APARATO Y MÉTODO PARA LA FORMACIÓN POSTERIOR DE CONDUCTOS TERMOPLÁSTICOS.

Aparato y método para la formación posterior de conductos termoplásticos. Antecedentes de la invención 1) Campo de la invención La presente invención se refiere a los aparatos y métodos para la formación de materiales termoplásticos y, más específicamente, para la formación posterior de características en los conductos termoplásticos de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 9. 2) Descripción de la técnica relacionada Los conductos proporcionan pasajes de transporte para una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, los conductos tubulares son ampliamente utilizados para el flujo de aire en sistemas de control ambiental de aeronaves. Del mismo modo, los conductos proporcionan pasajes para el transporte de gases para calefacción y ventilación en otros vehículos y en edificios. Los sistemas de distribución de agua, sistemas hidráulicos, y otras redes de fluidos también suelen utilizar los conductos para el transporte de fluidos. Además, los materiales sólidos, por ejemplo, en forma de partículas se pueden suministrar a través de conductos. Los conductos para las aplicaciones anteriores y otras se pueden fabricar de metales, plásticos, cerámicas, compuestos y otros materiales. Un sistema de control ambiental de aeronaves convencional utiliza una red de conductos para proporcionar aire para calentar, enfriar, ventilar, filtrar, controlar la humedad y/o controlar la presión de la cabina. En este sistema convencional, los conductos se forman de un material compuesto que incluye una matriz termoestable que se impregna, y se ve reforzada por un material de refuerzo, tal como Kevlar®, marca registrada de E.I. du Pont de Nemours and Company. La matriz termoestable se forma típicamente de una resina epoxi o de poliéster, que se endurece cuando se somete a calor y presión. Los conductos formados de este material compuesto son generalmente fuertes y ligeros, como se requiere en muchas aplicaciones de aeronaves. Sin embargo, el proceso de fabricación puede ser complicado, duradero y costoso, especialmente para los conductos que incluyen contornos o características tales como rebordes y campanas. Por ejemplo, en un proceso de fabricación convencional, los conductos se forman por la formación de un mandril de yeso desechable, colocando capas del tejido impregnado previamente con el material termoestable en el mandril, y consolidando y curando las capas para formar el conducto. Las herramientas utilizadas para moldear el mandril de yeso se dimensionan y se conforman especialmente forma para la creación de un conducto con dimensiones específicas, por lo que numerosas herramientas se deben producir y mantener para fabricar diferentes conductos. El mandril de yeso se forma y se destruye durante la fabricación de un conducto, lo que requiere tiempo para curar y da como resultado yeso que normalmente se debe retirar o destruir como residuo. Además, las capas de impregnadas previamente cambian de forma durante el curado y la consolidación y, por lo tanto, deben recortarse por lo general después del curado para alcanzar las dimensiones deseadas. Las plantillas necesarias para el recorte y para localizar las posiciones adecuadas para las características, tales como orificios y espitas, se utilizan también típicamente para un sólo conducto de dimensiones específicas, por tanto se requieren numerosas plantillas si se tienen que formar diferentes conductos. Al igual que las herramientas giratorias utilizadas para la formación de mandriles, las plantillas implican tiempo y gastos para fabricarlas, almacenarlas y mantenerlas. Además, los conductos formados de epóxicos termoestables convencionales no suelen funcionar bien en algunas pruebas de inflamabilidad, humo y toxicidad, y el uso de estos materiales puede ser inaceptable si los requisitos de rendimiento son muy estrictos. Las características tales como rebordes deben por lo general formarse posteriormente, o añadirse después de la formación del conducto, disponiendo un cordón de fibra de vidrio y/ o capas adicionales en la superficie externa del conducto y curando el cordón y/o capas. Esta etapa adicional requiere tiempo adicional de fabricación y mano de obra, además de los gastos del conducto, y materiales adicionales para añadir el peso del conducto. Como alternativa a la formación posterior, las características se pueden formar también, proporcionando un contorno correspondiente en el mandril desechable, por ejemplo, mediante el uso de un mandril ahusado para formar una forma de campana en el conducto. Sin embargo, esto complica aún más el proceso de preparación del mandril. Además, la forma o tamaño de las capas puede cambiar durante el curado, lo que da como resultado cambios impredecibles en la colocación de la característica. Por lo tanto, existe una necesidad de un aparato y método mejorado para formar características tales como rebordes y campanas en los conductos. El método no debería requerir la colocación de capas individuales en un mandril de yeso desechable. Preferiblemente, el método debe ser compatible con conductos termoplásticos, incluyendo los conductos termoplásticos reforzados formados a partir de planchas planas, que ofrecen altas proporciones de resistencia frente al peso y que cumplen las estrictas normativas de inflamabilidad, humo, y toxicidad. Además, debe ser preferible que el método no requiera la adición de materiales agregados para formar las características. El documento GB-1.124.930 se refiere a un método para formar un surco interno en una tubería termoplástica. La tubería se posiciona entre un alojamiento y un molde y se caliente. Un anillo de empuje se empuja en el alojamiento, 2 E03077403 24-11-2011   lo que hace que se deforme un anillo de moldeo y que expulse radialmente hacia fuera para moldear la tubería. Resumen de la invención El documento US-4.315.630 describe un método para formar un surco anular en una tubería termoplástica. La tubería se posiciona alrededor de un manguito. Cuando la tubería se ablanda térmicamente los anillos de constricción, ubicados alrededor de la tubería se mueven radialmente hacia dentro para deformar la tubería. Sumario de la invención La presente invención proporciona un aparato y método para formar termoplásticamente contornos en conductos como se ha definido en las reivindicaciones. Los conductos se pueden formar de un material termoplástico, tales como planchas planas de laminado termoplástico reforzado, y el contorno se puede formar formando posteriormente el conducto. De este modo, no se necesitan colocar capas individuales para añadirse en un mandril de yeso desechable, y no se necesitan materiales adicionales para añadirse al conducto para la formación de las características. Además, el material termoplástico puede ser ligero, fuerte y un tiene buen desempeño en las pruebas de inflamabilidad, humo y toxicidad. Además, el método es compatible con conductos que se forman por la unión consolidada de laminados termoplásticos. De acuerdo con una realización, la presente invención proporciona un aparato para formar termoplásticamente un contorno en un conducto termoplástico que define un pasaje. El aparato incluye un collar que se extiende longitudinalmente con una superficie interna que define una cavidad. Una estructura de soporte interna, que puede ser rígida, se extiende longitudinalmente en la cavidad y tiene una superficie externa que se opone a la superficie interna del collar. El collar y/o la estructura de soporte interna definen un contorno del molde. Un miembro de expansión, que puede estar formado por un material elastomérico, se dispone entre las superficies interna y externa y parcial o continuamente alrededor de la estructura de soporte interna, de tal manera que el miembro de expansión puede impulsar a una porción de formación del conducto contra el contorno del molde y forma termoplásticamente de este modo el conducto. Además, se puede configurar un calentador para calentar la porción de formación del conducto a una temperatura de formación, y un dispositivo de alineación se puede configurar para soportar el conducto a lo largo de un eje longitudinal coalineado con el del collar. De acuerdo con un aspecto de la invención, el miembro de expansión se configura para expandir radialmente e impulsar a la porción de formación del conducto radialmente hacia fuera contra el contorno del molde, que se define por la superficie interna del collar. El contorno del molde puede definir una forma de reborde caracterizada por una ranura continua que se extiende alrededor del soporte externo. La estructura de soporte interna puede definir un canal para recibir el miembro de expansión, y el canal se puede ajustar en la dirección longitudinal para comprimir el miembro de expansión e impulsar a los miembros de expansión radialmente hacia el contorno del molde. Por ejemplo, la... [Seguir leyendo]

1. Un método para formar termoplásticamente un contorno en un conducto termoplástico 12, comprendiendo el método: proporcionar un conducto termoplástico formado de un material compuesto termoplástico entre un collar (20) y una estructura de soporte interna (90); calentar al menor una porción de formación (16) del conducto hasta una temperatura de formación; y caracterizado por que el material compuesto termoplástico está reforzado; la estructura de soporte interna define un canal (142); y el método comprende además: ajustar una anchura longitudinal del canal para comprimir un miembro de expansión formado de un material elastomérico (130, 144) en la dirección longitudinal, impulsando de esta manera al miembro de expansión contra el conducto para formar termoplásticamente la porción de formación del conducto radialmente contra un contorno del molde (34) definido por el collar. 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de calentamiento comprende calentar la porción de formación del conducto hasta una temperatura de al menos una temperatura de transición vítrea. 3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha etapa de impulso comprende suministrar fluidos a un fuelle inflable (144) para inflar el fuelle y expandir el fuelle radialmente hacia fuera contra la porción de formación del conducto. 4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dicha etapa de impulso comprende expandir al miembro de expansión radialmente hacia el interior contra la porción de formación del conducto para impulsar la porción de formación contra la estructura de soporte interna. 5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicha etapa de impulso comprende calentar el miembro de expansión para expandir el miembro de expansión radialmente para formar la porción de formación del conducto. 6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además ajustar por separado al menos una porción del collar para retirar el conducto de la misma. 7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicha etapa de calentamiento comprende energizar eléctricamente al menos un calentador por resistencias (50) para generar calor y conducir el calor desde al menos un calentador hasta la porción de formación del conducto. 8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende además, posterior a dicha etapa de calentamiento y, al menos parcialmente concurrente con dicha etapa de impulso, enfriar la unión hasta una temperatura al menos inferior a la temperatura de transición vítrea. 9. Un aparato (10, 10a, 10, 200, 200a) para formar termoplásticamente un contorno en un conducto termoplástico (12) que define un pasaje (13), comprendiendo el aparato: un collar (20) que se extiende longitudinalmente desde un primer extremo (22) hasta un segundo extremo (24) y que tiene una superficie interna (26) que se extiende al menos parcialmente, entre dichos primer y segundo extremos, definiendo dicha superficie interna una cavidad (28); una estructura de soporte interna (90) que se extiende longitudinalmente en dicha cavidad de dicho collar y que tiene una superficie externa (92) que se opone a dicha superficie interna de dicho collar; caracterizado por que: un miembro de expansión (130, 144) dispuesto entre dichas superficies interna y externa y que se extiende al menos parcialmente alrededor de dicha estructura de soporte interna; dicho collar define un contorno del molde (34); y dicho miembro de expansión se forma de un material elastomérico y dicha estructura de soporte interna define un canal (142) para recibir a dicho miembro de expansión, pudiendo ajustarse una anchura de dicho canal en la dirección longitudinal de dicho collar para comprimir dicho miembro de expansión en la dirección longitudinal y para impulsar dicho miembro de expansión radialmente hacia dicho contorno del molde de tal manera que dicho miembro de expansión se configura para expandirse radialmente y para impulsar la porción de formación (16) del conducto radialmente hacia fuera contra dicho contorno del molde. 11 E03077403 24-11-2011   10. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende además al menos un calentador (50, 120, 148, 164) configurado para calentar la porción de formación del conducto hasta al menos una temperatura de formación. 11. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que dicho miembro de expansión se extiende continuamente alrededor de dicho soporte interno rígido. 12. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 9, 10 u 11, en el que dicho contorno del molde se define por dicha superficie interna de dicho collar y dicho miembro de expansión se configura para expandirse radialmente e impulsar a la porción de formación del conducto radialmente hacia fuera contra dicho contorno del molde. 13. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicho contorno del molde define una forma de reborde (14) caracterizada por una ranura continua que se extiende alrededor de dicho soporte externo configurada para recibir la porción de formación del conducto. 14. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-13, en el que dicha estructura de soporte interna comprende una primera porción (94) y una segunda porción (96), definiendo dicha primera porción una cara (100) dirigida en la dirección longitudinal y una abertura (102) en dicha cara configurada para recibir al menos parcial y longitudinalmente dicha segunda porción, definiendo dicha segunda porción y dicha cara dicho canal para recibir dicho miembro de expansión, de tal manera que la inserción de dicha segunda porción en dicha primera porción ajusta la anchura de dicho canal. 15. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-14, en el que dicho miembro de expansión comprende un fuelle inflable (144) configurado para recibir un fluido para inflar dicho fuelle, de tal manera que dicho fuelle se expande radialmente hacia fuera desde dicho canal, e impulsa a la porción de formación del conducto hacia dicho contorno del molde. 16. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-16, en el que dicho soporte interno define un contorno de campana ahusado. 17. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-16, en el que dicho miembro de expansión se forma de material elastomérico que se expande al calentarse. 18. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9-17, que comprende además un material aislante configurado próximo a dicho collar y que se configura para retener el calor en dicha cavidad. 19. El aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14-18, en el que dicha segunda porción y dicha cara definen el canal para recibir dicho miembro de expansión, de tal manera que la inserción de dicha segunda porción en dicha primera porción ajusta la anchura de dicho canal y así expande dicho miembro de expansión radialmente e impulsa a la porción de formación del conducto radialmente hacia el exterior y dicho contorno del molde forma termoplásticamente el conducto. 20. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 19, que comprende además un actuador (40) para ajustar al menos una de dichas porciones de dicha estructura de soporte interna para expandir dicho miembro de expansión. 21. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, en el que dicho al menos un calentador comprende una pluralidad de calentadores que se extienden al menos parcialmente a través de dicha estructura de soporte interna. 22. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19- 21, que comprende además al menos un calentador (50) posicionado radialmente fuera de dicha cavidad de dicho collar y configurado para irradiar calor radialmente hacia dentro del conducto. 23. Un aparato para formar termoplásticamente un contorno de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19- 22, que comprende además un dispositivo de alineación (80) configurado para soportar el conducto de tal manera que un eje longitudinal del conducto es colineal con el eje longitudinal definido por dicho collar. 24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 23, en el que dicho conjunto de calentadores comprende un calentador (120, 148) posicionado dentro de dicho soporte interno, configurándose el calentador para calentar la porción de formación del conducto hasta una temperatura de formación. 12 E03077403 24-11-2011   13 E03077403 24-11-2011   14 E03077403 24-11-2011   E03077403 24-11-2011   16 E03077403 24-11-2011   17 E03077403 24-11-2011   18 E03077403 24-11-2011   19 E03077403 24-11-2011   E03077403 24-11-2011   21 E03077403 24-11-2011   22 E03077403 24-11-2011   23 E03077403 24-11-2011   24 E03077403 24-11-2011   E03077403 24-11-2011   26 E03077403 24-11-2011