visible en la figura 1) es muy sólida y hace a la
biela apta para resistir solicitaciones de tensión y de
compresión.
Se obtiene por lo tanto un cuerpo tubular sólido
con, en cada lado, dos brazos de un grosor que aumenta formados por
las extensiones que se extienden encaradas dos a dos. Queda ahora
recortar los brazos y perforarlos para transformar los brazos en
articulaciones 104. Se obtiene la biela realizada integralmente de
composite de la figura 1.
De preferencia y como está ilustrado en la
figura 5, se proporcionan a las articulaciones casquillos dobles
120 comprendiendo cada una un primer casquillo 121 que tiene por un
lado una parte cilíndrica 122 que se extiende en uno de los
taladros de las articulaciones 4 y por otro lado un collarín 123 que
se extiende contra uno de los flancos de la articulación 4, y un
segundo casquillo 25 que tiene por un lado una parte cilíndrica 126
que se extiende con apriete en la parte cilíndrica 122 del primer
casquillo 121 y por otro lado un collarín 127 que se apoya sobre el
extremo de dicha parte cilíndrica 122. De preferencia, la longitud
de dicha parte cilíndrica 122 es ligeramente inferior al ancho de
la articulación 104 de modo que ésta está ligeramente pinzada entre
los collarines 123 y 127.
Una biela de este tipo ventajosamente puede ser
utilizada para constituir las riostras diagonales de trenes de
aterrizaje. En efecto, tales riostras diagonales comprenden dos
elementos de bielas articuladas entre ellas que trabajan
esencialmente a tracción y compresión, de modo que la biela de la
invención ventajosamente puede ser utilizada en esta aplicación.
Por otra parte, se sabe que tales riostras diagonales pueden estar
sometidas a impactos, por ejemplo de piedras proyectadas por los
neumáticos. El tejido "2,5D" utilizado es justamente conocido
por su gran resistencia a los impactos y al exfoliado.
Los dimensionados han permitido mostrar que la
ganancia en cuanto a la masa con relación a las riostras diagonales
metálicas es significante. Por otra parte, el tiempo de fabricación
es considerablemente reducido.
La invención no está limitada a lo que acaba de
ser descrito, sino más bien al contrario engloba toda variante que
entra dentro del ámbito definido por las reivindicaciones.
En particular, aunque se ha descrito la
utilización de un tejido particular tal como el descrito con
relación a la figura 6, se podrá utilizar un tejido similar que
comprenda un número más importante de pliegues, o todavía otros
tejidos que permitan un deslizamiento relativo de los pliegues. Se
puede obtener un tejido de este tipo superponiendo pliegues y
cosiéndolos entre ellos de forma floja.
Para reforzar la unión borde a borde, se podrán
coser los dos bordes antes de la polimerización.
Aunque el procedimiento de la invención se ha
ilustrado con relación con una biela, se podrá aplicar el
procedimiento de la invención a cualquier otro elemento estructural
de composite.
Claims (10)
1. Procedimiento de fabricación de una
articulación sobre un elemento estructural en composite realizado
por lo menos localmente mediante un apilamiento de pliegues
primarios (N1...N7) de giras compuestas que definen por lo menos
una extensión (113) destinada a formar la articulación
caracterizado porque comprende la etapa de desunir los
pliegues primarios por lo menos al nivel de la extensión y de
intercalar pliegues interpuestos (116) entre los pliegues
primarios.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
cual los pliegues interpuestos (116) tienen fibras que están
orientadas oblicuamente con relación a las fibras de la trama que
forman los pliegues primarios (N1...N7) al nivel de la
extensión.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
cual las fibras transversales (117) están insertadas a través de
los pliegues primarios y de los pliegues interpuestos.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
cual se intercalan pliegues interpuestos (116) que tienen un ancho
que aumenta a un lado y al otro del plano central de la extensión
(113) a medida que se aleja de dicho plano (113).
5. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
cual después de la inyección de resina y la polimerización, las
extensiones son perforadas para formar las articulaciones (104).
6. Procedimiento según la reivindicación 5 en el
cual los taladros están equipados con casquillos dobles (120).
7. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
cual la extensión es una parte de un patrón (110) que presenta dos
bordes opuestos (112) recortados en un tejido de fibras compuestas
formado por los pliegues primarios (N1...N7) superpuestos y unidos
entre ellos de modo que los pliegues pueden deslizar relativamente
uno con relación al otro, el patrón estando enrollado en tubo para
formar un cuerpo del elemento estructural de modo que los pliegues
primarios deslicen entre ellos para proporcionar a los dos bordes
una forma en bisel, los bordes en bisel estando unidos de modo que
se recubren.
8. Procedimiento según la reivindicación 7 en el
cual el patrón está reportado en un tejido que comprende una
textura de base que está constituida:
- por una parte, por lo menos veintiocho fibras
de trama (1 a 28) repartidas en por lo menos ocho columnas (C1 a
C8) extendiéndose cada una de ellas en el sentido del grosor (E) del
tejido y dispuestas al tresbolillo con una alternancia de columnas
(C2, C4, C6, C8) de por lo menos tres fibras de trama superpuestas
separadas por un paso P determinado, y de columnas (C1, C3, C5, C7)
de por lo menos cuatro fibras de trama superpuestas separadas por
el mismo paso (P), las fibras de trama (1 a 28) extendiéndose para
definir por lo menos siete pliegues primarios (N1 a N7);
- y por otra parte, por lo menos doce fibras de
urdimbre (29 a 40) dispuestas en por lo menos cuatro planos
paralelos (P1, P2, P3, P4), al tresbolillo en el sentido de las
fibras de la trama, cada plano conteniendo tres fibras de urdimbre
paralelas superpuestas dispuestas en cada uno de estos planos de la
forma siguiente:
- una primera fibra de urdimbre (respectivamente
29, 32, 35, 38) liga la fibra de trama extrema superior
(respectivamente 1, 8, 15, 22) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama, a una fibra de trama
intermedia superior (respectivamente 16, 23, 2, 9) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama que está
separada de la columna anterior por lo menos por dos pasos (P), la
primera fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama
extrema superior (respectivamente 1, 8, 15, 22) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos
(P);
- una segunda fibra de urdimbre (respectivamente
30, 33, 36, 39) que liga una fibra de trama intermedia superior
(respectivamente 2, 9, 16, 23) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama, a una fibra de trama
intermedia inferior (respectivamente 17, 24, 3, 10) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama que está
separada de la columna anterior por lo menos por dos pasos (P), la
segunda fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama
intermedia superior (respectivamente 2, 9, 16, 23) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos
(P);
- una tercera fibra de urdimbre (respectivamente
31, 34, 37, 40) que liga una fibra de trama intermedia inferior
(respectivamente 3, 10, 17, 24) de una columna (respectivamente C1,
C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama a la fibra de trama extrema
inferior (respectivamente 18, 25, 4, 11) de una columna
(respectivamente C5, C7, C1, C3) de cuatro fibras de trama separada
de la columna anterior por lo menos por dos pasos (P), la tercera
fibra de urdimbre volviendo sobre una fibra de trama intermedia
inferior (respectivamente 3, 10, 17, 24) de una columna
(respectivamente C1, C3, C5, C7) de cuatro fibras de trama que está
separada de la primera columna por lo menos por cuatro pasos
(P);
las posiciones de las fibras de urdimbre
paralelas (respectivamente 29, 30, 31; 32, 33, 34; 35, 36, 37; 38,
39, 40) estando al tresbolillo longitudinalmente en un paso P de un
plano al otro.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 en el
cual el patrón comprende un eje de simetría (114) y está recortado
en dicho tejido de modo que los pliegues tengan fibras de trama que
se extienden según el eje de simetría.
10. Procedimiento según la reivindicación 7 en
el cual el patrón está recortado de modo que presenta por lo menos
dos extensiones (113) que vienen una encarada a la otra cuando se
forma el patrón a modo de tubo.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0511846A FR2893532B1 (fr) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | Procede de fabrication d'une chape sur un element structural en materiau composite, notamment une bielle |
| FR0511846 | 2005-11-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2323901T3 true ES2323901T3 (es) | 2009-07-27 |
Family
ID=36570444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06831104T Active ES2323901T3 (es) | 2005-11-23 | 2006-11-10 | Procedimiento de fabricacion de una articulacion sobre un elemento estructural de composite, especialmente una biela. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7601288B2 (es) |
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