Método para sujetar componentes utilizando un sistema de sujeción de dos piezas de material compuesto, y la parte ensamblada relacionada.
Un método para fijar partes, comprendiendo el método:
colocar un componente (810) de sujetador macho de material compuesto a través de un primera parte (802) yuna segunda parte (804),
teniendo el componente (810) de sujetador macho de material compuesto unacaracterística (702) de bloqueo mecánico;
posicionar un componente (812) de sujetador hembra de material compuesto junto a la característica (702) debloqueo mecánico del componente (810) de sujetador macho de material compuesto;aplicar calor y presión al componente (812) de sujetador hembra de material compuesto para hacer que unaporción del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto fluya alrededor de la característica(702) de bloqueo mecánico del componente (812) de sujetador macho de material compuesto; y
solidificar la porción del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto que fluyó alrededor dela característica (702) de bloqueo mecánico del componente (810) de sujetador macho de material compuestode tal manera que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto se fije al componente(810) de sujetador macho de material compuesto;
cuyo método está caracterizado porque además comprende:
aplicar un revestimiento de un material orgánico a los componentes (810, 812) de sujetador macho yhembra de material compuesto para mejorar la compatibilidad de estos componentes con otrosmateriales compuestos y metálicos disimilares, y tratar térmicamente los componentes (810,812) desujetador macho y hembra de material compuesto con otros materiales compuestos y metálicosdisimilares, y
tratar térmicamente los componentes (810, 812) de sujetador macho y hembra de material compuestopara curar el revestimiento antes de colocar el componente (810) de sujetador macho de materialcompuesto a través de las partes primera y segunda (802, 804).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08162257.
Solicitante: THE BOEING COMPANY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: KEENER, STEVEN, G.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B29C65/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL. › B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN DE MATERIALES EN ESTADO PLÁSTICO, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACIÓN (fabricación de preformas B29B 11/00; fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › Ensamblado de elementos preformados; Aparatos a este efecto.
- B29C65/56 B29C […] › B29C 65/00 Ensamblado de elementos preformados; Aparatos a este efecto. › utilizando medios mecánicos.
- F16B33/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL. › F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › Características comunes a los bulones y a las tuercas (clavijas para paredes F16B 13/00).
PDF original: ES-2386659_T3.pdf
![Método para sujetar componentes utilizando un sistema de sujeción de dos piezas de material compuesto, y la parte ensamblada relacionada.](https://patentados.com/img/2012/04/1205082/metodo-sujetar-componentes-utilizando-sistema-sujecion-dos.jpg)
Fragmento de la descripción:
Método para sujetar componentes utilizando un sistema de sujeción de dos piezas de material compuesto, y la parte ensamblada relacionada.
INFORMACIÓN DE ANTECEDENTES
1. Campo: La presente descripción se refiere generalmente a componentes de material compuesto y, en particular, a un método y aparato para fabricar componentes de material compuesto. Aún más particularmente, la presente invención se refiere a un método y aparato para sujetar componentes de material compuesto entre ellos utilizando un sistema de sujeción de material compuesto.
2. Antecedentes: Las aeronaves se diseñan y fabrican con porcentajes cada vez mayores de materiales compuestos. Algunas aeronaves pueden tener más de un cincuenta por ciento de su estructura primaria fabricada de materiales compuestos. Los materiales compuestos se están utilizando en aeronaves para disminuir el peso de la aeronave. Este peso reducido mejora las capacidades de carga de pago y las eficiencias de combustible. Además, los materiales compuestos también pueden proporcionar una resistencia a la corrosión y fatiga mejorada para diversos componentes de una aeronave, contribuyendo así a la mejora global del rendimiento de la aeronave.
Los materiales compuestos son materiales ligeros tenaces creados por la combinación de dos o más componentes disimilares para crear unos componentes con propiedades más fuertes que los materiales originales. Los materiales compuestos también son típicamente materiales no metálicos. En estos ejemplos, un material multifase, en el que la distribución y geometría de fases se han controlado para optimizar una o más propiedades.
Una fase es típicamente continua y se denomina matriz. La matriz puede ser típicamente más dócil que otras fases y puede ser más tenaz que otras fases. Esta matriz soporta típicamente y aglutina el refuerzo conjuntamente y proporciona protección ambiental al refuerzo. La matriz puede transmitir la carga de una pieza de refuerzo al otro, usualmente por cizalladuradura, y puede soportar esfuerzos de cizalladuradura del material compuesto. Otras fases pueden distribuirse dentro de la matriz y son, a menudo, fibrosas o en partículas. Estas fases distribuidas son a menudo más rígidas y más fuertes que la matriz y pueden proporcionar al material compuesto sus propiedades de alta rigidez y resistencia. Por ejemplo, un material compuesto puede incluir fibras y resinas.
Fibras que pueden encontrarse en materiales compuestos incluyen, por ejemplo, grafito, boro, vidrio de alta tracción, cerámica y aramida utilizadas en conjunción con matrices de poliéster/ester de vinilo, epoxy, cerámica y metal. Las fibras y resinas pueden combinarse curando o calentando estos ingredientes para formar un material o producto curado para el componente de material compuesto.
En la fabricación de aeronaves, se han utilizado durante mucho tiempo diversos sistemas de sujeción metálicos de dos piezas para el ensamblaje de estructuras de componentes y aeronaves de todos los tipos de materiales metálicos y no metálicos. Típicamente, los componentes de un sujetador macho metálico se instalan con componentes conjugadas de un sujetador hembra metálico conjugado para mantener juntas las partes. Los componentes del sujetador macho metálico incluyen, por ejemplo, pasadores roscados o pernos de bloqueo. Los componentes conjugados hembra metálicos pueden adoptar la forma de collares roscados, tuercas y/o collares recalcados. El uso de componentes metálicos aumenta, sin embargo, el peso de la aeronave. Actualmente, la unión mecánica de componentes de la aeronave no metálicos o de materiales compuestos utilizando sujetadores metálicos ha sido la excepción en la industria.
El uso de materiales compuestos no metálicos o incluso un híbrido de materiales de materiales compuestos tanto metálicos como no metálicos en conjuntos de sujetador mecánico para unir componentes estructurales de material compuesto no metálico entre ellos ha sido muy limitado o inexistente. Los motivos de estos usos limitados incluyen, por ejemplo, limitaciones de las propiedades del material, tal como deformación plástica. Los aspectos o consideraciones de deformación pueden incluir deformabilidad en collares conjugados de sistemas de dos piezas, tales como pernos de bloqueo o pasadores roscados. Una menor resistencia a la cizalladuradura, corrosión galvánica y resistencia limitada a la compresión son ejemplos de otros factores que han limitado el uso de materiales compuestos en componentes de sujetador.
Incluso con el uso de grandes estructuras de material compuesto curado conjuntamente en la construcción de aeronaves la unión de componentes de material compuesto utilizando sistemas mecánicos es aún deseable especialmente en áreas de la aeronave en donde la necesidad de reparar y/o reemplazar componentes estructurales está prevista o es inevitable.
Como resultado, los fabricantes aún buscan mejorar la tecnología de sujeción para aumentar los niveles de
automatización, facilidad de ensamblaje y ahorros de coste y peso, así como otros factores. Por tanto, resultaría ventajoso tener sistemas de sujeción mejorados que usen materiales compuestos para disminuir el peso, al tiempo que mejoran el rendimiento de la aeronave.
Se proporciona una técnica anterior en el documento EP 0 203 748 A1, en el cual se describe un remache de material compuesto que comprende una porción de cabeza formada previamente, una porción de cizalladuradura, un mandril integral que se extiende desde dicha porción de cizalladura y que tiene en ella un rebajo anular, un anillo de bloqueo de plástico deformable alineado radialmente con el rebajo, y que llena el rebajo, de dicho mandril, y un collar telescópico alrededor y radialmente alineado con dicho anillo de bloqueo para controlar su deformación.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención es un método para fijar partes, según se define en la reivindicación 1 de las reivindicaciones anexas, y una estructura de aeronave de material compuesto según se define en la reivindicación 10.
Las realizaciones ventajosas diferentes de la presente descripción proporcionan un método y un aparato para fijar partes.
En una realización, se proporciona un método para ensamblar una estructura de material compuesto para una aeronave. Un componente de sujetador macho de material compuesto es posicionado a través de un par de partes de aeronave, teniendo el componente de sujetador macho de material compuesto un vástago y una característica de bloqueo mecánico. Un componente de sujetador hembra de material compuesto es posicionado alrededor del vástago y adyacente a la porción roscada del vástago, mientras que el componente de sujetador macho de material compuesto es posicionado a través del par de partes de aeronave, en donde el componente de sujetador hembra de material compuesto comprende fibra de carbono y resina y tiene una forma cilíndrica. Se aplican calor y fuerza al componente de sujetador hembra de material compuesto para hacer que una porción del componente de sujetador hembra de material compuesto se funda y fluya hacia dentro de la característica de bloqueo mecánico. El calor y la fuerza se retiran de tal manera que la porción del componente de sujetador hembra de material compuesto que fundió el collar se vuelva a solidificar, por lo cual el componente de sujetador hembra de material compuesto se fija al componente de sujetador macho de material compuesto y el par de partes de aeronave conjugados se unen mecánicamente entre ellas.
En otra realización ventajosa, se utiliza un método para fijar partes. Un componente de sujetador macho de material compuesto se coloca a través de una primera parte y una segunda parte, teniendo el componente de sujetador macho de material compuesto una característica de bloqueo mecánica. Un componente de sujetador hembra de material compuesto es posicionado adyacente a la porción roscada. Una porción del componente de sujetador hembra de material compuesto se hace fluir alrededor de la característica de bloqueo mecánico del componente de sujetador macho de material compuesto. La porción del componente de sujetador hembra de material compuesto que fluyó alrededor de la porción roscada del componente de sujetador macho de material compuesto se solidifica de tal manera que el componente de sujetador hembra de material compuesto sea fijado al componente de sujetador macho de material compuesto.
En aún otra realización ventajosa,... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un método para fijar partes, comprendiendo el método:
colocar un componente (810) de sujetador macho de material compuesto a través de un primera parte (802) y una segunda parte (804) , teniendo el componente (810) de sujetador macho de material compuesto una característica (702) de bloqueo mecánico; posicionar un componente (812) de sujetador hembra de material compuesto junto a la característica (702) de bloqueo mecánico del componente (810) de sujetador macho de material compuesto; aplicar calor y presión al componente (812) de sujetador hembra de material compuesto para hacer que una porción del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto fluya alrededor de la característica
(702) de bloqueo mecánico del componente (812) de sujetador macho de material compuesto; y solidificar la porción del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto que fluyó alrededor de la característica (702) de bloqueo mecánico del componente (810) de sujetador macho de material compuesto de tal manera que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto se fije al componente
(810) de sujetador macho de material compuesto; cuyo método está caracterizado porque además comprende:
aplicar un revestimiento de un material orgánico a los componentes (810, 812) de sujetador macho y hembra de material compuesto para mejorar la compatibilidad de estos componentes con otros materiales compuestos y metálicos disimilares, y tratar térmicamente los componentes (810, 812) de sujetador macho y hembra de material compuesto con otros materiales compuestos y metálicos disimilares, y tratar térmicamente los componentes (810, 812) de sujetador macho y hembra de material compuesto para curar el revestimiento antes de colocar el componente (810) de sujetador macho de material compuesto a través de las partes primera y segunda (802, 804) .
2. El método según la reivindicación 1, en el que el paso de solidificar comprende:
enfriar el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto para hacer que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto se solidifique de tal manera que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto se fije al componente (810) de sujetador macho de material compuesto.
3. El método según la reivindicación 2, en el que el paso de enfriar comprende:
cesar la aplicación de calor al componente (812) de sujetador hembra de material compuesto.
4. El método según la reivindicación 1, en el que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto tiene una sección roscada en una porción interior (816) del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto diseñada para interactuar mecánicamente con una porción roscada (814) del componente (810) de sujetador macho de material compuesto.
5. El método según la reivindicación 1, en el que el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto incluye una resina que se selecciona de entre una resina polímera termoplástico o una resina polímera termoestable.
6. El método según la reivindicación 1, en el que la primera parte (802) y la segunda parte (804) son partes de material compuesto.
7. El método según la reivindicación 6, en el que las partes de material compuesto son partes de una aeronave.
8. El método según la reivindicación 6, en el que las partes de material compuesto son partes de un vehículo.
9. El método según la reivindicación 1, en el que la característica (702) de bloqueo mecánico es una de entre roscas
o ranuras concéntricas.
10. Una estructura (800) de aeronave de material compuesto que comprende:
una primera parte (802) de aeronave de material compuesto; una segunda parte (804) de aeronave de material compuesto; un componente (810) de sujetador macho de material compuesto colocado a través de la primera parte 8802) de aeronave de material compuesto y la segunda parte (804) de aeronave de material compuesto, en donde el componente (810) de sujetador macho de material compuesto tiene una característica (702) de bloqueo mecánico; y
un componente (812) de sujetador hembra de material compuesto fijado al componente (810) de sujetador macho de material compuesto como resultado de la aplicación de calor y presión al componente (812) de sujetador hembra de material compuesto de una manera que haga que una porción del componente (812) de sujetador hembra de material compuesto fluya alrededor de la característica (702) de bloqueo mecánico del
componente (810) de sujetador macho de material compuesto y se vuelva a solidificar alrededor de la característica (702) de bloqueo mecánico para unir el componente (812) de sujetador hembra de material compuesto al componente (810) de sujetador macho de material compuesto; caracterizada porque cada uno de los componentes (810, 812) de sujetador macho y hembra de material compuesto tiene un revestimiento de un material orgánico para mejorar la compatibilidad de estos
componente con otros materiales compuestos y metálicos disimilares.
11. La estructura de aeronave de material compuesto según la reivindicación 10, en la que la primera parte (802) de aeronave de material compuesto y la segunda parte (804) de aeronave de material compuesto son parte de un ala para una aeronave.
12. La estructura de aeronave de material compuesto según la reivindicación 10, en la que la primera parte (802) de aeronave de material compuesto y la segunda parte (804) de aeronave de material compuesto son componentes estructurales de una aeronave.
Patentes similares o relacionadas:
Tuerca de fijación, del 1 de Julio de 2020, de ILLINOIS TOOL WORKS INC.: Una tuerca de fijación, del tipo utilizado en la industria del automóvil para fijar paneles y accesorios a los mismos, estando formada dicha tuerca […]
Estructura helicoidal para un inserto roscado, del 24 de Junio de 2020, de Ludwig Hettich Holding GmbH & Co. KG: Estructura helicoidal para la transmisión de un momento de fuerza a un casquillo de inserto roscado , que presenta una rosca exterior y opcionalmente […]
Sujetador relleno de resina expandible, sistema de sujetador y método para estructuras compuestas, del 3 de Junio de 2020, de THE BOEING COMPANY: Un sujetador que comprende: un árbol alargado que tiene un primer extremo , un segundo extremo y un cuerpo de árbol dispuesto entre el primer extremo […]
PLATINA/BARRA HILADA ESPECIAL, PARTE DE UN SISTEMA DE SUJECIÓN PARA REVESTIMIENTOS DE CAUCHO EN MOLINOS DE BOLAS DE TRATAMIENTO DE MINERALES, del 2 de Abril de 2020, de BENAVIDES MORAGA, Nicolás: Platina/barra hilada especial, parte de un sistema de sujeción para revestimientos de caucho en molino de bolas de tratamiento de minerales. El […]
Tornillo de montaje y método para su fabricación, del 1 de Abril de 2020, de Kingi Oy: Un tornillo de montaje que comprende una parte de cuerpo básica de acero de carbono, en el que el tornillo de montaje está al menos parcialmente […]
Tuerca de clip, del 25 de Marzo de 2020, de SFS INTEC HOLDING AG: Tuerca de clip con - un clip , que presenta una primera instalación de retención , una segunda instalación de retención (16, 18, 20, 22, […]
Perno y método de fabricación de perno, del 25 de Diciembre de 2019, de KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO: Un perno que tiene una composición química que consiste en porcentaje en masa en:
C en un contenido de 0,30 % a 0,50 %;
Si en un contenido […]
Sistema de medio de conexión, uso de un agente auxiliar de sellado así como procedimiento para sellar un medio de conexión, del 4 de Diciembre de 2019, de FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V.: Sistema de medio de conexión para dotar a un extremo de un medio de conexión de un sellado, que comprende un sellado , que presenta una […]