OBJETO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" para construir estructuras de aviones que reduzcan el tiempo, el trabajo y las dificultades de montaje, especialmente cuando sobre los larguerillos se monta otra pieza.

El objeto principal de la presente invención es minimizar un efecto conocido como "efecto de sombrero mejicano" experimentado por los larguerillos con forma de "T". Esto significa minimizar el hecho de que el espesor del larguerillo se hace menor que el espesor nominal en el extremo del alma del larguerillo y mayor que el espesor nominal en el extremo del pie del larguerillo.

De esta manera, otro objeto de la invención es evitar el uso de suplementos sólidos cuando tiene que montarse otra pieza sobre el pie del larguerillo.

Un objeto adicional de la presente invención es describir una herramienta de curado usada para superar el efecto mencionado anteriormente.

Por último, otro objeto de la presente invención se refiere a facilitar la etapa de desmoldeo de los larguerillos de la bolsa de vacío.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está comprendida dentro de la industria aeronáutica y se refiere a larguerillos para aviones. Más particularmente, se refiere a larguerillos de material compuesto con forma de "T" y a los métodos de fabricación de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la construcción de aviones, un larguerillo o larguero de fuselaje o refuerzo es una tira fina hecha de fibra de carbono. Varias tiras son coencoladas sobre un revestimiento curado para construir una parte del avión (por ejemplo, las alas, el HTP, etc.).

Un tipo muy común de larguerillos es el que tiene una sección transversal con forma de "T" que define un alma del larguerillo y un pie del larguerillo. Normalmente, un método de fabricación de un larguerillo con forma de "T" para un avión comprende una primera etapa de conformado de laminados en caliente para conseguir una geometría de semi-larguerillos con sección transversal con forma de "L", y una segunda etapa para colocar juntos dos semi-larguerillos, conformados en caliente, para conseguir un larguerillo con forma de "T". Después, el larguerillo con forma de "T" es coencolado sobre un revestimiento curado con una línea adhesiva entre ellos.

También es bien conocido en la industria aeronáutica que dicho método comprende una tercera etapa, que es un ciclo de curado, en el que las herramientas de curado, preferiblemente angulares de aleación de invar de aproximadamente 90°, se colocan siguiendo el contorno del larguerillo con forma de "T" conformado en caliente dentro de una bolsa de vacío durante el ciclo de curado. Debe observarse que los angulares de invar tienen una abertura de 90° cuando el revestimiento sobre el que los larguerillos son coencolados es un revestimiento plano. Pero, cuando el revestimiento es curvo, entonces el ángulo entre el pie y el alma de un larguerillo varía ligeramente, haciendo de esta manera que la abertura del angular de invar sea distinta de 90°.

Estos larguerillos con forma de "T", que se forman por los métodos de fabricación tradicionales en los que los larguerillos no curados se unen conjuntamente sobre las capas superficiales curadas con la herramienta de curado del larguerillo dentro de la bolsa de vacío, están sometidos al inconveniente de "efecto de sombrero mejicano", que es el hecho de que el espesor del larguerillo:

- se hace menor que el espesor nominal en el extremo del alma del larguerillo, y

- se hace mayor que el espesor nominal en los extremos del pie del larguerillo.

De esta manera, si cualquier otra pieza tiene que montarse sobre el pie del larguerillo y la diferencia de espesor entre los puntos más finos y más gruesos del pie del larguerillo es demasiado grande, tiene que añadirse un suplemento sólido para nivelar la superficie sobre la que tiene que montarse la otra pieza. El uso de estos suplementos sólidos aumenta las dificultades de montaje y la cantidad de trabajo implicado.

La Solicitud de Patente ES P201030219 describe un método tradicional de fabricación de larguerillos, especialmente con una sección transversal con forma de "T".

Por lo tanto, era deseable encontrar un método de fabricación de larguerillos con el que se minimice el inconveniente de "efecto de sombrero mejicano" explicado anteriormente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se diseña para superar los inconvenientes mencionados anteriormente de los larguerillos con forma de "T".

A lo largo de toda la presente invención el término "invar", conocido también genéricamente como FeNi36 (64FeNi en Estados Unidos), es una aleación de níquel (36%) y acero (64%), destacada por su bajo coeficiente de expansión térmica (CET), único. El nombre "invar" procede de la palabra invariable, que hace referencia a su ausencia de expansión o contracción cuando cambia la temperatura.

De esta manera, una aleación de invar presenta una expansión extremadamente baja a aproximadamente temperatura ambiente, haciéndola particularmente útil en aplicaciones donde se requiere una expansión térmica mínima y una alta estabilidad dimensional, tal como en instrumentos de precisión como dispositivos optoelectrónicos, bancos ópticos y láser, componentes electrónicos y otras clases de instrumentos científicos. También tiene una gran aplicabilidad en la fabricación de herramientas para curar materiales compuestos. La expresión "materiales compuestos" incluye diversos materiales basados en polímeros y no poliméricos, no homogéneos, denominados habitualmente "materiales compuestos reforzados", "materiales compuestos de fibra de carbono" u otros términos adicionales conocidos en la técnica.

De esta manera, la presente invención describe un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" para un avión que tienen un alma del larguerillo y un pie del larguerillo, y comprendiendo el método:

- una primera etapa de conformado en caliente de un laminado de fibra de carbono para conseguir una geometría de semi-larguerillos con sección transversal con forma de "L",

una segunda etapa para colocar juntos dos semi-larguerillos con forma de "L" conformados en caliente para formar un larguerillo con forma de "T", - una tercera etapa de coencolado del larguerillo con forma de "T" resultante sobre un revestimiento curado con una línea adhesiva entre ellos, y una cuarta etapa para curar el larguerillo con forma de "T" obtenido dentro de una bolsa de vacío usando angulares de aleación de invar como herramientas de curado.

El método se caracteriza porque antes de realizar la cuarta etapa los angulares de invar se cortan en un área del radio eliminando una parte de los mismos que cubre el pie del larguerillo para definir una pieza de aleación de invar sin pie.

Preferiblemente, los angulares de aleación de invar se cortan en un área del radio en aquellas zonas donde se van a montar otras piezas. En dichas realizaciones, la zona en la que se va a montar otra pieza es el pie del larguerillo; de esta manera, la pieza a montar permanece en contacto directo con el pie del larguerillo.

En una segunda realización de la presente invención, se dispone un soporte elastomérico sobre el pie del larguerillo una vez cortado el angular de invar. El soporte elastomérico cubre el pie del larguerillo.

Además, para facilitar el desmoldeo de los larguerillos, en una tercera realización de la presente invención se coloca coencolada sobre el pie del larguerillo una fibra de vidrio precurada en el lugar que deja la parte del angular de aleación de invar eliminada, estando dicha fibra de vidrio precurada en contacto directo con la película separadora de la bolsa de vacío durante el ciclo de curado.

La fibra de vidrio precurada puede colocarse:

antes del conformado en caliente de los larguerillos, o

- una vez que los larguerillos se han conformado, pero antes de colocar los angulares de invar.

Adicionalmente, cuando más de un larguerillo con forma de "T" es coencolado al mismo tiempo sobre un revestimiento curado, la presente invención usa un relleno, situado entre los pies de los larguerillos adyacentes, para evitar el efecto de borde. El efecto de borde se produce debido a que el material, antes de ser curado y durante el ciclo de curado es bastante blando, de manera que la bolsa de vacío tiende a redondear las esquinas que no están protegidas por la pieza de invar.

El relleno se selecciona de entre un grupo que puede incluir fibra de carbono, metal, fibra de vidrio o cualquier resina que cure a temperatura ambiente. Si el relleno es de cualquier resina que cure a temperatura ambiente, la resina puede curarse previamente y ponerse después entre los dos larguerillos adyacentes.

Con la nueva geometría propuesta para los angulares de aleación de invar por la presente invención, se evita el uso de suplementos sólidos cuando se va a montar cualquier otra pieza sobre el pie del larguerillo.

Además, el "efecto de sombrero mejicano" explicado anteriormente se minimiza a décimas de milímetro.

Otra ventaja de la presente invención se refiere al peso de los angulares de aleación de invar, ya que, con la solución propuesta, el peso de los angulares de aleación de invar es menor que el peso de los angulares de aleación de invar tradicionales con su geometría convencional.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se entenderá totalmente basándose en la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la presente invención y en los dibujos adjuntos, que se presentan únicamente como un ejemplo, y que por lo tanto no son restrictivos de la invención, y en los que:

La Figura 1 a representa la sección transversal de un larguerillo con forma de "T" tradicional.

La Figura 1 b representa la sección transversal del inconveniente actual al que se enfrentan los larguerillos con forma de "T" cuando se tiene que montar otra pieza sobre el pie del larguerillo.

La Figura 2 muestra la sección transversal de una realización de la solución propuesta por la presente invención.

La Figura 3 muestra la sección transversal de una segunda realización de la solución propuesta por la presente invención.

La Figura 4 muestra la sección transversal de dos larguerillos adyacentes entre los que se pone un relleno.

Referencias:

1 : larguerillo con forma de "T"

2: alma del larguerillo

3: pie del larguerillo

4: semi-larguerillo con forma de "L"

5: revestimiento curado 6: línea adhesiva

7: angular de aleación de invar tradicional (aprox. 90°) T y 7": piezas de aleación invar

8: área del radio del angular de aleación de invar

9: relleno

10: pieza a montar sobre el pie del larguerillo

1 1 : suplemento sólido

12: soporte elastomérico

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

La siguiente descripción se proporciona únicamente para utilidad del lector, y no pretende limitar de ninguna manera la invención como se expone mediante las reivindicaciones.

De esta manera, la Figura 1 a muestra un larguerillo con forma de "T" tradicional (1 ), que se inicia a partir de dos semi-larguerillos con forma de "L" conformados en caliente (4) coencolados sobre un revestimiento curad (5) con una línea adhesiva (6) entre ellos. Además, en la Figura 1 los angulares de aleación de invar (7) se colocan siguiendo el contorno del larguerillo con forma de "T" conformado en caliente.

La Figura 1 b muestra una ejemplificación esquemática del inconveniente explicado anteriormente, conocido como "efecto de sombrero mejicano", al que se enfrentan los larguerillos con forma de "T" (1 ) que procede directamente del método tradicional de fabricación del mismo. De esta manera, en la Figura 1 b puede observarse cómo se define un espacio entre el pie del larguerillo (3) y una pieza a montar (10) sobre el mismo. Este espacio tradicionalmente se ajusta con un suplemento sólido (1 1 ). Pero, como se ha explicado anteriormente, el ajuste de estos suplementos sólidos (1 1 ) aumenta las dificultades de montaje y la cantidad de trabajo implicado.

De esta manera, la presente invención describe un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" (1 ) para un avión que tiene un alma del larguerillo (2) y un pie del larguerillo (3), comprendiendo el método:

una primera etapa de formación en caliente de un laminado de fibra de carbono para conseguir semi-larguerillos (4) de geometría con sección transversal con forma de "L",

una segunda etapa para colocar juntos dos semi-larguerillos con forma de "L" conformados en caliente (4) para formar un larguerillo con forma de "T"

(1 ).

- una tercera etapa donde el larguerillo con forma de "T" obtenido es coencolado sobre un revestimiento curado (5) con una línea adhesiva (6) entre ellos para obtener la estructura final, y

una cuarta etapa de curado del larguerillo con forma de "T" obtenido (1 ) dentro de una bolsa de vacío usando angulares de aleación de invar (7) como herramientas de curado, con la característica distintiva de que antes de realizar esta cuarta etapa los angulares de aleación de invar (7) se cortan en un área del radio (8) eliminando una parte de los angulares de aleación de invar que cubre el pie del larguerillo (3) para definir una pieza de aleación invar (7, 7') sin pie, como se muestra en la Figura 2.

De esta manera, la realización mostrada en la Figura 2 representa los angulares de aleación de invar (7) cortados en un área del radio (8) en la zona donde puede montarse otra pieza sobre el pie del larguerillo (3), una vez que el larguerillo se ha curado. El corte se hace en un sentido radial que termina en el vértice de unión entre el alma (2) y el pie (3) del larguerillo (1 ).

La Figura 3 muestra una segunda realización de la presente invención en la que el corte se realiza recto, manteniendo todo el vértice de unión cubierto por la pieza de invar resultante (7"). En esta segunda realización, se dispone un soporte eslatomérico (12) sobre el pie del larguerillo (3) junto con la pieza de aleación invar (7") que no tiene pie. El soporte elastomérico (12) cubre el pie del larguerillo (3).

En una realización preferida, el soporte elastomérico (12) es de goma. Los soportes de goma pueden reutil izarse y durar varios ciclos.

En una tercera realización de la presente invención la fibra de vidrio precurada es coencolada sobre el pie del larguerillo (3) en el lugar dejado libre por la parte del angular de aleación de invar (7) eliminado. Esto significa que la fibra de vidrio curada estaría en contacto directo con la película separadora de la bolsa de vacío durante el ciclo de curado.

Adicionalmente, como se representa en la Figura 4, cuando más de un larguerillo con forma de "T" es coencolado al mismo tiempo sobre un revestimiento curado (5), la presente invención describe un relleno (9), situado entre pies de larguerillos adyacentes (3) para evitar el efecto de borde. El relleno (9) se selecciona de entre el grupo consistente en fibra de carbono, metal, fibra de vidrio o cualquier resina que se cure a temperatura ambiente.