PT1646813E

PT1646813E - Vedante compósito e conjunto de janela

Info

Publication number: PT1646813E
Application number: PT47791660T
Authority: PT
Inventors: Mark D Abrams; Robert M Smith
Original assignee: Ppg Ind Ohio Inc
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2013-07-09
Also published as: US7118070B2; ES2425747T3; US20050103942A1; EP1646813B1; WO2005010410A3; JP2007502233A; WO2005009768A1; US20050062236A1; EP1646813A2; EP1646813A4; WO2005010410A2; JP4629671B2; PL1646813T3

Description

1

DESCRIÇÃO "VEDANTE COMPÓSITO E CONJUNTO DE JANELA"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Esta invenção é dirigida a um conjunto de janela incorporando um vedante ou mais especificamente um vedante compósito e um método para a formação de um tal conjunto.

Uma janela, tal como uma janela de aeronave está montada numa estrutura 8 que é parte da estrutura do veiculo. Como mostrado na FIG. 1, uma janela de aeronave exemplar (ou seja, uma janela transparente) 10 é uma estrutura laminada e inclui uma ou mais telas principais 12 que são tipicamente feitas de um policarbonato, acrílico ou vidro. Uma camada intermédia 14 normalmente feita de poliuretano ou polivinil é ligada numa face exterior da tela principal. Uma face da tela 16 é ligada no topo da camada intermédia. A face da tela é tipicamente feita de vidro, mas também pode ser feita de plástico. Uma camada aquecida ou revestimento pode ser aplicado à superfície interior da face da tela permitindo o aquecimento da face da tela para fins de descongelamento, e na prevenção da acumulação de gelo na face da tela. A face da tela não se estende até ao fim da tela principal. Como tal, uma parte final 18 da tela principal não é coberta pela face da tela e camada intermédia. Esta parte final é acoplada à estrutura 8. Tipicamente, a parte final da tela principal é fixada à estrutura da janela utilizando fixadores 20, ou pode simplesmente segurar uma extremidade do pára-brisas. 2

Quando a tela principal é montada na estrutura, uma abertura 22 é deixada entre uma extremidade da estrutura e as extremidades da face da tela e camada intermédia. Esta abertura permite, a expansão e contração da janela, ou seja, a tela principal, a face da tela e camada intermédia. A abertura é selada com um vedante, geralmente um vedante de polissulfureto, que preenche a abertura e prolonga-se sobre a face da tela formando um vedante com resalto 24 impedindo a entrada de humidade através da abertura. Tal humidade pode causar delaminação da janela 10. Tipicamente, o vedante com resalto prolonga-se numa distância 26 de cerca de meia polegada sobre a face da tela.

Ao ampliar sobre a superfície exterior da face da tela, o vedante com resalto é exposto ao ambiente exterior, e é, portanto, susceptível de erosão, craqueamento e elevação, que resulta na penetração de humidade para dentro da estrutura laminada da janela 10. Como resultado, o vedante com resalto tem que ser frequentemente inspecionado e reparado para evitar delaminação da janela e/ou falha da camada aquecida.

Outro problema com os vedante com resalto é que eles são caros de fabricar, e que eles necessitam de uma quantidade especifica de um vedante de espessura específica para estender uma quantidade especifica sobre a face da tela. Como resultado, o processo de moldagem e controlo do vedante com resalto é muito trabalhoso. O vedante com resalto também pode falhar devido à delaminação da aresta da face da tela confinando o vedante com resalto. Além disso, uma maior despesa e esforço é necessário para desmontar a janela para fins de reparação da vedação, devido à aderência do vedante à estrutura e às telas. 3

Um outro problema com o conjunto de janelas de aeronaves convencionais é que, com o tempo a face da tela separa-se, ou seja, delamina-se, desde a sua aresta da camada intermédia 14, e/ou a camada intermédia 14 e face da tela delamina-se da tela principal. Esta delaminação também resulta em falha do vedante e é uma causa frequente de falhas em janelas de aeronaves.

Como tal, um vedante entre a estrutura e face da tela e/ou o conjunto de janela incorporar um tal sistema é desejável que seja mais resistente à erosão, fissuras e elevação e fornece maior resistência à delaminação da aresta da face da tela e que é mais fácil de fabricar e inspecionar. US-A-2002/0184840 divulga um aparelho e um método para a reconfiguração de janelas de autocarros, a fim de substituir os elementos de retenção de borracha com elementos de retenção de metal que definem um espaço para receber uma camada sacrificada. A invenção fornece uma melhoria para o conjunto de janelas descritas em relação à Figura 1 e, consequentemente, fornece um conjunto de janela compreendendo: uma estrutura de janela; uma primeira tela transparente da janela acoplada à estrutura e que se prolonga além da estrutura; uma segunda tela transparente da janela acoplada à primeira tela, a segunda tela tendo uma segunda superfície oposta à primeira superfície, em que a primeira superfície está voltada para a primeira tela, e em que a segunda tela se estende para além da estrutura e está afastada da estrutura; caracterizada por o conjunto compreender ainda: um vedante compósito prensado entre a estrutura e a primeira tela e prolonga-se para além da estrutura e sobre a segunda superfície da segunda tela, o vedante compósito compreende, um primeiro elemento de vedação que se prolonga 4 ao longo da primeira e segunda telas, e um segundo elemento acoplado ao primeiro elemento de vedação, em que o segundo elemento é mais rigido do que o primeiro elemento de vedação, e em que o segundo elemento é prensado entre a estrutura e o primeiro elemento de vedação e prolonga-se para além da estrutura e sobre o primeiro elemento de vedação.

Numa forma de realização exemplar, a primeira tela é fixada ou de outra forma acoplada à estrutura, e a estrutura aplica pressão sobre o segundo elemento do vedante compósito, e o segundo elemento aplica pressão sobre o primeiro elemento de vedação que se prolonga sobre a segunda tela fazendo com que o segundo elemento de vedação comprima sobre a segunda tela. Numa outra forma de realização exemplar, o primeiro elemento de vedação tem uma parte que se prolonga para além do segundo elemento. Numa forma de realização exemplar, o segundo elemento é feito de Kevlar ou outros materiais de elevado módulo. Numa outra forma de realização exemplar, o vedante compósito impede que a parte da segunda tela sobre a qual o vedante compósito se estende, de delaminação em relação à primeira tela.

Com qualquer uma das formas de realização exemplares acima mencionadas, o elemento de vedação pode ser feito a partir de um material elastomérico, por exemplo, um elastómero.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS FIG. 1 é uma vista em corte transversal de um conjunto de janela convencional. FIG. 2 é uma vista em corte transversal de uma forma de realização exemplar de um conjunto de janela que incorpora 5 uma forma de realização exemplar do vedante compósito da presente invenção. FIG. 3 é uma vista de topo de uma forma de realização exemplar de um conjunto de janela que incorpora uma forma de realização exemplar do vedante compósito da presente invenção. FIG. 4 é uma vista em corte transversal do conjunto de janela mostrado na FIG. 3 tomada ao longo das setas 4-4. FIG. 5 é uma vista em corte transversal do conjunto de janela mostrado na FIG. 3 tomada ao longo das setas 5-5. FIG. 6 é uma vista em corte transversal do conjunto de janela mostrado na FIG. 3 tomada ao longo das setas 6-6.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Numa forma de realização exemplar, um vedante compósito 100 é fornecido com uma parte exterior 102 que define uma superfície exterior e uma parte interior 104 formando um elemento de vedação feito a partir de um elastómero 106 que define uma superfície interior, como por exemplo, mostrada na FIG. 2. A parte exterior é mais rígida do que a parte interior. Numa forma de realização exemplar, a parte exterior é feita de um material compósito, tal como Kevlar ou outro material de módulo elevado. Noutras formas de realização exemplares, a parte exterior pode ser feita a partir de vários materiais de fibra de vidro ou metais. O elastómero é colado sobre a superfície do compósito. Numa forma de realização exemplar, a parte exterior é formada e é colocada num molde. Um material elastómero, que na forma de realização exemplar é um material de poliuretano, é 6 colocado no molde e deixado a curar de tal modo que se liga com o material da parte exterior.

Deve-se notar que os termos "interior" e "exterior", são usados aqui como termos relativos, e são utilizados para fins ilustrativos para descrever a posição relativa dos diferentes elementos ou estruturas. Estes termos não devem ser interpretados de forma a descrever as posições exatas de tais elementos ou estruturas.

Cada uma das partes interior e exterior podem ser feitas como estruturas individuais de tal modo que, juntas, formem um único vedante compósito para vedar um conjunto de janela inteiro 10, como por exemplo, o conjunto de janela 10, mostrado na FIG. 3. Em formas de realização exemplares alternativas, cada uma ou ambas as partes interior e exterior podem ser feitas em segmentos.

Na forma de realização exemplar mostrada na FIG. 2, a parte exterior tem uma secção 108 relativamente plana, a partir da qual se estende uma secção curva 110. A parte final 114 da estrutura 8 está inclinada definindo uma superfície interior 116 para ligar com a secção relativamente plana 108 da parte exterior do vedante compósito. Na forma de realização exemplar, a superfície interior 116 da estrutura é complementar à superfície exterior da secção plana 108 da parte exterior do vedante compósito. Numa forma de realização exemplar alternativa, não mostrada, a parte final 114 da estrutura não é inclinada, mas tem um degrau ou uma superfície interior inclinada 116 para ligar com a secção plana da parte exterior do vedante compósito.

Na forma de realização exemplar mostrada na FIG. 4, o elastómero 106 define uma ampola 120 na primeira extremidade debaixo da parte exterior curva do vedante 7 compósito. Uma saliência elastomérica 122 prolonga-se desde o elastómero afastado da ampola. Quando montada no conjunto da janela, a saliência é concebida para interagir com a tela 12 principal e com a face 16 da tela. Na forma de realização exemplar mostrada na FIG. 4, um lado 138 das saliências, interface com a tela principal e outro lado 139 interface com o lado 143 da face da tela. Em certas aplicações, um calço 121 (mostrado na FIG 2.) é usado para controlar as tolerâncias na distância entre a superfície exterior 123 da face da tela e a superfície 125 da tela principal de interface com o vedante compósito. 0 elastómero pode-se estender para além da parte exterior do vedante compósito, e tem comprimento suficiente para que a extremidade distai do elastómero da ampola se prolongue para uma extremidade 124 da tela principal, como, por exemplo mostrado nas FIGS. 2 e 4. As saliências ou pontas 126 podem-se estender a partir de uma superfície ou superfícies opostas da parte do elastómero que se prolonga além da parte exterior do vedante compósito 102, como por exemplo mostrado na FIG. 4. As pontas melhoram a integridade da vedação entre a parte interior do elastómero do vedante compósito e a superfície de vedação oposta, por exemplo, a tela principal e/ou a estrutura. Na forma de realização exemplar, mostrada na FIG. 4, as pontas são integralmente formadas em ambos os lados das aberturas 127 formadas através do elastómero, que é usado para acomodar os parafusos 20 e em superfícies opostas do elastómero para melhorar a integridade estática da vedação entre as superfícies de vedação opostas.

Deve notar-se que as FIGs. 4, 5 e 6 são vistas em corte transversal tomadas ao longo das setas 4-4, 5-5, e 6-6 na FIG. 3, respectivamente. Também deve ser notado que o elastómero 104 é ilustrado nas FIGs. 4, 5 e 6, com as partes do elastómero que são comprimidas, como por exemplo, as partes 140 e 142 na FIG. 5, sobrepondo-se ao conjunto de janela. A este respeito, uma ilustração da quantidade de elastômero que é comprimida é fornecida por estas figuras. O vedante compósito é colocado entre a tela principal e a estrutura e prolonga-se sobre a face da tela como, por exemplo, mostrado nas FIGS. 2 e 4. Numa forma de realização exemplar, o vedante compósito é formado com as aberturas 127 apropriadas para permitir a penetração por qualquer um dos elementos de fixação 20 que são utilizados para fixar a tela principal à estrutura. Na forma de realização exemplar, o vedante compósito está posicionado sobre a tela principal de tal modo que a ampola 120 da parte do elastômero do vedante compósito estenda-se sobre a face da tela e as saliências 122 encosta-se contra a tela principal e de uma aresta da face da tela. A estrutura é montada sobre o vedante compósito de tal modo que a superfície interna 116 da parte exterior da estrutura une-se com a secção plana 108 da parte exterior do vedante compósito.

Como a estrutura e a tela principal são acopladas em conjunto, por exemplo, como os fixadores 20, no caso em que são utilizados elementos de fixação, são apertados, eles causam que a estrutura e tela principal se unam causando que a superfície interna 116 da estrutura exerça uma força sobre a parte exterior do vedante compósito. Como a estrutura e a tela principal se juntam, é aplicada uma carga a partir da estrutura na parte exterior do vedante compósito, fazendo com que a parte exterior do vedante compósito, que é mais rígida do que a parte interior do elastômero, para desviar e exercer uma força contra o elastômero causando a saliência 122 para compactar e formar uma vedação contra a tela principal e a aresta da face da tela e a ampola para comprimir e formar uma vedação sobre a superfície exterior da face da tela. Mais, especificamente, 9 na forma de realização exemplar, uma aresta 138 da saliência forma uma vedação contra a tela principal e uma aresta 139 da saliência forma uma vedação contra a aresta da face da tela como, por exemplo, mostrado na FIG. 4. Como pode ser visto por ser mais rigida, a parte exterior transfere a carga aplicada pela estrutura a partir do ponto de aplicação da carga para localizações fora do ponto de aplicação. Além disso, as pontas 126 formadas na parte do elastómero que se prolongam para além da parte exterior do vedante compósito são comprimidas formando uma vedação entre a estrutura e a tela principal. A força aplicada pela estrutura contra a parte exterior do vedante compósito pode ser controlada variando o ângulo 132 da superfície interior 116 da parte final da estrutura, ou a secção plana 108 da parte interior do vedante compósito, em relação a um plano de tela da janela, tal como a superfície exterior da face da tela. A força aplicada pode também ser controlada alterando a rigidez ou dureza da parte exterior do vedante compósito ou a rigidez ou dureza da parte interior. Na forma de realização exemplar mostrada, o ângulo 132 entre a superfície interior 116 da parte final da estrutura em relação à face da tela de interface com a ampola do elastómero, é de cerca de 29°.

Ao aplicar uma força contra o elastómero, a parte exterior do vedante compósito também fornece uma força tal como uma força de fixação para impedir que a ação de erguer a face da tela quando a tela principal é defletida para o exterior em direcção à face da tela devido à pressurização da aeronave e, portanto, impede a delaminação da extremidade da face da tela da camada intermédia e/ou a delaminação da extremidade da face da tela e a camada intermédia da tela principal. Além disso, a parte exterior do vedante compósito impede que a parte interior do elastómero se erga 10 para longe da face da tela, bem como protege a parte interior do elastómero de exposição aos elementos exteriores.

Na forma de realização exemplar mostrada na FIG. 4, cada ponta tem uma espessura cerca de 0,03 de uma polegada. Antes da compressão, o vedante compósito prolonga-se por cerca de 0,37 polegadas sobre a face da tela como medido a partir da aresta 143 da face da tela. Na forma de realização exemplar, a parte exterior da tela compósita tem uma espessura de cerca de 0,06 polegadas. Além disso, na forma de realização exemplar, a espessura da parte da ampola que é comprimida é de cerca de 0,06 polegadas.

Nas formas de realização alternativas, a saliência do elastómero pode ser feita oca, isto é, pode ter um espaço oco 145, de modo a ter mais flexibilidade, como por exemplo mostrado na FIG. 2. Em formas de realização exemplares alternativas, o elastómero pode ter uma saliência mais arredondada 146 para vedar contra a tela principal e a aresta 143 da face da tela e/ou pode ter uma parte da ampola 148 mais pontiaguda, como por exemplo, mostrado em linhas tracejadas na FIG. 6. A secção global do vedante compósito que se prolonga sobre a face da tela pode ser feita mais longa, como por exemplo, mostrado em tracejado as linhas na FIG. 6. Noutras formas de realização exemplares alternativas, as partes interiores e exteriores do vedante compósito podem ser co-moldadas em conjunto, podem ser moldadas separadamente e, em seguida, ligadas uma à outra, ou podem não ser moldadas uma à outra. Noutras formas de realização exemplares, em vez de um elastómero, outros materiais resilientes podem ser utilizados para formar a parte interior do vedante compósito de tal forma que a parte interior do vedante compósito não é tão rigida como a parte exterior do vedante compósito. 11

Além disso, um conjunto de janela incorporando o vedante compósito é mais fácil de desmontar do que um conjunto de janela que incorpora um vedante convencional, tal como a parte exterior da vedação não liga à estrutura.

Embora formas de realização exemplares especificas tenham sido aqui divulgadas, é esperado que os peritos na técnica podem desenhar ou derivar vedantes compósitos alternativos e/ou conjunto de janela incorporando vedantes compósitos que são do âmbito das seguintes reivindicações.

Lisboa, 27 de Junho de 2013

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um conjunto de janela (10) que compreende: uma estrutura de janela (8); uma primeira tela de janela transparente (12) acoplada à estrutura e que se prolonga para além da estrutura; uma segunda tela de janela transparente (16) acoplada à primeira tela, a segunda tela que tem uma segunda superfície (123) em frente a uma primeira superfície, em que as primeiras superfície viram-se para a primeira tela, e em que a segunda tela prolonga-se para além da estrutura e está espaçada 10 à parte da estrutura, caracterizada por o conjunto compreender ainda: um vedante compósito (100) prensado entre a estrutura e a primeira tela e que se prolonga para além da estrutura e ao longo da segunda superfície da segunda tela, o vedante compósito compreende, um primeiro elemento de vedação (104) que se prolonga ao longo da primeira e segunda telas, e um segundo elemento (102) acoplado ao primeiro elemento de vedação, em que o segundo elemento é mais rígida do que o primeiro elemento de vedação, e em que o segundo elemento é prensado entre a estrutura e o primeiro elemento de vedação e prolonga-se além da estrutura e sobre o primeiro elemento de vedação. 2

2. Um conjunto de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro elemento de vedação está ligado ao segundo elemento.

3. Um conjunto de acordo com a reivindicação 2, em que a primeira tela é fixada à estrutura, em que quando fixada à estrutura, a estrutura aplica a pressão no segundo elemento, e em que o segundo elemento aplica pressão sobre o primeiro elemento de vedação que se prolonga sobre a segunda tela fazendo com que o segundo elemento de vedação comprima sobre a segunda tela.

4. Um conjunto de acordo com a reivindicação 1, em que, quando acoplada à estrutura, a estrutura aplica pressão no segundo elemento, e em que o segundo elemento aplica pressão sobre o primeiro elemento de vedação que se prolonga sobre a segunda tela causando que o segundo elemento de vedação comprima sobre a segunda tela.

5. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que uma parte final da estrutura a partir da qual o vedante compósito se prolonga a dobra para fora da primeira tela.

6. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o segundo elemento do vedante compósito compreende um material compósito de fibras.

7. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o segundo elemento do vedante compósito compreende Kevlar. 3

8. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o segundo elemento compreende um metal.

9. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o primeiro elemento de vedação do vedante compósito prolonga-se sobre a segunda tela compreendendo uma parte da ampola (120), que é comprimida contra a segunda tela, quando a primeira tela é acoplada à estrutura.

10. Um conjunto de acordo com a reivindicação 9, em que o primeiro elemento de vedação do vedante compósito compreende uma saliência (122) afastada da ampola, a referida saliência é prensada entre uma aresta (143) da segunda tela, a primeira tela e a estrutura.

11. Um conjunto de acordo com a reivindicação 10, que compreende ainda uma abertura formada através da saliência para aumentar a flexibilidade da saliência.

12. Um conjunto de acordo com a reivindicação 10 em que o primeiro elemento de vedação do vedante compósito compreende uma parte que se prolonga para além da segunda tela e é prensada entre a estrutura e a primeira tela.

13. Um conjunto de acordo com a reivindicação 12, em que o referido primeiro elemento de vedação do vedante compósito prolonga-se para além do segundo elemento e é prensado entre a estrutura e a primeira tela compreendendo pontas que se prolongam das superfícies opostas da referida parte do elemento, em que quando a estrutura é acoplada à primeira tela, as pontas (126) a partir de uma das referidas superfícies opostas de parte do elemento são comprimidas contra a estrutura, 4 e as pontas que se prolongam desde a superfície oposta da referida parte do elemento são comprimidas contra a primeira tela.

14. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o primeiro elemento de vedação do vedante compósito compreende uma saliência (122), a referida saliência é prensada entre uma aresta (143) da segunda tela, a primeira tela e a estrutura.

15. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o primeiro elemento de vedação do vedante compósito compreende uma parte que se prolonga para além do segundo elemento prensado entre a estrutura e a primeira tela.

16. Um conjunto de acordo com a reivindicação 15, em que a referida parte do primeiro elemento de vedação do vedante compósito prolonga-se para além do segundo elemento e é prensada entre a estrutura e a primeira tela compreende pontas (126) que se prolongam de superfícies opostas da referida parte do elemento, em que quando a estrutura é acoplada à primeira tela, as pontas a partir de uma das referidas superfícies opostas de parte do elemento são comprimidas contra a estrutura, e as pontas que se prolongam desde a superfície oposta da referida parte do elemento são comprimidas contra a primeira tela.

17. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que a primeira tela transparente da janela é uma tela principal transparente da janela, e em que a segunda tela transparente da janela é uma face da tela transparente da janela. 5

18. Um conjunto de acordo com a reivindicação 4, em que o vedante compósito impede, uma parte da segunda tela sobre a qual o vedante compósito se prolonga, de delaminação em relação à primeira tela.

19. Um conjunto de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro elemento de vedação compreende uma primeira parte, onde a referida primeira parte está ligada ao segundo elemento, e em que o primeiro elemento compreende uma segunda parte que se prolonga transversalmente a partir da primeira parte.

20. Um conjunto de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro elemento de vedação compreende um material elastomérico.

21. Um conjunto de janela (10), de acordo com a reivindicação 1, em que, o segundo elemento tem uma rigidez suficiente para transferir uma força aplicada num primeiro local do segundo elemento para um segundo local no primeiro elemento de vedação afastado do primeiro local ao longo de uma direcção transversal à direção da aplicação da carga.

22. Um conjunto de janela de acordo com a reivindicação 21, em que o segundo elemento compreende um material fibroso.

23. Um conjunto de janela de acordo com a reivindicação 21, em que o primeiro elemento de vedação compreende um material elastomérico. Lisboa, 27 de Junho de 2013