MX2008005830A - Pieza esquinera y metodo para formar una pieza esquinera utilizando transferencia de fibras - Google Patents

Abstract

Una pieza esquinera (10) y un método para formar una pieza esquinera que incluye las etapas de proporcionar una tela tejida plana (20) que incluye una primera porción tejida que tiene fibras tejidas en una primera y segunda dirección, una segunda porción tejida adyacente a la primera porción tejida que tiene fibras en la primera dirección (28) y fibras de protección en la segunda dirección (26) y una tercera porción semi-tejida que tiene fibras en la primera dirección selectivamente embragadas por los hilos de protección de la segunda dirección. El método comprende además las etapas de doblar la tela tejida plana en al menos una dirección y retirar las fibras de protección de la segunda dirección, en donde durante el retiro, las fibras de protección de la segunda dirección se reemplazan en la segunda porción tejida por las fibras de la primera dirección de la tercer porción semi-tejida y forman una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados.

Description

PIEZA ESQUINERA Y MÉTODO PARA FORMAR UNA PIEZA ESQUINERA UTILIZANDO TRANSFERENCIA DE FIBRAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere a una preforma y a un método de fabricación para una pieza esquinera reforzada con fibras que tiene fibras continuas que conectan todos los lados . Antecedentes de la Invención El uso de materiales compuestos reforzados para producir componentes estructurales se ha difundido actualmente, particularmente en aplicaciones en donde se busca que sus características deseadas sean de peso ligero, fuertes, duros, térmicamente resistentes, de auto-estables y de adaptabilidad para formarse y configurarse. Tales componentes se utilizan, por ejemplo, en las industrias aeronáutica, aeroespacial, satelital y de baterías, así como para usos recreativos tales como en botes y autos de carreras, así como en otras incontables aplicaciones. Una tela tridimensional puede comprender generalmente fibras, -extendiéndose cada tipo de fibra a lo largo de una dirección perpendicular a las otras fibras, es decir a lo largo de las direcciones axiales X, Y y Z. Los componentes típicos formados a partir de tales telas consisten de materiales de refuerzo incorporados en materiales de matriz. El componente de refuerzo puede hacerse de materiales tales como vidrio, carbón, cerámica, aramida (e.g., KEVLAR®), polietileno, y/u otros materiales que exhiben las propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras deseadas, principalmente entre las que se encuentra una gran resistencia contra la falla por tensión. A través del uso de tales materiales de refuerzo, que recientemente se han convertido en un elemento constituyente del componente completo, las características deseadas de los materiales de refuerzo tales como muy alta resistencia, se imparten al componente compuesto completado. Los materiales de refuerzo constituyentes pueden típicamente ser tejidos, entrelazados o de otra manera orientados en las configuraciones y formas deseadas para preformas de refuerzo. Usualmente, se presta particular atención para asegurar la utilización óptima de las propiedades para las cuales se han seleccionado estos materiales de refuerzo constituyentes. Generalmente, tales preformas de refuerzo se combinan con material matriz para formar los componentes terminados deseados o para producir material de explotación para la producción final de los componentes terminados. Después de haber construido una preforma de refuerzo deseada, puede introducirse el material matriz y combinarse con la preforma, de tal manera que la preforma de - - refuerzo se recubra en el material matriz de tal manera que el material matriz llene las áreas intersticiales entre los elementos constituyentes de la preforma de refuerzo. El material matriz puede ser cualquiera de una amplia variedad de materiales, tales como epoxia, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbón y/u otros materiales, que exhiben también las propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras deseadas. Los materiales seleccionados para utilizarse como matriz pueden o no ser los mismos que los de la preforma de refuerzo y pueden o no tener propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras comparables. Sin embargo, típicamente, no serán de los mismos materiales o tendrán propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras comparables con la preforma de refuerzo, dado que un objetivo común que se busca en el uso de compuestos en primera instancia es lograr una combinación de características en el producto terminado que no pueden alcanzarse mediante el uso de un solo material constituyente. Cuando se combinan, la preforma de refuerzo y el material matriz pueden entonces curarse y estabilizarse en la misma operación mediante termofraguado u otros métodos conocidos, y después someterse a otras operaciones para producir el componente deseado. Es significativo notar que después de curarse así, las masas entonces solidificadas del material matriz se encuentran normalmente muy fuertemente adheridas al material de refuerzo (e.g., la preforma de refuerzo). Como resultado, la tensión en el componente terminado, particularmente mediante su material matriz que actúa como un adhesivo entre las fibras, puede transferirse y contenerse de manera efectiva por el material constituyente de la preforma de refuerzo. Frecuentemente, es deseable producir componentes en otras configuraciones diferentes a simples formas geométricas tales como placas, hojas, sólidos rectangulares o cuadrados, etc. Por ejemplo, los componentes tridimensionales complejos requieren preformas tridimensionales complejas. Una manera de lograr un componente complejo es combinar las formas geométricas básicas en formas más complejas deseadas. Una de tales combinaciones típicas se hace mediante la unión de componentes producidos como se describió anteriormente, en un ángulo (típicamente un ángulo recto) en relación entre si para formar refuerzos laterales y transversales. Los propósitos comunes para tales disposiciones angulares de los componentes unidos son crear las formas deseadas para formar estructuras reforzadas que incluyen una o más paredes de extremo o intersecciones "T" por ejemplo. Otro propósito para la unión de los componentes es reforzar la combinación resultante de preformas de refuerzo y la estructura compuesta que ésta produce contra la deflexión o falla cuando se expone a fuerzas exteriores tales como presión o tensión. Por lo tanto, es importante hacer cada unión entre los componentes constituyentes, i.e., el refuerzo y la plataforma base o porción de panel, tan fuerte como sea posible. Dada la muy alta resistencia deseada de los constituyentes de la preforma de refuerzo per se, la debilidad de la unión se convierte, efectivamente, en un "enlace débil" en una "cadena" estructural si no se une de forma apropiada. Se han utilizado varios métodos en el pasado para unir componentes compuestos o preformas de refuerzo para producir una estructura compleja de refuerzo. Se ha propuesto formar y curar un elemento de panel y un elemento de refuerzo angulado separados uno del otro, teniendo el último una superficie única de contacto de panel o bifurcado en un extremo para formar dos superficies de contacto de panel divergentes, coplanares. Los dos componentes se unen entonces al unir de manera adhesiva la(s) superficie (s) de contacto de panel del elemento de refuerzo a una superficie de contacto del otro componente mediante termofraguado o mediante un material adhesivo. Sin embargo, cuando se aplica tensión al panel curado o a la capa exterior de la estructura compuesta, las cargas a valores inaceptablemente bajos con frecuencia da como resultado fuerzas de "desprendimiento" que separan el elemento de refuerzo del panel en su interfaz. El uso de pernos metálicos o remaches en la interfaz de tales componentes se ha utilizado también pero es inaceptable debido a que tales adiciones destruyen y - - debilitan al menos parcialmente la integridad de las estructuras compuestas en sí, agregan peso, incrementan costo e introducen diferencias en el coeficiente de expansión térmica entre tales elementos y el material circundante. Otros procedimientos para resolver este problema se han basado en el concepto de introducir fibras de alta resistencia a través del área de unión mediante el uso de métodos tales como coser uno de los componentes al otro y dependiendo de que el hilo de costura introduzca tales fibras de resistencia dentro y a través del sitio de unión. Uno de tales procedimientos se muestra en la Patente de E.U. No. 4,331,495 y su contraparte divisional del método, Patente de E.U. No. 4,256,790. Estas patentes describen uniones que se han producido entre los paneles compuestos primero y segundo producidas a partir de pliegues de fibra adhesivamente unida. El primer panel se bifurca en un extremo para formar dos superficies de contacto de panel divergentes, coplanares en la manera de la técnica anterior, que se han unido al segundo panel mediante costuras de hilo compuesto flexible no curado a través de ambos paneles. Después los paneles y el hilo se "co-curan": i.e., se curan de forma simultánea. Sin embargo, este proceso requiere que la preforma se construya en múltiples etapas así como requiere la introducción de un tercer hilo o fibra dentro de la preforma. Otro ejemplo de una configuración de intersección se expone en la Patente de E.U. No. 6., 103,337, cuya descripción se incorpora en la presente mediante la referencia. Esta referencia describe un medio para unir una preforma de refuerzo con un panel de preforma para formar una preforma de refuerzo tridimensional. Las dos preformas individuales se unen entre si en la unión mediante fibras de refuerzo en forma de hebras o hilos. Una vez que las dos preformas se encuentran unidas o cosidas entre si, se introduce el material matriz a las preformas. Sin embargo, aunque este proceso tiene muchas ventajas, requiere que las preformas se tejan individualmente o construyan y subsecuentemente se cosan entre si en una etapa separada. Además, se necesita un hilo o fibra adicional para conectar las preformas. Otro método para mejorar la resistencia de unión se expone en la Patente de E.U. No. 5,429,853. Sin embargo, este método es similar a los métodos descritos previamente debido a que los distintos elementos construidos por separado se unen entre si cosiendo un tercer hilo o fibra entre los dos . Aunque la técnica anterior ha buscado mejorar la integridad estructural del compuesto reforzado y ha logrado algún éxito, existe un deseo de mejorar la misma y dirigir el problema a través de un procedimiento diferente al uso de adhesivos o unión mecánica de los elementos de panel y de refuerzo separados. A este respecto, un procedimiento puede ser crear una estructura de tejido tridimensional en máquinas especializadas. Sin embargo, el gasto involucrado es considerable y raramente se desea tener una máquina tejedora dirigida a crear una estructura simple. Otro procedimiento es tejer una estructura bidimensional y doblarla para configurarla de tal manera que el panel se refuerce integralmente, i.e., los hilos se entretejen continuamente entre la base plana o porción de panel y el refuerzo. Sin embargo, esto da como resultado típicamente la distorsión de la preforma cuando la preforma se dobla. La distorsión ocurre debido a que las longitudes de la fibra como tejido son diferentes a las que deberían ser cuando la preforma se dobla. Esto ocasiona hoyuelos y ondulaciones en áreas en donde las longitudes de las fibras como tejido son muy cortas, y deformaciones en áreas en donde las longitudes de las fibras son muy largas. Estas distorsiones ocasionan anomalías de superficie indeseables y reducen la resistencia y la rigidez del componente. Aunque esto puede mitigarse mediante corte y picado, tales procedimientos son indeseables dado que son de trabajo intensivo o pueden comprometer de otra forma la integridad de la preforma. La Patente de E.U. No. 6,446,675, cuya descripción se incorpora en la presente mediante la referencia, resuelve el problema con la distorsión que ocurre durante el doblado de una preforma tejida bidimensional ajusfando las longitudes de las fibras durante el tejido de tal manera que algunas fibras son demasiado cortas en algunas áreas y otras demasiado largas en otras áreas. Durante el doblado de la preforma, las longitudes de las fibras se igualan, proporcionando una transición suave en el pliegue. Sin embargo, esta preforma tejida es únicamente capaz de proporcionar refuerzo o rigidez en una dirección, la cual es paralela a la dirección de la fibra de urdimbre. Otro procedimiento para construir paneles rígidos se expone en la Patente de E.U. No. 6,019,138 que describe un método para fabricar paneles rígidos con refuerzos de refuerzo en las direcciones tanto de urdimbre como de relleno. Como se describe, este método logra el refuerzo en dos direcciones a través del sobre tejido o tejido simple de puntos altos dentro de la porción de panel de la preforma. La utilización de este método limitará la altura del refuerzo que puede lograrse. Además, este método requiere que la preforma se teja utilizando tres hilos. El tercer hilo, que une al refuerzo con la porción de panel de la preforma, únicamente se teje periódicamente entre los dos. Por tanto, el refuerzo no se encuentra completamente integralmente tejido con la porción de panel lo cual da como resultado una unión más débil que una unión tejida completamente integral.

Puede encontrarse un procedimiento adicional en la Patente de E.U. No. 6,733,862 cuya descripción se incorpora en la presente mediante la referencia. La Patente ?862 describe una tela adecuada como refuerzo para una estructura compuesta tridimensional. El refuerzo de fibra es aquel que puede tejerse en una máquina de tejer convencional. Comienza como una estructura bidimensional tejida que después se forma en una estructura tridimensional, particularmente una que tiene trazos profundos. Para proporcionar esto, la tela de refuerzo se teje de tal manera que, en porciones del tejido, la urdimbre y trama o fibras de relleno yacen una sobre la otra y no se entrelazan. En esta porción las fibras pueden moverse independientemente y deslizarse más allá una de la otra cuando la tela se traza o dobla en su forma. Si la porción tiene forma rectangular o cuadrada, puede colapsarse de tal manera que las fibras tanto de urdimbre como de trama se doblan sobre sí mismas y entre sí para alinearse de una manera unidireccional lo que crea una esquina que actúa como una columna de compresión en la estructura final. Por tanto, las preformas tridimensionales que pueden procesarse en componentes compuestos reforzados de fibra son deseables debido a que proporcionan resistencia mejorada en relación a los compuestos laminados bidimensionales . Estas preformas son particularmente útiles en aplicaciones que requieren que el compuesto soporte cargas fuera de plano. Sin embargo, incluso las estructuras más avanzadas conocidas hasta ahora, tales como las descritas en la patente ^862, tienen únicamente fibras de refuerzo continuas en dos de los tres planos de cualquier característica de esquina. Por consiguiente, existe una necesidad por una preforma o pieza esquinera tejida que proporcione refuerzo en tres direcciones que pueda tejerse utilizando un telar convencional y proporcione fibras de refuerzo en todos los tres planos de la pieza esquinera. Además, existe una necesidad para la integración de tal pieza esquinera en una preforma o estructura más grande. SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es mejorar las preformas de la técnica anterior descritas anteriormente. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una pieza esquinera y un método para formar una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una pieza esquinera y un método para formar una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados que se forma a partir de una tela tejida plana. Un aspecto de la presente invención es una pieza esquinera que incluye las etapas de proporcionar una tela tejida plana que incluye una primera porción tejida que tiene fibras tejidas o hilos de primera y segunda dirección, una segunda porción tejida que tiene fibras de primera dirección y fibras de segunda dirección removióles o de protección adyacentes a la primera porción tejida, y una tercera porción semi-tejida que tiene fibras de primera dirección, con dichas fibras de primera dirección selectivamente embragadas mediante las fibras de protección de segunda dirección. En donde al retiro de las fibras de protección de segunda dirección, las fibras de primera dirección de la tercera porción semi-tejida reemplazan a las fibras de protección de segunda dirección de la segunda porción tejida y forman una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados. Un aspecto adicional de la presente invención es un método para formar una pieza esquinera que incluye las etapas de proporcionar una tela tejida plana que incluye una primera porción tejida que tiene fibras tejidas de primera y segunda dirección, una segunda porción tejida que tiene fibras de primera dirección y fibras de protección de segunda dirección adyacentes a la primera porción tejida, y una tercera porción semi-tejida que tiene fibras de primera dirección, con dichas fibras de primera dirección selectivamente embragadas mediante las fibras de protección de segunda dirección. El método comprende además las etapas de doblar la tela tejida plana en al menos una dirección, y retirar las fibras de protección de segunda dirección, en donde al retiro las fibras de segunda dirección se reemplazan en la segunda porción tejida mediante las fibras de primera dirección de la tercera porción semi-tejida y forman una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados. Una vez creada la pieza esquinera, puede entonces formarse en un compuesto de cualquier manera conocida o incorporarse en una preforma o estructura más grande que a su vez se forma en un compuesto. Las diversas características novedosas que caracterizan la invención se destacan en particular en las reivindicaciones anexas a y que forman parte de esta descripción. Para un mejor entendimiento de la invención, sus ventajas operativas y objetivos específicos logrados mediante su uso, se hace referencia a la materia descriptiva adjunta en la cual se ilustran las modalidades preferidas de la invención en los dibujos adjuntos en los cuales los componentes correspondientes se identifican mediante los mismos números de referencia. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la invención, se hace referencia a la siguiente descripción y dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 es una vista isométrica de una pieza esquinera de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una vista en planta de una pieza esquinera tejida plana de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es una vista isométrica de la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2; La Figura 4 representa la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2 después de un primer pliegue; La Figura 5 representa la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2 después de un segundo pliegue; La Figura 6 representa la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2 durante la transferencia de fibras; La Figura 7 representa la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2 después de completar la transferencia de fibras; La Figura 8 representa la estructura final de la pieza esquinera tejida plana de la Figura 2; La Figura 9 representa un prototipo real de pieza esquinera tejida plana del tipo mostrado en la Figura 2; Las Figuras 10-11 representan el proceso de doblado y tejido de la pieza esquinera tejida plana de la Figura 9; La Figura 12 representa la estructura final de la pieza esquinera tejida plana de la Figura 9; La Figura 13 representa la implementación de una pieza esquinera como miembro de refuerzo; y La Figura 14 representa una pieza esquinera - integrada como parte de una preforma o estructura más grande. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención es una preforma o pieza esquinera reforzada con fibras y un método para formar una pieza esquinera reforzada con fibras que tiene fibras continuas que conectan todos los lados. Una pieza esquinera 10 se muestra en la Figura 1. La pieza esquinera 10 consiste de tres lados 12, 14, y 16 que son mutuamente perpendiculares. Tales piezas se utilizan con frecuencia para reforzar las esquinas cuando varias piezas independientes se unen entre sí. Estas son muy comunes en estructuras aeroespaciales en las intersecciones de reborde/mástil/capa exterior en las alas, y en las intersecciones de estructura/larguero/capa exterior en el fuselaje. En estructuras compuestas, es benéfico tener una pieza esquinera fabricada del mismo material que los otros componentes, debido a que todas las partes tendrán coeficientes de expansión térmica similares. Es también deseable que la pieza tenga fibras continuas que conecten cada lado. Esto puede lograrse sobreponiendo y uniendo tres componentes en forma de "L", pero las líneas de unión en la pieza resultante son áreas débiles que serán típicamente puntos de inicio de falla. Por consiguiente, la pieza esquinera reforzada con fibras de la presente solicitud se dirige a una preforma tejida integralmente que tiene fibras continuas alrededor de las tres esquinas. La fabricación de la pieza esquinera se lleva a cabo en tres etapas. Primero, una preforma plana 20, como se muestra en la Figura 2, se teje utilizando un telar convencional. Enseguida, la preforma plana se carga dentro de una instalación y la fibra de un área de la preforma se traza en otra sección, como se describirá en detalle más adelante. Finalmente, la fibra removible o de protección se desprende, dejando la pieza esquinera final 110 mostrada en la Figura 8. La segunda etapa es referida como etapa de "transferencia de fibra", y se muestra en detalle en las Figuras 3-8. La preforma plana inicial 20 se muestra esquemáticamente en la Figura 2. La preforma plana 20 puede describirse con referencia al tejido de fibra primario dentro de la preforma plana 20 que permanecerá en la pieza esquinera 110, y las fibras de protección o secundarias que se retirarán en la formación de la pieza esquinera 110. La Figura 2 representa las secciones Al y A2. Las secciones Al y A2 se encuentran tejidas con la fibra primaria en las direcciones de urdimbre y trama. Estas direcciones forman los lados izquierdo superior 116 e inferior 112 de la pieza esquinera 110 mostrada en la Figura 8. La sección Bl tiene la fibra primaria en la dirección de urdimbre y la fibra de protección en la dirección de trama. Las fibras de trama flotan sobre la mayoría de las fibras de urdimbre, pero forman un enlace alrededor de una (y solo una) fibra de urdimbre específica. Dado que las fibras de trama se enlazan alrededor de únicamente una fibra de urdimbre se referirán como semi-tejidas. Esta fibra de urdimbre se transferirá eventualmente a la posición de la trama de protección en la sección B2 para formar el lado superior derecho 114 de la pieza esquinera 110 mostrada en la Figura 8. La sección B2 tiene la fibra primaria en la dirección de urdimbre que se teje con la fibra de protección en la dirección de trama. La fibra de urdimbre en la sección Bl reemplazará eventualmente a esta fibra de trama. La sección Cl contiene la fibra primaria no tejida en la dirección de urdimbre; no existe la fibra de trama en esta sección. Este exceso de fibra se recortará eventualmente. La sección C2 tiene la fibra de protección en la dirección de urdimbre que se teje con la fibra de protección en la dirección de trama. Esta sección estabiliza a la sección B2 durante la transferencia de fibra y eventualmente se desprende. En la Figura 3 se muestra una vista isométrica de la preforma plana. Nótese que en las secciones tejidas de la preforma inicial, no existen en realidad restricciones del tipo de - - fibra que se utiliza o en el patrón de tejido básico. La preforma inicial puede incluso tener un diseño multicapa. Un diseño más complicado puede hacer el proceso de transferencia de fibra más difícil, no obstante, esto se considera dentro del alcance de la presente invención. Como se muestra en el progreso de la Figura 3 a la Figura 5, la formación inicial de la pieza esquinera 110 se logra doblando a lo largo de dos líneas de pliegue identificadas en la Figura 3, mostradas como 22 y 24 respectivamente. La finalización del pegado a lo largo de las líneas 22 y 24 se ilustra en las Figuras 4 y 5, respectivamente . Como se muestra en la Figura 5, la pieza se encuentra en posición para facilitar la etapa de transferencia de fibra. La transferencia de fibra se logra tirando cada una de las fibras de trama de protección 26 en la sección B2 fuera de la preforma 20. Cuando esto se efectúa, las fibras de urdimbre 28 en la sección Bl se tirarán hacia los sitios que ocupaban las fibras de trama de protección 26. Una fibra de urdimbre específica 28 en la sección Bl ocuparé entonces la posición en la sección B2 que se encontraba originalmente ocupada por la fibra de trama de protección 26 que se encontraba enlazada alrededor de esta. Este proceso se muestra en el progreso de la Figura 5 a la Figura 7.

La etapa final en el proceso de formación es recortar el exceso de fibra en 28a. Este consiste de las fibras de urdimbre de la sección Bl que se han tirado completamente a través de la sección B2, y toda la sección C2, (marcada con 30), como se muestra en la Figura 7. La pieza esquinera 110 resultante se muestra en la Figura 8. Como puede observarse en esta figura, existe una fibra continua alrededor de las tres esquinas. La pieza esquinera 110 puede entonces por si misma formarse en un compuesto y utilizarse como un elemento de refuerzo o incorporarse a una preforma o estructura más grande que se forma en un compuesto o se utiliza de otra manera según sea deseado. Ejemplo Se ha tejido un prototipo de preforma para validar este procedimiento. Esta preforma se tejió utilizando una combinación de fibras de aramida, carbón y vidrio para demostrar la capacidad de aplicación del procedimiento a una variedad de fibras, y para aclarar las trayectorias de la fibra en la preforma resultante. Debe notarse, que aunque las fibras utilizadas fueron aquellas listadas y pueden ser las fibras de refuerzo típicas antes mencionadas utilizadas en estructuras compuestas, esta invención es aplicable a fibras fabricadas con cualquier material adecuado para este propósito y por consiguiente no se limitan al material mencionado en la presente. Esta preforma se tejió en un telar de lanzadera convencional. La preforma tejida plana se muestra en la Figura 9. Se superpuso una cuadrícula a esta de tal manera que las regiones A1-C2 definidas en la Figura 2, pueden identificarse fácilmente. La preforma mostrada en la Figura 9 se tejió utilizando un patrón de tejido plano. Este patrón se seleccionó debido a que incluye más rizo que otros patrones comunes, tales como sargas o rasos, y presenta el reto más difícil para el proceso de transferencia de fibra en una tela de capa única. Como se mencionó anteriormente, puede utilizarse cualquier patrón de tejido. El único patrón que no puede cambiar se encuentra en la sección Bl en donde cada fibra de trama debe enlazarse alrededor de una única fibra de urdimbre. Además, los enlaces deben progresar en longitud desde la esquina inferior izquierda de la sección Bl hasta la superior derecha. La preforma mostrada en la Figura 9 se cargó dentro de un auxiliar de instalación de formación/transferencia de fibra, que la dobla en la forma y se prepararon las secciones Bl y B2 del proceso de transferencia de fibra. En las Figuras 10 y 11 se muestra prototipo de preforma cargada dentro de la instalación. La Figura 10 muestra la preforma antes de la transferencia de fibra. La Figura 11 muestra a la preforma durante la transferencia de fibra. Las placas de redaño ayudan a estabilizar las porciones varias de la preforma durante la transferencia de fibra y ayudan a minimizar la distorsión. Después de completar el proceso de transferencia de fibra, la fibra de protección se desprendió, dando como resultado la pieza esquinera mostrada en la Figura 12. Deben notarse las fibras de aramida continuas 120, las fibras de carbón 122, y fibras de vidrio 124 alrededor de las varias esquinas . La pieza esquinera mostrada en la Figura 12 se tejió en una máquina, pero la transferencia de fibras se completo a mano. Las etapas individuales requeridas para doblar la preforma y extraer la trama de protección se automatizan fácilmente. Por ejemplo, en un entorno de producción, las preformas planas pueden tejerse continuamente y enrollarse en un rollo. Este rollo de preformas planas puede entonces cargarse dentro de una segunda máquina que completa el doblado, la transferencia de fibra, y el desprendido final. Posteriormente puede formarse en una estructura compuesta en sí o incorporarse a una estructura de preforma más grande que después se forma en un compuesto. La presente invención se ha descrito principalmente en la presente con respecto a la formación de una pieza esquinera. En la aplicación tal pieza esquinera puede utilizarse en situaciones en las que es deseable reforzar una unión de dos o más secciones de un aparato. Por ejemplo en - la industria aeroespacial existe con frecuencia una necesidad de reforzar las uniones entre el material de capa exterior y un caso en el que los refuerzos tanto longitudinal como transversal soportan la capa exterior. Tal ejemplo se muestra en la Figura 13, en donde un material de capa exterior 200 incluye un larguero integral 202. Para ayudar a soportar la capa exterior 200 se une un soporte 204 a la capa exterior 200. Un agujero de ratón 206 en el soporte permite situar al soporte sobre el larguero 202 de la capa exterior 200. Para reforzar estas uniones se aplica una pieza esquinera 208 a uno o más de los lados de la intersección del larguero 202 y del soporte 204. Otra modalidad de la presente invención se muestra en la Figura 14, en donde el soporte 210 se forma mediante el proceso descrito anteriormente y tiene integrado dentro de su diseño un esquinero 208 formado con fibras continuas a través de las intersecciones de los tres planos de la esquina. Como puede apreciarse fácilmente la resistencia aumentada a partir de este diseño permite la eliminación en algunos casos de un esquinero de refuerzo como se muestra en la Figura 13. Aunque se ha descrito en detalle, en la presente, una modalidad preferida de la presente invención y modificaciones de la misma, debe entenderse que esta invención no se limita a esta modalidad y modificaciones precisas, y que pueden efectuarse otras modificaciones y - variaciones por el experto en la técnica sin alejarse de la esencia y alcance de la invención como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (16)

1. - -
2. REIVINDICACIONES 1. Una pieza esquinera formada de una tela tejida plana doblada, que comprende: una primera porción tejida que tiene fibras tejidas de primera y segunda dirección; una segunda porción tejida adyacente a la primera porción tejida que tiene fibras de primera dirección y fibras de protección de segunda dirección; y una tercera porción semi-tejida que tiene fibras de primera dirección selectivamente embragadas mediante las fibras de protección de segunda dirección, en donde al retiro de dichas fibras de protección de segunda dirección, dichas fibras de primera dirección de dicha tercera porción semi-tejida reemplazan a los hilos de protección de segunda dirección de dicha segunda porción tejida y forman una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados . 2. La pieza esquinera de la reivindicación 1 en donde las fibras de primera dirección son fibras de urdimbre, las fibras de segunda dirección son fibras de trama y las fibras de protección de segunda dirección son fibras de trama .
3. 3. La pieza esquinera de la reivindicación 1, en donde la tela tejida plana es una tela multicapa.
4. 4. La pieza esquinera de la reivindicación 1, en donde las fibras de primera y segunda dirección se seleccionan del grupo que consiste de fibras de vidrio, carbón, cerámica, aramida, y polietileno.
5. 5. La pieza esquinera de la reivindicación 1, en donde las fibras de primera y segunda dirección se encierran en un material matriz que crea un compuesto.
6. 6. La pieza esquinera de la reivindicación 1, que se encuentra integrada dentro de una preforma o estructura más grande.
7. 7. La pieza esquinera de la reivindicación 6, en donde dicha preforma o estructura más grande se encuentra encerrada en un material matriz que crea un compuesto.
8. 8. Un método para formar una pieza esquinera que comprende las etapas de: proporcionar una tela tejida plana que incluye una primera porción tejida que tiene fibras tejidas de primera y segunda dirección, una segunda porción tejida adyacente a la primera porción tejida que tiene fibras de primera dirección y fibras de protección de segunda dirección y una tercera porción semi-tejida que tiene fibras de primera dirección selectivamente embragadas mediante las fibras de protección de segunda dirección; doblar dicha tela tejida plana en al menos una dirección; y retirar dichas fibras de protección de segunda dirección, en donde durante el retiro, dichas fibras de protección de segunda dirección se reemplazan en dicha segunda porción tejida por medio de las fibras de primera dirección de la tercera porción semi-tejida y forman una pieza esquinera que tiene fibras continuas que conectan todos los lados.
9. 9. El método de la reivindicación 8, que comprende además la etapa de encerrar las fibras de primera y segunda dirección en el material matriz que crea un compuesto .
10. 10. El método de la reivindicación 8, que comprende además la etapa de cortar las porciones de las fibras de primera dirección de la tercera porción semi-tejida que se extienden más allá de un extremo de dicha segunda porción tejida después del retiro de las fibras de protección de segunda dirección de dicha segunda porción tejida.
11. 11. El método de la reivindicación 10, que comprende además la etapa de recortar una porción de dicha segunda porción tejida. -
12. 12. El método de la reivindicación 8 en donde las fibras tejidas de primera dirección son hilos de urdimbre, las fibras de segunda dirección son fibras de trama y las fibras de protección de segunda dirección son fibras de trama.
13. 13. El método de la reivindicación 8, en donde la tela tejida plana es una tela multicapa.
14. 14. El método de la reivindicación 8, que comprende además la etapa de seleccionar las fibras de primera y segunda dirección del grupo que consiste de fibras de vidrio, carbón, cerámica, aramida, y polietileno.
15. 15. El método de la reivindicación 8 en donde dicha pieza esquinera se incluye dentro de una preforma o estructura más grande.
16. 16. El método de la reivindicación 15 en donde dicha preforma o estructura más grande se encierra en un material matriz que crea un compuesto.