ES2643598T3

ES2643598T3 - Sellado y prueba de herramientas segmentadas

Info

Publication number: ES2643598T3
Application number: ES14169945.4T
Authority: ES
Inventors: Kenneth M. Dull
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: CA2851006C; EP2808146B1; US9523431B2; CN108284624A; CN104210117B; CN104210117A; CA2851006A1; EP2808146A1; CN108284624B; US20140353916A1; US20170074749A1; US10921210B2; JP6416505B2; KR20140141449A; KR102207476B1; JP2016144867A; PT2808146T

Description

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DESCRIPCION

Sellado y prueba de herramientas segmentadas Informacion sobre antecedentes

1. Campo:

La presente divulgacion se refiere generalmente a herramientas segmentadas que tienen multiples piezas que estan selladas entre si y trata mas particularmente de una disposicion de junta triple y un metodo relacionado que permite comprobar y controlar la integridad de las juntas individuales.

2. Antecedentes:

Algunas herramientas comprenden multiples piezas o segmentos que se deben ensamblar, pero que deben funcionar y realizar la funcion como una unica herramienta sin llnea de union. Por ejemplo, en la industria aeronautica, se puede tender una seccion de fuselaje de material compuesto grande, se puede embolsar al vaclo y despues curar en autoclave sobre un mandril generalmente cillndrico que comprende segmentos de mandril circunferenciales multiples. Los segmentos de mandril se ensamblan a lo largo de las llneas de union. Despues del curado y desembolsado, los segmentos del mandril se deben desmontar para permitir la liberacion y la retirada de la seccion del fuselaje curvada de la herramienta.

Cada llnea de union entre los segmentos de mandril puede ser sellada con una junta sustancialmente hermetica que se extiende a lo largo de superficies de union de segmentos de mandril adyacentes. Las fugas de aire a traves de cualquiera de estas juntas pueden reducir la presion de compactacion aplicada a la seccion del fuselaje durante el curado. Una reduccion de la presion de compactacion durante el curado debido a una fuga de aire puede tener un efecto no deseable sobre la calidad y/o el rendimiento de la seccion de fuselaje curada.

Una solucion propuesta para el problema de la fuga de sellado implica la provision de juntas dobles a lo largo de las llneas de union entre las llneas de union de segmento de mandril. Las juntas dobles estan dispuestas para formar una camara que puede utilizarse para realizar una prueba de fugas de paso o fallo, sin embargo, la prueba no indica cual de las juntas dobles puede haber perdido su integridad. Si la prueba falla, indicando que la integridad de al menos una de las juntas puede haber sido comprometida, los segmentos de herramienta se deben desmontar y las juntas se deben reparar o reemplazar, tras lo cual los segmentos del mandril se deben volver a ensamblar y la prueba de fugas debe repetirse. El procedimiento de desmontaje/ reensamblaje y reemplazo las juntas requiere mucho tiempo, requiere mucho trabajo y puede reducir el rendimiento de produccion y la tasa de construccion.

Por consiguiente, existe la necesidad de un metodo para sellar y comprobar la integridad de juntas en herramientas segmentadas tales como mandriles que permiten el control continuo de la integridad de la junta. Tambien existe la necesidad de una disposicion de sellado y un metodo de prueba que identifiquen cual de las juntas, si las hubiere, tiene alguna fuga y si al menos una junta ha retenido su integridad.

Sumario

Las realizaciones divulgadas proporcionan un metodo y un sistema para sellar y comprobar herramientas de piezas multiples tales como mandriles segmentados, en un entorno de autoclave. Un junta triple a lo largo de las llneas de union entre los segmentos de mandril proporciona proteccion adicional contra la presion de vaclo de perdida debida a fugas de sellado. La junta triple se puede comprobar para detectar fugas durante el ensamblaje de los mandriles, antes de colocar un tendido sobre la herramienta y antes de cargarla en una autoclave. Se reduce la necesidad de reemplazar y/o reparar juntas, se puede mejorar la calidad de las partes curadas y se puede aumentar el rendimiento de produccion.

Segun una realizacion divulgada, se proporciona un metodo para sellar y controlar segmentos multiples de un mandril en un entorno de autoclave. El metodo incluye la formacion de una camara de vaclo de bolsa interior que se superpone a los extremos y las llneas de union de los segmentos de mandril y una junta interior entre los segmentos de mandril y la formacion de una camara de bolsa de vaclo exterior y un area de sellado en forma de H en extremos opuestos de la camara de vaclo de bolsa interior. El metodo tambien incluye la formacion de una camara de sellado exterior que utiliza el area de sellado en forma de H, la junta interior y una junta intermedia, la formacion de una camara de sellado interior que utiliza la junta intermedia y la junta interior y el control de la integridad de cualquiera de las juntas interiores, la junta intermedia y la junta exterior. El metodo puede comprender ademas el prensado de la junta interior, la junta intermedia, la junta exterior y las patas del area de sellado en forma de H en ranuras dentro de los segmentos de mandril. La formacion de la camara de bolsa de vaclo exterior incluye sellar las patas del area de sellado en forma de H a las bolsas de vaclo interior y exterior. La formacion de la camara de vaclo de bolsa exterior incluye las patas de sellado del area de sellado en forma de H a la junta interior y la junta intermedia. El

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control de la integridad incluye detectar un cambio en la presion de vaclo dentro de cualquiera de las camaras de vaclo de bolsa interior, la camara de sellado interior y la camara de sellado exterior.

Segun otra realizacion, se proporciona un metodo para sellar y comprobar la integridad de juntas entre al menos dos segmentos de una herramienta, que comprende disponer una junta interior, una junta exterior y una junta intermedia para formar una primera y una segunda camara de sellado entre los dos segmentos de herramienta, y aplicar un vaclo a cada una de una primera y una segunda camara de sellado. Se detecta una fuga en la junta interior o en la junta exterior percibiendo un cambio en la presion de vaclo dentro de la primera y la segunda camara de sellado. El metodo puede comprender ademas la colocacion de un area de sellado en forma de H entre los dos segmentos de herramienta y las patas de conexion del area de sellado en forma de H a cada una de las juntas intermedia y exterior. El metodo tambien puede comprender la colocacion de una bolsa de vaclo interior sobre los dos segmentos de herramienta y el sellado de la bolsa de vaclo interior al area de sellado en forma de H. El metodo puede comprender ademas la colocacion de una bolsa de vaclo exterior sobre los dos segmentos de herramienta que cubren la bolsa de vaclo interior y el sellado de la bolsa de vaclo exterior a las patas del area de sellado en forma de H. El metodo tambien puede comprender el uso de la bolsa de vaclo exterior para aplicar presion a una junta entre la bolsa de vaclo interior y el area de sellado en forma de H.

Segun otra realizacion mas, se proporciona un metodo de autoclave que procesa una parte compuesta sobre una herramienta segmentada, que comprende formar un junta triple entre segmentos adyacentes de la herramienta, que incluye la formacion de una junta interior, una junta intermedia y una junta exterior, que coloca una bolsa de vaclo interior sobre la herramienta segmentada que cubre la parte compuesta y que forma una camara de vaclo de bolsa interior formando una junta entre la bolsa de vaclo interior y la junta interior. El metodo tambien puede comprender la colocacion de una bolsa de vaclo exterior sobre la herramienta segmentada que cubre la bolsa de vaclo interior, que forma una camara de vaclo de bolsa exterior formando una junta entre la bolsa de vaclo exterior y la junta exterior, que aspira vaclos respectivamente dentro de la camara de bolsa de vaclo interior y la camara de bolsa de vaclo exterior y que utiliza la bolsa de vaclo exterior para aplicar presion a la junta entre la bolsa de vaclo interior y la junta interior. El metodo incluye ademas comprimir la junta triple aplicando presion de autoclave a los segmentos de la herramienta. El metodo puede comprender tambien la deteccion de una fuga en una cualquiera de la junta interior, la junta intermedia o la junta exterior. La junta interior, la junta intermedia y la junta exterior estan dispuestas para formar una camara de sellado interior y una camara de sellado exterior, y la deteccion de la fuga se realiza detectando un cambio en la presion de vaclo en la camara de sellado interior o en la camara de sellado exterior. La formacion de la camara de bolsa de vaclo exterior incluye ademas la formacion de una junta en forma de H entre los segmentos adyacentes de la herramienta fuera de la camara de bolsa de vaclo interior.

Segun otra realizacion mas, se proporciona una disposicion de junta sustancialmente hermetica a lo largo de una llnea de union entre el primer y el segundo segmento de herramienta, que comprende juntas interiores, intermedias y exteriores que forman una primera y una segunda camara de vaclo cerrada sustancialmente de manera hermetica. La junta interior, la junta intermedia y la junta exterior se extienden a lo largo de una longitud de la llnea de union, y estan dispuestos en un patron en forma de H en cada uno de los extremos opuestos de la llnea de union. El primero y segundo segmento de herramienta estan dispuestos para formar una superficie de tendido, y el patron en forma de H incluye una primera y una segunda pata adaptadas para ser selladas a la primera y la segunda bolsa de vaclo que cubren la superficie de tendido. La junta interior, la junta intermedia y la junta exterior estan separadas y se extienden longitudinalmente a lo largo de la llnea de union. En una variante, la junta interior y la junta intermedia estan separadas entre si y forman la primera camara de vaclo, y las juntas intermedia y exterior estan separadas entre si y forman la segunda camara de vaclo. La disposicion de sellado puede comprender ademas un area de sellado en forma de H situada en extremos opuestos de la llnea de union y conectada a la junta intermedia y la junta exterior. Cada una de una primera y una segunda camara de vaclo esta adaptada para acoplarse con una fuente de vaclo y una ventilacion para comprobar independientemente la junta interior, intermedia y exterior para taire. La disposicion de sellado puede comprender tambien una primera y una segunda sonda de vaclo que detectan, respectivamente, la presion de vaclo en la primera y la segunda camara de vaclo.

En resumen, segun un aspecto de la invention, se proporciona un metodo para sellar y controlar multiples segmentos de un mandril en un entorno de autoclave, que incluye la formacion de una camara de vaclo de bolsa interior que se superpone a los extremos y las llneas de union de los segmentos de mandril y una junta interior entre los segmentos del mandril; la formacion de una camara de bolsa de vaclo exterior y un area de sellado en forma de H en extremos opuestos de la camara de vaclo de bolsa interior; la formacion de una camara de sellado exterior que utiliza el area de sellado en forma de H, la junta interior y una junta intermedia; la formacion de una camara de sellado interior que utiliza la junta intermedia y la junta interior; y el control de la integridad de cualquiera de las juntas interiores, la junta intermedia y la junta exterior.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas el prensado de la junta interior, la junta intermedia, la junta exterior y las patas del area de sellado en forma de H en ranuras dentro de los segmentos del mandril.

Ventajosamente, el metodo en el que la formacion de la camara de bolsa de vaclo exterior incluye el sellado de las patas del area de sellado en forma de H a las bolsas de vaclo interior y exterior.

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Ventajosamente, el metodo en el que la formacion de la camara de vaclo de bolsa exterior incluye patas de sellado del area de sellado en forma de H a la junta interior y a la junta intermedia.

Ventajosamente, el metodo en el que el control de la integridad incluye detectar un cambio en la presion de vaclo dentro de cualquiera de la camara de vaclo de bolsa interior, la camara de sellado interior y la camara de sellado exterior.

Segun otro aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para sellar y comprobar la integridad de las juntas entre al menos dos segmentos de una herramienta, que incluye la disposicion de una junta interior, una junta exterior y una junta intermedia para formar una primera y una segunda camara de sellado entre los dos segmentos de herramienta; para aplicar un vaclo a cada una de una primera y una segunda camara de sellado; y para detectar una fuga en la junta interior o en la junta exterior detectando un cambio en la presion de vaclo dentro de la primera y segunda camara de sellado.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas la colocacion de un area de sellado en forma de H entre los dos segmentos de herramienta y las patas de conexion del area de sellado en forma de H a cada una de las juntas intermedia y exterior.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas la colocacion de una bolsa de vaclo interior sobre los dos segmentos de herramienta; y el sellado de la bolsa de vaclo interior al area de sellado en forma de H.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas la colocacion de una bolsa de vaclo exterior sobre los dos segmentos de herramienta que cubren la bolsa de vaclo interior; y el sellado de la bolsa de vaclo exterior a las patas del area de sellado en forma de H.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas el uso de la bolsa de vaclo exterior para aplicar presion a una junta entre la bolsa de vaclo interior y el area de sellado en forma de H.

Segun otro aspecto mas, se proporciona un metodo de tratamiento en autoclave de una pieza compuesta en una herramienta segmentada, que incluye la formacion de una junta triple entre segmentos adyacentes de la herramienta, que incluye formar una junta interior, una junta intermedia y una junta exterior; colocar una bolsa de vaclo interior sobre la herramienta segmentada que cubre la parte compuesta; la formacion de una camara de vaclo de bolsa interior formando una junta entre la bolsa de vaclo interior y la junta interior; la colocacion de una bolsa de vaclo exterior sobre la herramienta segmentada que cubre la bolsa de vaclo interior; la formacion de una camara de vaclo de bolsa exterior formando una junta entre la bolsa de vaclo exterior y la junta exterior; la aspiracion de vaclos respectivamente dentro de la camara de bolsa de vaclo interior y la camara de bolsa de vaclo exterior; el uso de la bolsa de vaclo exterior para aplicar presion a la junta entre la bolsa de vaclo interior y la junta interior; y la compresion de la junta triple aplicando presion de autoclave a los segmentos de la herramienta.

Ventajosamente, el metodo incluye ademas la deteccion de fugas en una cualquiera de la junta interior, la junta intermedia o la junta exterior.

Ventajosamente, el metodo en el que la junta interior, la junta intermedia y la junta exterior estan dispuestas para formar una camara de sellado interior y una camara de sellado exterior y la deteccion de la fuga se realiza detectando un cambio en la presion de vaclo en la camara de sellado interior o la camara de sellado exterior.

Ventajosamente, el metodo en el que la formacion de la camara de bolsa de vaclo exterior incluye ademas la formacion de una junta en forma de H entre los segmentos adyacentes de la herramienta fuera de la camara de bolsa de vaclo interior.

Segun otro aspecto mas, se proporciona una disposicion de junta sustancialmente hermetica a lo largo de una llnea de union entre el primer y el segundo segmento de herramienta, que incluye juntas interiores, intermedias y exteriores que forman una primera y una segunda camara de vaclo sustancialmente hermeticas.

Ventajosamente, la disposicion de sellado en la que la junta interior, intermedia y exterior se extienden a lo largo de una longitud de la llnea de union, y estan dispuestas en un patron en forma de H en cada uno de los extremos opuestos de la llnea de union.

Ventajosamente, la disposicion de sellado en la que el primero y el segundo segmento de herramienta estan dispuestos para formar una superficie de tendido, y el patron en forma de H incluye una primera y una segunda pata adaptadas para ser selladas a la primera y segunda bolsa de vaclo que cubren la superficie de tendido.

Ventajosamente, la disposicion de sellado en la que la junta interior, intermedia y exterior estan separadas entre si y se extienden longitudinalmente a lo largo de la llnea de union.

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Ventajosamente, la disposicion de sellado en la que la junta interior e intermedia estan separadas entre si y forman la primera camara de vaclo, y las juntas intermedia y exterior estan separadas entre si y forman la segunda camara de vaclo.

Ventajosamente, la disposicion de sellado incluye ademas un area de sellado en forma de H situada en extremos opuestos de la llnea de union y conectada a la junta intermedia y la junta exterior.

Ventajosamente, la disposicion de sellado en la que cada una de una primera y una segunda camara de vaclo esta adaptada para acoplarse con una fuente de vaclo y un ventilador para comprobar independientemente la junta interior, intermedia y exterior para fugas de aire.

Ventajosamente, la disposicion de sellado que incluye ademas la primera y la segunda sonda de vaclo que detecta, respectivamente, la presion de vaclo en la primera y segunda camara de vaclo.

Las caracterlsticas, funciones y ventajas se pueden conseguir independientemente en diversas realizaciones de la presente divulgacion o pueden combinarse en otras realizaciones en las que se pueden ver mas detalles con referencia a la descripcion y dibujos siguientes.

El documento WO 2009/018097 divulga un mecanismo automatizado de sujecion e indexacion de mandril para un mandril de AFP de piezas multiples en el que se utiliza un mecanismo de sujecion para asegurar segmentos de mandril entre si, as! como para unir segmentos de mandril a anillos de extremo. El mecanismo de sujecion esta preferentemente integrado con un mecanismo de indexacion segun las realizaciones de la presente invencion de tal manera que los segmentos de mandril permaneceran, preferentemente, conectados y alineados firmemente hasta que se aplique aire al mecanismo de sujecion e indexacion para soltar los segmentos de mandril asegurados y retirar la parte fabricada. El mecanismo de sujecion e indexacion resiste preferentemente al calor y la presion de la autoclave que se experimenta habitualmente durante la parte de curado del procedimiento de fabricacion.

El documento WO 2008/049975 divulga una herramienta de un material compuesto para fabricar una parte cillndrica de un material compuesto, siendo dicha herramienta utilizada para formar un mandril sobre el que se va a formar la parte cillndrica, caracterizado por que comprende un conjunto de elementos (1) definiendo cada uno un sector cillndrico de la herramienta, teniendo cada elemento (1) una estructura de soporte (2) de un material compuesto de fibras y pellcula (3) moldeada sobre la estructura de soporte (2), comprendiendo ademas la herramienta medios de sellado (11, 12) que se van a disponer en las uniones entre los elementos de herramienta (1).

La presente invencion se expone en las reivindicaciones independientes, con algunas caracterlsticas opcionales expuestas en las reivindicaciones en funcion de las mismas.

Breve descripcion de los dibujos

Las nuevas caracterlsticas consideradas caracterlsticas de las realizaciones ilustrativas se exponen en las reivindicaciones adjuntas. Sin embargo, las realizaciones ilustrativas, as! como un modo de uso preferente, otros objetivos y ventajas del mismo, se entenderan mejor haciendo referencia a la siguiente descripcion detallada de una realizacion ilustrativa de la presente divulgacion cuando se lea conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una ilustracion de una vista en perspectiva de un mandril segmentado que tiene llneas de union con juntas triples segun el metodo divulgado.

La figura 2 es una ilustracion de una vista en seccion transversal de una carcasa de material compuesto tendida y curada sobre el mandril segmentado mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una ilustracion de una vista en seccion tomada a lo largo de la llnea 3-3 en la figura 1.

La figura 4 es una ilustracion de una vista en perspectiva del extremo delantero de la junta triple entre segmentos de

mandril en la ubicacion a lo largo de la llnea de union designada como "4" en la figura 1.

La figura 5 es una ilustracion de una vista en perspectiva de una seccion intermedia de las juntas triples entre los segmentos de mandril en la ubicacion a lo largo de la llnea de union designada como "5" en la figura 1.

La figura 6 es una ilustracion de una vista en perspectiva de un extremo posterior de las juntas triples entre los segmentos de mandril en la ubicacion a lo largo de la llnea de union designada como "6" en la figura 1.

La figura 7 es una ilustracion de una vista en seccion transversal de otra realizacion de una llnea de union entre dos

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de los segmentos de mandril.

La figura 8 es una ilustracion de una vista en seccion transversal de una realizacion adicional de una llnea de union entre dos de los segmentos de mandril.

La figura 9 es una ilustracion de una vista en seccion transversal esquematica a lo largo de una de las llneas de union, mostrando el modo en que la junta triple esta conectada a las bolsas de vaclo interior y exterior.

La figura 10 es una ilustracion similar a la figura 9, pero que muestra una placa temporal que ha sido instalada para comprobar la junta triple durante el ensamblaje de los segmentos de mandril.

La figura 11 es una ilustracion de un diagrama de bloques funcional que muestra los componentes del mandril segmentado y un sistema de control relacionado para comprobar y controlar la junta triple.

La figura 12 es una ilustracion de un diagrama de flujo de un metodo de sellado de una herramienta segmentada.

La figura 13 es una ilustracion de un diagrama de flujo de una realizacion alternativa de un metodo de sellado de una

herramienta segmentada.

La figura 14 es una ilustracion de un diagrama de flujo de la produccion de aeronaves y la metodologla de servicio.

La figura 15 es una ilustracion de un diagrama de bloques de una aeronave.

Description detallada

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se puede utilizar una herramienta de tendido 20 segmentada (figura 1), a veces tambien denominada en lo sucesivo mandril 20 segmentado, como un mandril sobre el cual se puede tender y curar una parte compuesta. Por ejemplo, y sin limitation, el mandril 20 segmentado puede utilizarse para tender y curar la carcasa 36 de material compuesto mostrada en la figura 2. La carcasa 36 de material compuesto incluye una pellcula 38 de material compuesto exterior rigidizada por ristras 40 de material compuesto que se extienden longitudinalmente. Aunque no se muestra en la figura 2, la carcasa 36 de material compuesto puede estar unida a un bastidor interior que se extiende circunferencialmente para formar una seccion de barril de un fuselaje de avion (no mostrado).

La herramienta de tendido 20 incluye un extremo delantero 26 y un extremo trasero 28, y comprende una pluralidad de segmentos de mandril 22 que estan unidos entre si a lo largo de las llneas de union 24 longitudinales. Como se indicara mas adelante con mas detalle, las llneas de union 24 incluyen una junta triple sustancialmente hermetica (no mostrada en la figura 1) que sella los segmentos de mandril 22 juntos de manera que actuan como una sola herramienta. En la realizacion ilustrada, la herramienta de tendido 20 tiene una forma cillndrica o de barril generalmente ahusado, sin embargo, son posibles otras formas, en funcion de la forma de la parte que se va a producir.

Los segmentos de mandril 22 forman colectivamente una superficie de tendido 30 sobre la cual se puede tender material compuesto tal como material previamente impregnado, para formar la carcasa 36 de material compuesto mostrada en la figura 2. La superficie de tendido 30 forma la LML (llnea de molde interior) de la pellcula 38 de material compuesto, y puede incluir una pluralidad de ranuras de ristras 32 que se extienden longitudinalmente y estan separadas circunferencialmente, en las cuales pueden colocarse tendidos de ristras de material compuesto preformadas (no mostrados en la figura 1) antes de que la pellcula 38 se tienda sobre la superficie de tendido 30. La herramienta de tendido 20 incluye ademas una banda 34 sustancialmente lisa, que se extiende circunferencialmente en los extremos delantero y trasero 26, 28 que estan situados longitudinalmente mas alla de la superficie de tendido 30. Las bandas 34 proporcionan una superficie a la cual se puede unir y sellar una o mas bolsas de vaclo indicadas mas adelante (no mostradas en las figuras 1 o 2) para compactar y consolidar la carcasa 36 de material compuesto durante el curado, que puede llevarse a cabo dentro de una autoclave (no mostrada).

Las figuras 3-6 ilustran una realizacion de una junta de recorte o llnea de union 24 entre dos segmentos adyacentes de los segmentos de mandril 22a, 22b. La figura 3 representa una pellcula 56 de material compuesto que ha sido tendida sobre la superficie de tendido 30, cubierta por una placa de recubrimiento 58, una bolsa de vaclo interior 60 y una bolsa de vaclo exterior 94. Para simplificar la descripcion, los elementos adicionales tales como pellculas de liberation, tubos de ventilation, etc. no son mostrados. Como se indicara mas adelante con mas detalle, la bolsa de vaclo interior 60 se sella a las bandas 34 (figura 1), fuera de la superficie de tendido 30. En una realizacion, las llneas de union 24 entre los segmentos de mandril 22a, 22b estan formadas por superposition, unas bridas perifericas interiores y exteriores 68, 70 que forman superficies de sellado 42, de acoplamiento. Las superficies de sellado 42 estan selladas entre si por una junta triple 44 sustancialmente hermetica que comprende un primera junta exterior 46, una segundo junta intermedia 48 y una tercera junta interior 50. Los extremos opuestos de las juntas 46,

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48, 50 estan dispuestos y conectados para formar areas de sellado en forma de H 82 que estan respectivamente situadas mas alla de los extremos del tendido de pelicula 56, por debajo de las bandas 34.

Haciendo referencia a las figuras 4 y 6, cada una de las areas de sellado en forma de H 82 comprende un par de patas interiores 83, 84, un par de patas exteriores 85, 86 y una pata transversal 87. En la realization ilustrada, las patas 83, 84, 85, 86 y 87 estan dispuestas en forma de una "H", sin embargo, en funcion de la aplicacion, estas patas pueden estar dispuestas para formar otras formas. Los extremos o las puntas exteriores 85a, 86a de las patas exteriores 85, 86 se sellan respectivamente a las bolsas de vacio interior y exterior 60, 94 (vease la figura 9). Las juntas 46, 48, 50 pueden formarse, por ejemplo y sin limitation, por moldeo y/o extrusion de un material adecuado tal como silicona. Las juntas exterior, intermedia e interior 46, 48, 50 estan separadas circunferencialmente entre si, y en la realizacion ilustrada, se sujetan dentro de ranuras 52 respectivamente asociadas (figura 3) formadas en la cara de sellado 42 de la brida exterior 70. Las puntas 85a, 86a pueden estar formadas por un material, sin limitacion, tal como Viton® o un fluoroelastomero similar que sea adecuado para proporcionar una buena adherencia al sellador de bolsa de vacio (no mostrado) utilizado para sellar las puntas 85a, 85b a las bolsas de vacio interior y exterior 60, 94. En otras realizaciones, las juntas exterior, intermedia e interior 46, 48, 50, respectivamente, asi como las areas de sellado en forma de H 82 pueden estar sujetas en ranuras (no mostradas) formadas en la brida interior 68 y selladas contra la brida exterior 70. En otras realizaciones, algunas de las juntas 46, 48, 50 y el area de sellado 82 pueden estar formadas en cada una de las bridas interior y exterior 68, 70, respectivamente.

El area entre la junta intermedia 48 y la junta interior 50 se forma en la primera camara de sellado 64 interior, y el area entre la junta intermedia 48 y la junta exterior 46 forma una segunda camara de sellado 66 exterior. La brida interior 68 esta provista de al menos una entrada de vacio 72 y una sonda de presion 76 que comunica con la camara de sellado exterior 66. La brida interior 68 esta provista tambien de al menos una entrada de vacio 74 y una sonda de presion 78 que comunican con la camara de sellado interior 64. La entrada de vacio 72 se utiliza para aspirar selectivamente un vacio o ventilar la camara de sellado exterior 66 y un cambio en la presion dentro de la camara de sellado exterior 66 puede detectarse por la sonda de presion 76. De manera similar, la entrada de vacio 74 se utiliza para aspirar selectivamente un vacio o ventilar la camara de sellado interior 64 y un cambio en la presion dentro de la camara de sellado interior 64 puede detectarse por la sonda de presion de vacio 78. Aunque no se muestra en la figura 3, se acopla una o mas entradas de vacio y sondas de presion con el area debajo de cada una de las bolsas de vacio interior y exterior 60, 94 con el fin de evacuar la bolsa de vacio 60, 94 y detectar por separado las presiones de vacio dentro de las bolsas de vacio interior y exterior 60, 94. La bolsa interior 60 forma una camara de vacio de bolsa interior 92 (figura 9) dentro de la cual se aspira una parte de vacio 71. La presion de compactacion aplicada por la bolsa interior 60 al tendido de pelicula 56 de material compuesto se complementa con la presion aplicada por la bolsa exterior 94 y la presion de autoclave 62 exterior.

La figura 7 ilustra una realizacion alternativa de una de las lineas de union 24 que emplea una junta triple 44, similar a la realizacion mostrada en la figura 3. En este ejemplo, las lineas de union 24 entre segmentos de mandril 22a, 22b adyacentes estan formadas adyacentes a la linea central 54 de las ranuras de ristras 32 en las que se colocan tendidos de ristras (no mostrados) antes de que la pelicula 38 de material compuesto este dispuesta sobre la herramienta de tendido 20. En este ejemplo, una parte de cada ranura de ristras 32 se forma a lo largo de cada uno de los segmentos de mandril 22a, 22b en la linea de union 24.

La figura 8 ilustra una realizacion adicional de una linea de union 24 entre segmentos de mandril 22a, 22b adyacentes. En este ejemplo, los segmentos de mandril 22a, 22b, tienen bridas opuestas 88, 90 respectivamente que se extienden radialmente hacia dentro desde la superficie de tendido 30, formando efectivamente una junta sellada entre los segmentos de mandril 22a, 22b a lo largo de la linea de union 24.

La atencion se dirige ahora a la figura 9, que ilustra esquematicamente componentes de la herramienta de tendido 20 a lo largo de una de las lineas de union 24; se ha omitido una placa de recubrimiento, tubos de ventilation y peliculas de liberation por simplicidad. La pelicula 56 de material compuesto esta colocada sobre la superficie de tendido 30 que forma la LML de la parte acabada. La bolsa de vacio interior 60 esta sellada por una junta de bolsa interior 100 a la herramienta de tendido 20 alrededor de la banda 34 y a las puntas 85a de las patas exteriores 86 del area de sellado en forma de H 82. En realizaciones que utilizan una placa de recubrimiento (no mostrada), la bolsa de vacio interior (60) puede sellarse a la placa de recubrimiento o a una bolsa de vacio de placa de recubrimiento (no mostrada).

La bolsa de vacio exterior 94 esta sellada por una junta de bolsa exterior 98 a las bandas 34, fuera de la junta de bolsa interior 100 y a las puntas 86a de las patas exteriores 85 del area de sellado en forma de H 82. Las patas de sellado exterior 85, 86 junto con las patas de sellado 87 forman una camara de vacio de bolsa exterior 96 que comunica con el area 93 por debajo de la bolsa de vacio exterior 94. La bolsa de vacio interior 60 esta en comunicacion con una camara de bolsa de vacio interior 92 formada por la junta interior 50 y las patas exteriores 86 del area de sellado en forma de H 82. La camara de sellado interior 64 esta definida por la junta intermedia 48, la junta interior 50 y las patas interiores 83, 84 del area de sellado en forma de H 82. La camara de sellado exterior 66 esta definida por la junta exterior 46, la junta intermedia 48 y las patas interiores 83, 84 del area de sellado en forma de H 82. Durante el procesamiento del tendido de pelicula 56 de material compuesto en una autoclave, la

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evacuacion de la bolsa de vaclo exterior 94 extrae la bolsa de vaclo exterior 94 y comprime la junta de bolsa interior 100. La fuerza de compresion aplicada a la junta de bolsa interior 100 por la bolsa de vaclo exterior 94 complementa la presion de autoclave 62 aplicada, para reducir la posibilidad de fugas de aire a traves de la junta de bolsa interior 100.

El area 80 debajo de la bolsa de vaclo interior 60 junto con la camara de vaclo de bolsa interior 92 esta acoplada con unas entradas de vaclo 104. Se proporciona una o mas sondas de presion de vaclo 106 para detectar un cambio en la presion de vaclo dentro de la bolsa de vaclo interior 60 y la camara de vaclo de bolsa interior 92. De manera similar, se acopla una o mas entradas de vaclo 74 con la camara de sellado interior 64 para aspirar selectivamente un vaclo o ventilar la camara de sellado interior 64. Se utiliza una o mas sondas de presion de vaclo 78 para detectar un cambio en una presion de vaclo dentro de la camara de sellado interior 64. Ademas, se acopla una o mas entradas de vaclo 72 con la camara de sellado exterior 66 para aspirar selectivamente un vaclo o ventilar la camara de sellado exterior 66. Se utiliza una o mas sondas de presion 76 para detectar un cambio en la presion de vaclo dentro de la camara de sellado exterior 66. Se utilizan entradas de vaclo 102 adicionales para aspirar selectivamente un vaclo, o ventilar las camaras de vaclo de bolsa exterior 96.

Haciendo referencia ahora a la figura 10, el ensamblaje correcto de los segmentos de mandril 22 mostrado en la figura 1, y la integridad de la junta triple 44 as! como el area de sellado en forma de H 82 pueden probarse a medida que se ensamblan los segmentos de mandril 22, antes de colocar un tendido de material compuesto sobre la herramienta de tendido 20 para su procesamiento. Al probar la junta triple 44 durante la fase de ensamblaje del mandril, se pueden detectar y corregir fugas de sellado antes de cargar la herramienta 20 y el tendido de material compuesto en una autoclave. Para probar la junta triple 44, se coloca una placa de prueba 105 temporal sobre cada llnea de union 24 entre los segmentos de mandril 22 y se sella a las puntas 85a, 86a del area de sellado en forma de H 82 por la junta exterior 98 y la junta interior 100. La placa de prueba cierra la camara de vaclo de bolsa interior 92 y la camara de vaclo de la bolsa exterior 96. Los vaclos son aspirados en la camara de sellado interior 64, la camara de sellado exterior 66, la camara de vaclo de bolsa interior 92 y la camara de vaclo de bolsa exterior 96. Una fuga en la junta exterior 46, la junta intermedia 48 o junta interior 50 da lugar a un cambio en la presion de vaclo dentro de la camara de sellado interior 64, la camara de sellado exterior 66 y/o la camara de vaclo de bolsa interior 92 y estos cambios en la presion de vaclo son detectados por las sondas de vaclo 78, 76 asociadas en el 106, respectivamente.

De manera similar, la integridad del area de sellado en forma de H 82 puede comprobarse para detectar fugas. En el caso de que las patas exteriores 85 tengan una fuga, el cambio resultante en la presion de vaclo en la camara de vaclo de bolsa exterior 96 sera detectado por las sondas de vaclo 107. En el caso de que ambas patas exteriores 85, 87 tengan una fuga, se reduce la presion de vaclo dentro de la camara de bolsa interior 92 y esta reduccion en la presion de vaclo es detectada por las sondas de vaclo 106.

La figura 11 ilustra ampliamente los componentes de un sistema para probar y controlar la integridad de las juntas utilizadas para sellar una herramienta segmentada de piezas multiples, tal como un mandril de tendido 20 segmentado. Puede colocarse una pellcula 56 de material compuesto sobre el mandril 20 segmentado y cubrirse por una o mas bolsas de vaclo 60, 94. Las bolsas de vaclo 60, 94 se sellan individualmente al mandril 20 segmentado. Los segmentos 22 del mandril 20 se sellan entre si a lo largo de las llneas de union 24 mediante una junta triple 44. Las camaras de cierre hermetico 64, 66, 92 formadas por la junta triple 44 estan acopladas con sondas de presion de vaclo 76, 78, 106 y entradas de vaclo 72, 74, 102, 104, como se ha descrito anteriormente. Un controlador 108, que puede comprender un ordenador de proposito general programado o un PLC (controlador logico programable), recibe datos de presion de las sondas de presion de vaclo 76, 78, 106 y conecta selectivamente las entradas de vaclo 72, 74, 102, 104 con una fuente de vaclo 110 o un tubo de ventilacion 115.

Haciendo referencia ahora nuevamente a la figura 9, despues de que los segmentos de mandril 22 se hayan ensamblado y se haya tendido una pellcula 56 de material compuesto sobre la superficie de tendido 30 del mandril 20, el mandril 20 se coloca en una autoclave (no mostrada) donde se aplican la presion de autoclave 62 y el calor. Se utilizan entradas de vaclo 72, 74, 102, 104 para aspirar vaclos a la camara de sellado interior 64, la camara de sellado exterior 66, la camara de bolsa de vaclo interior 92 y la camara de vaclo de bolsa exterior 96. El vaclo aspirado dentro de la camara de vaclo de bolsa interior 92, junto con la presion de autoclave 62 compacta y consolida el tendido 56 de material compuesto durante un ciclo de curado. La bolsa de vaclo exterior 94 puede anadir presion de compactacion adicional al tendido de pellcula 56 de material compuesto, y tambien aplica una fuerza de compresion a la junta de bolsa interior 100.

Si la junta triple 44 esta funcionando adecuadamente (sin fugas de aire), las sondas de presion de vaclo 76, 78 y 106 registran niveles de presion de vaclo preseleccionados relativamente bajos que indican que la integridad de la junta exterior 46, la junta intermedia 48, la junta interior 50 esta intacta. En el caso de una fuga en la junta exterior 46, la presion de aire entra en la camara de sellado exterior 66, provocando un cambio (reduccion) en la presion de vaclo dentro de la camara de sellado exterior 66. Este cambio en la presion de vaclo es detectado por la sonda de vaclo 76. En el caso de una fuga en la junta exterior 46, la junta intermedia 48 y la junta interior 50 se mantiene la presion de vaclo necesaria en la camara de vaclo de la bolsa interior 92.

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En el caso de que tanto la junta exterior 46 como la junta intermedia 48 tengan fugas, la presion de aire entra en la camara de sellado interior 64, pero la junta interior 50 mantiene la presion de vaclo necesaria en la camara de bolsa interior 92. Bajo estas circunstancias, la fuga en la junta intermedia 48 permite que la presion de aire entre en la camara de sellado interior 64. Se detecta una reduccion en la presion de vaclo dentro de la camara de sellado interior 64 por la sonda de presion de vaclo 78. En el caso de fugas en cada una de las juntas exteriores 46, la junta intermedia 48 y la junta interior 50, la presion de aire entra en la camara de bolsa de vaclo interior 92 y el cambio resultante en la presion de vaclo es detectado por las sondas de vaclo 106.

Puede ser posible detectar una fuga en la junta intermedia 48 en circunstancias en las que no hay fugas en la junta exterior 46. Esta deteccion de fuga de la junta intermedia 48 puede conseguirse manteniendo la presion de vaclo en la camara de sellado interior 64 en un nivel que es mayor que la presion de vaclo mantenida en la camara de sellado exterior 66. Utilizando esta tecnica, una fuga en la junta intermedia 48 dara lugar a un cambio en la presion de vaclo que es detectada por las sondas de presion de vaclo 78 en la camara de sellado interior 64.

El uso de la bolsa exterior 94 en combinacion con el area de sellado en forma de H 82 proporciona una proteccion adicional contra la perdida de presion de compactacion en el caso de fugas de sellado. El area de sellado en forma de H 82 junto con la junta de bolsa interior y exterior 98, 100 forman juntas dobles con la bolsa exterior 94 que son independientes de la junta exterior 46, junta intermedia 48 y junta interior 50. Por lo tanto, en el caso de una perdida de presion de vaclo dentro de la camara de vaclo de bolsa 92, la presion de vaclo se mantiene, sin embargo, dentro de la camara de vaclo de bolsa exterior 96 y dentro del area 93 debajo de la bolsa de vaclo exterior 94. Por consiguiente, la bolsa de vaclo exterior 94 mantiene la presion de compactacion necesaria contra el tendido de pellcula 56 de material compuesto.

La figura 12 ilustra las etapas generales de un metodo de sellado y prueba de multiples segmentos de un mandril en un entorno de autoclave. En la etapa 112, se forma una camara de vaclo de bolsa interior 92 que superpone las llneas de union 24 de los segmentos de mandril 22 y una junta de sellado interior 50 entre los segmentos de mandril 22. En el 114, se forma una camara de bolsa de vaclo exterior 96 y un area de sellado en forma de H 82 en extremos opuestos de la camara de vaclo de bolsa interior 92. En el 116, se forma una camara de sellado exterior 66 que utiliza el area de sellado en forma de H 82, una junta exterior 46 y una junta intermedia 48. En el 118, se forma una camara de sellado interior 64 utilizando la junta intermedia 48 y la junta interior 50. En el 120, se detecta una fuga en cualquiera de las juntas interiores 50, 48, la junta intermedia 48 o la junta exterior 46. La fuga puede verse afectada por la deteccion de un cambio en la presion de vaclo dentro de las camaras de bolsa de vaclo interior y exterior 92, 96.

La figura 13 ilustra las etapas generales de un metodo alternativo de sellado y prueba de la integridad de las juntas entre al menos dos segmentos de herramienta 22. En la etapa 122, se dispone una junta interior 50, una junta exterior 46 y una junta intermedia 48 para formar una primera y una segunda camara de sellado, 64, 66 respectivamente. En el 124, se aplica un vaclo a cada una de la primera y segunda camara de sellado 64, 66. En el 126, se detecta una fuga cualquiera de la junta interior 50, la junta exterior 46 y la junta intermedia 48 detectando un cambio en la presion de vaclo dentro de cualquiera de la primera y segunda camara de sellado 64, 66.

Las realizaciones de la divulgacion pueden utilizarse en una diversidad de aplicaciones potenciales, particularmente en la industria del transporte, incluyendo por ejemplo aplicaciones aeroespaciales, marinas, automotrices y otras aplicaciones en las que es necesario sellar herramientas segmentadas, tales como las usadas para las partes de material compuesto de procedimiento de autoclave. Por lo tanto, haciendo referencia ahora a las figuras 14 y 15, pueden utilizarse realizaciones de la divulgacion en el contexto de un metodo 128 de fabricacion y servicio de aeronaves como se muestra en la figura 14 y una aeronave 130 como se muestra en la figura 15. Las aplicaciones de aeronave de las realizaciones divulgadas pueden incluyen sin limitacion, por ejemplo, carcasas de material compuesto que forman parte de secciones de fuselaje en forma de barril. Durante la produccion previa, el metodo 128 ejemplar puede incluir memoria descriptiva y diseno 132 de la aeronave 130 y adquisicion de material 134. Durante la produccion, tiene lugar la fabricacion de componentes y subconjuntos 136 y la integracion de sistemas 138 de la aeronave 130. A continuacion, la aeronave 130 puede pasar por la certificacion y la entrega 140 para poder colocarse en servicio 142. Mientras esta en servicio con un cliente, la aeronave 130 esta programada para mantenimiento rutinario y de servicio 144, que tambien puede incluir modificacion, reconfiguration, y as! sucesivamente.

Cada uno de los procedimientos del metodo 128 puede realizarse o llevarse a cabo por un integrador de sistemas, un tercero y/o un operario (por ejemplo, un cliente). A los efectos de esta description, un integrador de sistemas puede incluir, sin limitacion, cualquier numero de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir, sin limitacion, cualquier numero de vendedores, subcontratistas y proveedores; y un operario puede ser una companla aerea, una companla de leasing, una entidad militar, una organization de servicio y as! sucesivamente.

Como se muestra en la figura 15, la aeronave 130 producida mediante el metodo 128 ejemplar puede incluir una aeroestructura 146 con una pluralidad de sistemas 148 y un interior 150. Los ejemplos de sistemas de alto nivel 148

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incluyen uno o mas sistemas de un sistema de propulsion 152, un sistema electrico 154, un sistema hidraulico 156 y un sistema ambiental 158. Puede incluirse cualquier numero de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la divulgacion pueden aplicarse a otras industrias, tales como las industrias marina y automotriz.

Los sistemas y metodos incorporados en el presente documento pueden emplearse durante una o mas de las etapas del metodo 128 de produccion y servicio. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos correspondientes al procedimiento de produccion 136 pueden ser producidos o fabricados de manera similar a los componentes o subconjuntos producidos mientras la aeronave 130 esta en servicio. Ademas, se pueden utilizar una o mas realizaciones del aparato, realizaciones del metodo o una combinacion de las mismas durante las etapas de produccion 136 y 138, por ejemplo, acelerando sustancialmente el ensamblaje o la reduccion del coste de una aeronave 130. De manera similar, uno o mas de las realizaciones de los aparatos, realizaciones del metodo, o una combinacion de los mismos, mientras que la aeronave 130 esta en servicio, por ejemplo y sin limitacion, para el mantenimiento y servicio 142.

Tal como se utiliza en el presente documento, la frase "al menos uno de", cuando se utiliza con una lista de elementos, significa que pueden utilizarse combinaciones diferentes de uno o mas de los elementos enumerados y solamente se puede necesitar uno de cada elemento de la lista. Por ejemplo, "al menos uno de los elementos A, B y C" puede incluir, sin limitacion, el elemento A, el elemento A y el elemento B o el elemento B. Este ejemplo tambien puede incluir el elemento A, el elemento B y el elemento C o el elemento B y el elemento C. El elemento puede ser un objeto particular, una cosa o una categorla. En otras palabras, se puede utilizar al menos uno de los medios de cualquier combinacion de elementos y el numero de elementos de la lista, pero no todos los elementos de la lista son necesarios.

La descripcion de las diferentes realizaciones ilustrativas se ha presentado con fines de ilustracion y descripcion, y no se pretende que sea exhaustiva o limitada a las realizaciones en la forma divulgada. Muchas modificaciones y variaciones seran evidentes para los expertos en la tecnica. Ademas, las diferentes realizaciones ilustrativas pueden proporcionar diferentes ventajas en comparacion con otras realizaciones ilustrativas. La realizacion o las realizaciones seleccionadas se eligen y describen con el fin de explicar mejor los principios de las realizaciones, la aplicacion practica y para permitir que otros expertos en la tecnica comprendan la divulgacion para diversas realizaciones con diversas modificaciones que son adecuadas para el uso particular contemplado.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo para sellar y controlar segmentos multiples de un mandril en un entorno de autoclave, que comprende:

la formacion de una camara de vaclo de bolsa interior (92) que se superpone a los extremos y las llneas de union de los segmentos de mandril y una junta interior (50) entre los segmentos de mandril; la formacion de una camara de bolsa de vaclo exterior (96) y un area de sellado en forma de H (82) en extremos opuestos de la camara de vaclo de bolsa interior;

la formacion de una camara de sellado exterior (66) que utiliza el area de sellado en forma de H, la junta interior y una junta intermedia (48); la formacion de una camara de sellado interior (64) que utiliza la junta intermedia y la junta interior; y el control de la integridad de cualquiera de las juntas interiores, la junta intermedia y la junta exterior (46).
2. El metodo segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:

el prensado de la junta interior, la junta intermedia, la junta exterior y las patas del area de sellado en forma de H en ranuras en el interior de los segmentos de mandril.
3. El metodo segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la formacion de la camara de bolsa de vaclo exterior incluye el sellado de las patas del area de sellado en forma de H a las bolsas de vaclo interiores y exteriores.
4. El metodo segun cualquier reivindicacion anterior, en el que la formacion de la camara de vaclo de bolsa exterior incluye patas de sellado del area de sellado en forma de H a la junta interior y a la junta intermedia.
5. El metodo segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el control de la integridad incluye detectar un cambio en la presion de vaclo en el interior de cualquiera de las camaras de vaclo de bolsa interior, la camara de sellado interior y la camara de sellado exterior.
6. Una disposition de junta sustancialmente hermetica a lo largo de una llnea de union entre el primer y segundo segmento de herramienta, que comprende:

juntas interiores (50), intermedias (48) y exteriores (46) que forman una primera y una segunda camara de vaclo cerradas sustancialmente de manera hermetica; y un area de sellado en forma de H (82) situada en extremos opuestos de la llnea de union y conectada a la junta intermedia y a la junta exterior.
7. La disposicion de sellado segun la reivindicacion 6, en la que:

las juntas interior, intermedia y exterior se extienden a lo largo de una longitud de la llnea de union, y estan dispuestas en un patron en forma de H en cada uno de los extremos opuestos de la llnea de union.
8. La disposicion de sellado segun cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en la que:

el primer y el segundo segmento de herramienta estan dispuestos para formar una superficie de tendido, y el patron en forma de H incluye una primera y una segunda pata adaptadas para ser selladas a la primera y la segunda bolsa de vaclo que cubren la superficie de tendido.
9. La disposicion de sellado segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que las juntas interior, intermedia y exterior estan separadas entre si y se extienden longitudinalmente a lo largo de la llnea de union.
10. La disposicion de sellado segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en la que:

la junta interior e intermedia estan separadas entre si y forman la primera camara de vaclo, y la junta intermedia y exterior estan separadas entre si y forman la segunda camara de vaclo.
11. La disposicion de sellado segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en la que:

cada una de la primera y segunda camara de vaclo esta adaptada para acoplarse con una fuente de vaclo y una valvula para comprobar la presencia de fugas de aire independientemente de las juntas interior, intermedia y exterior.
12. La disposicion de sellado segun cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, que comprende ademas:

una primera y una segunda sondas de vaclo que detectan respectivamente la presion de vaclo en la primera y la segunda camara de vaclo.