ES2207554T3 - Elemento constructivo reforzado con perfiles. - Google Patents

Elemento constructivo reforzado con perfiles.

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Abstract

Elemento constructivo reforzado con perfiles con, al menos, un perfil de refuerzo alargado, que está embutido profundamente en el elemento constructivo, discurriendo a lo largo de la extensión longitudinal del perfil (4) de refuerzo, al menos por secciones, unas escotaduras (26) en el elemento (2) constructivo, y estando encolado en las escotaduras un perfil (10, 12) de fijación, caracterizado porque el perfil (10, 12) de fijación está encolado en el perfil (4) de refuerzo y en una superficie (8) del elemento (2) de refuerzo.

Description

Elemento constructivo reforzando con perfiles.
Ámbito técnico
El presente invento se refiere a un elemento constructivo reforzado con perfiles con, al menos, un perfil de refuerzo, que está embutido profundamente en el elemento constructivo.
Estado actual de la técnica
Tales elementos constructivos reforzados con perfiles se utilizan como elementos en forma de plancha, por ejemplo, para la realización de construcciones de cajas de vagones de vehículos sobre carriles en el campo de paredes laterales y divisorias, techos y pisos. En particular, se vela en este caso por una resistencia lo más alta posible, por una rigidez y, al mismo tiempo, por un peso reducido del elemento constructivo. Se garantiza esto por que los materiales ligeros utilizados por razones de una reducción del peso, por ejemplo, materiales compuestos de fibras, se refuerzan con perfiles de refuerzo integrados en el elemento constructivo.
Una fijación de los elementos constructivos en forma de plancha en la construcción de cajas de vagones tiene lugar habitualmente por perfiles de fijación encolados en los elementos constructivos, por medio de los cuales los elementos constructivos quedan sujetos a pilares y/o travesaños de una construcción portante de la caja del vagón o a elementos constructivos limítrofes. En esta aplicación de los elementos constructivos por medio de perfiles de fijación encolados, se originan, sin embargo, problemas en lo que se refiere a la capacidad de carga de la unión por encolado entre el elemento constructivo y el perfil de fijación. Así, pues, la unión encolada no resiste frecuentemente una carga de empuje elevada, ya que el perfil de fijación está encolado únicamente en la superficie del techo del elemento constructivo y, por ello, no se puede montar con suficiente firmeza al elemento constructivo.
Para mejorar la unión entre el elemento constructivo y el perfil de fijación, se conoce atornillar o roblonar perfiles de fijación en los elementos constructivos y, con ello, anclarlos en el elemento constructivo. En tales perfiles de fijación atornillados, se transmiten fuerzas o tensiones existentes en la construcción portante de la caja del vagón fuerzas o tensiones presentes a través de los perfiles de fijación a los elementos constructivos. Para la fijación de los perfiles, se han de observar, por ello, requerimientos de una introducción de fuerzas uniforme en los elementos constructivos, en especial, se ha de garantizar que las fuerzas presentes se distribuyan y se transmitan bien en el elemento constructivo, de modo que se eviten tensiones y distorsiones en el elemento constructivo. Sin embargo, ya se originan tensiones al atornillar o roblonar los perfiles de fijación en el elemento constructivo, de modo que no se puede asegurar siempre una introducción uniforme de las fuerzas a través de los perfiles de fijación en el elemento constructivo.
El documento DE 196 39 339 A1 describe un elemento constructivo reforzado por perfiles según el preámbulo de la reivindicación 1, con un perfil de fijación longitudinal, que está embutido completamente en el elemento constructivo. El perfil de refuerzo cubre una cabeza de perfil, que se asienta en una escotadura del elemento constructivo. La cabeza del perfil presenta dos alas laterales, que se extienden paralelamente al perfil de refuerzo alargado.
Representación del invento
Se le plantea al invento el problema de crear un elemento constructivo reforzado con perfiles, que se monte sencilla y seguramente, así como que se pueda configurar con el menor gasto posible de modo que sea suficiente para los requerimientos correspondientes a una introducción y una distribución uniformes de las fuerzas que se introducen.
La solución de este problema tiene lugar por medio del elemento constructivo descrito en la reivindicación 1.
Por consiguiente, el elemento constructivo según el invento está provisto de, al menos, un perfil de refuerzo alargado, profundamente embutido. Al mismo tiempo, discurren a lo largo de la extensión longitudinal del perfil de fijación, al menos por secciones, unas escotaduras en el elemento constructivo, en las que es recibido y encolado el perfil de fijación. Con ello, el perfil de fijación encaja en las escotaduras del elemento constructivo y es fijado mediante una unión por encoladura al elemento constructivo. Gracias a ello, se garantiza un anclaje fiable del perfil de fijación en el elemento constructivo.
El elemento constructivo se puede instalar, con seguridad, por medio del perfil de fijación anclado en él, por ejemplo, en una construcción portante como, por ejemplo, pilares y travesaños, de una construcción de caja para un vagón. Al mismo tiempo, el perfil de fijación absorbe, por un lado, las fuerzas que se presentan en la construcción portante. Por otro lado, se garantiza por el encaje del perfil de fijación en las escotaduras, que discurren a lo largo de la extensión longitudinal del perfil de refuerzo, que el perfil de fijación transmite uniformemente las fuerzas al perfil de refuerzo. Por consiguiente, el perfil de fijación según el invento actúa como un adaptador introductor de fuerzas para una transmisión de fuerzas básicamente optimizada de tensiones de, por ejemplo, la construcción portante al perfil de refuerzo. Esto ofrece la gran ventaja de que las fuerzas y las tensiones introducidas por medio del perfil de refuerzo sean bien transmitidas y puedan extenderse y distribuirse uniformemente en la pieza constructiva. Por consiguiente, se pueden evitar eficazmente las tensiones o una deformación del elemento constructivo por la disposición según el invento del perfil de fijación configurado como adaptador introductor de fuerzas. El perfil de refuerzo, que está integrado en el elemento constructivo por motivos de resistencia, sirve al mismo tiempo no sólo para dar rigidez, sino también para la absorción de fuerzas y para la transmisión al elemento constructivo.
Para el enlace de puntos de introducción de fuerzas en el elemento constructivo, el adaptador introductor de fuerzas está encolado tanto al perfil de refuerzo, como también a una superficie del elemento constructivo. Gracias a ello, se obtiene una geometría de encoladura entre el adaptador y el elemento constructivo, que posibilita que las fuerzas, que aparecen, puedan ser aplicadas al elemento de refuerzo y adicionalmente, por medio de la superficie del elemento constructivo, al elemento constructivo. Por consiguiente, las fuerzas se distribuyen muy uniformemente en el elemento constructivo.
Se describen perfeccionamientos del invento en las otras reivindicaciones.
Para el empleo del elemento constructivo reforzado con perfiles al campo de las paredes laterales, paredes medianeras, techos y pisos para configuración de una construcción de cajas de vagón para un vehículo sobre raíles se prefiere que el elemento constructivo se configure esencialmente de forma plancha. Al mismo tiempo, se dimensiona un espesor del elemento constructivo en forma de plancha de modo que se cumplan los requerimientos de estabilidad del elemento constructivo.
Para la transmisión de fuerzas al perfil de refuerzo ofrece ventajas que a los dos lados de la delimitación del perfil de refuerzo se prevea, en cada caso, una escotadura en el elemento constructivo. En este caso, las escotaduras se pueden ranurar o entallar en el elemento constructivo limitando con el perfil de refuerzo, de modo que se configuren ranuras o entalladuras en el elemento constructivo. Gracias a ello, se garantiza que el perfil de fijación o bien el adaptador introductor de fuerzas, que encaja en las ranuras, quede adosado directamente al perfil de refuerzo y las fuerzas se introducen así directamente en el perfil de refuerzo.
Para el montaje del perfil de fijación, se ha demostrado ventajosamente que el perfil de fijación encierre, al menos por secciones, al elemento constructivo. Gracias a ello, se asegura que la unión por encolado entre el perfil de fijación y el elemento constructivo también pueda resistir un esfuerzo de empuje en la dirección principal del esfuerzo a lo largo de la superficie del elemento constructivo, ya que las fuerzas de empuje son absorbidas por el elemento de refuerzo.
Para mantener el peso del elemento constructivo lo más reducido posible, se prefiere elaborarlo de, al menos, un material compuesto de fibras, en especial, de un plástico reforzado por fibras. Este material presenta, junto a una resistencia relativamente elevada, también elasticidad, de modo que las fuerzas que se presenten pueden ser bien absorbidas y distribuidas.
El elemento constructivo presenta preferiblemente una estructura en sándwich. Para ello, se combinan entre sí diversos tipos de materiales, por ejemplo, varios materiales compuestos de fibras con diferentes de resistencias y se disponen en capas uno sobre otro en el elemento constructivo. Gracias a ello, se puede configurar con sencillez una pieza constructiva con las características deseadas en lo que se refiere a estabilidad, peso, resistencia o capacidad de carga.
Para la configuración del perfil de refuerzo, se ha demostrado ventajosamente configurarlo básicamente de forma rectangular y/o como cuerpo hueco para conseguir una reducción de peso. Las superficies laterales, configuradas por el cuerpo hueco rectangular, ofrecen de forma más ventajosa una superficie de contacto para la aplicación del perfil de fijación. La unión del perfil de fijación con el perfil de refuerzo se puede realizar así sencillamente mediante una unión encolada sobre la superficie de contacto. Para el material del perfil de refuerzo se prefiere el metal, en especial el aluminio. Mediante el aluminio, se puede configurar el perfil de refuerzo de forma sencilla y, al mismo tiempo, estable y con poco peso. Alternativamente, se tienen en cuenta también los plásticos para casos de utilización convenientes.
Para el montaje del perfil de fijación en las escotaduras del elemento constructivo, resulta ventajoso que se instales nervios en el perfil de fijación. Con ello, los nervios encajan respectivamente en una escotadura y se pueden anclar en ella. Los nervios quedan preferiblemente en el elemento de refuerzo, de modo que las fuerzas existentes, en caso de esfuerzo de empuje, puedan transmitirse directamente en la dirección principal del esfuerzo sobre el elemento de refuerzo y permitan, por ello, que se materialice especialmente bien el principio del invento.
A este respecto, se ha demostrado favorablemente que los nervios estén unidos por medio de una placa de cubrimiento, que quede adosada a una cara del perfil de refuerzo orientada hacia la superficie del elemento constructivo. Con esta configuración, se asegura que el perfil de fijación encierre, al menos por secciones, al perfil de refuerzo. Gracias a esto, se posibilita un encaje comparativamente más exacto del perfil de fijación con el perfil de refuerzo, de modo que se puedan transmitir uniformemente también fuerzas de empuje elevadas, en la dirección principal de esfuerzo, desde el perfil de fijación al elemento constructivo.
La introducción de fuerzas en el perfil de fijación tiene lugar preferiblemente por medio de, al menos, un suplemento que forme parte integral de él. El suplemento simplifica la fijación del elemento constructivo, por ejemplo, en la construcción portante de la caja del vagón, o la aplicación de elementos constructivos distintos entre sí.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se explica más detalladamente el invento a base de una forma de realización representada a modo de ejemplo en los dibujos. Los dibujos muestran:
Figura 1 una vista en perspectiva del elemento constructivo según el invento; y
Figura 2 una vista en sección transversal del elemento constructivo a lo largo de la línea II-II de la figura 1.
Descripción pormenorizada de una forma de realización preferida del invento
En la figura 1, se puede reconocer, en una vista en perspectiva, el elemento 2 constructivo en forma de plancha según el invento, en el que se han embutido como piezas constructivas integrales dos perfiles 4 de refuerzo. Los dos perfiles 4 de refuerzo se han configurado, en cada caso, como cuerpos huecos alargados y rectangulares en sección transversal. En este caso, se han dispuesto los perfiles 4 de refuerzo a una distancia prefijada así coma paralelamente entre sí y se extienden por el interior del elemento 2 constructivo entre las dos superficies 6 frontales del elemento 2 constructivo. En una superficie 8 del elemento 2 constructivo en forma de plancha, se han dispuesto dos perfiles 10, 12 de fijación, configurados de forma diferente, como adaptadores introductores de fuerzas. Los dos perfiles 10, 12 de fijación se han previsto, en cada caso, sobre un perfil 4 de refuerzo en la superficie 8 y orientados a lo largo de la respectiva extensión longitudinal de los perfiles 4 de refuerzo. En este caso, los perfiles 10, 12 de fijación presentan respectivamente una placa 14 de cubrimiento, que descansa sobre la superficie 8 del elemento 2 constructivo. Sobre las placas 14 de cubrimiento se han configurado suplementos 16, por medio de los cuales se pueden introducir fuerzas en el elemento 2 constructivo. El perfil 10 de fijación está provisto de un solo suplemento 16, que incluye un orificio 18 de fijación. En la placa 14 de cubrición del perfil 12 de fijación, se han configurado dos suplementos en forma de carriles 18 guía. En esos carriles 18 guía, pueden ser enclavados unos perfiles adecuados para la introducción de fuerzas al elemento 2 constructivo. Al mismo tiempo, los carriles 18 guía sirven para la fijación del elemento 2 constructivo a una construcción portante no mostrada de una caja de vagón de un vehículo sobre carriles.
Como se puede observar a base de la sección transversal, representada en la figura 2, del elemento 2 constructivo en forma de plancha, que se extiende perpendicularmente al plano del dibujo, dicho elemento 2 presenta una estructura en forma de sándwich. Entre unas capas 20, 21 cobertoras superior e inferior, se intercala una capa 22 intermedia, que es esencialmente más gruesa que las dos capas 20, 21 cobertoras. Las capas 20, 21 cobertoras se han hecho de plásticos reforzados con fibra de elevada resistencia. Por el contrario, la capa 22 intermedia se ha elaborado con un plástico reforzado con fibra de peso reducido, Por consiguiente, las capas 20, 21 cobertoras dan rigidez la capa 22 intermedia y hacen más resistente el elemento 2 constructivo conjunto.
En el elemento 2 constructivo, están integrados dos perfiles 4 de refuerzo básicamente cuadrados. En sus bordes transversales exteriores, que apuntan hacia la superficie 8 superior y la superficie 24 inferior del elemento 2 constructivo (que se encuentran arriba y abajo según la figura 2), quedan los perfiles 4 de refuerzo respectivamente en las capas cobertoras superior 20 e inferior 21 de plástico reforzado con fibras. Los bordes longitudinales exteriores (que se encuentran a la izquierda y a la derecha según la figura 2) de los perfiles 4 de refuerzo están orientados respectivamente contra la capa 22 intermedia de plástico reforzado con fibras. De esta forma, los perfiles 4 de refuerzo están embutidos en la estructura compuesta de fibras del elemento 2 constructivo.
Limitando directamente con los bordes longitudinales de los perfiles 4 de refuerzo, se han ranurado escotaduras 26 a ambos lados de los perfiles 4 de refuerzo a través de la capa 20 cobertora superior y de la capa 22 intermedia. Por lo tanto, se ha dispuesto, en cada caso, una escotadura 26, a ambos lados de la delimitación del perfil 4 de refuerzo, en el elemento 2 constructivo. Con se puede reconocer, por lo demás, en la figura 2, los perfiles 10, 12 de fijación se han dispuesto en la superficie 8 del elemento 2 constructivo y encajan respectivamente con dos nervios 28 en las escotaduras 26. Los dos nervios 28 de un perfil 10, 12 de fijaciones se han dispuesto paralelamente entre sí y perpendicularmente a la placa 14 de cubrimiento del adaptador introductor de fuerzas. En este caso, la distancia entre dos nervios 26 corresponde básicamente a la anchura del borde transversal del perfil 4 de refuerzo, de modo que el perfil de fijación, al encajar en las escotaduras 26, abarque básicamente en forma de U al perfil 4 de refuerzo. Para aumentar la superficie de contacto entre el perfil 10, 12 de fijación y el elemento 2 constructivo, se extiende la capa 14 de cubrimiento sobre una ancha zona de la superficie 8 del elemento 2 constructivo. Para anclar el perfil 10, 12 de fijación en el elemento 2 constructivo, se ha aplicado cola entre los nervios 28, la placa 14 de cubrimiento y el perfil 4 de refuerzo, así como entre las secciones exteriores de la placa 14 de cubrimiento y la superficie 8 del elemento 2 constructivo, de modo que se haya previsto una unión 30 firme por encolado entre el perfil 10, 12 de fijación y el elemento 2 constructivo. Gracias a ello, los perfiles 4 de refuerzo son encerrados casi completamente por los perfiles 10, 12 de fijación por técnica de encolado.
Por medio de los perfiles 10, 12 de fijación, se transmiten fuerzas, que resultan, por ejemplo, de la fijación del elemento 2 constructivo a la construcción portante de la caja del vagón, básicamente a los perfiles 4 de refuerzo. El encaje representado de los nervios 28 en el elemento 2 constructivo y el cierre casi completo de los perfiles 4 de refuerzo por los perfiles 10, 12 de fijación garantizan que puedan ser absorbidos también elevados esfuerzos de empuje en la dirección principal del esfuerzo a lo largo de las superficies 8, sin que se suelten los perfiles 10, 12 de fijación del elemento 2 constructivo. Al mismo tiempo, las placas 14 de cubrimiento, que cierran las escotaduras 26 del elemento 2 constructivo ranurado, pueden absorber esfuerzos de empuje. Por la disposición de intersticios de encoladura entre los elementos 4 de refuerzo, los perfiles 10, 12 de fijación y la superficie 8 del elemento 2 constructivo, se garantiza una introducción optimizada de fuerzas medias a altas en el elemento 2 constructivo, que soportan el seguro mantenimiento de los perfiles 10, 12 de fijación en el elemento 2 constructivo, incluso en el caso de que se presenten fuerzas medias a altas.

Claims (11)

1. Elemento constructivo reforzado con perfiles con, al menos, un perfil de refuerzo alargado, que está embutido profundamente en el elemento constructivo, discurriendo a lo largo de la extensión longitudinal del perfil (4) de refuerzo, al menos por secciones, unas escotaduras (26) en el elemento (2) constructivo, y estando encolado en las escotaduras un perfil (10, 12) de fijación, caracterizado porque el perfil (10, 12) de fijación está encolado en el perfil (4) de refuerzo y en una superficie (8) del elemento (2) de refuerzo.
2. Elemento constructivo según la reivindicación 1, caracterizado porque tiene básicamente forma de plancha.
3. Elemento constructivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque a ambos lados del límite del perfil (4) de refuerzo se ha previsto respectivamente una escotadura (26) en el elemento (2) constructivo.
4. Elemento constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil (10, 12) de fijación encierra, al menos por secciones, al perfil (4) de refuerzo.
5. Elemento constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está compuesto de, al menos, un material compuesto de fibras, en especial, de plástico reforzado con fibras.
6. Elemento constructivo según la reivindicación 5, caracterizado porque presenta una estructura en sándwich.
7. Elemento constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil (4) de refuerzo es básicamente rectangular en sección transversal.
8. Elemento constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil (10, 12) de fijación comprende nervios (28), que encajan en escotaduras (26).
9. Elemento constructivo según la reivindicación 8, caracterizado porque los nervios (28) están unidos entre sí por medio de una placa (14) de recubrimiento.
10. Elemento constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el perfil (10, 12) de fijación presenta, al menos, un suplemento que forma una pieza con él.
11. Construcción de una caja de vagón con un elemento (2) constructivo según, al menos, una de las reivindicaciones precedentes.
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