ES2601152T3 - Panel rigidizado y procedimiento para su fabricación - Google Patents

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ES2601152T3 ES13767040.2T ES13767040T ES2601152T3 ES 2601152 T3 ES2601152 T3 ES 2601152T3 ES 13767040 T ES13767040 T ES 13767040T ES 2601152 T3 ES2601152 T3 ES 2601152T3
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Michel Bermudez
Didier Mesnage
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Benoît Fleury
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Abstract

Un procedimiento de fabricación de un panel (10) rigidizado que comprende una corteza (11) y al menos un rigidizador (12) sustancialmente alargado, dicho al menos un rigidizador que comprende una ranura (13) dispuesta en el sentido longitudinal y que forma con la corteza una cavidad (15), dicho panel que comprende al menos un medio (19) de almacenamiento y de restitución de energía eléctrica dispuesto en el interior de la cavidad, dicho procedimiento que comprende una etapa de relleno de la ranura (13) del al menos un rigidizador (12) por al menos un medio (19) de almacenamiento y de restitución de energía eléctrica; y una etapa de recubrimiento del al menos un medio de almacenamiento y de restitución de energía eléctrica por la corteza (11), de manera que la ranura del rigidizador y la corteza formen juntos la cavidad (15).

Description

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DESCRIPCION
Panel rigidizado y procedimiento para su fabricacion
La presente invencion se refiere a un panel rigidizado. La invencion encuentra su aplicacion en el campo de la aeronautica.
La evolucion de las aeronaves hacia un uso mas importante de los consumidores electricos ha aumentado considerablemente las necesidades de energla y de potencia electrica. Para responder a estas nuevas necesidades, se han desarrollado considerablemente los sistemas en los cuales la energla electrica necesaria se almacena a bordo de la aeronave antes del vuelo. En este contexto, se han introducido por ejemplo paquetes de supercondensadores. Tales paquetes se describen por ejemplo en el documento US5793603.
Sin embargo, con tales sistemas, es necesario optimizar la densidad de la energla y de la potencia para reducir el peso y el volumen, de manera que permita aligerar el peso de las aeronaves y por tanto la disminucion de su impacto ambiental.
Existe por tanto una necesidad de reducir el peso y el volumen de tales sistemas para mejorar la densidad de la energla y de la potencia suministrada por dichos sistemas.
Un aspecto de la presente invencion permite dar solucion a este primer problema tecnico.
Es clasico que un panel rigidizado comprenda una corteza y al menos un rigidizador sustancialmente alargado, que comprenda una ranura dispuesta en el sentido longitudinal y que forme junto con la corteza una cavidad. Tal panel rigidizado se fabrica generalmente mediante el plegado sobre un nucleo de instrumentos cuya forma es complementaria con la cavidad y que se retira, una vez que la fabricacion haya terminado. La operacion de retirar el nucleo de instrumentos se describe por ejemplo en el documento FR2898539 del solicitante.
Sin embargo, la retirada del nucleo de instrumentos es particularmente problematica, principalmente cuando el rigidizador tiene una doble curvatura. En efecto, tal operacion necesita mucho tiempo y medios.
Existe por tanto una necesidad de simplificar el procedimiento de fabricacion de tal panel rigidizado, principalmente la operacion de retirar el nucleo de instrumentos, de manera que se reduzca el tiempo y los costos.
Un aspecto de la presente invencion permite dar solucion a este segundo problema tecnico.
El documento US2003/0169558 se conoce igualmente del estado de la tecnica.
Mas precisamente un objeto de la presente invencion es un procedimiento de fabricacion de un panel rigidizado que comprende una corteza y al menos un rigidizador sustancialmente alargado, dicho al menos un rigidizador que comprende una ranura dispuesta en el sentido longitudinal y que forma con la corteza una cavidad, dicho panel que comprende al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de la energla electrica dispuesto en el interior de la cavidad, dicho procedimiento que comprende una etapa de relleno de la ranura del al menos un rigidizador por al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica; y una etapa de recubrimiento del al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica por la corteza, de manera que la ranura del rigidizador y la corteza formen juntos la cavidad.
El uso de tal panel rigidizado tiene como ventaja permitir por una parte una ganancia de peso al economizar el peso que se necesitarla para encapsular el al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica, y por otra parte una ganancia de volumen al usar el volumen de la cavidad del panel rigidizado desocupado hasta el momento.
Ademas, tal panel rigidizado tiene por ventaja poder colocarse mas cerca del sistema que suministra energla electrica.
Finalmente, la presencia del al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica en la cavidad del rigidizador presenta la ventaja de modificar la respuesta acustica de la estructura. Es por tanto posible evitar usar los dispositivos de atenuacion de ruido, permitiendo de esta manera una ganancia de peso suplementaria.
Preferentemente, el al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica forma un nucleo sobre el cual la corteza se pliega, durante la etapa de recubrimiento del al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica.
Tal procedimiento presenta la ventaja de usar como nucleo de instrumentos al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica que no es necesario retirar una vez que se fabrica el panel rigidizado terminado.
Con mayor preferencia, el rigidizador comprende un material compuesto; la etapa de relleno de la ranura del rigidizador
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se realiza con un rigidizador prepolimerizado; y la etapa de plegado se continua por una etapa de coccion del panel rigidizado.
De acuerdo con un modo de realizacion de la invencion, la etapa de relleno de la ranura del rigidizador se realiza por apilados sucesivos de una capa de electrodos y de una capa de medio aislante electrico poroso sustancialmente paralelo a la superficie de la corteza que se forma con la ranura del al menos un rigidizador la cavidad.
De acuerdo con otro modo de realizacion de la invencion, el procedimiento comprende, anterior a la etapa de relleno de la ranura del rigidizador, una etapa de apilados sucesivos de una capa de electrodos y de una capa del medio de aislamiento electrico poroso, luego una etapa de enrollamiento del apilado realizado alrededor de un nucleo de forma sustancialmente complementaria con la cavidad.
Preferentemente, el procedimiento comprende tambien una etapa en la cual las capas de electrodos estan provistas de medios para recoger la energla electrica; una etapa en la cual los medios para recoger la energla electrica de un mismo polo se unen entre si a un tubo hueco que comprende una abertura con respecto al al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica; una etapa en la cual el electrolito se inyecta en dicho tubo de manera que se impregne en las capas de electrodos; y una etapa en la cual el tubo se obstruye.
La colocacion en el lugar de tal tubo hueco presenta la ventaja de evitar la presencia de una tapa directamente en la estructura del rigidizador, que permita de esta manera ganar en simplicidad y en resistencia mecanica de dicho rigidizador.
La invencion tiene igualmente como objetivo un panel rigidizado que comprende una corteza y al menos un rigidizador sustancialmente alargado, dicho al menos un rigidizador que comprende una ranura dispuesta en el sentido longitudinal y que forma con la corteza una cavidad, dicho panel que comprende al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica dispuesto en el interior de la cavidad, dicho panel rigidizado que se origina de un procedimiento tal como el descrito anteriormente.
Preferentemente, el al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica se dispone en el interior de la cavidad de manera que se adhiera a las paredes de dicha cavidad.
Tal medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica tiene como ventaja formar un nucleo que facilite la fabricacion del panel rigidizado.
Preferentemente, el al menos un medio de almacenamiento y de restitucion de energla electrica es un supercondensador.
El uso de un supercondensador presenta la ventaja de permitir el almacenamiento, de igual peso, una cantidad de energla intermedia entre una baterla y un condensador, para una restitucion de energla mas rapida que una baterla.
De acuerdo con un modo de realizacion de la invencion, el supercondensador comprende dos capas de electrodos dispuestas sustancialmente paralelas a una superficie de la corteza, dichas capas estan separadas entre si por una capa de un medio aislante electrico poroso.
Preferentemente, las capas del supercondensador estan provistas, en las extremidades opuestas en el sentido transversal, de un medio de estanqueidad entre las capas de electrodos, de manera que un electrolito del cual se impregnan las capas de electrodos no puedan fluir sino a traves de la capa del medio aislante electrico poroso.
El uso de tal medio de estanqueidad tiene como ventaja forzar el fluido del electrolito a traves de la capa del medio aislante electrico poroso, y por tanto permitir un mejor funcionamiento del supercondensador.
Preferentemente, dos capas de electrodos consecutivos estan provistos de medios para recoger la energla electrica, dichos medios se disponen uno contra el otro en el sentido transversal.
Tal disposicion de los medios para recoger la energla electrica tiene como ventaja simplificar la conexion de los medios del mismo polo.
De acuerdo con otro modo de realizacion de la invencion, el supercondensador comprende dos capas de electrodos dispuestos sustancialmente en espiral, dichas capas estan separadas entre si por una capa de un medio aislante electrico poroso.
Preferentemente, dos capas de electrodos consecutivas sobresalen una con respecto a la otra en el sentido longitudinal, dichas capas sobresalientes estan provistas de medios para recoger la energla electrica.
Tal disposicion de las capas de electrodos tiene como ventaja simplificar la conexion de los medios para recoger la energla electrica del mismo polo.
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La invencion se entendera mejor con la lectura de la siguiente descripcion y con el examen de las figuras que la acompanan. Estas se proporcionan a modo indicativo y de ninguna manera limitan la invencion. Las figuras muestran:
- Figura 1: una vista general de un panel rigidizado de acuerdo con un modo de realization de la invencion;
- Figuras 2a y 2b: vistas en detalle del panel rigidizado de acuerdo con el modo de realizacion de la invencion presentada en la figura 1.
Las figuras 1, 2a y 2b muestran respectivamente una vista general y de las vistas en detalle de un panel 10 rigidizado de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion.
El panel 10 rigidizado comprende una corteza 11. La corteza 11 es por ejemplo el fuselaje de una aeronave, tal como un avion. La corteza 11 puede ser sustancialmente plana, de curvatura simple o de curvatura doble. En el ejemplo, la corteza 11 es de curvatura simple.
El panel 10 rigidizado comprende ademas al menos un rigidizador 12. El rigidizador 12 comprende por ejemplo un material compuesto. El rigidizador 12 tiene una forma sustancialmente alargada de acuerdo con una primera direction. La primera direccion corresponde en el resto de la descripcion a un sentido longitudinal.
El rigidizador 12 comprende una ranura 13 dispuesta en el sentido longitudinal. Una superficie 14 de la corteza 11 recubre la ranura 13 del rigidizador 12. De esta manera, el ensamble de la corteza 11 y la ranura 13 forma una cavidad 15. Preferentemente, la ranura 13 comprende un fondo 16 dispuesto sustancialmente paralelo a la superficie 14 de la corteza 11.
Preferentemente, la cavidad 15 ese cierra en cada extremidad (15A, 15B) en el sentido longitudinal. Una primera extremidad 15A de la cavidad 15 se representa en las figuras 2a y 2b.
Preferentemente, el rigidizador 12 comprende aletas en cada extremidad de la ranura 13, en un sentido transversal (17, 18). Las aletas (17, 18) se configuran de manera que se adhieran a la superficie 14 de la corteza 11. De esta manera, la corteza 11 y el rigidizador 12 se adhieren uno con el otro al nivel de las aletas (17, 18).
La cavidad 15 admite al menos un medio 19 de almacenamiento y de restitution de energla electrica. Un volumen ocupado por el al menos un medio 19 de almacenamiento y de restitucion de energla electrica en la cavidad 15 es sustancialmente igual a un volumen interno de la cavidad 15. De esta manera, el al menos un medio 19 de almacenamiento y de restitucion de energla electrica se adhiere a las paredes de la cavidad 15.
Preferentemente, el al menos un medio 19 de almacenamiento y de restitucion de energla electrica es un supercondensador. El supercondensador 19 comprende dos capas (20, 21) de electrodos separadas entre si por una capa 22 de un medio aislante electrico poroso. Las capas (20, 21) de electrodos son por ejemplo laminas de aluminio recubiertas por un deposito de carbon activado, y la capa 22 del medio aislante electrico poroso es por ejemplo de celulosa. Las capas (20, 21) de electrodos se impregnan de un electrolito preferentemente llquido, como por ejemplo carbonato de propileno o acetonitrilo.
En el ejemplo presentado en las figuras 2a y 2b, la cavidad 15 admite varios supercondensadores 19. Los supercondensadores 19 se disponen unos con respecto a los otros de manera que una capa (20, 21) de electrodos sirva simultaneamente para dos supercondensadores.
De acuerdo con el modo de realizacion de la invencion presentado en las figuras 2a y 2b, las capas (20, 21, 22) de electrodos y del medio aislante electrico poroso se disponen sustancialmente paralelas a la superficie 14 de la corteza 11.
Preferentemente, las extremidades de las capas (20, 21, 22) de electrodos y del medio aislante electrico poroso de acuerdo con el sentido transversal estan provistas de un medio 23 de estanqueidad entre dichas capas, de manera que el electrolito no pueda fluir sino a traves de la capa 22 del medio aislante electrico poroso. El medio 23 de estanqueidad es por ejemplo de pellcula adhesiva o de resina llquida.
De acuerdo con otro modo de realizacion de la invencion, las capas (20, 21, 22) de electrodos y del medio aislante electrico poroso se disponen sustancialmente de acuerdo con una espiral. Preferentemente, la espiral se forma sustancialmente complementaria con la cavidad 15. Las capas (20, 21, 22) de electrodos y de medio aislante electrico poroso se disponen por ejemplo en espiral alrededor de un nucleo de manera sustancialmente complementaria con la cavidad 15.
De acuerdo con el modo de realizacion presentado en las figuras 2a y 2b, las capas (20, 21) de electrodos se proporcionan a la primera extremidad 15A de medios (24, 25) para recoger la energla electrica, por ejemplo en forma de lenguetas. Preferentemente, los medios (24, 25) para recoger la energla electrica de dos capas (20, 21) de electrodos
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consecutivos se disponen uno contra el otro en el sentido transversal. De esta manera, los medios (24, 25) para recoger la energia electrica de un mismo polo se disponen en una misma extremidad en el sentido transversal.
De acuerdo con una variante, la primera de dos capas de electrodos consecutivas se proporciona a la primera o a la segunda extremidad (15A, 15B) de un medio para recoger la energia electrica, y la segunda se proporciona a la segunda o a la primera extremidad (15B, 15A) de otro medio para recoger la energia electrica. De esta manera, los medios (24, 25) para recoger la energia electrica del mismo polo se disponen en una misma extremidad (15A, 15B) en el sentido longitudinal. Preferentemente, dos capas de electrodos consecutivos sobresalen una con respecto a la otra en el sentido longitudinal y los medios para recoger la energia electrica de las capas de electrodos se disponen sobre dichos sobresalientes.
Preferentemente, los medios para recoger la energia electrica del mismo polo estan sustancialmente alineados entre si.
Los medios para recoger la energia electrica del mismo polo se unen a un tubo (26, 27) al medio de una rama 28. Preferentemente, al menos uno de los tubos (26, 27) es hueco y comprende una abertura dispuesta frente a los supercondensadores 19. De esta manera, el electrolito puede introducirse en el al menos uno de los tubos (26, 27) de manera que llegue a impregnar las capas (20, 21) de electrodos. En el ejemplo, cada uno de los tubos (26, 27) es hueco y comprende una abertura dispuesta frente a los supercondensadores 19.
El panel 10 rigidizado permite una ganancia de peso al economizar el peso que podria ser necesaria para encapsular los supercondensadores 19, asi como una ganancia de volumen al usar el volumen de la cavidad 15 del panel 10 rigidizado desocupado hasta el momento. El panel 10 rigidizado presenta ademas la ventaja de poder colocarse mas cerca del sistema que se alimenta de energia electrica, principalmente en los entornos de dificil acceso como la nariz de un avion.
El panel 10 rigidizado, tal como el descrito anteriormente, se fabrica en el medio de un molde que presenta una superficie sustancialmente complementaria de la superficie 14 de la corteza 11 y al menos una ranura sustancialmente complementaria de la ranura 13 del rigidizador 12.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de fabrication de un panel (10) rigidizado que comprende una corteza (11) y al menos un rigidizador (12) sustancialmente alargado, dicho al menos un rigidizador que comprende una ranura (13) dispuesta en el sentido longitudinal y que forma con la corteza una cavidad (15), dicho panel que comprende al menos un medio (19) de almacenamiento y de restitution de energla electrica dispuesto en el interior de la cavidad, dicho procedimiento que comprende una etapa de relleno de la ranura (13) del al menos un rigidizador (12) por al menos un medio (19) de almacenamiento y de restitution de energla electrica; y una etapa de recubrimiento del al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica por la corteza (11), de manera que la ranura del rigidizador y la corteza formen juntos la cavidad (15).
  2. 2. Un procedimiento de acuerdo con la revindication 1, en el cual el al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica forma un nucleo sobre el cual la corteza se pliega, durante la etapa de recubrimiento del al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica.
  3. 3. Un procedimiento de acuerdo con la revindication 2, en el cual:
    - el rigidizador comprende un material compuesto;
    - la etapa de relleno de la ranura del rigidizador se realiza con un rigidizador prepolimerizado; y,
    - la etapa de plegado se continua por una etapa de coccion del panel rigidizado.
  4. 4. Un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la etapa de relleno de la ranura del rigidizador se realiza por apilados sucesivos de una capa de electrodos y de una capa del medio aislante electrico poroso sustancialmente paralelo a la superficie (14) de la corteza que forma junto con la ranura del al menos un rigidizador la cavidad.
  5. 5. Un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, anterior a la etapa de relleno de la ranura del rigidizador, una etapa de apilados sucesivos de una capa de electrodos y de una capa del medio aislante electrico poroso, luego una etapa de enrollamiento de los apilados realizados alrededor de un nucleo de forma sustancialmente complementaria con la cavidad.
  6. 6. Un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende una etapa en la cual las capas de electrodos estan provistos de medios para recoger la energla electrica; una etapa en la cual los medios para recoger la energla electrica de un mismo polo se unen juntos a un tubo (26, 27) hueco que comprende una abertura en frente del al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica; una etapa en la cual el electrolito se inyecta en dicho tubo de manera que se impregne en las capas de electrodos; y una etapa en la cual el tubo se obstruye.
  7. 7. Un panel (10) rigidizado que comprende una corteza (11) y al menos un rigidizador (12) sustancialmente alargado, dicho al menos un rigidizador que comprende una ranura (13) dispuesta en el sentido longitudinal y que forma junto con la corteza una cavidad (15), dicho panel que comprende al menos un medio (19) de almacenamiento y de restitution de energla electrica dispuesto en el interior de la cavidad, dicho panel se caracteriza porque se obtiene del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.
  8. 8. Un panel de acuerdo con la revindication 7, en el cual el al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica se dispone en el interior de la cavidad de manera que se adhiera a las paredes de dicha cavidad.
  9. 9. Un panel de acuerdo con la reivindicacion 7 o la reivindicacion 8, en el cual el al menos un medio de almacenamiento y de restitution de energla electrica es un supercondensador.
  10. 10. Un panel de acuerdo con la revindication 9, en el cual le supercondensador comprende dos capas (20, 21) de electrodos dispuestas sustancialmente paralelas a una superficie (14) de la corteza, dichas capas se separan entre si por una capa (22) de un medio aislante electrico poroso.
  11. 11. Un panel de acuerdo con la revindication 10, en el cual se proporcionan las capas del supercondensador, en las extremidades opuestas en el sentido transversal, de un medio (23) de estanqueidad entre las capas de electrodos de manera que el electrolito del cual se impregnan las capas de electrodos no pueda fluir sino a traves de la capa del medio aislante electrico poroso.
  12. 12. Un panel de acuerdo con la revindication 10 o la revindication 11, en el cual dos capas de electrodos consecutivas estan provistas de medios (23) para recoger la energla electrica, dispuestos uno contra el otro en el sentido transversal.
  13. 13. Un panel de acuerdo con la revindication 9, en el cual el supercondensador comprende dos capas de electrodos sustancialmente dispuestas en espiral, dichas capas se separan entre si por una capa de un medio aislante electrico poroso.
  14. 14. Un panel de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, en el cual dos capas de electrodos consecutivas sobresalen una con respecto a la otra en el sentido longitudinal, dichas sobresalientes estan provistos de medios para recoger la energla electrica.
ES13767040.2T 2012-09-10 2013-09-09 Panel rigidizado y procedimiento para su fabricación Active ES2601152T3 (es)

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