Conjunto fibroso para pieza compuesta, pieza compuesta y procedimiento de fabricación de esta pieza compuesta.

Conjunto fibroso (1; 2; 3; 4) para pieza compuesta, que comprende al menos dos preformas (11,

13, 15, 17; 21, 23; 31, 33, 35, 37; 41, 43, 45, 47, 49) que comprenden cada una unos tejidos (F) fibrosos apilados, caracterizado por el hecho de que cada preforma comprende al menos un motivo (111, 131, 151; 211, 231; 311; 5 411, 412, 431, 451, 432, 491, 492), siendo el motivo (111, 151; 211; 311; 411, 412, 451) de una primera preforma (11, 15; 21; 31; 41, 45) sensiblemente complementario del motivo (131; 231; 431, 491, 492) de la segunda preforma (13; 23; 33; 43, 49) y siendo las preformas primera y segunda capaces de ser encajadas entre sí por encaje de sus motivos respectivos

Conjunto fibroso para pieza compuesta, pieza compuesta y procedimiento de fabricación de esta pieza compuesta [0001] La presente invención se refiere a un conjunto fibroso para pieza compuesta, a una pieza compuesta y a un procedimiento de fabricación de esta pieza compuesta.

En el ámbito aeronáutico, es conocido utilizar piezas de material compuesto para conectar piezas de estructura y transmitir movimientos o fuerzas. En especial, es conocido utilizar piezas compuestas con sección de T para realizar enlaces entre un fuselaje y bielas de estructura o de control de una aeronave. Esta pieza compuesta con sección de T se fabrica clásicamente por apilamiento de tejidos fibrosos individuales en un molde con sección de T, y luego por inyección y polimerización de una resina de polímero en este molde. Durante su colocación en el molde, los tejidos individuales se pliegan uno por uno en forma de L, para extenderse a la vez en la barra vertical y en una mitad de la barra horizontal de la T. Esta operación es larga y fastidiosa. Además, debido al plegado en L de los tejidos individuales de parte y otra de un eje central de la T, la resistencia mecánica de la pieza compuesta de T se garantiza únicamente por la resina al nivel de la unión entre las barras vertical y horizontal de la T. De ello resulta una resistencia mecánica limitada de la pieza compuesta en esta zona en que las restricciones son máximas.

Por otro lado, US-A-5, 776, 582 describe una placa compuesta que puede ser encajada en una placa compuesta análoga por encaje de motivos complementarios previstos en cada placa. La pieza compuesta obtenida por encaje de estas dos placas compuestas presenta una resistencia mecánica limitada. Efectivamente, se trata de un ensamblado puramente mecánico de las dos placas, que no confiere a la pieza compuesta resultante características mecánicas suficientes para que esta pueda ser utilizada en calidad de pieza de enlace entre piezas de estructura, por ejemplo en una aeronave.

A estos inconvenientes pretende dar remedio más especialmente la invención proponiendo un conjunto fibroso para pieza compuesta, es decir un conjunto fibroso en el seno y alrededor del cual una matriz de polímero está destinada a ser inyectada con vistas a formar una pieza compuesta, que permite obtener una pieza compuesta cuyas características mecánicas están mejoradas y cuyo procedimiento de fabricación es simple y rápido.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un conjunto fibroso para pieza compuesta, que comprende al menos dos preformas que comprenden cada una unos tejidos fibrosos apilados, caracterizado por el hecho de que cada preforma comprende al menos un motivo, siendo el motivo de una primera preforma sensiblemente complementario del motivo de la segunda preforma y siendo las preformas primera y segunda capaces de ser encajadas entre sí por encaje de sus motivos respectivos.

Según otras características ventajosas de la invención:

- los motivos de las preformas primera y segunda tienen unas superficies conjugadas destinadas a cooperar cuando los motivos se encajan y capaces de mantener las preformas encajadas entre sí; -la dirección de apilamiento de los tejidos de la primera preforma es transversal con respecto a la dirección de apilamiento de los tejidos de la segunda preforma encajada en la primera preforma; -la dirección de apilamiento de los tejidos de la primera preforma es sensiblemente perpendicular a la dirección de apilamiento de los tejidos de la segunda preforma encajada en la primera preforma; -las preformas primera y segunda son unas placas de tejidos fibrosos apilados, estando el plano de los tejidos de la primera preforma transversal con respecto al plano de los tejidos de la segunda preforma encajada en la primera preforma, siendo estos planos coincidentes en la zona de encaje de las preformas; -la primera preforma es una placa de tejidos fibrosos apilados, mientras que la segunda preforma es un tubo de tejidos fibrosos apilados, siendo el plano de los tejidos de la primera preforma transversal con respecto a las rectas generatrices de la segunda preforma encajada en la primera preforma, siendo este plano y estas rectas coincidentes en la zona de encaje de las preformas.

La invención también tiene por objeto una pieza compuesta que comprende un conjunto fibroso tal como se ha descrito más arriba y una matriz de polímero.

De manera ventajosa, el conjunto fibroso está constituido por fibras de carbono, de vidrio o de aramida, siendo la matriz de polímero una resina de polímero.

Finalmente, la invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de una pieza compuesta que comprende etapas en las cuales:

- se forman al menos dos preformas por apilamiento de tejidos fibrosos; -se recorta al menos un motivo en cada preforma, siendo el motivo de una primera preforma sensiblemente complementario del motivo de la segunda preforma; -se encajan las preformas primera y segunda entre sí por encaje de sus motivos respectivos; -se inyecta una resina de polímero alrededor de las preformas primera y segunda encajadas.

El recorte de los motivos de las preformas primera y segunda puede ser realizado por troquelado, mediante chorro de agua, por láser o manualmente.

Las características y ventajas de la invención aparecerán en la descripción siguiente de varios modos de realización de un conjunto fibroso y de una pieza compuesta según la invención, determinada únicamente a título de ejemplo y hecha haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

- la figura 1 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto fibroso conforme a un primer modo de realización de la invención; -la figura 2 es una vista análoga a la figura 1, estando las preformas del conjunto fibroso encajadas; -la figura 3 es una vista a mayor escala del detalle III de la figura 1; -la figura 4 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto fibroso conforme a un segundo modo de realización de la invención; -la figura 5 es una vista análoga a la figura 4, estando las preformas del conjunto fibroso encajadas; -la figura 6 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto fibroso conforme a un tercer modo de realización de la invención; y -la figura 7 es una vista en perspectiva en despiece de un conjunto fibroso conforme a un cuarto modo de realización de la invención, [0012] El conjunto fibroso 1, representado en las figuras 1 y 2, está destinado a constituir un refuerzo fibroso para una pieza compuesta. El conjunto fibroso 1 tiene sección transversal de T. La pieza compuesta monobloque obtenida por inyección de una matriz de polímero en el conjunto fibroso 1 puede por ejemplo formar una pieza de enlace entre un fuselaje y una biela de estructura o de control de una aeronave.

El conjunto fibroso 1 comprende cinco preformas destinadas a ser ensambladas para formar el conjunto fibroso 1 con sección de T. Cada preforma del conjunto fibroso es una placa de tejidos de fibras de carbono apiladas unas sobre otras. Tal como se ilustra en la figura 3 para una preforma 17, cada preforma se obtiene por plegado en capas sucesivas de un mismo tejido F.

Como variante, varios bandas de tejidos individuales pueden ser superpuestas para formar cada preforma del conjunto fibroso 1, pudiendo las fibras de carbono también ser sustituidas por unas fibras de vidrio o de aramida.

Cada preforma del conjunto fibroso 1 está destinada a constituir un segmento de la T. Se prevé una preforma 11 para formar la barra vertical de la T, mientras que de las preformas 13, 15 y 17 están destinadas a formar conjuntamente la barra horizontal de la T.

Las preformas 11, 13 y 15 comprenden unos motivos en relieve o en hueco que permiten su encaje mutuo. La preforma 11 comprende un alojamiento 111 atravesante, que se extiende entre los planos de tejido superior e inferior de la preforma 11. La preforma 13 tiene una sección transversal globalmente en forma de T, estando la barra vertical de la T formada por un motivo 131 que sobresale con respecto a la barra horizontal 133 de la T. El motivo 131 es sensiblemente complementario del alojamiento 111, de tal manera que la preforma 13 puede ser encajada en la preforma 11 por encaje del motivo 131 en el alojamiento 111. Por otro lado, la preforma 15 comprende un motivo 151 en hueco, que confiere a la preforma 15 una sección transversal globalmente en forma de C. El motivo 151 en hueco es sensiblemente complementario de la porción de extremo del motivo 131 que sobresale de la preforma 13, de tal manera que la preforma 15 puede ser encajada en la preforma 13 por encaje del motivo 131 en el motivo 151.

Los motivos 111, 131 y 151 presentan superficies conjugadas destinadas a estar en contacto cuando las... [Seguir leyendo]

1. Conjunto fibroso (1; 2; 3; 4) para pieza compuesta, que comprende al menos dos preformas (11, 13, 15, 17; 21, 23; 31, 33, 35, 37; 41, 43, 45, 47, 49) que comprenden cada una unos tejidos (F) fibrosos apilados, caracterizado por el hecho de que cada preforma comprende al menos un motivo (111, 131, 151; 211, 231; 311; 411, 412, 431, 451, 432, 491, 492) , siendo el motivo (111, 151; 211; 311; 411, 412, 451) de una primera preforma (11, 15; 21; 31; 41, 45) sensiblemente complementario del motivo (131; 231; 431, 491, 492) de la segunda preforma (13; 23; 33; 43, 49) y siendo las preformas primera y segunda capaces de ser encajadas entre sí por encaje de sus motivos respectivos.

2. Conjunto fibroso según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los motivos (111, 131; 211, 231; 311; 411, 431, 451, 412, 491, 492) de las preformas primera (11, 15; 21; 31; 41, 45) y segunda (13; 23; 33; 43, 49) tienen unas superficies conjugadas destinadas a cooperar cuando los motivos se encajan y capaces de mantener las preformas encajadas entre sí.

3. Conjunto fibroso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la dirección de apilamiento de los tejidos (F) de la primera preforma (11, 15; 21; 31; 41, 45) es transversal con respecto a la dirección de apilamiento de los tejidos (F) de la segunda preforma (13; 23; 33; 43, 49) encajada en la primera preforma.

4. Conjunto fibroso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la dirección de apilamiento de los tejidos (F) de la primera preforma (11, 15; 21; 31; 41, 45) es sensiblemente perpendicular a la dirección de apilamiento de los tejidos (F) de la segunda preforma (13; 23; 33; 43, 49) encajada en la primera preforma.

5. Conjunto fibroso (1; 3; 4) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las preformas primera (11; 31; 41) y segunda (13; 33; 49) son unas placas de tejidos (F) fibrosos apilados, siendo el plano de los tejidos de la primera preforma transversal con respecto al plano de los tejidos de la segunda preforma encajada en la primera preforma, siendo estos planos estando coincidentes en la zona de encaje de las preformas.

6. Conjunto fibroso (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la primera preforma (21) es una placa de tejidos (F) fibrosos apilados, mientras que la segunda preforma (23) es un tubo de tejidos (F) fibrosos apilados, siendo el plano de los tejidos de la primera preforma transversal con respecto a las rectas generatrices de la segunda preforma encajada en la primera preforma, siendo este plano y estas rectas coincidentes en la zona de encaje de las preformas.

7. Pieza compuesta, caracterizada por el hecho de que comprende un conjunto fibroso (1; 2; 3; 4) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y una matriz de polímero.

8. Pieza compuesta según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que el conjunto fibroso (1; 2; 3; 4) está constituido por fibras de carbono, de vidrio o de aramida, siendo la matriz de polímero una resina de polímero.

9. Procedimiento de fabricación de una pieza compuesta, caracterizado por el hecho de que comprende etapas en las cuales

- se forman al menos dos preformas (11, 13, 15, 17; 21, 23; 31, 33, 35, 37; 41, 43, 45, 47, 49) por apilamiento y espolvoreado de tejidos (F) fibrosos; -se recorta al menos un motivo (111, 131, 151; 211, 231; 311; 411, 412, 431, 451, 432, 491, 492) en cada preforma, siendo el motivo (111, 151; 211; 311; 411, 412, 4511) de una primera preforma (11; 21; 31; 41, 45) sensiblemente complementario del motivo (131; 231; 431, 491, 492) de la segunda preforma (13; 23; 33; 43, 49) ; -se encajan las preformas primera (11, 15; 21; 31; 41, 45) y segunda (13; 23; 33; 43, 49) entre sí por encaje de sus motivos (111, 131, 151; 211, 231; 311; 411, 412, 431, 451, 491, 492) respectivos; -se inyecta una resina de polímero alrededor de las preformas primera y segunda encajadas.

10. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el recorte de las preformas primera (11, 15; 21; 31; 41, 45) y segunda (13; 23; 33; 43, 49) se realiza por troquelado, mediante chorro de agua, por láser o manualmente.