Procedimiento para fabricar brazos de un material compuesto para la distribución de hormigón y brazo obtenido de ese modo.

Procedimiento para fabricar un brazo de material compuesto para estructuras modulares articuladas o telescópicas para la distribución de hormigón,

que proporciona preparar un molde del tipo macho (11) que tiene una sección transversal provista de por lo menos una pared sustancialmente plana, la cual se reduce en por lo menos uno de sus tamaños y en por lo menos una parte longitudinal, pasando desde uno de sus extremos al otro y que comprende una primera fase de deposición en la cual una o más capas de fibra (16, 25) son distribuidas en la superficie exterior (17) de dicho molde de tipo macho (11), dichas fibras (16, 25) pueden estar o no impregnadas previamente con una matriz resinosa, y una segunda fase de extracción en la cual el molde macho (11) es expulsado del producto así obtenido, estando provisto un posible tratamiento térmico, por ejemplo en una autoclave, antes de la extracción del producto, caracterizado por que durante dicha primera fase de deposición está provista una distribución de dichas fibras (16, 25) con una concentración variable a lo largo de la extensión longitudinal de dicho molde macho (11).

Procedimiento para fabricar brazos de un material compuesto para la distribución de hormigón y brazo obtenido de ese modo

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención concierne a un procedimiento para fabricar brazos de un material compuesto utilizados para la distribución de hormigón o bien otro material similar al hormigón y montados en vehículos de trabajo pesados, tales como camiones, una mezcladora de hormigón o una grúa.

En particular, la presente invención concierne a un procedimiento para fabricar brazos de un material compuesto que pueden ser unidos unos a otros en los extremos para formar una estructura modular articulada o telescópica, la cual puede adoptar una pluralidad de posiciones entre una posición plegada de volumen mínimo y una posición de máxima extensión.

La invención también concierne al brazo de un material compuesto logrado con el procedimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos los brazos tubulares de un material compuesto utilizados para fabricar estructuras articuladas o telescópicas, los cuales son móviles y se utilizan para sostener y guiar medios de transporte para materiales, tales como por ejemplo tuberías para transportar hormigón o materiales similares al hormigón.

Un ejemplo de brazos de este tipo se describe en la patente europea EP-B-1.97.344, a nombre del solicitante, la cual describe brazos de material compuesto articulados unos a otros en los extremos para formar una estructura articulada y móvil para vehículos pesados.

Los brazos en cuestión globalmente tienen una sección sustancialmente cuadrada o genéricamente poligonal, circular o elíptica, la cual se reduce por lo menos según un tamaño característico al pasar de un extremo a otro y un desarrollo en longitud mucho mayor que aquél de otros tamaños.

Dichos brazos pueden estar provistos de elementos de refuerzo y de aumento de la resistencia, de elementos de conexión para la conexión a otros brazos o a medios de movimiento o también de equipo específico basado en la diversa utilización de los brazos.

A partir del documento EP-A-2.39.498, también a nombre del solicitante, es conocido un procedimiento para fabricar brazos de este tipo de material compuesto, el cual proporciona una primera fase en la cual una cantidad adecuada de capas de fibra se deposita dentro del volumen de moldes hembra adecuados; la fibra puede estar ya previamente impregnada o ser impregnada en una fase subsiguiente. El procedimiento también comprende una segunda fase en la cual el material compuesto se somete a un proceso de calentamiento, típicamente en una autoclave y una fase final en la cual se llevan a cabo los trabajos de acabado mecánico necesarios.

Una desventaja de este procedimiento conocido es que las operaciones que se van a llevar a cabo no se pueden realizar de un modo completamente automático. Por consiguiente la productividad se mantiene limitada, las diferencias entre una forma de realización y otra de un mismo modelo de brazo pueden ser considerables y los costes laborales no se pueden optimizar.

Una desventaja adicional del procedimiento conocido es que resulta difícil para las máquinas que funcionan acceder a algunas áreas del molde, lo cual adicionalmente complica la posibilidad de hacer automático el proceso. Además, en el caso de brazos con una sección hueca, puede ser necesario proporcionar dos moldes hembra para fabricar las dos piezas, simétricamente según un plano que pase a través del eje longitudinal de brazo, las cuales se deben unir después.

El documento US 26/25764 revela un procedimiento para fabricar un brazo de un material compuesto que utiliza un molde del tipo macho según el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

Un propósito de la presente invención es mejorar el proceso productivo de los brazos de material compuesto descritos antes, a fin de hacer el proceso más adecuado para la automatización y de ese modo garantizar una productividad mayor.

Otro propósito de la presente invención es fabricar un producto que se pueda repetir y producir con características uniformes y costes y tiempos reducidos.

El solicitante ha contemplado, comprobado y realizado la presente invención para superar las limitaciones del estado de la técnica y obtener éstos y otros propósitos y ventajas.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente Invención se establece y está caracterizada en las reivindicaciones independientes 1 y 13, mientras las reivindicaciones subordinadas describen otras características de la invención o variantes de la idea inventiva principal.

Según los propósitos anteriores, un procedimiento para fabricar un brazo de material compuesto para estructuras articuladas o telescópicas modulares, según la presente invención como se define la reivindicación 1, comprende una primera fase en la cual una o más capas de fibra son distribuidas, junto con o sin la matriz resinosa (esto es, fibras previamente impregnadas o secas), sobre la superficie exterior de un molde del tipo macho que tiene una sección transversal definida mediante por lo menos una, preferiblemente dos, paredes sustancialmente planas, en el cual la sección del molde macho se reduce, posiblemente con segmentos intermedios constantes, en por lo menos uno de sus tamaños pasando de uno de sus extremos al otro.

En una solución de la invención, la sección es poligonal, ventajosamente rectangular o cuadrada, en la cual todas las caras en las cuales consisten son sustancialmente planas.

En una forma de realización preferencial, la sección poligonal está caracterizada porque tiene sus bordes redondeados o con radios.

En este caso, la reducción de la sección transversal puede ocurrir en ambos tamaños en el ancho de las secciones rectangulares o cuadradas.

En el caso de una sección cuadrada, puede ser cuadrada en correspondencia con un extremo a fin de transformarla en una sección rectangular en correspondencia con el otro extremo.

Viceversa, una sección rectangular en un extremo se puede transformar en una sección cuadrada en correspondencia con el otro extremo.

En otra forma variante, la sección puede ser rectangular tanto en el extremo delantero como en el extremo trasero, con una reducción en el área de la sección entre los dos extremos.

La técnica de deposición se escoge a partir de una u otra de las técnicas sustancialmente conocidas, tales como el moldeo por transferencia de resina (RTM), la técnica de infusión, la técnica de pultrusión, la técnica de devanado de filamentos, etcétera.

La utilización de un molde del tipo macho permite una deposición más fácil del material mediante las máquinas utilizadas para este propósito, por encima de todo cuando la forma que se va a fabricar tiene zonas geométricamente complicadas caracterizadas por tamaños pequeños.

Además, el molde puede ser extraído simplemente expulsándolo del material compuesto depositado por encima del mismo, una vez se ha completado la fase del tratamiento térmico de consolidación.

Si está provisto, el tratamiento térmico puede ser llevado a cabo por ejemplo en una autoclave o con otro procedimiento conocido. También está previsto que el tratamiento térmico no sea necesario, o sea llevado a cabo de otros modos.

Posibles trabajos mecánicos para eliminar cualquier material en exceso y para fabricar los asientos de asociación para los componentes auxiliares del brazo, tales como casquillos, aberturas y placas de refuerzo o conexión a otros brazos también pueden estar provistos después de la extracción del molde macho del producto.

El brazo de material compuesto obtenido de ese modo consiste en una viga hueca, con una sección preferentemente cuadrada, o globalmente poligonal o bien de otra forma, con por lo menos una cara plana, ventajosamente dos, para la unión del equipo o accesorios de movimiento o de refuerzo, con un desarrollo en longitud mucho mayor que los tamaños característicos de la sección.

La sección transversal del brazo progresivamente se reduce, de una manera continua o continua por segmentos, según por lo menos uno de sus tamaños, desde un extremo del brazo hasta el otro.

Una ventaja la cual caracteriza esta reducción en la sección es que la geometría de la sección crece a medida que incrementa el momento de flexión en el brazo y por tanto incrementa su rendimiento. Esto significa que, dada la misma carga, la sección que se reduce consistirá en un número inferior de capas de carbono comparado con el caso de una sección con una geometría constante.

A diferencia de las soluciones conocidas, en las que se utilizan técnicas de moldeado en otros campos con moldes macho similares a... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar un brazo de material compuesto para estructuras modulares articuladas o telescópicas para la distribución de hormigón, que proporciona preparar un molde del tipo macho (11) que tiene una sección transversal provista de por lo menos una pared sustancialmente plana, la cual se reduce en por lo menos uno de sus tamaños y en por lo menos una parte longitudinal, pasando desde uno de sus extremos al otro y que comprende una primera fase de deposición en la cual una o más capas de fibra (16, 25) son distribuidas en la superficie exterior (17) de dicho molde de tipo macho (11), dichas fibras (16, 25) pueden estar o no impregnadas previamente con una matriz resinosa, y una segunda fase de extracción en la cual el molde macho (11) es expulsado del producto así obtenido, estando provisto un posible tratamiento térmico, por ejemplo en una autoclave, antes de la extracción del producto, caracterizado por que durante dicha primera fase de deposición está provista una distribución de dichas fibras (16, 25) con una concentración variable a lo largo de la extensión longitudinal de dicho molde macho (11).

2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado por que durante dicha primera fase, dichas fibras (16, 25) son depositadas en una primera parte (52) de dicho molde macho (11) para definir por lo menos un primer segmento (5) de dicho brazo (1) que tiene un desarrollo cónico con un ángulo de conicidad ((3) mayor que 5o, preferiblemente entre 5o y 2°, Incluso más preferiblemente entre 1° y 15°.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 caracterizado por que durante dicha primera fase dichas fibras (16, 25) son distribuidas en una segunda parte (53) de dicho molde macho (11) para definir por lo menos un segundo segmento (51) de dicho brazo (1) que tiene por lo menos una de sus paredes (32) de la sección transversal con un perfil con un desarrollo parabólico.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 y 3 caracterizado por que dicho primer segmento (5) se extiende en aproximadamente el 2% de la longitud global de dicho brazo (1) y dicho segundo segmento (51) se extiende en la parte restante.

5. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado por que durante dicha primera fase de deposición está provista la deposición de una concentración menor de fibras (16, 25) en correspondencia con la sección del molde macho (11) que tiene un tamaño mayor a fin de incrementar gradualmente en una dirección longitudinal hacia la sección con tamaños menores.

6. Procedimiento según la reivindicación 5 caracterizado por que en correspondencia con la sección del molde macho (11) con tamaños menores, una capa de fibras (16, 25) es depositada con un grosor sustancialmente el doble del grosor depositado en correspondencia con la sección del molde macho (11) con tamaños menores.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que durante dicha primera fase de deposición se depositan varias capas superpuestas de dichas fibras (16, 25), cada una de dichas capas estando provista de fibras depositadas según diferentes orientaciones.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que proporciona que la segunda sección de dicho molde macho (11) sea poligonal, rectangular o cuadrada, en el que todas las caras, de las cuales consta, son sustancialmente planas.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que proporciona que dicha sección poligonal tenga dos lados consecutivos de la sección redondeados uno con respecto al otro.

1. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la técnica para la deposición de las fibras se escoge a partir de una u otra de moldeo por transferencia de resina (RTM), la técnica de infusión, la técnica de pultrusión, la técnica de devanado de filamentos, etcétera.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que después de la extracción del molde macho (11) del producto, están provistos trabajos mecánicos a fin de eliminar el material en exceso y fabricar los asientos de asociación para los componentes auxiliares del brazo, tales como casquillos, aberturas y placas de refuerzo o conexión a otros brazos.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que está provista una fase intermedia entre dicha primera y dicha segunda fase en el cual dicho molde macho (11) en el cual dichas fibras (16, 25) son enrolladas es insertado en una carcasa (26) y una matriz resinosa se introducen utilizando canales (27) realizados en dicha carcasa (26) a fin de impregnar dichas fibras (16, 25).

13. Brazo fabricado de material compuesto para estructuras modulares articuladas o telescópicas para la distribución de hormigón, obtenido con un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una sección cuadrada o globalmente poligonal, con por lo menos una cara plana (31, 32, 33), ventajosamente dos, para la unión del equipo de movimiento o de refuerzo o accesorios, con un desarrollo en longitud mucho mayor

que los tamaños característicos de la sección, sección la cual se reduce progresivamente, de una manera continua o por segmentos, según por lo menos uno de sus tamaños, desde un extremo hasta el otro extremo del brazo.

14. Brazo según la reivindicación 13 caracterizado por que la reducción en la sección a lo largo de la extensión 5 longitudinal es de tal tipo que la relación entre su sección final y la sección inicial, en donde S es la sección inicial y s es la sección final, está definida por la fórmula s = ,4 - ,6 S.

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