Brazo fabricado de material compuesto que comprende una pluralidad de segmentos articulados (12 - 16) con un eje principal longitudinal (x),

articulados unos con respetos a los otros, cada uno de dichos segmentos articulados (12 - 16) comprendiendo una estructura en forma de caja (23) y por lo menos un elemento de junta (24) unido a la misma por medio de encolado, dicha estructura en forma de caja (23) estando provista de un extremo (23a) que coopera con un extremo (24a) del elemento de junta (24) en el interior de la superficie del elemento de junta (24) caracterizado porque dichos extremos (23a, 24a) definen un área recíprocamente de solapamiento sustancialmente cónica (22) y tienen perfiles que concuerdan inclinados en un ángulo (α) con respecto al eje longitudinal (x).

Brazo fabricado de material compuesto y procedimiento de fabricación respectivo.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un brazo fabricado de material compuesto y al procedimiento de fabricación relacionado.

En particular, la presente invención se aplica de forma ventajosa particularmente a legisladores de hormigón o similares, e incluso más particularmente en todos aquellos casos en los cuales los brazos de estos vehículos se requiere que alcancen unas alturas y longitudes totales grandes y sostengan pesos considerables. De forma ventajosa preferiblemente se aplica en el sector de la construcción, para la distribución de hormigón o bien otro material similar y preferiblemente es del tipo que comprende una pluralidad de segmentos articulados que giran uno con respecto a los otros en los extremos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los vehículos para trabajos pesados utilizados en el sector de la construcción son conocidos, consistiendo generalmente en un camión en cual está instalado un brazo el cual tiene una pluralidad de segmentos articulados que giran uno con respecto a los otros en los extremos. El brazo se puede orientar, extender o abrir telescópicamente para la distribución de hormigón o un material similar. El brazo es capaz de alcanzar distancias considerables desde el camión de modo que se garantiza una flexibilidad de utilización máxima del vehículo para trabajos pesados. El peso global del brazo incrementa con el incremento de la distancia que puede alcanzar y esto depende del número y la longitud de los segmentos articulados los cuales lo componen. La necesidad de flexibilidad por lo tanto entra en conflicto con los límites del volumen y el peso del propio brazo.

A partir del documento EP 2039498A se conoce un brazo extensible para la distribución de hormigón, por lo menos parcialmente fabricado de material compuesto de modo que se reduce el peso del brazo, dada la misma extensión alcanzada, con respecto a un brazo tradicional fabricado de un material de metal. El material compuesto tiene buenas características de resistencia y rigidez, pero también una mayor ligereza. Un brazo según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido a partir documento EP 2039498A.

Sobre la base de la idea de la utilización de material compuesto para la construcción del brazo articulado, el documento EP 1970344A muestra una posible construcción técnica para el brazo, la cual tiene por objetivo reducir los costes de fabricación, caracterizando la máxima flexibilidad y versatilidad de fabricación. Según esta técnica cada estructura principal en forma de caja de los segmentos del brazo está formada mediante el depósito de una pluralidad previamente definida de capas de material compuesto previamente impregnado en un molde de formación. Entonces esta estructura en forma de caja fabricada de material compuesto se somete a polimerización y, una vez extraída del molde, elementos de junta terminales son unidos a la misma a fin de unirlos a los otros segmentos adyacentes, a fin de formar, una vez se completa el montaje, un brazo con segmentos articulados. Al mismo tiempo que se diseñaron los brazos, se realizó un experimento con una técnica de encolado para encolar la estructura en forma de caja a un elemento de junta de modo que se forme un segmento completo. Más específicamente, en la figura 4 se representa esquemáticamente un área de encolado 122 entre los extremos 123a y 124a, que pertenecen respectivamente a una estructura en forma de caja 123 y a un elemento de junta 124 de un segmento articulado genérico 112 – 116. Los extremos 124a del elemento 124 se acoplan paralelos y se encolan en el exterior de los extremos respectivos 123a de la estructura 123 por medio de una capa de cola, o bien otro material adhesivo 25 interpuesto. El ángulo formado entre el eje longitudinal de la estructura en forma de caja 123 y el perfil del extremo 123a de la estructura en forma de caja 123 es cero. Pruebas experimentales mostraron que, durante la acción del brazo, en la capa de cola 25 se ejerce una energía cortante que coincide con la fuerza axial generada por un momento de flexión aplicado. La fuerza axial es paralela al eje longitudinal del segmento articulado 112 – 116 considerado. Se mostró experimentalmente que el estado de tensión, y por lo tanto el criterio de resistencia de la capa de cola 25, está dominado, en su mayor parte, por la acción de la fuerza cortante, definida como aquella fuerza la cual tiende a hacer que los extremos que se solapan 123a y 124a deslicen uno encima del otro.

Una desventaja de este procedimiento de encolado es que la capa de cola 25 está en un alto estado de tensión cuando el segmento articulado 112 – 116 está en uso. Por supuesto la fuerza cortante es alta, que coincide con la fuerza axial aplicada. Por consiguiente, las tensiones las cuales afectan a la capa de cola interpuesta entre las vigas en las cajas y la junta terminal son altas y el daño por fatiga es significante, resultando en una vida útil limitada del segmento articulado y por lo tanto del brazo que lo comprende.

El propósito de la presente invención es fabricar un elemento, o segmento, de un brazo articulado en el cual la técnica de conexión de la viga en forma de caja y la junta terminal permita alargar la duración de la vida útil del brazo.

El solicitante ha inventado, verificado y realizado la presente invención para superar las limitaciones del estado de la técnica y obtener estos y otros propósitos y ventajas.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se establece y está caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras las reivindicaciones subordinadas describen otras características de la invención o variantes de la idea inventiva principal.

Según el propósito anterior, un brazo fabricado de material compuesto según la presente invención comprende una pluralidad de segmentos articulados con un eje longitudinal principal, que pueden girar unos con respecto a los otros en los extremos. El brazo, en la posición de transporte, tiene sus segmentos constituyentes plegados hacia atrás unos sobre los otros de modo que ocupen tan poco volumen como sea posible, mientras, en la posición de trabajo, los segmentos están todos o parcialmente extendidos o desplegados a fin de alcanzar la distancia deseada. Cada segmento articulado según la invención comprende una estructura en forma de caja fabricada de material compuesto y por lo menos un elemento de junta unido por medio de encolado a la estructura en forma de caja de modo que permita la conexión con otro segmento adyacente del brazo articulado. La estructura en forma de caja tiene un extremo que coopera con un extremo del elemento de junta en el interior de la superficie del elemento de junta, definiendo un área de solapamiento.

Según una realización característica de la presente invención, el área de solapamiento entre el extremo de la estructura en forma de caja y el extremo de acoplamiento del elemento de junta define un acoplamiento sustancialmente cónico. Un acoplamiento sustancialmente cónico significa, en este caso y más adelante, un área de acoplamiento que pertenece a una superficie cónica o de cono truncado, en la cual los extremos de la estructura en forma de caja y el elemento de junta para ser encolados recíprocamente tienen perfiles los cuales están de forma concordante inclinados el mismo ángulo con respecto al eje principal del segmento articulado. Este tipo de acoplamiento permite incrementar el área de solapamiento con respecto al caso sin inclinación, reduciendo la tensión tangencial la cual afecta a la capa de cola interpuesta entre los dos extremos que se van a conectar, dada la misma carga aplicada.

Según una variante de la presente invención, el ángulo de inclinación de los perfiles de los extremos de la estructura en forma de caja y del elemento de junta está comprendido entre 1 y 5 grados inclusive. La elección de esta gama depende del hecho de que un valor de la inclinación de menos de 1 grado sería insuficiente para determinar un incremento apreciable del área de encolado con respecto al caso en el cual esta inclinación fuera cero. Por otra parte, un valor mayor de 5 grados implicaría un incremento considerable en el área de solapamiento, pero tendría la desventaja de la generación de una fuerza normal al eje longitudinal principal no despreciable en módulo, que tendería a separar las piezas fabricadas de material compuesto.

Según... [Seguir leyendo]

1. Brazo fabricado de material compuesto que comprende una pluralidad de segmentos articulados (12 – 16) con un eje principal longitudinal (x) , articulados unos con respetos a los otros, cada uno de dichos segmentos articulados (12 – 16) comprendiendo una estructura en forma de caja (23) y por lo menos un elemento de junta (24) unido a la misma por medio de encolado, dicha estructura en forma de caja (23) estando provista de un extremo (23a) que coopera con un extremo (24a) del elemento de junta (24) en el interior de la superficie del elemento de junta (24) caracterizado porque dichos extremos (23a, 24a) definen un área recíprocamente de solapamiento

sustancialmente cónica (22) y tienen perfiles que concuerdan inclinados en un ángulo (α) con respecto al eje

longitudinal (x) .

2. Brazo fabricado de material compuesto según la reivindicación 1 caracterizado porque dicho ángulo de inclinación (α) está comprendido entre 1 y 5 grados.

3. Brazo fabricado de material compuesto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho ángulo de inclinación (α) está comprendido entre 2, 5 y 3, 5 grados.

4. Procedimiento para fabricar un brazo fabricado de material compuesto que comprende una pluralidad de segmentos articulados (12 – 16) con un eje principal longitudinal (x) , articulados unos con respetos a los otros, cada uno de dichos segmentos articulados (12 – 16) comprendiendo una estructura en forma de caja (23) y por lo menos un elemento de junta (24) unido a la misma por medio de encolado, dicha estructura en forma de caja (23) estando provista de un extremo (23a) que coopera con un extremo (24a) del elemento de junta (24) en el interior de la superficie del elemento de junta (24) caracterizado porque comprende una fase en la cual dicha es estructura en forma de caja (23) y dicho elemento de junta (24) son fabricados separadamente y de tal manera que por lo menos un extremo (23a y 24a) de cada uno de los dos tiene un perfil inclinado un ángulo (α) con respecto al eje longitudinal

(x) y una fase en la cual dichos extremos (23a y 24a) están encolados de forma concordante, realizando una junta sustancialmente cónica.

5. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado porque dicho ángulo (α) de inclinación está comprendido entre 1 y 5 grados.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado porque dicho ángulo de inclinación (α) está comprendido entre 2, 5 y 3, 5 grados.

(ESTADO DE LA TÉCNICA)