Panel compuesto con núcleo reforzado.

Un método para producir un panel con núcleo compuesto, que comprende las etapas de formar una pluralidad de tiras alargadas de material celular de baja densidad,

disponer las tiras en relación de adyacentes lateralmente a las tiras que tienen primera y segunda superficies laterales opuestas,

hacer avanzar progresivamente las tiras adyacentes entre las placas separadas para transformar las tiras adyacentes en un panel,

alimentar una lámina flexible de material de refuerzo entre el panel de tiras y al menos una de las placas con la lámina flexible continuamente en contacto con las primeras superficies laterales de las tiras,

doblar progresivamente las partes separadas de la lámina entre tiras adyacentes para formar pliegues de doble pared alargados, paralelos, separados, en la lámina entre las tiras adyacentes, con los pliegues sobresaliendo al menos parcialmente a través del espesor de las tiras según está definido por la primera y la segunda superficies laterales opuestas, y

unir la lámina con las tiras mediante resina adhesiva para formar el panel con núcleo.

Panel compuesto con núcleo reforzado Campo de la invención Esta invención se refiere a paneles sándwich o emparedados compuestos que comprenden materiales de revestimiento rígidos separados por, y adheridos a, generalmente, materiales de núcleo o interiores de menor densidad. Más específicamente, la invención se refiere a paneles con núcleo que comprenden una pluralidad o gran número de tiras o bloques de material celular de baja densidad y que tienen miembros de refuerzo fibrosos que se extienden entre las caras del panel con núcleo, así como a los métodos y al aparato de producción.

Antecedentes de la invención Los paneles sándwich compuestos son ampliamente utilizados en aplicaciones que requieren propiedades estructurales de ingeniería y peso ligero. Un ejemplo destacado, entre muchos, es el de las palas de las turbinas de viento empleadas para producir energía eléctrica. Estas palas comúnmente comprenden revestimientos de refuerzos de fibras, por ejemplo tejido de fibra de vidrio, saturado con resina endurecida, por ejemplo resina epoxídica o poliéster. Los revestimientos están adheridos a materiales celulares del núcleo, por ejemplo, madera de balsa, espuma de plástico o núcleo de materiales compuestos. Además de las resinas reforzadas con fibras, los revestimientos de los paneles sándwich pueden comprender una amplia variedad de otros materiales rígidos, por ejemplo aluminio, acero o madera contrachapada. Ejemplos de materiales con núcleo compuesto son descritos en las patentes estadounidenses Nº 6.740.381 y Nº 7.393.577, las cuales se concedieron al cesionario de la presente invención y cuyas descripciones son aquí incorporadas por referencia.

Compendio de la invención Los materiales con núcleo compuesto, o paneles con núcleo, que son el objeto de la presente invención, comprenden tiras o bloques mejorados de material de baja densidad celular, de propiedades estructurales y peso relativamente bajos, separados por materiales de refuerzo en forma de pliegues que tienen relativamente altas propiedades estructurales, y los materiales de refuerzo que incluyen los pliegues se extienden entre las caras o superficies laterales del panel con núcleo y son unidos mediante adhesivo a los revestimientos del panel sándwich.

Una ventaja particular de los paneles con núcleo compuesto mejorados, producidos de acuerdo con la invención, es que se pueden diseñar y fabricar para obtener propiedades de resistencia y rigidez que están muy próximas a las óptimas propiedades deseadas determinadas mediante análisis de ingeniería para una estructura de panel sándwich determinada, las cuales a menudo incluyen propiedades estructurales que difieren en las dimensiones longitudinal y transversal del núcleo. Por el contrario, los materiales con núcleo tradicionales, tales como la madera de balsa y el espuma de plástico no reforzado tienen propiedades estructurales isotrópicas, es decir, sus propiedades son las mismas en ambas direcciones de longitud y anchura del núcleo. Por lo tanto, los núcleos de madera de balsa o de espuma deben especificarse con la máxima densidad requerida para resistir los más altos esfuerzos direccionales en el núcleo, incrementándose a menudo tanto el peso como el coste del núcleo.

La presente invención incluye nuevas y útiles formas de paneles con núcleo compuesto y métodos y aparato de producción mejorados. Otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, los dibujos que la acompañan y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es una vista esquemática del aparato para producir un panel con núcleo compuesto de acuerdo con la invención, con el panel con núcleo mostrado en perspectiva;

La FIG. 2 es una sección fragmentada ampliada del panel con núcleo como se toma generalmente por la línea 2-2 de la FIG. 1;

La FIG. 3 es una vista en perspectiva de una tira cortada a lo largo de la línea 3-3 del panel con núcleo mostrado en la FIG. 1;

La FIG. 4 es una vista en perspectiva de la tira mostrada en la FIG. 3 e invertida;

La FIG. 5 es una vista esquemática que ilustra la producción de un panel con núcleo usando las tiras mostradas en la FIG. 4;

La FIG. 6 es una vista en perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo construido con el aparato como en la FIG. 1 de acuerdo con la invención;

La FIG. 7 es una perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo construido con el aparato de la FIG. 1 de acuerdo con la invención;

La FIG. 8 es una sección fragmentada ampliada, tomada por la línea 8-8 de la FIG. 7;

La FIG. 9 es una sección fragmentada de otro panel con núcleo construido con el aparato de la FIG. 1 de acuerdo con la invención;

La FIG. 10 es una sección fragmentada de otro panel con núcleo construido con el aparato de la FIG. 1 de acuerdo con la invención;

La FIG 11 es una sección fragmentada de otro panel con núcleo construido de acuerdo con la invención;

La FIG. 12 es una sección fragmentada del aparato para producir un panel con núcleo compuesto de acuerdo con la invención;

La FIG. 13 es una sección similar a la FIG. 12 y que muestra el aparato formando un panel con núcleo de acuerdo con la invención;

La FIG. 14 es una vista en perspectiva fragmentada de un panel con núcleo producido en el aparato mostrado en las FIG.12 y 13;

La FIG. 15 es una vista en perspectiva fragmentada de una tira cortada del panel con núcleo mostrado en la FIG. 14 generalmente por la línea 15-15 de la FIG. 14;

La FIG. 16 es una vista en perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo construido de acuerdo con la invención;

La FIG. 17 es una vista en perspectiva de una tira cortada del panel con núcleo mostrado en la FIG. 16 generalmente por la línea 17-17 de la FIG. 16;

La FIG. 18 es una vista en perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo construido de acuerdo con la invención;

La FIG. 19 es una vista en perspectiva esquemática de otro aparato para producir un panel con núcleo compuesto de acuerdo con la invención;

La FIG. 20 es una sección del aparato tomada generalmente por la línea 20-20 de la FIG.19;

La FIG. 21 es una vista en perspectiva fragmentada ampliada del panel con núcleo producido en el aparato mostrado en las FIG.19 y 20;

La FIG. 22 es una vista en perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo producido de acuerdo con la invención; y La FIG. 23 es una vista perspectiva fragmentada de otro panel con núcleo producido de acuerdo con la invención.

Descripción de las realizaciones ilustradas Haciendo referencia a la FIG. 1, el aparato 30 para la producción de panel con núcleo incluye el módulo 31 para la aplicación de resina adhesiva curable (endurecible) y el módulo 32 para curado (endurecimiento) de resina. La resina adhesiva 33 se aplica a las tiras 34 de material celular de baja densidad, por ejemplo madera de balsa, espuma de plástico o espuma compuesta reforzada con fibras. La resina 33 puede ser una variedad de reticulación termoestable, por ejemplo, poliéster, epoxi o fenólica o una variedad termoplástica activada por calor, por ejemplo, polipropileno o PET. Las tiras 34 pueden ser rectangulares, trapezoidales, triangulares o de cualquier otra forma en sección transversal, incluyendo tiras que tengan bordes con curvatura cóncava y/o convexa.

Las tiras 34 son hechas avanzar secuencial y progresivamente hacia dentro del módulo 32 de curado de resina, y una lámina continua 37 de material de refuerzo, por ejemplo, esterilla porosa de fibra de vidrio, es extendida y doblada para formar pliegues o capas 40 de doble pared entre caras opuestas de las tiras 34 antes de ser hechas avanzar por el empujador 38 de movimiento alternativo u otros medios entre las placas o planchas de prensión separadas 39 del módulo 32 de curado de resina. La inserción de los pliegues del material o esterilla puede efectuarse por medio de una cuchilla de introducción 45, de movimiento alternativo, o por otros medios. Durante el proceso de plegado de la esterilla, partes plegadas de la esterilla 37 se pueden extender, ya sea parcial o totalmente, a través del grosor del panel con núcleo 41 para formar partes finales o extremas sobresalientes de los pliegues. Si se desea, las partes plegadas finales 42 pueden extenderse más allá de la cara opuesta o superficie lateral del panel con núcleo 41, como se muestra en la FIG. 1 y, a medida que las tiras 34 de espuma avanzan entre las placas de presión 39, las partes extendidas 42 se doblan hacia atrás para formar pestañas o lengüetas de refuerzo 43 de dos capas dobladas adyacentes a la superficie del panel con núcleo 41 para proporcionar... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un panel con núcleo compuesto, que comprende las etapas de formar una pluralidad de tiras alargadas de material celular de baja densidad, disponer las tiras en relación de adyacentes lateralmente a las tiras que tienen primera y segunda superficies laterales opuestas, hacer avanzar progresivamente las tiras adyacentes entre las placas separadas para transformar las tiras 10 adyacentes en un panel, alimentar una lámina flexible de material de refuerzo entre el panel de tiras y al menos una de las placas con la lámina flexible continuamente en contacto con las primeras superficies laterales de las tiras, doblar progresivamente las partes separadas de la lámina entre tiras adyacentes para formar pliegues de doble pared alargados, paralelos, separados, en la lámina entre las tiras adyacentes, con los pliegues sobresaliendo al menos parcialmente a través del espesor de las tiras según está definido por la primera y la segunda superficies laterales opuestas, y unir la lámina con las tiras mediante resina adhesiva para formar el panel con núcleo.

2. Un método como el definido en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de extender los pliegues de doble pared, paralelos, separados, en la lámina a través del espesor completo de la tira.

3. Un método como el definido en la reivindicación 2 y que incluye las etapas de hacer sobresalir partes finales

o extremas de los pliegues de doble pared desde las segundas superficies laterales de las tiras, doblar progresivamente las partes finales sobresalientes de los pliegues en respuesta al avance de las tiras entre las placas, y superponer las segundas superficies laterales de las tiras con las partes finales de los pliegues.

4. Un método como el definido en la reivindicación 2 y que incluye las etapas de cortar el panel con núcleo en intervalos paralelos separados para formar tiras alargadas de bloques unidos que tienen pliegues de doble pared doblados que se extienden entre los bloques adyacentes, girar noventa grados al menos algunas de las tiras de bloques unidos, y unir mediante adhesivo las tiras para formar el panel con núcleo.

5. Un método como el definido en la reivindicación 2 y que incluye las etapas de cortar el panel con núcleo en intervalos paralelos separados para formar tiras alargadas de bloques unidos que tienen pliegues de doble pared doblados que se extienden entre bloques adyacentes, girar al menos algunas de las tiras de bloques unidos, y hacer avanzar progresivamente las tiras adyacentes de bloques entre placas separadas, y que incluye además, preferiblemente, las etapas de

alimentar una segunda lámina flexible de material de refuerzo entre las tiras alargadas de bloques y una de las placas, formar progresivamente partes dobladas de la segunda lámina entre tiras adyacentes de bloques para formar 45 pliegues de doble pared en la segunda lámina entre las tiras adyacentes de bloques, extender los pliegues en la segunda lámina para formar partes finales dobladas de doble pared, superponer las partes finales dobladas de los pliegues formados a partir de la primera lámina y la segunda lámina, y 50 unir las partes finales dobladas de los pliegues en la primera lámina y la segunda lámina con resina adhesiva.

6. Un método como el definido en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de mover alternativamente una cuchilla introductora alargada entre las tiras adyacentes para formar los pliegues doblados de doble pared en la 55 lamina flexible de material de refuerzo, y, preferiblemente además, incluir la etapa de extender la cuchilla introductora completamente a través del panel de tiras para formar pliegues con partes finales de doble pared que sobresalen de las segundas superficies laterales de las tiras adyacentes, y doblar las partes finales de los pliegues adyacentes a las segundas superficies laterales de las tiras en respuesta al avance del panel de tiras entre las placas.

7. Un método como el definido en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de hacer avanzar longitudinalmente las tiras alargadas adyacentes de material celular de baja densidad entre las placas separadas, y formar progresivamente los pliegues de doble pared en la lámina en respuesta al avance de las tiras longitudinalmente entre las placas, y, preferiblemente además, incluir la etapa de alimentar una segunda lámina 65 flexible de material de refuerzo sobre las segundas superficies laterales de las tiras adyacentes cuando las tiras son 8 5

hechas avanzar longitudinalmente entre las placas separadas, formar progresivamente partes dobladas de la segunda lámina entre las tiras adyacentes para formar los pliegues de doble pared en la segunda lámina entre las tiras adyacentes, y adherir la segunda lámina de material a las tiras adyacentes con resina adhesiva.

8. Un método como el definido en la reivindicación 1 y que incluye la etapa de alimentar una segunda lámina flexible de material de refuerzo sobre las segundas superficies laterales de las tiras adyacentes a medida que se hacen avanzar las tiras longitudinalmente entre las placas separadas, y formar sucesivamente las partes dobladas de la segunda lámina entre las tiras adyacentes para formar pliegues de doble pared en la segunda lámina entre las tiras adyacentes, y adherir la segunda lámina de material a las tiras adyacentes con resina adhesiva, y, preferiblemente además, incluir la etapa de unir los pliegues de doble pared en la primera lámina con los pliegues de doble pared en la segunda lámina entre las tiras adyacentes de material celular, y en el que, más preferiblemente, los pliegues en la primera lámina se unen a los pliegues en la segunda lámina solapando los pliegues y adhiriendo los pliegues solapados con resina adhesiva.

9. Un método para producir un panel con núcleo compuesto, que comprende las etapas de formar un gran número de tiras alargadas de material celular de baja densidad, envolver cada una de las mencionadas tiras transversalmente con una tira flexible de material poroso de refuerzo para formar un gran número de tiras envueltas,

disponer las tiras envueltas en relación de adyacentes lateralmente con las tiras envueltas que tienen primeras y la segundas superficies laterales opuestas, y unir las tiras envueltas con resina adhesiva para formar el panel con núcleo.

10. Un panel compuesto que comprende un gran número de tiras alargadas de material celular de baja densidad dispuestas en relación de adyacentes lateralmente para formar un panel con núcleo con las mencionadas tiras que tienen primeras y segundas superficies laterales opuestas y con tiras adyacentes que tienen caras opuestas, una primera lámina flexible de material de refuerzo fibroso y poroso que cubre continuamente las mencionadas primeras superficies laterales de las mencionadas tiras, teniendo la mencionada primera lámina flexible partes separadas paralelas que sobresalen entre las mencionadas tiras adyacentes y que forman pliegues de doble pared entre las mencionadas caras opuestas de las mencionadas tiras adyacentes, extendiéndose los mencionados pliegues, al menos parcialmente, a través del espesor del mencionado panel con núcleo definido por las mencionadas superficies laterales opuestas de las mencionadas tiras, y resina adhesiva que fija la mencionada primera lámina con las mencionadas tiras.

11. Un panel como el definido en la reivindicación 10, en el que los mencionados pliegues de doble pared se extienden completamente a través del mencionado espesor del mencionado panel con núcleo, y en el que, preferiblemente, los mencionados pliegues de doble pared tienen íntegramente unidas partes finales formando pestañas de doble pared que se superponen a las mencionadas segundas superficies de las mencionadas tiras.

12. Un panel como el definido en la reivindicación 10, en el que cada una de las mencionadas tiras alargadas comprende una serie de bloques adyacentes lateralmente, formando una tira del mencionado material flexible de refuerzo pliegues de doble pared paralelos, separados, que se extienden entre los mencionados bloques adyacentes y al menos parcialmente a través del mencionado espesor de las mencionadas tiras, y contribuyendo los mencionados pliegues de doble pared a reforzar el mencionado panel con núcleo en dos direcciones.

13. Un panel como el definido en la reivindicación 12. en el que los mencionados pliegues de doble pared entre los mencionados bloques adyacentes en cada una de las mencionadas tiras de bloques se extienden completamente a través del mencionado espesor de las mencionadas tiras y tienen íntegramente unidas partes finales de doble pared que forman pestañas que sobresalen lateralmente, que se superponen a los mencionados bloques adyacentes, y en el que, preferiblemente, los mencionados pliegues de doble pared entre las mencionadas tiras de material celular incluyen pestañas finales de doble pared que se superponen a las mencionadas tiras adyacentes y son también adyacentes a las mencionadas pestañas que se superponen a los mencionados bloques.

14. Un panel como el definido en la reivindicación 12, en el que cada uno de los mencionados bloques lateralmente adyacentes tiene cuatro caras que se extienden entre las mencionadas primeras y segundas superficies laterales opuestas de las mencionadas tiras, y material de refuerzo fibroso y poroso que cubre todas las mencionadas caras de los mencionados bloques.

15. Un panel como el definido en la reivindicación 10 y que incluye una segunda lámina flexible de material de

refuerzo fibroso y poroso que cubre continuamente las mencionadas segundas superficies laterales de las mencionadas tiras, y la mencionada segunda lámina del material de refuerzo unida mediante adhesivo a los mencionados pliegues de doble pared que se extienden entre las mencionadas caras opuestas de las mencionadas tiras, y en el que, preferiblemente, la mencionada segunda lámina de material incluye partes separadas paralelas que sobresalen entre las mencionadas tiras adyacentes y que forman pliegues de doble pared entre las mencionadas caras opuestas de las mencionadas tiras adyacentes, y estando los mencionados pliegues de doble pared en la mencionada segunda lámina unidos a los mencionados pliegues de doble pared en la mencionada primera lámina.