Sistema, método y aparato para la retirada de componentes por impulsos de calentamiento por inducción de conjuntos estructurales.

Un método para la retirada de un componente unido mediante un adhesivo a un sustrato,

que consiste en:

a) proporcionar una herramienta capaz de emitir impulsos de calentamiento por inducción y una selección de bobinas montables en la herramienta.

b)seleccionar una de las bobinas que tenga un bucle que encaje alrededor de una base adhesiva del componente a retirar del sustrato.

c) insertar cables de la bobina seleccionada en la herramienta y colocar el bucle alrededor del componente, en un lugar adyacente a una superficie del sustrato.

d) hacer que la herramienta emita impulsos para calentar el componente, el sustrato y el adhesivo.

e) detectar una temperatura del sustrato.

f) rep0etir los pasos (d) y (e) hasta que el sustrato alcance una temperatura objetivo y el adhesivo se ablande; y continuación

g) raspar el componente y el adhesivo desprendiéndolos del sustrato.

Sistema, método y aparato para la retirada de componentes por impulsos de calentamiento por inducción de conjuntos estructurales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

1. Campo técnico La presente invención se refiere, en general, a la retirada de componentes de conjuntos estructurales y, en particular, a un sistema, un método y un aparato mejorados para la retirada de componentes unidos mediante adhesivos de conjuntos estructurales a través de impulsos de calentamiento por inducción .

2. Descripción de técnicas relacionadas En algunas aplicaciones industriales, las piezas utilizadas para la construcción de conjuntos estructurales se componen de materiales de distintos tipos. Estas piezas se pueden unir o fijar entre sí de distintas maneras entre las que cabe incluir, por ejemplo, con tuercas y pernos convencionales, placas de tuerca que se fijan con adhesivos, y otros muchos tipos de fiadores o elementos de montaje conocidos por aquellos versados en la materia.

A veces resulta necesario retirar los fiadores o los elementos de montaje para, por ejemplo, reemplazar instalaciones incorrectas o reelaborar los componentes. Durante dichos procedimientos, algunas piezas pueden dañarse. Por ejemplo, los sustratos formados de materiales de composite pueden dañarse al retirar las placas de tuerca u otros elementos de montaje adheridos a ellos con potentes adhesivos. Una técnica para retirar elementos de sustratos consiste en golpear físicamente o hacer saltar los elementos de la estructura o sustrato subyacentes. Cuando tales golpes se dan a temperatura ambiente, el material de composite puede delaminarse. Además, las piezas de composite pueden dañarse si el personal utiliza amoladoras eléctricas para retirar el adhesivo residual que queda en la estructura subyacente tras la retirada de los elementos.

Otra técnica para retirar los elementos unidos mediante adhesivos consiste en utilizar una pistola de aire caliente para calentar las piezas y el sustrato. Antes del calentamiento, se instalan unos termopares en la línea de unión del adhesivo y se instala un enmascarante de silicona cortado a medida alrededor del lugar de retirada para proteger a los elementos circundantes del aire caliente. Algunos fabricantes de elementos de fijación, por ejemplo, Click Bond, Inc., también proporcionan técnicas de retirada. Aunque todas estas soluciones son factibles para algunas aplicaciones, sería deseable contar con un sistema, un método y un aparato mejorados para la retirada de elementos de montaje de conjuntos estructurales.

RESUMEN DE LA INVENCiÓN

Se presentan realizaciones de un sistema, un método y un aparato para la retirada de elementos de montaje de estructuras mediante impulsos de calentamiento por inducción. En una realización, la invención comprende un equipo que contiene un elemento calefactor, una pluralidad de bobinas desmontables e intercambiables preconformadas para poder ser utilizadas con muchos tipos y tamaños de elementos de fijación, una sonda de temperatura superficial y un termómetro, y un raspador no metálico para evitar dañar los conjuntos estructurales durante la retirada de los elementos de fijación y del adhesivo residual.

En una realización, el elemento calefactor puede comprender una herramienta de mano modificada de calentamiento por inducción para calentar el elemento y el sustrato objetivos antes de la retirada del elemento.

La herramienta incluye un relé de retardo de tiempo para proporcionar breves impulsos intermitentes de calor seguidos de breves períodos de espera sin calor. Este ciclo reduce la probabilidad de que los componentes se sobrecalienten y permite que el operario disponga de tiempo para medir la temperatura entre un impulso de calor y otro. La herramienta también incluye una luz indicadora para indicar al operario que la herramienta está proporcionando un impulso de calor.

En una realización de un método de la invención, el operario selecciona inicialmente una de las bobinas que mejor encaje alrededor de base adhesiva del elemento a retirar. Los cables de la bobina se instalan o insertan en la herramienta y el bucle que hayal final de la bobina se coloca alrededor de la base adhesiva del elemento, sustancialmente a ras del sustrato subyacente. A continuación se proporcionan breves impulsos de energía al bucle a través de la herramienta, que calientan el elemento y el sustrato objetivos por inducción. La temperatura del sustrato se puede controlar a través de una termosonda superficial. Cuando el sustrato alcanza la temperatura objetivo, el adhesivo se ha ablandado lo suficiente para poder raspar fácilmente el componente y el adhesivo. La invención es útil para la retirada de elementos de fijación de sustratos de composite, metálicos y de otros tipos en

algunas aplicaciones, y para la retirada de otras piezas pequeñas adheridas como espárragos, separadores, fijaciones, ataduras de cable, casquillos, insertos, etc.

Lo anterior y otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes para aquellos versados en la materia, a la vista de la descripción detallada de la presente invención que se presenta a continuación, junto con las reivindicaciones adjuntas y los dibujos que la acompañan.

Conforme a un primer aspecto de la invención, presentamos un método para la retirada de un componente unido mediante un adhesivo a un sustrato, que consiste en (a) proporcionar una herramienta de impulsos de calentamiento por inducción y una selección de bobinas montables en la herramienta, (b) seleccionar una de las bobinas que tenga un bucle que encaje alrededor de una base adhesiva del componente a retirar del sustrato, (c) insertar unos cables de la bobina seleccionada en la herramienta y colocar el bucle alrededor del componente, adyacente a una superficie del sustrato, (d) hacer que la herramienta proporcione impulsos para calentar el componente, el sustrato y el adhesivo, (e) detectar la temperatura del sustrato, (f) repetir los pasos (d) y (e) hasta que el sustrato alcance la temperatura objetivo y el adhesivo se haya ablandado y, a continuación, (g) raspar el componente y el adhesivo para desprenderlos del sustrato.

El paso (d) puede consistir en pulsar y soltar un disparador localizado sobre la herramienta para proporcionar un solo impulso de calor a la bobina.

El paso (d) puede consistir en pulsar y soltar un disparador localizado sobre la herramienta para proporcionar múltiples impulsos de calor a la bobina.

El paso (d) puede consistir en proporcionar a la bobina impulsos de calor de cinco segundos aproximadamente, cada uno de los cuales se puede interrumpir durante períodos de espera de cuatro segundos en los que no se proporciona calor hasta que se suelta el disparador.

El paso (e) puede consistir en colocar la punta de una sonda de temperatura superficial sobre el sustrato justo fuera del adhesivo.

El paso (f) puede consistir en finalizar el calentamiento del sustrato cuando la temperatura del mismo alcance o sea superior a 93, 34 oC (200°F) aproximadamente, o después de 12 impulsos de calor, lo que ocurra primero.

Un margen de temperaturas para el sustrato puede ser de 79, 4 -107, 2 oC (175 -225°F) aproximadamente, y no debe superar la temperatura máxima permisible del material del sustrato.

El paso (g) puede consistir en finalizar el raspado antes de haber transcurrido de 5 a 10 segundos aproximadamente desde el paso (f) .

El método puede consistir además en enfriar el sustrato si después del paso (g) el adhesivo no se ha retirado del componente.

El paso (c) puede consistir además en montar un extendedor directamente en el componente, entre el bucle y el componente, para que el bucle caliente el extendedor por inducción.

El extendedor puede estar hecho de un material fácilmente calentable por inducción, formado de una sola pieza de material y con unas superficies inferior e interior complementarias con la forma del componente.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

Para que la manera en la que las características y las ventajas de la presente invención puedan conseguirse y comprenderse de manera más detallada, puede obtenerse una descripción más concreta de la invención brevemente resumida arriba mediante referencia a las realizaciones de la misma que se ilustran en los dibujos adjuntos. No obstante, en los dibujos sólo se ilustran algunas realizaciones de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse limitativos... [Seguir leyendo]

1. Un método para la retirada de un componente unido mediante un adhesivo a un sustrato, que consiste en:

(a) proporcionar una herramienta capaz de emitir impulsos de calentamiento por inducción y una selección de bobinas montables en la herramienta;

(b) seleccionar una de las bobinas que tenga un bucle que encaje alrededor de una base adhesiva del componente a retirar del sustrato;

(c) insertar cables de la bobina seleccionada en la herramienta y colocar el bucle alrededor del componente, en un lugar adyacente a una superficie del sustrato;

(d) hacer que la herramienta emita impulsos para calentar el componente, el sustrato y el adhesivo;

(e) detectar una temperatura del sustrato;

(f) repetir los pasos (d) y (e) hasta que el sustrato alcance una temperatura objetivo y el adhesivo se ablande; y, continuación,

(g) raspar el componente y el adhesivo desprendiéndolos del sustrato.

2. Un método conforme a la Reivindicación 1, en donde el paso (d) consiste en pulsar y soltar un disparador localizado sobre la herramienta para proporcionar un solo impulso de calor a la bobina.

3. Un método conforme a la Reivindicación 1, en donde el paso (d) consiste en pulsar y mantener pulsado un disparador localizado sobre la herramienta para proporcionar múltiples impulsos de calor a la bobina.

4. Un método conforme a la Reivindicación 3, en donde el paso (d) consiste en proporcionar a la bobina impulsos de calor de cinco segundos aproximadamente, cada uno de los cuales se interrumpe durante períodos de espera de cuatro segundos en los que no se proporciona calor hasta que se suelta el disparador.

5. Un método conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso (e) consiste en colocar la punta de una sonda de temperatura superficial sobre el sustrato justo fuera del adhesivo.

6. Un método conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso (f) consiste en finalizar el calentamiento del sustrato una vez alcanzada o superada una temperatura de 93, 34 oC (200° F) , o después de 12 impulsos de calor, lo que ocurra primero.

7. Un método conforme a la Reivindicación 6, en donde un margen de temperaturas para el sustrato es de 79, 4 107, 2 oC (175 -225°F) aproximadamente y no puede superar la temperatura máxima permisible del material del sustrato.

8. Un método conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso (g) consiste en finalizar el raspado antes de haber transcurrido de 5 a 10 segundos aproximadamente desde el paso (f) .

9. Un método conforme a la Reivindicación 8 que además consiste en enfriar el sustrato si después del paso (g) el adhesivo no se ha retirado del componente.

10. Un método conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso (c) consiste además en montar un extendedor directamente en el componente, entre el bucle y el componente, para que el bucle caliente el extendedor por inducción.

11. Un método conforme a la Reivindicación 10, en donde el extendedor está hecho de un material fácilmente calentable por inducción, formado de una sola pieza de material y con unas superficies inferior e interior complementarias con la forma del componente.