ES2355998A1 - Sistema de unión entre revestimientos y elementos estructurales que los soportan. - Google Patents

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Abstract

Sistema de unión entre revestimientos y elementos estructurales que los soportan, cuyos revestimientos están constituidos a base chapas finas (3) de aleaciones o materiales compuestos. Las chapas (3) y elementos estructurales (1 y 2) son portadores por sus superficies enfrentadas de medios de unión entre dichas chapas y elementos estructurales, cuyos medios están constituidos por conformaciones macho (6) y hembra (7) de machihembrado, practicadas a lo largo de al menos parte de las zonas de contacto entre dichas chapas y elementos estructurales.

Description

Sistema de unión entre revestimientos y elementos estructurales que los soportan.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un sistema de unión entre revestimientos y elementos estructurales que los soportan, especialmente aplicable a la unión entre los revestimientos y los elementos estructurales resistentes de aeronaves, de especial aplicación en el sector aeronáutico y en general en todos aquellos sectores en los cuales los revestimientos están constituidos a base de chapas finas de aleaciones específicas o materiales compuestos y en los que las características de limpieza aerodinámica, minimización del rozamiento y la no perforación de superficies exteriores, por la debilidad que ello origina, sea una característica deseable fundamental.
Antecedentes de la invención
Si analizamos los tipos de uniones que actualmente se utilizan en la industria metalúrgica en general comprobamos que las podemos clasificar en pocos tipos, uniones con "remaches" (incluimos en este tipo toda unión con aportación de una pieza diferente que realiza las funciones de transmisión de esfuerzos entre las piezas a unir) y uniones soldadas. De todos es conocido el buen resultado que dan las uniones soldadas en ciertos sectores de la industria como por ejemplo el sector de la construcción naval o bien en la automoción etc., sin embargo reduce casi al mínimo su aplicabilidad cuando se trata de sectores, como el aeronáutico, donde la reducción de los factores de seguridad y por lo tanto la necesidad de que todo el funcionamiento sea previsible, el peso y la limpieza aerodinámica adquieren una importancia fundamental, de hecho en los aviones apenas se emplea la soldadura y cuando se emplea se utilizan en zonas interiores y con exigencias de control tremendas.
En el estado actual, las chapas finas que constituyen los revestimientos de fuselaje exteriores de los aviones se unen a las piezas estructurales internas utilizando remaches, ya que constituye el tipo de unión más previsible. Esta técnica se emplea tanto para unir las chapas que conforman los revestimientos exteriores de los aviones con las cuadernas y los larguerillos que van a formar la estructura resistente del avión, como en las alas y otras superficies del aparato, para unir las costillas con los revestimientos exteriores y en algunos casos con los larguerillos.
Como se ha indicado, estos revestimientos están constituidos a base de chapas finas de aleaciones de aluminio o de materiales compuestos que presentan por su superficie interna zonas de contacto con los elementos estructurales que los soportan, tales como cuadernas y larguerillos, para su apoyo y fijación a los mismos, y con la posición de equipos y otros elementos y componentes que haya que fijar en el revestimiento. Las chapas finas del revestimiento van mecanizadas por su superficie interna, definiendo zonas rebajadas para reducir peso, denominadas "playas", que quedan limitadas por una red de nervios que constituyen las zonas de contacto antes comentadas. El mecanizado interno de las placas se realiza generalmente mediante fresado químico y actualmente se empieza a usa el fresado mecánico.
Hoy en día se emplean revestimientos de chapa fina conformada a su forma final aerodinámica mediante los procesos de estirado o bien cilindrado, según el tipo de deformación a conseguir a los que se les rebaja el material de las zonas que no es necesario para cumplir su misión de resistencia estructural mediante el proceso de fresado químico. En algunos conjuntos con superficies de sustentación y siempre que la técnica y la disponibilidad de material lo permite, se emplean revestimientos integrales, especialmente en superficies de alas, los cuales se fabrican partiendo de una materia prima de mayor grosor, en la que se mecaniza por fresado mecánico en algunos casos hasta las formas aerodinámicas de las superficies en cinco ejes en una de sus caras y los larguerillos en la otra, superando con ello la necesidad del remache. En otros casos se mecaniza en tres ejes los larguerillos integrados y posteriormente mediante un proceso de conformado se consigue la forma deseada de la pieza. Este esfuerzo, que entraña un coste evidente, viene a demostrar lo importante que es evitar las uniones con remaches.
Las decisiones en un caso concreto de qué tipo de revestimiento se ha de emplear está condicionada también por las posibilidades de fabricación, la existencia de material de partida, la estructura interna resistente y en cierta proporción por los costes de producción e integración.
En la industria aeronáutica también se emplean revestimientos exteriores fabricados en materiales compuestos, en los que la forma exterior se consigue con el empleo de útiles de moldear y la interior, con similar forma que las chapas de aleación metálica, con la superposición deseada de las diferentes capas de telas. Estos revestimientos se unen a las estructuras interiores también mediante remaches. La precisión de forma que se consigue con esta tecnología obliga a suplementar en aquellas zonas que se requieran.
En las uniones remachadas es necesario taladrar el revestimiento externo. Los taladros crean una zona de "problemas" porque es la zona de fragilidad y, por tanto, de inicio de grietas, pérdida de presurización al conectar la zona presurizada de la parte externa del avión y puntos de rozamiento. Estos parámetros son trascendentes en este tipo de vehículos. Para minimizar este efecto se exige cuidar mucho el proceso de taladrado, rebarbado, avellanado y el montaje de este tipo de uniones cerrando las tolerancias todo lo que permite la tecnología disponible, empleando sellantes para asegurar la estanquidad, y precisión en las operaciones de fabricación de los taladros y avellanado de los mismos, para que puedan camuflarse bien las cabezas de los remaches. Todas estas exigencias que se han de incorporar al diseño, hacen que las tareas de fabricación y montaje sean bastantes precisas, complicadas y costosas.
La técnica del fresado químico consiste básicamente en atacar con ácidos la superficie que se desea reducir a su espesor, y protegiendo mediante la utilización de masking las zonas que no requieren ser reducidas para mantener su espesor. Este ataque se realiza dentro de una cuba que contiene los ácidos con parámetros controlados, componente de una instalación más compleja, ya que su aplicación entraña operaciones de enmascarado, recorte de la zona a tratar, limpieza, ataque químico y neutralización, y así para cada profundidad que se quiera crear.
Con esta tecnología se pueden fabricar todo tipo de revestimientos, sin embargo es una técnica que solo permite mecanizar superficies paralelas a la cara atacada, por lo tanto es una tecnología que solo se puede emplear ante la necesidad de un mecanizado de una gran superficie y un pequeño espesor siempre paralelo, además es un proceso que requiere mucho esfuerzo y lo que es mas importante presenta problemas para cumplir los requisitos medioambientales cada día mas exigentes. Los grandes constructores anuncian su pretensión de abandonar este tipo de "fresado", de hecho y por esta causa se esta evolucionando hacia el fresado mecánico para producir este mismo tipo de piezas.
Descripción de la invención
La presente invención tiene por objeto un sistema de unión entre las chapas finas que conforman los revestimientos y los elementos estructurales que los soportan, especialmente en aeronaves, que evite los inconvenientes señalados y aporte considerables ventajas respecto del sistema de unión tradicional por remaches.
En el sistema de la invención, al igual que en los sistemas de unión mediante remache, las chapas finas que constituyen los revestimientos presentan por su superficie interna zonas rebajadas o playas que quedan limitadas por franjas sin rebajar, de mayor espesor, generalmente de trazado recto, que determinan una red de nervios de posición coincidente con los elementos estructurales para su apoyo y fijación sobre los mismos. Las franjas sin rebajar pueden ser de igual o diferentes espesores.
Las chapas finas que constituyen los revestimientos presentarán también nervios en coincidencia con las posiciones de equipos y otros componentes que deban ir fijados o relacionados con dicho revestimiento.
El sistema de la invención se caracteriza porque las chapas que constituyen los revestimientos y los elementos estructurales son portadores, por sus superficies enfrentadas, de los medios de unión entre dichas chapas y elementos estructurales, formando parte o estando obtenidos estos medios de unión de las propias chapas y elementos estructurales.
En el sistema de la invención los medios de unión citados están constituidos por conformaciones macho y hembra de machihembrado, preferentemente en forma de cola de milano. Estas conformaciones están practicadas a lo largo de las zonas de contacto entre las piezas a unir. Por ejemplo en las chapas que constituyen los revestimientos, a lo largo de al menos parte de los nervios que limitan las playas, y en los elementos estructurales a lo largo de tramos coincidentes con dichas partes de nervios.
Por cola de milano deberá entenderse todo acoplamiento o unión formada por una conformación macho en forma de nervio y una conformación hembra en forma de canal, ambos de igual sección, en los que el perfil del macho es de sección creciente hacia su borde longitudinal libre y el perfil de la hembra es de sección creciente hacia el fondo, de modo que el acoplamiento entre las conformaciones macho y hembra solo puede lograrse por enchufe a partir de uno de sus extremos y deslizamiento entre unas y otras conformaciones.
Según otra característica de la invención, las conformaciones macho y hembra de las chapas de los revestimientos y elementos estructurales serán discontinuas a lo largo de los lados de las playas, determinando en dichas conformaciones salientes y entrantes coincidentes en número, posición y dimensiones. Las conformaciones macho y hembra se acoplan entre sí por enfrentamiento y encaje de salientes de una de las conformaciones con entrantes de la otra conformación y posterior deslizamiento longitudinal relativo entre ambas conformaciones en una longitud igual a la de dichos salientes, hasta quedar situados los salientes de las conformaciones macho por detrás de los salientes de las conformaciones hembra y los entrantes de ambas partes enfrentados.
Aunque las conformaciones macho y hembra pueden estar situadas indistintamente en las chapas del revestimiento o en los elementos estructurales, preferentemente las conformaciones macho estarán formadas en las chapas de los revestimientos, a partir de los cantos de los nervios de dichas chapas, mientras que las conformaciones hembra estarán formadas en los elementos estructurales.
Los nervios pueden estar lateralmente limitados por cantos longitudinales de perfil recto, generalmente paralelos, estando las conformaciones practicadas a partir de dichos cantos longitudinales. También los cantos longitudinales pueden presentar perfil escalonado, al menos en una porción adyacente a su base libre, con disminución de la sección del nervio hacia dicha base libre, estando las conformaciones practicadas a partir de los cantos longitudinales de cualquiera de los escalones, preferentemente del escalón más extremo.
Las conformaciones que definen los medios de unión estarán obtenidas por fresado mecánico sobre los nervios y elementos estructurales, en el caso de piezas de aleación metálica, o bien en el caso de piezas en materiales compuestos, en perfiles metálicos embutidos en estas piezas. Gracias a los avances alcanzados en el mecanizado de los grandes revestimientos, durante el mecanizado de las chapas por su superficie interna, para el conformado de las zonas rebajadas o playas, puede llevarse a cabo al mismo tiempo el mecanizado de las conformaciones correspondientes para la unión por machihembrado con los elementos estructurales. También el mecanizado o rebajo de las chapas puede llevarse a cabo mediante fresado químico y luego tallar las conformaciones macho y hembra mediante fresado mecánico. En el caso de revestimientos y elementos estructurales en composites, las conformaciones macho y hembra se hacen en perfiles que se embeben en las propias piezas de composite, al fabricarlas.
Para que las piezas mantengan su posición final una vez montadas y no se produzcan deslizamientos longitudinales entre los medios de unión, pueden utilizarse deformaciones plásticas de las conformaciones, por ejemplo de la parte hembra, o bien pegamentos estructurales, o una combinación de ambos.
Aunque el sistema de unión objeto de la presente invención es de especial aplicación en el campo aeronáutico, también puede ser aplicado a otros sectores en los que, tal y como se indicó inicialmente, la limpieza aerodinámica, la minimización del rozamiento y la no perforación de superficies exteriores sea una característica fundamental deseable.
Además el sistema de la invención puede aplicarse en la unión entre componentes de la estructura o armadura y también para la fijación de equipos, componentes y elementos auxiliares al revestimiento.
El sistema de unión de la invención presenta considerables ventajas sobre los sistemas de unión tradicionales por remachado. Una de las ventajas es la reducción de rozamientos, al eliminar los remaches, lo cual permite lograr una mayor limpieza aerodinámica de la superficie externa del revestimiento, al mismo tiempo que se evitan riesgos de fuga de presión entre interior y exterior, con pérdidas de presurización.
Una ventaja más del sistema de la invención es que al suprimir los taladros para los remaches, se eliminan los puntos de fragilidad, además de mejorar el resto de características de la unión, manteniendo una significativa resistencia a la tracción y siendo posible asegurar sus características a la zizalladura.
Otra ventaja mas es la simplificación extraordinaria en las operaciones de ensamblado, al eliminar las operaciones de taladrado y remachado, permitiendo además la utilización de materiales metálicos mas ligeros. Al mismo tiempo se reducen las exigencias de mantenimiento, al eliminar las operaciones de revisión del estado de los remaches.
Una ventaja mas del sistema de la invención es la reducción de peso por eliminación de remaches, eliminación de material en los sobreespesores por la realización de las conformaciones de machihembrado y rebajes o almenados de los mismos y por eliminación de sellantes necesarios en todos los orificios en los sistemas de remachado. También en el sistema de la invención pueden eliminarse piezas de unión, tales como las que relacionan transversalmente las cuadernas.
Otra ventaja más del sistema de la invención es la reducción de costes de montaje y producción, al eliminar tiempos de perforación y colocación de remaches.
El sistema de la invención permite también realizar uniones laterales entre chapas consecutivas del revestimiento, cuando sus cantos se hacen coincidir sobre un elemento estructural, por ejemplo sobre un larguerillo o costilla, efectuando la mitad de la conformación macho en cada una de las chapas del revestimiento.
Tal y como se ha indicado, las conformaciones macho y hembra son discontinuas, definiendo a lo largo de las mismas pequeñas almenas, que cooperan en la reducción de peso. Se consigue además una mejor respuesta a la elasticidad y supone una solución ventajosa para simplificar el montaje. Las dimensiones del almenado serán consecuencia de los requerimientos de resistencia solicitados, siendo preferentemente en los nervios de las chapas y en los elementos estructurales los salientes de iguales dimensiones, al igual que los entrantes. Generalmente los entrantes podrán ser de mayor longitud que los salientes, lo cual permitirá obtener una reducción de peso adicional.
El sistema de la invención es de especial aplicación en aeronáutica, tanto en el fuselaje como en alas y otras superficies, como estabilizadores y grandes carenados.
Tanto en los nervios como en los elementos estructurales, el tallado de las conformaciones macho y hembra podría practicarse en un perfil auxiliar que se fijaría posteriormente a dichos nervios o elementos estructurales. La fijación del perfil auxiliar en los nervios podría conseguirse, por ejemplo, mediante acoplamiento en cola de milano, por deslizamiento del perfil auxiliar sobre la conformación correspondiente efectuada en los nervios. La fijación a los elementos estructurales podría llevarse a cabo de igual forma o por remachado.
El sistema de la invención podría incluso utilizarse parta la unión de piezas de composite, utilizando fresado mecánico sobre piezas en fibra de carbono o bien embebiendo partes metálicas dentro del entelado de las piezas. Por ejemplo, en caso de revestimientos de composite, las chapas pueden llevar embebido un perfil metálico en el que se tallarían previamente las conformaciones macho o hembra, para el machihembrado en cola de milano.
El sistema puede además incluir conformaciones macho y hembra de trayectoria curva coincidentes, por ejemplo en los nudos o puntos de cruce de los nervios de las chapas, pudiendo servir para unir en un punto, mediante giro, una cuaderna, larguerillos y revestimiento.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se muestra un ejemplo de realización, con cuya descripción podrán comprenderse mejor las características y ventajas del sistema de la invención.
En los dibujos:
La figura 1 muestra en perspectiva interior parte del fuselaje de un avión en el que las chapas que constituyen los revestimientos van fijadas a los elementos estructurales con el sistema de la invención.
La figura 2 es una perspectiva interior de una de las chapas del revestimiento.
La figura 3 es una sección transversal del fuselaje, en coincidencia con una de las cuadernas de la estructura resistente, tomada según la línea de corte II-II de la figura 1.
La figura 4 es una sección transversal parcial del fuselaje, tomada según la línea de corte III-III de la figura 3.
La figura 5 es una perspectiva parcial de una de las cuadernas de la estructura resistente.
La figura 6 corresponde al detalle A de la figura 5, a mayor escala.
La figura 7 muestra en perspectiva interior una de las chapas que conforman el revestimiento, en la zona coincidente con la cuaderna de la figura 5.
La figura 8 corresponde al detalle B de la figura 7, a mayor escala.
La figura 9 es un despiece en perspectiva de la unión entre un larguerillo y una placa de revestimiento.
La figura 10 muestra en sección transversal el enfrentamiento de los salientes de las conformaciones macho de las chapas de revestimiento con los entrantes de las conformaciones hembra de los elementos estructurales.
La figura 11 muestra en sección transversal el enfrentamiento de los entrantes de las conformaciones macho, de las chapas del revestimiento, con los entrantes de las conformaciones hembra, de los elementos estructurales.
La figura 12 muestra en sección transversal, a mayor escala, el acoplamiento de los elementos macho y hembra que definen los medios de unión entre chapas de revestimiento y elementos estructurales.
La figura 13 muestra en sección, según la línea de corte XIII-XIII de la figura 12, el acoplamiento entre los elementos macho y hembra de los medios de unión y el enfrentamiento entre los rebajes de las conformaciones macho y hembra.
La figura 14 es una vista similar a la figura 9, mostrando la unión entre dos chapas del revestimiento.
La figura 15 muestra en perspectiva dos chapas del revestimiento unidas mediante un larguerillo.
Descripción detallada de un modo de realización
En la figura 1 se muestra en perspectiva interior el fuselaje de un avión, que incluye una estructura resistente compuesta con cuadernas transversales 1 y larguerillos 2, sobre los que se fijan chapas 3, figura 2, que conforman un revestimiento 3'.
En la figura 2 se muestra en perspectiva interior una de estas chapas 3, las cuales presentan zonas rebajadas 4, denominadas playas, que quedan limitadas por franjas 5 sin rebajar que determinan una red de nervios coincidentes con las cuadernas 1 y larguerillos 2, para su fijación sobre los mismos. Las playas 4 permiten reducir el peso de las chapas 3 del revestimiento.
De acuerdo con la presente invención, los elementos estructurales sobre los que se fijan las chapas 3 del revestimiento 3', definidas en la figura 1 por las cuadernas 1 y larguerillos 2, así como las chapas 3 del revestimiento son portadores de los medios de unión los cuales, como mejor puede apreciarse en las figuras 3 y 4 están definidos por conformaciones macho 6 y hembra 7 de machihembrado en cola de milano. Preferentemente las conformaciones macho 6 formarán parte de las chapas 3 del revestimiento, estando obtenidas a lo largo de al menos parte de los nervios 5 que limitan las playas 4, sin alcanzar los nudos o cruces entre dichos nervios, mientras que las conformaciones hembra 7 quedarán situadas en los elementos estructurales, por ejemplo en las cuadernas 1, figuras 3 y 4 y en los larguerillos 2, figura 9. Además de cuadernas y larguerillos se pueden unir al revestimiento, utilizando esta invención, cualquier tipo de elemento o equipo que requiera fijarse en el revestimiento, tallándose las correspondientes partes de las conformaciones macho y hembra en las zonas de contacto de las piezas a unir.
Las conformaciones macho 6 y hembra 7 serán discontinuas, según se aprecia en las figuras 5 a 8, determinando en las conformaciones hembra 7, figuras 5 y 6, salientes 8 y entrantes 9, mientras que en las conformaciones macho 6 de las chapas 3 del revestimiento determinan salientes 10 y entrantes 11, siendo los salientes 8 y entrantes 9 de las conformaciones hembra coincidentes en número, posición y dimensiones con los salientes 10 y entrantes 11, respectivamente, de las conformaciones macho 6 de las chapas 3 del revestimiento.
Igual disposición adoptarán las conformaciones macho 6 de las chapas 3 de revestimiento y las conformaciones hembra 7 de los larguerillos 2, según se muestra en la figura 9.
Los salientes y entrantes de las conformaciones macho y hembra determinan un almenado en el que los entrantes 9 y 11 permiten reducir el peso de las conformaciones macho y hembra. Tanto las conformaciones macho 6 y hembra 7 como los entrantes 9 y 11 se obtendrán preferentemente mediante fresado mecánico, llevándose a cabo la operación del fresado de la conformación macho 6 al mismo tiempo que la del rebaje de las playas 4 de las chapas 3 del revestimiento.
Para llevar a cabo el acoplamiento o unión de las chapas 3 del revestimiento sobre los elementos estructurales, definidos en el ejemplo representado en la figura 1 por las cuadernas 1 y larguerillos 2, se procede al enfrentamiento de los salientes 10 de las conformaciones macho 6 de las chapas 3 del revestimiento 3 con los entrantes 9 de las conformaciones hembra 7 de los elementos estructurales, por ejemplo de las cuadernas 1, según se muestra en la figura 10, al mismo tiempo que se enfrentan los entrantes 11 de las conformaciones macho 6 de1 las chapas 3 del revestimiento con los salientes 8 de las conformaciones hembra 7 de los elementos estructurales, según se muestra en la figura 11. En está situación se aproximan las chapas del revestimiento 3 hasta los elementos estructurales 1, hasta introducir en la posición descrita en las figuras 10 y 11 las conformaciones macho 6 en las conformaciones hembra 7. A continuación se deslizan longitudinalmente las chapas 3 respecto de los elementos estructurales 1, de modo que los salientes 10 de las conformaciones macho 6 queden situadas bajo los salientes 8 de los elementos estructurales, según se muestra en la figura 12, quedando así completada la unión por machihembrado entre las chapas 3 del revestimiento y los elementos estructurales definidos por las cuadernas 1 y larguerillos 2.
Con este sistema puede lograrse un gran ajuste que impida prácticamente la separación o deslizamiento entre las chapas del revestimiento y elementos estructurales. Para una mayor seguridad de esta unión puede aplicarse sobre las conformaciones medios inmovilizadotes que pueden consistir en sustancias adhesivas o en deformaciones plásticas practicadas por ejemplo en las conformaciones hembra, o bien elementos auxiliares de inmovilización como cuñas o tornillos de presión.
En la figura 13 se muestra la posición en que quedan los salientes y entrantes de las conformaciones macho y hembra, una vez alcanzada la posición de acoplamiento. Los salientes 10 de las conformaciones macho 6 quedan en posición coincidente con los salientes 8 de las conformaciones hembra 7 y por debajo de las mismas, según se ha descrito con referencia a la figura 12, mientras que los entrantes 9 de las conformaciones hembra 7 de los elementos estructurales quedan enfrentados a los entrantes 11 de las conformaciones macho 6 de las chapas del revestimiento.
Aunque el ejemplo descrito corresponde a la unión de las chapas del revestimiento con los elementos estructurales del fuselaje de un avión, el sistema de unión de la invención puede ser aplicado en el ala y otras superficies, tales como estabilizadores y grandes carenados. También el sistema de unión de la invención puede ser aplicado en otros sectores diferentes al aeronáutico, en los que, tal y como se ha indicado, la característica de limpieza aerodinámica, minimización del rozamiento y la no perforación de superficies exteriores sea una característica fundamental deseable.
El sistema de la invención permite también realizar uniones laterales entre chapas 3 del revestimiento, utilizando las cuadernas 1 o larguerillos 2, tal y como se muestra en las figuras 14 y 15, donde se disponen a tope dos chapas 3 del revestimiento, cada una de las cuales es portadora de una mitad 6' de las conformaciones macho 6, disponiendo cada una de estas mitades de los correspondientes salientes 10 y entrantes 11. En esta posición se acopla la conformación macho completa 6 en la conformación hembra 7 de un larguerillo 2, por ejemplo, en igual forma a como se ha descrito, quedando así las dos chapas 3 del revestimiento unidas mediante el larguerillo o elemento estructural coincidente con la conformación macho 6.
Las conformaciones macho 6 y hembra 7 pueden tallarse en perfiles metálicos auxiliares que se incorporarán y fijarán a las piezas a unir, que serían portadoras de estas conformaciones. Esta realización sería especialmente aplicable cuando los revestimientos y elementos estructurales estén obtenidos de materiales compuestos. Los perfiles metálicos citados irán embebidos, al menos parcialmente, en las piezas correspondientes. Los perfiles comentados pueden ser obtenidos mediante extrusión.
Como puede comprenderse, con el fin de evitar concentraciones de tensiones, todos los ángulos y aristas longitudinales de las conformaciones irán redondeadas.

Claims (14)

1. Sistema de unión entre revestimientos y elementos estructurales que los soportan, cuyos revestimientos están constituidos a base de chapas finas de aleaciones o materiales compuestos que presentan por su superficie interna zonas de contacto con los elementos estructurales en forma de nervios, de posición coincidente con dichos elementos estructurales, para su apoyo y fijación sobre los mismos, caracterizado porque las chapas y elementos estructurales son portadores por sus superficies enfrentadas de medios de unión entre dichas chapas y elementos estructurales, cuyos medios están constituidos por conformaciones macho y hembra de machihembrado, las cuales están practicadas a lo largo de al menos parte de las zonas de contacto entre dichas chapas y elementos estructurales; siendo las conformaciones macho y hembra discontinuas a lo largo de las zonas de contacto, determinando en dichas conformaciones salientes y entrantes coincidentes en número, posición y dimensiones; acoplándose entre sí las conformaciones macho y hembra por enfrentamiento y encaje de salientes con entrantes de ambas conformaciones y deslizamiento longitudinal relativo entre las mismas en una longitud igual a la de dichos salientes, hasta quedar situados los salientes de las conformaciones macho enfrentados y por debajo de los salientes de las conformaciones hembra y los entrantes de ambas partes enfrentados.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil de las conformaciones macho está formado en las chapas y el perfil de las conformaciones hembra está practicado en los elementos estructurales.
3. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una vez acopladas entre sí las conformaciones macho y hembra se aplican, entre las mismas medios de inmovilización, que impiden el deslizamiento relativos entre dichas conformaciones.
4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios citados consisten en una sustancia adhesiva aplicada entre las conformaciones macho y hembra.
5. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios citados consisten en deformaciones plásticas de al menos una de las conformaciones macho o hembra.
6. Sistema según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque al menos parte de las conformaciones macho están practicadas sobre dos chapas consecutivas del revestimiento, a partir de cantos dispuestos a tope de dichas chapas, con los salientes y entrantes de cada lado de la conformación macho situados en cada una de las chapas.
7. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los entrantes de las conformaciones macho y hembra son de mayor longitud que los salientes.
8. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las conformaciones macho se practican en un perfil metálico auxiliar, que se incorpora y fija a la pieza a unir portadora de dichas conformaciones macho.
9. Sistema según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las conformaciones hembra se tallan en un perfil auxiliar metálico, que se incorpora y fija a las piezas a unir portadoras de dichas conformaciones hembra.
10. Sistema según la reivindicación 9, caracterizado porque los perfiles metálicos citados están embebidos, al menos parcialmente, en las piezas a unir.
11. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende conformaciones macho y hembra de trayectoria curva coincidentes, situadas al menos en los nudos o puntos de cruce de los nervios de las chapas.
12. Sistema según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las conformaciones citadas están talladas mediante fresado mecánico de los nervios y elementos estructurales.
13. Sistema según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque los perfiles citados están obtenidos por extrusión.
14. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las conformaciones macho y hembra presentan todos los ángulos y aristas longitudinales con perfil redondeado.
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US12/990,276 US20110168842A1 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Joining system between linings and the structural elements that support them
JP2011506740A JP2011518722A (ja) 2008-04-30 2009-04-20 裏張りとこれを支持する構造要素とを接続するシステム
HUE09738259A HUE031521T2 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Bonding system enabling the cover to be fastened to the structural members
PL09738259T PL2281745T3 (pl) 2008-04-30 2009-04-20 System łączenia przeznaczony do stosowania między okładziną i podtrzymującymi ją elementami konstrukcyjnymi
EP09738259.2A EP2281745B1 (en) 2008-04-30 2009-04-20 Coupling system intended for use between cladding and structural elements supporting same
CN2009801205449A CN102046465B (zh) 2008-04-30 2009-04-20 衬层与支承该衬层的结构元件之间的接合系统
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PT97382592T PT2281745T (pt) 2008-04-30 2009-04-20 Sistema de acoplamento destinado a ser utilizado entre revestimentos e elementos estruturais que os suportam
BRPI0907670 BRPI0907670B1 (pt) 2008-04-30 2009-04-20 conjunto de estrutura de aeronave
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2371951A1 (es) * 2009-03-25 2012-01-12 Airbus Operations, S.L. Disposición de junta de elementos estructurales de un material compuesto.

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102561168A (zh) * 2011-12-27 2012-07-11 东南大学 竹胶板梁结构
US8961059B2 (en) * 2012-09-06 2015-02-24 The Boeing Company Self-locking joints for panel structures and methods of fabricating the same
CN104131961B (zh) * 2014-08-19 2016-08-17 东莞瑞柯电子科技股份有限公司 带有可拆卸多功能启动电源的便携式空压机
US11554561B2 (en) * 2019-10-21 2023-01-17 The Boeing Company Integrally stiffened bonded panel with machined pockets and methods of manufacture

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB548572A (en) * 1941-06-19 1942-10-15 Alfred Elliott Improvements relating to members consisting of a frame covered with sheet metal
FR966996A (fr) * 1948-05-24 1950-10-23 Const Aero Navales Dispositif d'assemblage entre deux éléments d'un ensemble à surfaces unies
US2959384A (en) * 1958-01-09 1960-11-08 Pavlecka John Airfoil structure
US2959383A (en) * 1957-12-26 1960-11-08 Pavlecka John Airfoil structure
US2999658A (en) * 1958-07-16 1961-09-12 Pavlecka John Airfoil structure
US3002717A (en) * 1960-01-12 1961-10-03 Pavlecka John Airfoil structure
US3037590A (en) * 1952-12-26 1962-06-05 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3160245A (en) * 1960-05-26 1964-12-08 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3185267A (en) * 1952-07-26 1965-05-25 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3296759A (en) * 1964-12-07 1967-01-10 Pavlecka John Interlocked hollow panel structure
US3304677A (en) * 1964-11-30 1967-02-21 Pavlecka John Interlocked panel structure
US20020125371A1 (en) * 2001-03-07 2002-09-12 Carpenter Billy R. Aircraft and aircraft manufacturing method
JP2003293462A (ja) * 2002-04-03 2003-10-15 Ing:Kk 建築・土木構造用継手
GB2393927A (en) * 2002-10-09 2004-04-14 Bae Systems Plc A method of assembling components

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB841923A (en) * 1957-03-01 1960-07-20 Contraves Ag Improvements in and relating to assemblies of structural elements
US3004645A (en) * 1959-08-27 1961-10-17 Jr George E Moul Aerodynamic surface attaching structure
US3276377A (en) * 1964-11-03 1966-10-04 Jack B Bell Fin locking device
FR2258775A7 (en) * 1974-01-23 1975-08-18 Manigand Jean Jacques Assembly device for joining panels - has separate mortise and tenon pieces fixed to adjacent panels
JPS57100279A (en) * 1980-12-15 1982-06-22 Nippon Aluminium Mfg Heat insulating mold material
JPS61119461A (ja) * 1985-01-30 1986-06-06 株式会社日立製作所 車両用内装材の支持構造
JPS6254863U (es) * 1985-09-27 1987-04-04
JPH0644757Y2 (ja) * 1990-01-31 1994-11-16 池田物産株式会社 車両の成形天井取付構造
JPH10280556A (ja) * 1997-04-03 1998-10-20 Sunstar Eng Inc 建築物における木材の結合部強化方法
US6871822B2 (en) * 2003-04-18 2005-03-29 The Boeing Company Apparatus and methods of attaching panels to support structures
RU33926U1 (ru) * 2003-07-31 2003-11-20 Вайнштейн Леонид Леонидович Устройство для крепления панелей пола самолета
RU2263829C2 (ru) * 2004-01-13 2005-11-10 Кузнецова Елна Юрьевна Узел соединения плоских деталей
JP2006009441A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Kenichi Horio 木造建築物
US7247002B2 (en) * 2004-12-02 2007-07-24 Siemens Power Generation, Inc. Lamellate CMC structure with interlock to metallic support structure
US7578468B2 (en) * 2004-12-20 2009-08-25 Sikorsky Aircraft Corporation Acoustic absorption system for an aircraft airframe
NZ540706A (en) * 2005-06-13 2007-09-28 Cameron Grant Jones Fin for surfing apparatus
DE102005038856A1 (de) * 2005-08-17 2007-02-22 Airbus Deutschland Gmbh Kontinuierlicher Rumpfanschluss
DE102007004554B4 (de) * 2007-01-30 2015-08-27 Airbus Operations Gmbh Schiene zur Positionierung und Arretierung von Bauteilen und eines dazugehörigen Fittings

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB548572A (en) * 1941-06-19 1942-10-15 Alfred Elliott Improvements relating to members consisting of a frame covered with sheet metal
FR966996A (fr) * 1948-05-24 1950-10-23 Const Aero Navales Dispositif d'assemblage entre deux éléments d'un ensemble à surfaces unies
US3185267A (en) * 1952-07-26 1965-05-25 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3037590A (en) * 1952-12-26 1962-06-05 Pavlecka John Interlocked panel structure
US2959383A (en) * 1957-12-26 1960-11-08 Pavlecka John Airfoil structure
US2959384A (en) * 1958-01-09 1960-11-08 Pavlecka John Airfoil structure
US2999658A (en) * 1958-07-16 1961-09-12 Pavlecka John Airfoil structure
US3002717A (en) * 1960-01-12 1961-10-03 Pavlecka John Airfoil structure
US3160245A (en) * 1960-05-26 1964-12-08 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3304677A (en) * 1964-11-30 1967-02-21 Pavlecka John Interlocked panel structure
US3296759A (en) * 1964-12-07 1967-01-10 Pavlecka John Interlocked hollow panel structure
US20020125371A1 (en) * 2001-03-07 2002-09-12 Carpenter Billy R. Aircraft and aircraft manufacturing method
JP2003293462A (ja) * 2002-04-03 2003-10-15 Ing:Kk 建築・土木構造用継手
GB2393927A (en) * 2002-10-09 2004-04-14 Bae Systems Plc A method of assembling components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2371951A1 (es) * 2009-03-25 2012-01-12 Airbus Operations, S.L. Disposición de junta de elementos estructurales de un material compuesto.

Also Published As

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