ES2209575B1 - Sistema flexible para la construccion de estructuras. - Google Patents

Abstract

Sistema flexible para la construcción de estructuras, de aplicación para realizar operaciones sobre planchas laminares (1) curvadas, comprendiendo un conjunto de elementos extensibles (2), sobre el extremo de los cuales se incorpora un perfil (4) de fibra de carbono, el cual es obligado a adoptar la curvatura de las planchas (1) de aplicación, para establecer un apoyo transversal continuo en la sujeción de éstas, mientras que enfrentadamente va otro conjunto de elementos extensibles (8), respecto de los cuales se incorpora otro perfil (10) de fibra de carbono, sobre el cual se incorporan los elementos (13) necesarios para actuar sobre las planchas (1) de aplicación en las operaciones a realizar.

Description

Sistema flexible para la construcción de estructuras.

El objeto de la presente invención se refiere a un sistema para la construcción de estructuras formadas por planchas o paneles de aluminio o similar, mediante el cual se logra el posicionamiento adecuado en el espacio de los paneles componentes de la estructura, con total independencia de sus formas y dimensiones, para establecer la sujeción de los elementos que se deben fijar sobre dichos paneles.

Sin que tenga carácter limitativo, el sistema es de particular aplicación en la industria aeronáutica, en donde las estructuras de los fuselajes se forman con paneles de aluminio curvados, sobre los que interiormente se fijan por remachado unos elementos de refuerzo denominados largueros (longitudinales) y cuadernas (transversales), los cuales se posicionan y refuerzan con unos elementos denominados "clips" que se fijan previamente por pegado sobre los paneles.

La incorporación de los "clips" en su fijación por pegado sobre los paneles de aluminio, resulta una operación complicada, ya que debido al gran tamaño de los paneles y su forma generalmente curva, pero no siempre igual, la sujeción de dichos paneles en posición adecuada ofrece dificultades, en tanto que el pegado de los "clips" requiere el posicionado de dichos elementos sobre el lugar de aplicación y el mantenimiento inmóvil de los mismos durante un tiempo hasta que el pegado sea efectivo.

Para la sujeción de los paneles indicados, en operaciones de dicha índole o para cualquier tipo de mecanizado, se conocen instalaciones formadas por elementos en forma de vástagos de selectiva extensión, provistos en el extremo libre con un medio a modo de ventosa, con los cuales se pueden determinar una distribución de puntos de sujeción según la forma de los paneles a sujetar.

En ese sentido la Patente DE 1903576 describe una instalación formada por columnas manualmente posicionables con una copa de soporte en el extremo libre superior. La Patente US 2701723 se refiere a una instalación de columnas con el mismo concepto, en donde la copa superior de las columnas queda relacionada con unos medios de cierre que fijan a la pieza a sujetar mediante succión. La Patente US 3253665 detalla el empleo de aire en los soportes de sujeción de las piezas, para establecer a modo de colchones flotantes que facilitan los movimientos de las piezas, para la posterior fijación por vacío.

Otros ejemplos de instalaciones con columnas de soporte que presentan en el extremo libre un elemento de apoyo a modo de copa en relación con unos medios de aire, son a su vez las Patentes GB 120697, US 3681834 y EP 0069230.

La Patente ES 9100894 resuelve además el problema del posicionamiento de las múltiples columnas de una instalación de sujeción espacial de grandes piezas para operaciones a desarrollar sobre ellas, mediante un sistema totalmente automático que adapta la situación de los elementos extremos de las columnas en función de las formas y dimensiones de la pieza a sujetar.

Ahora bien, en todas esas instalaciones conocidas, los elementos extensibles para la sujeción de las piezas determinan una pluralidad de puntos de apoyo de la pieza a sujetar, de manera que cuando las piezas son planchas de aluminio sobre las que se ha de ejercer una presión en contra de los apoyos de sustentación, dichas planchas se deforman adquiriendo una configuración poliédrica.

Para solucionar ese problema se han hecho pruebas de incorporar un perfil continuo de aluminio extrusionado sobre los elementos de sustentación de las planchas, para deformar dicho perfil según la curvatura de las planchas a sujetar, mediante la regulación del posicionamiento de los elementos de sustentación; con lo cual se obtiene un apoyo lineal de las planchas de aluminio, según la curvatura de las mismas, evitando su deformación.

Los perfiles de aluminio no son sin embargo suficientemente elásticos y flexibles, de manera que al obligarlos a ciertas curvaturas sufren una deformación permanente, lo cual los hace inaplicables para la utilización con planchas distintas de curvaturas sensiblemente diferenciadas.

De acuerdo con la presente invención se propone un sistema flexible capaz de adaptarse a diferentes curvaturas de las planchas a sujetar, incluyendo medios que permiten establecer un apoyo continuo sobre la curvatura de las planchas y medios contrapuestos que permiten la sujeción de elementos según la misma distribución de la curvatura de las planchas, para actuar correspondientemente sobre el interior de éstas.

Este sistema objeto de la invención comprende un conjunto de elementos extensibles que son de posicionamiento automático, los cuales van provistos en el extremo con soportes de acoplamiento a un perfil de fibra de carbono conformado con una curvatura longitudinal predeterminada, el cual flexa por la acción del posicionamiento de los elementos extensibles hasta la curvatura de las planchas a sujetar; mientras que contrapuestamente va dispuesto otro conjunto de elementos extensibles, respecto de los que se incorpora otro perfil de fibra de carbono configurado con una curvatura contraria, determinando este segundo perfil un acoplamiento para la incorporación frontal de elementos de actuación operativa sobre las planchas que se sujetan mediante el primer conjunto del sistema.

Los perfiles que se incorporan sobre los elementos extensibles determinan longitudinalmente una forma de doble acanalado contrapuesto, según una sección en forma "H", en tanto que los soportes de acoplamiento dispuestos en el extremo de los elementos extensibles comprenden unos tacos que encajan en ese acanalado doble contrapuesto de los perfiles, estableciendo una sujeción deslizante que permite el posicionamiento de los mencionados perfiles, con posibilidad de bloqueo mediante alguno de los soportes previstos para ello.

El perfil que se dispone sobre el conjunto de sujeción de las planchas, va provisto en el borde frontal con elementos de tipo ventosa para la fijación de las planchas, en tanto que el perfil portador de los elementos de actuación sobre las planchas, determina un segundo doble acanalado contrapuesto en la parte delantera, determinando un acoplamiento de sujeción deslizante que permite el posicionamiento selectivo de los elementos de actuación sobre las planchas, los cuales elementos van provistos con medios de bloqueo para la fijación en los puntos necesarios.

La constitución en fibra de carbono de los mencionados perfiles de sujeción de las planchas y de incorporación de los elementos de actuación sobre las mismas, confiere a dichos perfiles la flexibilidad necesaria para adaptarse a las curvaturas de las planchas, en tanto que la conformación de dichos perfiles con una curvatura longitudinal previa, establece una proximidad con la curvatura de las planchas que hace que la flexión forzada tenga que ser menor, estando previsto que la curvatura previa de conformación de los perfiles se halle en un valor intermedio de las curvaturas de las planchas de aplicación, de manera que los mismos perfiles pueden utilizarse para planchas de mayor y de menor curvatura con una mínima flexión forzada.

Se obtiene así una instalación que permite trabajar sobre planchas de aluminio curvadas para cualquier tipo de operación, adaptándose perfectamente para planchas con diferentes grados de curvatura en la sujeción de las mismas con un apoyo continuo transversal, para evitar las deformaciones en la curvatura.

Por todo ello, dicho sistema objeto de la invención resulta ciertamente de unas características muy ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función a la que se halla destinada.

La figura 1 muestra en vista lateral una realización práctica de la instalación del sistema preconizado, con el conjunto de sujeción de las planchas y el conjunto de incorporación de los elementos de actuación en posición separada en fase de colocación de una plancha.

La figura 2 es una vista lateral de la instalación con los dos conjuntos componentes aproximados en fase de operación sobre la plancha dispuesta para ello.

La figura 3 es una perspectiva de la parte delantera del conjunto de sujeción de un perfil para la fijación de las planchas de aplicación según el sistema objeto de la invención.

La figura 4 es una perspectiva del conjunto enfrentado de un perfil de fijación de las planchas y un perfil de incorporación de los elementos de actuación, con un soporte de sujeción respecto de cada uno de ellos.

La figura 5 es una vista que representa las posiciones de flexión forzada a mayor y menor curvatura, respecto de la curvatura de conformación previa, de un perfil de sujeción de las planchas según el sistema de la invención.

La figura 6 es un detalle en perspectiva de un soporte de sujeción de los perfiles en la instalación del sistema.

La figura 7 es un detalle en sección del acoplamiento de sujeción de un perfil mediante un soporte de bloqueo en la instalación del sistema.

La figura 8 es un detalle en vista lateral del acoplamiento de un soporte de sujeción respecto del perfil correspondiente en la instalación del sistema.

La figura 9 es una vista seccionada respecto de la figura anterior.

La figura 10 es un detalle en vista lateral de la aplicación del sistema a la fijación de un "clip" sobre una plancha de la estructura de un fuselaje.

La figura 11 es una vista en sección respecto de la figura anterior.

La figura 12 es un detalle de la disposición de un elemento de ventosa en el perfil de sujeción de las planchas de aplicación, según el sistema preconizado, con el conector de vacío a dicho elemento de ventosa representado en despiece.

La figura 13 muestra la forme de la sección del perfil destinado para la fijación de las planchas con el sistema de la invención.

La figura 14 muestra la forma de la sección del perfil destinado para la incorporación de los elementos de actuación sobre las planchas según dicho sistema de la invención.

El objeto de la invención se refiere a un sistema para la construcción de estructuras, tales como las del fuselaje de aeronaves, que se forman mediante planchas laminares (1) curvadas, determinando un conjunto flexible que se adapta a diferentes curvaturas de las planchas (1) de aplicación, para la sujeción de las mismas en orden a la realización de trabajos de precisión sobre ellas.

El sistema comprende un conjunto de elementos extensibles (2), los cuales van relacionados con medios de accionamiento automático, para el posicionamiento relativo de todos ellos en relación con la forma curvada concreta de cada plancha (1) de aplicación en la práctica.

Los elementos extensibles (2) van provistos en el extremo con respectivos soportes (3) de acoplamiento a un perfil (4) de fibra de carbono, mediante el cual se determina un apoyo de fijación para sujetar las planchas (1), de manera que dicho apoyo se establece en una línea continua sobre toda la curvatura de la plancha (1) de aplicación en cada caso, para evitar que ésta sufra deformaciones cuando se actúa sobre ella.

El perfil (4) determina longitudinalmente una forma de doble acanalado (5) contrapuesto, según una sección en "H", como representa la figura 13; en tanto que los soportes (3) incorporan unos tacos enfrentados (6), como representa la figura 6, los cuales son susceptibles de encajar en los acanalados contrapuestos (5) del perfil (4), según muestran las figuras 8 y 9.

De este modo, mediante los soportes (3) de los distintos elementos extensibles (2) se establece un acoplamiento de encaje deslizante sobre el perfil (4), pudiendo moverse éste respecto del conjunto de los soportes (3) para establecer su posicionamiento; estando previstos algunos de los soportes (3) con tacos (6.1) de bloqueo, como muestra la figura 7, para inmovilizar el perfil (4) en la posición que se desee.

La curvatura de adaptación del perfil (4) a la forma curvada de cada plancha (1) de aplicación se logra por flexión forzada del mencionado perfil (4) mediante los elementos extensibles (2), en el posicionamiento de éstos de acuerdo con la curvatura de la plancha (1) de aplicación, de forma que al actuarse dichos elementos extensibles (2), mediante su control automático, para posicionar sus extremos según la curvatura de la plancha (1) de aplicación, obligan al perfil (4) a flexar hasta la curvatura correspondiente de la plancha (1) que se ha de sujetar.

Para evitar que la flexión forzada del perfil (4) sobrepase unos límites que puedan causarle deformación permanente o fatiga del material, dicho perfil (4) se configura con una curvatura longitudinal previa, tal como la forma (4.1) representada a trazos en la figura 5, la cual se prevé según una curvatura intermedia entre sendas formas (4.2) y (4.3) de mayor y menor curvatura, que corresponden a las curvaturas extremas de las planchas (1) para las que se destina la aplicación.

De este modo, el perfil (4) sólo tiene que flexar de manera forzada en una proporción mínima para adaptarse a las curvaturas de las planchas (1) de aplicación, sirviendo para planchas (1) de curvaturas bastante diferenciadas, dentro de un buen margen de seguridad para que no adquiera deformación permanente respecto de la configuración constructiva.

En el borde frontal del perfil (4) se incorporan una serie de elementos (7) a modo de ventosas, como se observa en las figuras 3 y 12, disponiéndose en relación con dichos elementos (7) respectivos conectores (15) para un acoplamiento de succión, con lo cual mediante los mencionados elementos (7) se puede establecer una fijación por vacío para la sujeción de las planchas (1) de aplicación sobre el perfil (4).

Sin que ello altere el concepto, a los elementos de ventosa (7) puede suministrarse también una impulsión de aire, para crear a modo de un colchón flotante que permita mover con facilidad la plancha (1) que se vaya a sujetar, para colocar esta en la posición necesaria, estableciéndose luego la fijación mediante la creación de vacío en los elementos (7).

El sistema comprende otro conjunto de elementos extensibles (8), enfrentado al anterior, en el cual los elementos extensibles (8) van provistos también en su extremo libre con respectivos soportes (9) de acoplamiento a otro perfil (10) de fibra de carbono, cuya configuración se prevé según una curvatura equivalente a la del perfil (4) en su adaptación a las planchas (1) de aplicación, pero en sentido contrario, como se observa en la figura 4.

Ese perfil (10) determina también un doble acanalado longitudinal contrapuesto (11), para el acoplamiento de sujeción en relación con los correspondientes soportes (9), de la misma forma que el perfil (4) respecto de los soportes (3), determinando además dicho perfil (10), como se observa en la figura 14, un segundo doble acanalado longitudinal contrapuesto (12), en la parte delantera, respecto del cual son acoplables en sujeción elementos (13) de actuación para realizar cualquier tipo de operación sobre la plancha (1) que se halle dispuesta sobre el primer conjunto de elementos extensibles (2).

Ambos conjuntos de elementos extensibles (2) y (8) son posicionables de manera separada, como representa la figura 1, para colocar sobre el conjunto de los elementos extensibles (2) la plancha (1) de aplicación y sobre el conjunto de los elementos extensibles (8) los elementos (13) de actuación para la operación que vaya a realizar, aproximándose luego ambos conjuntos entre sí, como representa la figura 2, para llevar a cabo mediante los elementos (13), la operación que se haya de realizar sobre la plancha (1) de aplicación.

Los elementos (13) de actuación para las operaciones a realizar se sujetan sobre el perfil (10), mediante un acoplamiento de encaje deslizante respecto del doble acanalado contrapuesto (12) de la parte delantera de dicho perfil (10), de forma que dichos elementos (13) pueden moverse libremente a lo largo del mencionado perfil (10), para situarlos en los puntos necesarios, yendo provistos ellos mismos con medios de enclavamiento para la inmovilización en las situaciones que les correspondan.

A modo de ejemplo de realización práctica, en las figuras 10 y 11 se representa una aplicación en la que el elemento (13) representado consiste en una pinza para la sujeción de elementos (14) destinados a fijarse sobre la plancha (1) de aplicación dispuesta sobre el conjunto de los elementos extensibles (2) enfrentado en la instalación.

Claims (5)

1. Sistema flexible para la construcción de estructuras, en particular para realizar operaciones sobre planchas laminares (1) de configuración curvada, caracterizado porque comprende un conjunto de elementos extensibles (2), los cuales son posicionables en adaptación a la curvatura de la plancha (1) de aplicación, incorporando dichos elementos en el extremo respectivos soportes (3) respecto de los que se establece en acoplamiento un perfil (4) de fibra de carbono que es obligado a adoptar la curvatura de la plancha (1) de aplicación para establecer un apoyo transversal continuo en la sujeción de ésta, mientras que en posición enfrentada va dispuesto otro conjunto de elementos extensibles (8), respecto de los cuales se incorpora otro perfil (10) de fibra de carbono que se adapta en una curvatura correspondiente pero contraria a la del perfil (4), incorporándose sobre dicho perfil (10) elementos (13) de actuación operativa para las operaciones a realizar sobre las planchas (1) de aplicación.

2. Sistema flexible para la construcción de estructuras, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los perfiles (4) y (10) se forman con una curvatura longitudinal previa, desde la cual son llevados en flexión forzada por los correspondientes elementos extensibles (2) y (8) hasta la curvatura de las planchas (1) de aplicación, estando determinada dicha curvatura previa de los perfiles (4) y (10) en un valor intermedio de las curvaturas mayor y menor que se prevén de las planchas (1) de aplicación.

3. Sistema flexible para la construcción de estructuras, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los perfiles (4) y (10) determinan longitudinalmente sendas conformaciones (5) y (11), de doble acanalado contrapuesto, mediante las cuales se establece un acoplamiento deslizante en el montaje respecto de los correspondientes elementos extensible (2) y (8), permitiendo la movilidad de dichos perfiles (4) y (10) para su posicionamiento, con inclusión de medios de bloqueo para la inmovilización en la posición deseada.

4. Sistema flexible para la construcción de estructuras, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el perfil (4) incorpora en el borde frontal elementos (7) a modo de ventosas, para la sujeción de las planchas (1) de aplicación, estableciéndose dichos elementos (7) con conexiones de vacío para hacer efectiva dicha sujeción de las planchas (1).

5. Sistema flexible para la construcción de estructuras, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el perfil (10) determina en la parte delantera otra conformación (12) de doble acanalado contrapuesto, respecto de la cual son incorporables en montaje deslizante los elementos (13) de operación sobre las planchas (1) de aplicación, los cuales se pueden inmovilizar por medios propios en las posiciones deseadas.