PROCEDIMIENTO PARA EL ENSAMBLAJE AUTOMATIZADO DE ESTRUCTURAS TUBULARES.

Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares,

que permite, de forma robusta y rápida, la construcción de estructuras. Es un sistema especialmente indicado para el ensamblaje de manera remota de estructuras tubulares, siendo necesaria tan solo la colocación de las piezas a unir en la posición adecuada mediante un brazo articulado, o incluso colgadas en un helicóptero o vehículo aéreo no tripulado. El sistema, una vez colocadas las piezas en posición, de forma autónoma, realiza el ensamblaje mediante una descarga de gas a alta presión dentro del tetón macho del sistema, provocando su deformación hasta quedar perfectamente encajado en el casquillo. El sistema que provoca la descarga puede ser controlado bien de forma remota o bien ser autónomo, y empleando un sensor que envíe la señal de descarga al confirmar el posicionamiento adecuado de las piezas.

Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares, que permite, de forma robusta y rápida, la construcción de estructuras. Es un sistema especialmente indicado para el ensamblaje de manera remota de estructuras tubulares siendo necesaria tan sólo la colocación de las piezas a unir en la posición adecuada mediante un brazo, o incluso colgadas en un helicóptero o vehículo aéreo no tripulado.

El sistema, una vez colocadas las piezas en posición, de forma autónoma, realiza el ensamblaje mediante una descarga de gas a alta presión dentro del tetón macho del sistema, provocando su deformación hasta quedar perfectamente encajado en el casquillo. El sistema que provoca la descarga puede ser controlado bien de forma remota o bien ser autónomo, y empleando un sensor que envíe la señal de descarga al confirmar el posicionamiento adecuado de las piezas.

La presente invención se refiere al sector de la técnica referida al montaje y ensamblaje de estructuras, concretamente para el caso de estructuras tubulares.

ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA

Si bien se conocen diversos mecanismos de conexión de elementos tubulares, no se ha detectado en el estado de la técnica conocido, ningún sistema o procedimiento para el ensamblaje de estructuras tubulares de forma remota, mediante una descarga de gas a alta presión dentro del tetón macho del sistema, provocando su deformación hasta quedar perfectamente encajado en el casquillo.

Respecto a los sistemas conocidos, la presente invención presenta la ventaja principal de permitir el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares en lugares de difícil acceso de una forma rápida y segura que podría realizarse, además, sin intervención humana (utilizando vehículos no tripulados) .

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema para ensamblaje automatizado de estructuras tubulares está dividido en dos partes (tetón -macho-y casquillo -hembra-) que se conectan a los tubos a ensamblar por el procedimiento que se estime oportuno.

La pieza correspondiente al macho está compuesta principalmente por tres partes: tetón de forma tronco-cónica redondeado en el extremo, y hueco; cámara de alta presión de gas; y válvula de descarga controlada por un sistema electrónico que recibe la orden de forma remota y vía inalámbrica. Además, incluye, aunque no como parte fundamental de la invención, el sistema de cogida al tubo que forma parte de la estructura a ensamblar.

La pieza correspondiente a la hembra del sistema tiene un hueco para el alojamiento del tetón de la pieza macho con forma cilíndrica, de acuerdo a las dimensiones que tomará el tetón una vez deformado por la descarga de gas a alta presión.

Además, puede incluir en la base de dicho alojamiento un sensor/transmisor que permita detectar la entrada del tetón hasta el fondo y enviar la señal para la descarga del gas en el macho, de forma automática y autónoma.

El sistema puede incluir, además, un sistema de guías o modificaciones en el perfil tanto del tetón del macho como en el alojamiento de la pieza hembra que eviten el giro relativo de las dos piezas una vez ensambladas y/o mejoren el agarre del sistema añadiendo robustez al ensamblaje y/o faciliten el posicionamiento inicial de las dos partes a ensamblar.

También es posible añadir, además de, o en vez de, una resina que aumente el coeficiente de rozamiento entre ambas partes para evitar tanto giros como desplazamientos longitudinales de las piezas y/o tratamientos o acabados, que doten de cierta rugosidad a las superficies del macho y la hembra que entran en contacto tras el ensamblaje, para mejorar las prestaciones mecánicas del sistema.

El proceso de ensamblaje comprende una primera fase de colocación en la que el tetón se introduce en la cavidad de la pieza hembra. A continuación la electrónica de control de la válvula de descarga recibirá la orden de actuación, vía inalámbrica, y activará la válvula de descarga que liberará el gas dentro del tetón macho cónico produciendo una modificación en su forma.

La orden de activación de la válvula de descarga puede provenir bien del sensor antes mencionado situado en la pieza hembra o bien desde otro sistema remoto que envíe la señal una vez asegurado el posicionamiento de las partes.

Descripción de los dibujos

Figura 1. Detalle completo del sistema automatizado de ensamblaje.

Se muestra una vista de las dos piezas del sistema, en la parte inferior el tetón macho y en la superior el casquillo.

Figura 2. Detalle de tetón -macho-del sistema.

Se muestra la pieza macho.

Figura 3. Detalle del casquillo -hembra-del sistema.

Se muestra un esquema la pieza hembra de la invención consistente en el casquillo en el que se alojará el tetón macho del sistema.

Figura 4. Deformación del tetón producida por la descarga del gas a alta presión.

Esquema de funcionamiento de la pieza macho.

Figura 5. Posible perfil de la hembra del sistema machi-hembrado para evitar giros relativos en el eje axial entre las dos partes ensambladas.

Ejemplo de perfil del sistema machi-hembrado que evita rotaciones relativas entre las dos partes ensambladas. Se muestra un diente de sierra romo que además permite el rápido y fácil ensamblaje entre las dos piezas ya que se autocorrige la posición debido a las pendientes en las superficies.

1. Casquillo -hembra-.

2. Tetón -macho-.

3. Zona de cogida a la Estructura tubular.

4. Casquillo hembra para el alojamiento del tetón (hueco)

5. Cámara de descarga o de expansión.

6. Interfaz.

7. Cámara de presión.

8. Electrónica de control de la válvula de descarga.

9. Válvula de sentido único. 1O. Región de adaptación de diámetros.

11. Rosca.

12. Flechas indicativas de dirección.

13. Diente de sierra romo.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE

Se describe a continuación una propuesta de realización de la invención descrita sin que ésta propuesta de realización suponga una opción óptima. Se considerará en lo sucesivo la estructura tubular a unir formada por tubos de sección circular; en estos tubos hay que habilitar una forma de cogida para el sistema propuesto, en este caso una rosca interna.

El sistema machi-hembrado para ensamblaje automático posee dos piezas casquillo -hembra- (1) y tetón -macho- (2) que se conectan a los tubos a ensamblar por el procedimiento que se estime oportuno, tal y como se muestra en la figura 1.

El casquillo -hembra- (1) presenta dos partes claramente diferenciadas: la zona de cogida a la estructura tubular (3) que se quiera ensamblar, que típicamente poseerá una rosca para su unión

o algún otro sistema que se elija, y la parte que conforma el alojamiento o casquillo hembra para el alojamiento del tetón (hueco)

y un diámetro interno adecuado para el alojamiento del tetón -macho- (2) .

El tetón -macho- (2) , posee también dos partes bien diferenciadas y una interfaz (6) entre ellas. Las dos partes principales están constituidas por una cámara de descarga o de expansión (5) con unas paredes diseñadas adecuadamente para provocar el efecto deseado de deformación del tetón tras la descarga; y, en segundo lugar, la cámara de presión (7) destinada a almacenar el gas a alta presión hasta el momento de la descarga que provoque la fijación. Dicha cámara de presión tendrá un dimensionamiento en las paredes adecuado a la presión. Entre ambas cámaras se encuentra la superficie que hace las funciones de interfaz y donde se aloja el sistema que gestiona la descarga, constituido básicamente por una válvula controlada por un dispositivo electrónico activado a distancia,

o electrónica de control de la válvula de descarga (8) .

El...

1. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares, caracterizado por constar de dos piezas machi-hembradas colocadas en los extremos de los tubos a ensamblar, incluyendo el macho un sistema automático, electrónicamente controlado, de alta presión de gas con una válvula de descarga capaz de modificar la forma del tetón por la descarga del gas para asegurar el ensamblaje de ambas partes.

2. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema machi-hembrado para ensamblaje automático posee dos piezas: casquillo -hembra-y tetón -macho-que se conectan a los tubos a ensamblar. El casquillo -hembra-presenta a su vez dos partes: la zona de cogida a la estructura tubular que se quiera ensamblar, con rosca para su unión u otro sistema de cogida, y la parte que conforma el alojamiento para la otra pieza de la invención con un diámetro externo mayor y un diámetro interno adecuado para el alojamiento del tetón -macho-. El macho del sistema, así mismo, incorpora dos partes: la oquedad superior o cámara de presión a muy alta presión, de forma cilíndrica, donde se almacenará el gas hasta el momento de la descarga, con un diámetro externo igual al interno del tubo a ensamblar y cuya superficie estará provista de un sistema para la cogida a la estructura tubular, típicamente una rosca. La cámara de gas a alta presión posee, además, una válvula de llenado y se sitúa en el extremo opuesto al tetón macho deformable; y por otra, la oquedad inferior, que es la cámara de descarga, donde se alberga el tetón tronco-cónico invertido deformable, con una superficie de espesor variable para que tras la descarga de gas en la cámara de descarga se deforme dentro de la pieza hembra, realizando el ensamblaje. Entre ambas oquedades que conforman la cámara de presión y la de descarga se incorpora una pared horizontal donde se aloja la válvula de sentido único y controlada, de forma remota, que libera el gas en el momento de la descarga y la electrónica de control de la válvula, la cual irá adherida a dicha superficie en el lado correspondiente a la cámara de descarga.

3. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares según la reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque una vez realizada la cogida al tubo que se quiere ensamblar mediante una rosca o sistema equivalente que garantice su fijación, y tras colocar debidamente el tetón dentro del casquillo-hembra, desde la electrónica de control de la válvula de descarga se enviará la señal de apertura de la misma produciéndose la descarga de gas desde la cámara de presión hacia la cámara de expansión, produciéndose la deformación del tetón en la dirección indicada por las flechas en la figura 4, quedando la pieza macho encajada en el casquillo.

4. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares según la reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque se incorpora un perfil que permite el encaje entre el macho y la hembra del sistema, pero no el giro relativo entre ambos una vez ensamblados.

5. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares según la reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, caracterizado porque el sistema electrónico de control situado en la pieza macho del sistema incluye también un sensor en la parte hembra que activa el dispositivo electrónico de control de la válvula de sentido único.

6. Procedimiento para el ensamblaje automatizado de estructuras tubulares según la reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5, caracterizado porque el tetón macho posee forma cónica invertida siendo más ancho por su extremo, siendo la hembra acorde a esta forma, aumentando la seguridad de la unión y las prestaciones mecánicas del sistema.