ES2958264T3

ES2958264T3 - Método y dispositivo para formar cargas compuestas curvas para largueros

Info

Publication number: ES2958264T3
Application number: ES21158047T
Authority: ES
Inventors: Steven J Plummer; Kurtis S Willden; Raviendra S Suriyaarachchi; Paul D Shaw; James R Kendall; Darrell D Jones
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2024-02-06
Anticipated expiration: 2041-02-19
Also published as: CN113306171A; EP3871868B1; US11285641B2; JP2021154726A; US20210260795A1; EP3871868A1

Abstract

Se describen métodos y sistemas para fabricar largueros compuestos curvados. Dichos largueros compuestos pueden tener curvaturas en el plano y/o fuera del plano, que se forman mientras se dan forma a las cargas compuestas. Específicamente, se le da forma a una carga compuesta (130) usando una plataforma (310), que comprende una pluralidad de porciones de plataforma independientes (319), acopladas de manera giratoria entre sí. Se forma una porción de sombrero (131) cuando una parte de esta carga se adapta a una cavidad (318) en la plataforma. Las porciones de paleta (319) giran entre sí mientras se forma la porción de sombrero (131) y/o cuando la porción de sombrero (131) ya se adapta a la cavidad (318). En algunos ejemplos, la matriz (320) se dobla junto con la carga (130), cuando se giran las partes de paleta (319). Esta rotación produce una o más curvaturas dentro y/o fuera del plano. En algunos ejemplos, las porciones de pestaña (136) de la carga compuesta (130) se colocan en una orientación temporal, por ejemplo, para permitir la flexión de la carga y reducir las arrugas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para formar cargas compuestas curvas para largueros

Antecedentes de la invención

Los diseños de aviones utilizan varios componentes, como largueros, para apoyar la flexión, torsión, cizallamiento, y cargas directas. Los largueros suelen estar formados a partir de compuestos ligeros, por ejemplo, cintas o tejidos con fibras incrustadas en resinas. Un laminado compuesto se procesa típicamente en una herramienta de conformado para definir la forma final o semifinal del larguero. Sin embargo, muchas aplicaciones (por ejemplo, aviones) requieren un gran número de largueros con diferentes formas y, en particular, diferentes curvas y vueltas a lo largo de la longitud de estos largueros. Tener una herramienta de conformado dedicada para cada tipo de larguero crea problemas logísticos y aumenta en gran medida los costos de fabricación. Además, la formación de curvas utilizando técnicas y herramientas de formación convencionales, como la conformación y flexión en dos etapas, puede dar lugar a arrugas, mismas que no son deseables.

De manera más específica, los largueros compuestos se fabrican típicamente usando un proceso de múltiples etapas. En primer lugar, en los procesos convencionales, se forma una parte de sombrero de un larguero utilizando una combinación de un troquel y una cavidad en un palé. En esta etapa, el larguero es recto, por ejemplo, no tiene ningún pliegue a lo largo de la longitud del larguero, tal como pliegues alrededor de los ejes perpendiculares al eje principal del larguero. Si se necesita algún pliegue, como pliegues en plano y/o fuera de plano, entonces el larguero formado se transfiere a otra herramienta, donde el larguero se dobla en la forma final del larguero. Normalmente, no todas las superficies del larguero formado son soportadas durante esta operación de plegado independiente. Esta operación de plegado postformada puede causar arrugas, mismas que no son deseables.

El documento US 2014/0203477 A1, de acuerdo con su resumen, revela un método y un aparato de herramientas para formar una carga compuesta en un larguero que tiene una sección transversal en forma de I. Una carga compuesta sustancialmente plana se coloca en un juego de troqueles y se forma a presión en una cavidad del juego de troqueles para formar un sombrero de larguero. Una base de larguero se forma mediante una prensa que forma la carga compuesta contra el juego de troqueles. El juego de troqueles se utiliza para comprimir el sombrero del larguero en una red del larguero que tiene una bombilla en un extremo de la misma. Se forma una tapa de larguero mediante una prensa que forma la bombilla dentro de un hueco en el juego de troqueles.

Lo que se necesita son nuevos métodos y dispositivos para formar cargas compuestas curvas para los largueros.

Breve Descripción de la Invención

Se describe un método para formar una carga compuesta curva con los pasos divulgados en la reivindicación 1. Las reclamaciones dependientes describen formas ventajosas de llevar a cabo el método.

Además, se describe un dispositivo de formación de largueros que tiene las características divulgadas en la reivindicación 13.

Las reclamaciones dependientes describen formas ventajosas de la realización del dispositivo.

Breve descripción de los dibujos

Las FIGURAS 1A-1E son vistas esquemáticas transversales de diferentes ejemplos de un larguero, posicionado sobre y en contacto con una estructura base.

La FIGURA 1F es una vista esquemática en perspectiva del larguero en la FIGURA 1A, ilustrando pliegues en plano y fuera de plano, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 1G es una vista esquemática superior del larguero en las FIGURAS 1A y 1F, ilustrando más a fondo el pliegue en plano, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 2A es un diagrama de flujo de proceso correspondiente a un método para formar una carga compuesta curva con pliegues en el plano y fuera del plano, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 2B es un diagrama de flujo de proceso que corresponde a otro ejemplo de un método para formar una carga compuesta curva con pliegues en el plano y fuera del plano, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación. La FIGURA 3A es una vista esquemática transversal de un palé con una carga compuesta, colocada sobre la superficie de procesamiento del palé, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 3B es una vista esquemática transversal del palé y la carga compuesta de la FIGURA 3A, ilustrando además un troquel, alineado con la cavidad del palé y poniéndose en contacto con la carga compuesta, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 3C es una vista esquemática transversal del palé y el troquel de la FIGURA 3B, con el troquel insertado en la cavidad y formando una parte de sombrero de la carga compuesta, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 3D es una vista esquemática transversal de un palé y un troquel, con partes de brida de una carga que se ajusta a las barredoras de troquel, colocadas sobre el troquel, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 3E es una vista esquemática transversal del palé y el troquel de la FIGURA 3D, después de que las partes de la brida han sido empujadas por las barredoras de troquel contra la superficie de procesamiento del palé, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 4A es una vista esquemática en perspectiva de un troquel y un palé, que comprende una pluralidad de partes de palé, acopladas rotativamente entre sí, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

Las FIGURAS 4B y 4C son una vista esquemática superior de un palé y una carga compuesta, antes y después de girar la pluralidad de partes del palé con relación entre sí, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación. La FIGURA 5A una vista esquemática transversal que muestra partes de brida de la carga que se ajustan contra la superficie de procesamiento del palé, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 5<b>es una vista superior esquemática que muestra partes de brida de la carga que se ajustan contra la superficie de procesamiento del palé, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

La FIGURA 5C es una vista superior esquemática que muestra un troquel y aberturas de troquel, lo que permite doblar el troquel, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

Las FIGURAS 6A y 6B son vistas laterales esquemáticas de un palé, una carga compuesta y un troquel, antes y después de girar la pluralidad de partes de palé con relación entre sí, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación. La FIGURA 7 es un diagrama de flujo del proceso correspondiente a un método para la fabricación y el servicio de la aeronave.

La FIGURA 8 ilustra un diagrama de bloques de un ejemplo de una aeronave, de acuerdo con algunos ejemplos de la presente divulgación.

Descripción detallada de la invención

En la siguiente descripción se establecen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión exhaustiva de los aspectos presentados. En algunos ejemplos, los conceptos presentados se practican sin algunos o todos estos detalles específicos. En otros casos, las operaciones de proceso bien conocidas no se han descrito en detalle para no oscurecer innecesariamente los conceptos descritos. Si bien algunos conceptos se describirán junto con los ejemplos específicos, se entenderá que estos ejemplos no pretenden ser limitantes.

Introducción

Aquí se describen métodos y sistemas que proporcionan capacidades de plegado en el plano y fuera del plano durante la operación de conformado del larguero. Este enfoque novedoso permite reducir el riesgo de arrugas y aumentar el rendimiento general del proceso mediante la combinación de múltiples etapas de procesamiento (por ejemplo, la conformación y el plegado posterior a la conformación) en una, que puede denominarse colectivamente como operación de formación de largueros. Este enfoque también proporciona soporte a las superficies de los largueros mientras se realiza el plegado, ya que la operación de plegado se realiza utilizando el mismo equipo de conformado, por ejemplo, un dispositivo de formación de largueros. Además, se seleccionan específicamente varias secuencias de operaciones de conformación y flexión basadas en la forma final del larguero y las propiedades de las cargas compuestas. Por ejemplo, si un larguero tiene un pliegue significativo en el plano, entonces, en algunos ejemplos, este pliegue se forma después de formar la parte de sombrero, pero antes de finalmente orientar las partes de brida, por ejemplo, en relación con la parte de sombrero.

Específicamente, una carga compuesta se forma utilizando un palé, que comprende una pluralidad de partes de palé, acopladas rotativamente entre sí. Se forma una parte de sombrero, cuando una parte de la carga se ajusta a una cavidad en el palé. Las partes del palé se giran en relación entre sí mientras se forma la parte del sombrero o poco después, por ejemplo, cuando la parte del sombrero ya está formada y se ajusta a la cavidad. En algunos ejemplos, el troquel se dobla junto con la carga conformada mientras fuerza la parte del sombrero contra la superficie de la cavidad. Esta rotación de las partes de palé produce pliegues en el plano y fuera del plano. En algunos ejemplos, las partes de brida de la carga compuesta se colocan en una orientación temporal, por ejemplo, lejos del palé para permitir el plegado de la carga y reducir las arrugas.

Cualquier tipo de largueros compuestos están con el alcance de esta divulgación, algunos de los cuales ahora se describirán con referencia a las FIGURAS 1A-1G. La FIGURA 1A es una vista esquemática transversal del larguero 110, que tiene una sección transversal trapezoidal. En concreto, el larguero 110 comprende el sombrero 111 y dos bridas 116, una a cada lado del sombrero 111. En este ejemplo, el sombrero 111 tiene la forma de un trapezoide y comprende la tapa 112 y dos paredes laterales 114. En algunos ejemplos, la tapa 112 es paralela a las bridas 116. Sin embargo, otros ejemplos también están dentro del alcance de la divulgación.

Las bridas 116 se utilizan para fijar el larguero 110 a la estructura base 102, por ejemplo, una piel del fuselaje de un avión.

La FIGURA 1B es una vista esquemática transversal de un larguero 110, que tiene una sección transversal semicircular. En este ejemplo, el sombrero 111 está formado por un arco continuo. Varias formas de este arco también están dentro de esta forma, por ejemplo, arcos con un radio continuo, arcos con radio variable. Similar a un ejemplo en la FIGURA 1A, las bridas 116 se utilizan para unir el larguero 110 a la estructura base 102.

La FIGURA 1C es una vista esquemática transversal de un larguero 110, que tiene un perfil en forma de L. Específicamente, el larguero 110 comprende la brida 116 y la extensión 113, que forma 90 ° con respecto a la brida 116. Sin embargo, otras orientaciones de la extensión 113 con respecto a la brida 116 también están dentro del alcance de la divulgación, por ejemplo, diferentes ángulos. Similar a los ejemplos anteriores, la brida 116 se utiliza para unir el larguero 110 a la estructura base 102.

La FIGURA 1D es una vista esquemática transversal de un larguero 110 que tiene un perfil en forma de T. En concreto, el larguero 110 comprende dos bridas 116 y la extensión 113, que forma 90 ° con respecto a las bridas 116. La extensión 113 se coloca entre dos bridas 116. Sin embargo, otras orientaciones están dentro del alcance de la divulgación.

La FIGURA 1E es una vista esquemática transversal de un larguero 110 que tiene un perfil en forma de C. En concreto, el larguero 110 comprende la brida 116 y dos extensiones 113. Una de estas extensiones forma 90 ° con respecto a la brida 116, mientras que otra es paralela a la brida 116.

Las FIGURAS 1F y 1G son vistas esquemáticas de perspectiva y superior del larguero 110 en la FIGURA 1A. En concreto, la FIGURA 1F ilustra tres pliegues fuera de plano del larguero 110, alrededor de los ejes 103, que son paralelos al eje Y. En particular, estos ejes 103 también son paralelos a las bridas 116 del larguero 110. La FIGURA 1G ilustra dos pliegues en el plano del larguero 110, alrededor de los ejes 104, que son paralelos al eje Z. En particular, estos ejes 104 también son perpendiculares a las bridas 116 del larguero 110.

Ejemplos de dispositivos de formación de largueros

Con referencia a la FIGURA 4A, el dispositivo de formación de largueros 300 comprende el palé 310 y el troquel 320. El palé 310 comprende además la superficie de procesamiento 314 y la cavidad 318, que se extiende desde la superficie de procesamiento 314 hasta el palé 310. La FIGURA 4A ilustra el troquel 320 y la parte de sombrero 131 de la carga compuesta 130 posicionada dentro de la cavidad 318. Una combinación de troquel 320 y cavidad 318 se utiliza para dar forma a la parte de sombrero 131. Más específicamente, el troquel 320 está alineado con la cavidad 318 a lo largo del eje Z. El troquel 320 también es movible en relación con el palé 310 en la dirección a lo largo del eje Z, que es perpendicular a la superficie de procesamiento 314 del palé 310. Además, el troquel 320 tiene una sección transversal correspondiente a una sección transversal de la cavidad 318. En algunos ejemplos, la sección transversal del troquel 320 tiene la misma forma pero más pequeña que la sección transversal de la cavidad 318 para acomodar la parte de sombrero 131 de la carga compuesta 130. La diferencia de tamaño entre el troquel 320 y la cavidad 318 está determinada por el espesor de la carga compuesta 130.

El palé 310 comprende una pluralidad de partes de palé 319, que están acopladas rotativamente entre sí. Por ejemplo, la FIGURA 4A ilustra la pluralidad de las partes de palé 319, que comprende la primera parte de palé 311, la segunda parte de palé 312 y la tercera parte de palé 313. La segunda parte de palé 312 está acoplada rotativamente a cada parte de palé de la primera parte de palé 311 y la tercera parte de palé 313. Más específicamente, la FIGURA 4A ilustra el punto de giro 399 entre la primera parte de palé 311 y la segunda parte de palé 312. La primera parte de palé 311 es rotativa en relación con la segunda parte de palé 312 alrededor del primer eje 391, que es perpendicular a la superficie de procesamiento 314 del palé 310. El primer eje 391 es paralelo al eje Z. Este tipo de rotación se denomina plegado en plano. La primera parte de palé 311 también es rotativa en relación con la segunda parte de palé 312 alrededor del segundo eje 392, que es paralelo a la superficie de procesamiento 314 del palé 310. Este tipo de rotación se denomina plegado fuera del plano. El segundo eje 392 es perpendicular al eje principal del dispositivo de formación de largueros 300, que se extiende a lo largo de la cavidad 318. El segundo eje 392 también es paralelo al eje Y. La FIGURA 4A también ilustra el tercer eje 393, que es paralelo al eje X. En algunos ejemplos, el tercer eje 393 es un eje principal del dispositivo de formación de largueros 300 o al menos paralelo al eje principal.

En algunos ejemplos, la pluralidad de las partes de palé 319 comprende las aberturas de rotación de palés 315, por ejemplo, situadas entre cada par de palés adyacentes, como se muestra en la FIGURA 4A. Las aberturas de rotación de palés 315 permiten que la pluralidad de las partes de palés 319 roten entre sí (en plano y fuera de plano) sin distorsionar la estructura de la pluralidad de las partes de palé 319, por ejemplo, plegando palés individuales. En algunos ejemplos, la pluralidad de las partes de palé 319 se forma a partir de un material flexible que proporciona flexibilidad adicional a la pluralidad de las partes de palé 319, por ejemplo, además de las aberturas de rotación de palé 315.

En algunos ejemplos, el troquel 320 es plegable, por ejemplo, cuando el troquel 320 se inserta en la cavidad 318 y cuando la pluralidad de partes de palé 319 gira entre sí. Esta característica proporciona soporte a la parte de sombrero 131 de carga compuesta 130 mientras que gira la pluralidad de las partes de palé 319, reduciendo así el riesgo de arrugas.

En algunos ejemplos, el troquel 320 comprende las aberturas de rotación del troquel 325 colocadas en los puntos de giro, por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 5C. Las aberturas de rotación de troquel 325 permiten que el troquel 320 se pliegue mientras que la pluralidad de las partes de palé 319 gira con relación entre sí (por ejemplo, en el plano y / o fuera del plano). En algunos ejemplos, troquel 320 se pliega sin distorsionar la estructura del troquel 320. En algunos ejemplos, el troquel 320 está formado por un material flexible que proporciona flexibilidad adicional. La ubicación de las aberturas de rotación de troquel 325 corresponde a la ubicación de las aberturas de rotación de palés 315 como se muestra, por ejemplo, esquemáticamente en la FIGURA 5C. En algunos ejemplos, el troquel 320 se forma a partir de un material plegable y no incluye las aberturas de rotación del troquel 325.

Ejemplos de métodos

La FIGURA 2A es un diagrama de flujo de proceso correspondiente al método 200 para formar una carga compuesta curva para el larguero 110 con al menos un pliegue en el plano y un pliegue fuera del plano. Además, el larguero 110 puede tener cualquier número de pliegues en plano y/o fuera de plano.

Las operaciones del método 200 se realizan utilizando el dispositivo de formación de largueros 300, varios ejemplos de los cuales se describen anteriormente, por ejemplo, con referencia a la FIGURA 4A. En general, el dispositivo de formación de largueros 300 comprende el palé 310 y el troquel 320. El palé 310, a su vez, comprende la pluralidad de las partes de palé 319 de tal manera que cada parte de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se acopla rotativamente al menos a otra de la pluralidad de las partes de palé 319. El palé 310 comprende la cavidad 318, que se extiende a través de cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé 319. La cavidad 318 está definida por la superficie de la cavidad 317.

En algunos ejemplos, el método 200 comienza con el posicionamiento (bloque 210 en la FIGURA 2A) de la carga compuesta 130 en la superficie de procesamiento 314 del palé 310. Más específicamente, la carga compuesta 130 se coloca sobre la cavidad 318 del palé 310 como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3A. Además, la carga compuesta 130 se coloca sobre y entra en contacto con cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé 319.

En general, cualquier ejemplo de carga compuesta 130, adecuado para formar el larguero 110, está dentro del alcance de la presente divulgación. Por ejemplo, la carga compuesta 130 comprende una cinta o tela de refuerzo preimpregnada sin curar, que puede denominarse preimpregnado. La cinta o tela comprende fibras, como fibras de grafito, incrustadas dentro de un material de matriz, como un polímero o, más específicamente, una resina epoxi o fenólica. En algunos ejemplos, la cinta o tela es unidireccional o tejida dependiendo del diseño y el grado de refuerzo deseado en el larguero compuesto resultante.

Con referencia a las FIGURAS 3A-3C, la carga compuesta 130 comprende la parte de sombrero 131 y las partes de brida 136, monolítica e interconectada por la parte de sombrero 131. La parte de sombrero 131 se convierte en una parte de sombrero de larguero, cuando se conforma la carga compuesta 130. En algunos ejemplos, la forma de las partes de brida 136 permanece sustancialmente sin cambios (por ejemplo, permanece coplana) cuando se conforma la carga compuesta 130. En algunos ejemplos, la carga compuesta 130 es sustancialmente recta/plana, al menos en esta etapa del proceso general.

Con referencia a la FIGURA 2A, el método 200 continúa con el contacto de la parte de sombrero 131 de la carga compuesta 130 con el troquel 320 (bloque 220). Durante esta operación, el troquel 320 se alinea con la cavidad 318 como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3B. Debe tenerse en cuenta que en esta etapa, ni la parte de sombrero 131 ni el troquel 320 sobresalen en la cavidad. Además, las partes de brida 136 permanecen en compacto con la superficie de procesamiento 314 del palé 310.

Con referencia a la FIGURA 2A, el método 200 continúa con la inserción del troquel 320 en la cavidad 318 (bloque 225). Esta operación de inserción de troquel comprende doblar al menos la parte de sobrero 131 para ajustarse al troquel 320 (bloque 230) como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en las FIGURAS 3C y 3D. En esta etapa, la parte de sombrero 131 se comprime entre el troquel 320 y la superficie del palé 310, formando la cavidad 318. En este ejemplo, las operaciones representadas por el bloque 230 y el bloque 225 se superponen. Alternativamente, las operaciones representadas por el bloque 230 y el bloque 225 se realizan en diferentes momentos. Por ejemplo, la parte de sombrero 131 se dobla para ajustarse al troquel 320, por ejemplo, utilizando otro dispositivo, antes de que el troquel 320 se inserte en la cavidad 318.

En algunos ejemplos, la operación de plegado (bloque 230) comprende colocar partes de brida 136 alejadas de la superficie de procesamiento 314 (bloque 232) como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3C. Varias técnicas están dentro del alcance de la divulgación.

Por ejemplo, un borde puede deslizarse sobre la superficie de procesamiento 314 para levantar las partes de brida 136. En ejemplos más específicos, las partes de brida 136 se ajustan a las barredoras 330 (bloque 234) como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3D. Debe tenerse en cuenta que las partes de brida 136 se colocan lejos de la superficie de procesamiento 314 ya sea antes, después o mientras que el troquel 320 se inserta en la cavidad 318. Durante operaciones posteriores, por ejemplo, después de girar dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 con relación entre sí, las partes de brida 136 se empujan contra la superficie de procesamiento 314 por barredoras 330 como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3E.

Varias orientaciones de las partes de brida 136 en relación con la superficie de procesamiento 314 dentro del alcance de la divulgación.

Por ejemplo, el ángulo (A) entre cada una de las partes de brida 136 y la superficie de procesamiento 314 está entre 45 ° y 90 °. Este ángulo depende, en algunos ejemplos, del grado de los pliegues en el plano a los que se someterá la carga compuesta 130. En algunos ejemplos, el levantamiento de las partes de brida 136 lejos de la superficie de procesamiento 314 se realiza antes de plegar la carga compuesta 130. En algunos ejemplos, las partes de brida 136 se ajustan a las barredoras 330, colocadas sobre el troquel 320, como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 3D.

En algunos ejemplos, la operación de doblez (bloque 230) es independiente de la operación de inserción (bloque 225). Por ejemplo, la parte de sombrero 131 se forma, al menos parcialmente, antes de insertar el troquel 320 en la cavidad 318, por ejemplo, utilizando otras herramientas de conformado.

Con referencia a la FIGURA 2A, el método 200 procede con la rotación de dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 relativas entre sí (bloque 250). La rotación se realiza alrededor de los ejes 390, como se describe más adelante. Esta operación de rotación forma la carga compuesta curva 140. Cabe señalar que, en algunos ejemplos, las dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se giran entre sí, mientras que el troquel 320 permanece insertado en la cavidad 318, lo que hace que el troquel 320 se pliegue como se describe más adelante con referencia al bloque 258. El troquel 320 proporciona soporte al menos a la parte de sombrero 131 durante esta operación de rotación.

Los ejemplos de ejes 390 se muestran en la FIGURA 4A y se identifican como primer eje 391, segundo eje 392 y tercer eje 393. Específicamente, la pluralidad de las partes de palé 319 comprende la primera parte de palé 311 y la segunda parte de palé 312, acopladas rotativamente entre sí. En algunos ejemplos, la primera parte de palé 311 y la segunda parte de palé 312 se giran, entre sí, alrededor del primer eje 391 (bloque 252). Este ejemplo puede denominarse rotación en el plano, ya que la primera parte de palé 311 es perpendicular a la superficie de procesamiento 314 del palé 310, como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en las FIGURAS 4C y 4D. La FIGURA 4A ilustra las partes de brida 136 situadas lejos de la superficie de procesamiento 314, lo que simplifica la rotación alrededor del primer eje 391 y reduce el riesgo de arrugas.

Además, la primera parte de palé 311 y la segunda parte de palé 312 también se giran, entre sí, alrededor del segundo eje 392 (bloque 256). Este ejemplo puede denominarse rotación fuera del plano, ya que el segundo eje 392 es paralelo a la superficie de procesamiento 314 del palé 310 y se muestra esquemáticamente en las FIGURAS 6A y 6B. La rotación alrededor del segundo eje 392 no requiere que las partes de brida 136 se coloquen lejos de la superficie de procesamiento 314, similar a la rotación en el plano descrita anteriormente. En algunos ejemplos, este tipo de rotación se realiza con partes de brida 136 en contacto con la superficie de procesamiento 314. Como tal, el método 200 o, más específicamente, la operación de rotación de palés (bloque 250) comprende, en algunos ejemplos, el cambio de orientación de las partes de brida 136 (bloque 254).

De acuerdo con la invención reclamada, la primera parte de palé 311 y la segunda parte de palé 312 giran, entre sí, alrededor del primer eje 391 y del segundo eje 392, como se muestra en las FIGURAS 4B y 4C y también en las FIGURAS 6A y 6B. Por ejemplo, estas partes de palé 319 se giran (entre sí) primero alrededor del primer eje 391, antes de girarse alrededor del segundo eje 392. Más específicamente, en algunos ejemplos, una vez que se completa la rotación alrededor del primer eje 391 y antes de que se inicie la rotación alrededor del segundo eje 392, el método 200 comprende cambiar la orientación de las partes de brida 136 con respecto a la superficie de procesamiento 314, por ejemplo, colocando las partes de brida 136 contra la superficie de procesamiento 314. Alternativamente, estas partes de palé se giran (entre sí) simultáneamente alrededor del primer eje 391 y alrededor del segundo eje 392.

En algunos ejemplos, dos o más partes de palé de pluralidad de partes de palé 319 se giran entre sí después de que el troquel 320 se inserta en la cavidad 318 y la parte de sombrero 131 se coloca entre el troquel 320 y la superficie de la cavidad 317. En otras palabras, la operación de rotación (bloque 250) también implica doblar el troquel 320 (bloque 258). Como se describe más adelante, el troquel 320 es plegable y permite soportar la parte de sombrero 131 mientras que se gira la pluralidad de las partes de palé 319.

En algunos ejemplos, las operaciones representadas por el bloque 225 y el bloque 250 en la FIGURA 2A, se traslapan en el tiempo. Específicamente, dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 se giran entre sí mientras que el troquel 320 se inserta en la cavidad 318. Más específicamente, varios parámetros de procesamiento asociados con la operación de inserción (bloque 225) y también con la operación de plegado (bloque 250) se controlan dinámicamente. Por ejemplo, el tiempo de inicio de cada operación, la velocidad de cada operación y/u otros parámetros similares varían durante la operación. Más específicamente, la velocidad de rotación con la que dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se giran entre sí y una velocidad de inserción del troquel 320 que se inserta en la cavidad 318 se controlan dinámicamente.

En algunos ejemplos, al menos dos partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 tienen longitudes diferentes como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en las FIGURAS 4B y 4C. Por ejemplo, la longitud de cada porción de palé depende de la curvatura requerida del larguero 110, por ejemplo, la distancia entre los puntos de pliegue adyacentes. En algunos ejemplos, el palé 310 es un palé altamente articulado formado a partir de partes de palé cortas, de modo que dos partes de palé adyacentes pueden girar una con respecto a la otra alrededor de al menos dos ejes.

En algunos ejemplos, la superficie de procesamiento 314 del palé 310 comprende uno o más recortes entre cada par adyacente de la pluralidad de partes de palé 319. Uno o más recortes permiten girar (bloque 250) dos o más partes de palé de pluralidad de partes de palé 319 con relación entre sí. Estos recortes se muestran esquemáticamente en las FIGURAS 4A-4C para rotaciones en plano y en la FIGURA Para rotaciones fuera del plano.

En algunos ejemplos, por ejemplo, cuando las partes de brida 136 se han colocado previamente lejos de la superficie de procesamiento 314, el método 200 comprende además colocar las partes de brida 136 contra la superficie de procesamiento 314 (bloque 260). Las partes de brida 136 colocadas contra la superficie de procesamiento 314 se muestran esquemáticamente en la FIGURA 3E, así como en las FIGURAS 5A y 5B. Esta operación se realiza después de que dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se hayan girado entre sí.

En algunos ejemplos, esta operación de posicionamiento de brida (bloque 260) comprende el barrido de las partes de brida 136 con barredoras 330 como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en las FIGURAS 3D y 3E. Específicamente, las barredoras 330 se alejan del troquel 320, forzando las partes de brida 136 contra la superficie de procesamiento 314.

En algunos ejemplos, esta operación de posicionamiento de brida (bloque 260) comprende el inflado de las vejigas 340, situadas entre la superficie de procesamiento 314 y la placa de contención 350, como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 5A. A medida que las vejigas 340 se inflan, las vejigas 340 aumentan de tamaño y fuerzan las partes de brida 136 contra la superficie de procesamiento 314. Además, en algunos ejemplos, la placa de contención 350 se mueve hacia abajo hacia el palé 310. En estos ejemplos, las vejigas 340 presurizan y compactan las partes de brida 136.

Con referencia a la FIGURA 5B, en algunos ejemplos, la placa de contención 350 comprende las aberturas de rotación de la placa 355 colocadas en los puntos de giro. Las aberturas de rotación de la placa 355 permiten que la placa de contención 350 se doble mientras que la pluralidad de las partes de palé 319 gira con relación entre sí (en plano y fuera de plano).

En algunos ejemplos, la placa de contención 350 se dobla sin distorsionar la estructura de la placa de contención 350. En algunos ejemplos, la placa de contención 350 está formada por un material plegable que proporciona flexibilidad adicional. La ubicación de las aberturas de rotación de la placa 355 corresponde a la ubicación de las aberturas de rotación de palés 315 como, por ejemplo, se muestra esquemáticamente en la FIGURA 5B. En algún ejemplo, las barredoras respectivas 330 están acopladas a las placas de contención respectivas 350, y por lo tanto, en tal ejemplo, las barredoras 330 también están configuradas para girar entre sí.

En algunos ejemplos, el método 200 comprende además la extracción del troquel 320 de la cavidad 318 (bloque 270), la separación de la carga compuesta curva 140 del palé 310 (bloque 272) y el curado de la carga compuesta curva 140 formando así el larguero 110 (bloque 274).

La FIGURA 2B es un diagrama de flujo de proceso que corresponde a otro ejemplo de un método para formar una carga compuesta curva con pliegues en plano y fuera de plano. Este ejemplo puede denominarse método 290 y es similar en algunos aspectos al método 200 (mostrado en la FIGURA 2A). Por lo tanto, el método 290 se describe en un contexto general y con referencia al método 200. Sin embargo, debe señalarse explícitamente que, en ejemplos, cualquier posibilidad y permutación descrita anteriormente con respecto al método 200 puede aplicarse igualmente al método 290.

El método 290 comprende insertar (bloque 292) el troquel 320 y la carga compuesta (por ejemplo, la carga compuesta 130) en la cavidad 318 del palé 310. Como se ha descrito anteriormente, el palé 310 comprende una pluralidad de partes de palé 319, acopladas rotativamente entre sí. El método 290 comprende además rotar (bloque 295) dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 con relación entre sí alrededor de uno o más ejes 390, formando así una carga compuesta curva 140 de la carga compuesta 130.

Dentro de los ejemplos, insertar el troquel 320 y la carga compuesta 130 en la cavidad 130 implica doblar (bloque 293) la parte de sombrero 131 de la carga compuesta 130 insertando el troquel 320 en la cavidad 130.

Dentro de los ejemplos, la rotación incluye girar las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé 319 con relación entre sí alrededor del primer eje 391 (bloque 296) y girar las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí alrededor del segundo eje 392 (bloque 297).

Dentro de los ejemplos del método 290, las partes de brida 136 de la carga compuesta 130 se colocan lejos de la pluralidad de las partes de palé 319, mientras que las dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se giran entre sí.

Dentro de los ejemplos del método 290, las dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se giran entre sí mientras que el troquel 320 se inserta en la cavidad 318.

Dentro de los ejemplos del método 290, las dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 se giran después de que el troquel 320 se inserte en la cavidad 318.

Dentro de los ejemplos del método 290, girar las dos o más partes de palé de la pluralidad de las partes de palé 319 con relación entre sí comprende doblar el troquel 320, mientras que el troquel 320 se inserta en la cavidad 318.

Ejemplos de aviones

En algunos ejemplos, los métodos y sistemas descritos anteriormente se utilizan en aviones y, de manera más general, en la industria aeroespacial. Específicamente, estos métodos y sistemas pueden utilizarse durante la fabricación de aeronaves, así como durante el servicio y mantenimiento de aeronaves.

En consecuencia, el aparato y los métodos descritos anteriormente son aplicables para la fabricación de aeronaves y el método de servicio 900 como se muestra en la FIGURA 7 y para la aeronave 902 como se muestra en la FIGURA 8. Durante la preproducción, el método 900 incluye la especificación y el diseño 904 de la aeronave 902 y la adquisición de materiales 906. Durante la producción, se lleva a cabo la fabricación de componentes y subensambles 908 y la integración del sistema 910 de la aeronave 902. A partir de entonces, la aeronave 902 pasa por la certificación y entrega 912 para ser puesta en servicio 914. Mientras esté en servicio por un cliente, la aeronave 902 es programada para el mantenimiento y servicio de rutina 916, que también incluye la modificación, reconfiguración, acondicionamiento, y así sucesivamente.

En algunos ejemplos, cada uno de los procesos del método 900 es realizado o llevado a cabo por un integrador de sistemas, un tercero y/o un operador, por ejemplo, un cliente. A los efectos de esta descripción, un integrador de sistemas incluye, sin limitación, cualquier número de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero incluye, sin limitación, cualquier número de vendedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una aerolínea, compañía de arrendamiento, entidad militar, organización de servicios, y así sucesivamente.

Como se muestra en la FIGURA 8, la aeronave 902 producida por el método 900 incluye el fuselaje 918 con la pluralidad de sistemas 920, y el interior 922. Los ejemplos de sistemas 920 incluyen uno o más del sistema de propulsión 924, el sistema eléctrico 926, el sistema hidráulico 928 y el sistema ambiental 930. Se puede incluir cualquier número de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de los ejemplos aquí descritos se aplican a otras industrias, como la industria automotriz.

Los aparatos y métodos presentados en este documento pueden emplearse durante cualquiera de las etapas del método 900. Por ejemplo, los componentes o subensambles correspondientes a la fabricación 908 se fabrican o manufacturan de una manera similar a los componentes o subensambles producidos mientras la aeronave 902 está en servicio. Además, uno o más ejemplos de aparatos, ejemplos de métodos o una combinación de los mismos se utilizan durante la fabricación 908 y la integración del sistema 910, por ejemplo, acelerando sustancialmente el montaje o reduciendo el costo de una aeronave 902. Del mismo modo, se utiliza uno o más ejemplos de aparatos, ejemplos de métodos o una combinación de los mismos mientras la aeronave 902 está en servicio, por ejemplo y sin limitación, para mantenimiento y servicio 916.

Conclusión

Aunque los conceptos anteriores han sido descritos con cierto detalle para propósitos de claridad de entendimiento, será evidente que ciertos cambios y modificaciones pueden ser practicados dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Cabe señalar que hay muchas formas alternativas de implementar los procesos, sistemas y aparatos. En consecuencia, los ejemplos presentes deben considerarse ilustrativos y no restrictivos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método (200) para formar una carga compuesta curva, el método que comprende:

colocar (210) una carga compuesta plana (130) sobre una superficie de procesamiento (314) de un palé (310) y sobre una cavidad (318) del palé (310), donde:

la carga compuesta plana (130) comprende una parte de sombrero (131) y partes de brida (136), monolíticas e interconectadas por la parte de sombrero (131), y

el palé (310) comprende una pluralidad de partes de palé (319), donde cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319) está acoplada rotativamente al menos a otra parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319), la cavidad (318) se extiende a través de cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319), y

la carga compuesta plana (130) se coloca sobre y entra en contacto con cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319);

contactar (220) la parte de sombrero (131) de la carga compuesta plana (130) con un troquel (320) de tal manera que el troquel (320) esté alineado con la cavidad (318), la cavidad (318) se define por una superficie de la cavidad (317); ya sea (i) doblar (230) al menos la parte del sombrero (131) para ajustarse al troquel (320) e insertar (225) el troquel (320) en la cavidad (318) de modo que la parte del sombrero (131) se coloque entre el troquel (320) y la superficie de la cavidad (317) o (ii) insertar (225) el troquel (320) en la cavidad (318) de forma que la parte del sombrero (131) se coloque entre el troquel (320) y la superficie de la cavidad (317) y se dobla para ajustarse a cada uno del troquel (320) y la superficie de la cavidad (317); y

girar (250) dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí alrededor de uno o más ejes (390), formando así una carga compuesta curva (140);

donde uno o más ejes (390) comprende un primer eje (391) y un segundo eje (392),

el primer eje (391) es perpendicular a la superficie de procesamiento (314) del palé (310),

el segundo eje (392) es paralelo a la superficie de procesamiento (314) del palé (310);

por lo que el método comprende además girar (250) las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí alrededor del primer eje (391) y el segundo eje (392).

2. El método (200) de conformidad con la reivindicación 1, donde las partes de brida (136) están colocadas lejos de la superficie de procesamiento (314) del palé (310) mientras que las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) son rotadas con relación entre sí.

3. El método (200) de conformidad con la reivindicación 2, donde doblar (230) al menos la parte del sombrero (131) comprende colocar (232) las partes de brida (136) lejos de la superficie de procesamiento (314).

4. El método (200) de conformidad con la reivindicación 3, donde colocar (232) las partes de brida (136) lejos de la superficie de procesamiento (314) comprende adaptar (234) las partes de brida (136) a barredoras (330), colocadas sobre el troquel (320).

5. El método (200) de conformidad con la reivindicación 2, que comprende además, después de que dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) se rotan entre sí, colocar (260) las partes de brida (136) contra la superficie de procesamiento (314).

6. El método (200) de conformidad con la reivindicación 5, donde colocar (260) las partes de brida (136) contra la superficie de procesamiento (314) comprende uno o más de:

barrer las partes de brida (136) con barredoras (330), colocadas sobre el troquel (320),

inflar vejigas (340), colocadas entre la superficie de procesamiento (314) y una placa de contención (350), o forzar las partes de brida (136) contra la superficie de procesamiento (314) mediante la placa de contención (350).

7. El método (200) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además, después de que las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) se roten entre sí alrededor del primer eje (391) y antes de que se roten alrededor del segundo eje (392), cambiar (254) la orientación de las partes de brida (136) con respecto a la superficie de procesamiento (314).

8. El método (200) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) se giran entre sí después de que el troquel (320) se inserta en la cavidad (318) y la parte de sombrero (131) se coloca entre el troquel (320) y la superficie de la cavidad (317).

9. El método (200) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde las dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) se giran entre sí mientras que el troquel (320) se inserta en la cavidad (318).

10. El método (200) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde girar (250) dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí comprende plegar el troquel (320), mientras que el troquel (320) se inserta en la cavidad (318).

11. El método (200) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde:

la superficie de procesamiento (314) del palé (310) comprende uno o más recortes entre cada par adyacente de la pluralidad de partes de palé (319), y

el recorte o recortes permiten girar (250) dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde la rotación de dos o más partes de palé de la pluralidad de partes de palé (319) con relación entre sí se realiza mientras que las partes de brida (136) se colocan contra la superficie de procesamiento (314).

13. Un dispositivo de formación de largueros (300) que comprende:

un palé (310), que comprende una pluralidad de partes de palé (319),

donde cada parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319) está acoplada rotativamente por lo menos a otra parte de palé de la pluralidad de partes de palé (319), y

donde el palé (310) comprende además una superficie de procesamiento (314) y una cavidad (318), que se extiende lejos de la superficie de procesamiento (314) y dentro del palé (310); y

un troquel (320), alineado con la cavidad (318) y con una sección transversal correspondiente a una sección transversal de la cavidad (318), en la que el troquel (320) es móvil con respecto al palé (310) en una dirección, perpendicular a la superficie de procesamiento (314) del palé (310),

donde la pluralidad de partes de palé (319) son giratorias entre sí alrededor de ejes (390), comprendiendo un primer eje (391), perpendicular a la superficie de procesamiento (314) del palé (310) y un segundo eje (392), paralelo a la superficie de procesamiento (314) del palé (310).

14. El dispositivo de formación de largueros (300) de conformidad con la reivindicación 13, que comprende además barredoras (330), acopladas deslizablemente al troquel (320) y configuradas para deslizarse en una dirección, paralela a la superficie de procesamiento (314).

15. El dispositivo de formación de largueros de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 y 14, donde el troquel (320) es plegable, cuando el troquel se inserta en la cavidad (318) y cuando la pluralidad de partes de palé (319) gira con relación entre sí.