ES2265306T3 - Mastil metalico y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Mastil metalico y su procedimiento de fabricacion. Download PDF

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Abstract

Mástil que comprende un primer fuste (4; 104;204) solidario de una base (8; 108; 208) en una primera extremidad y un segundo fuste (6; 106; 206) recibido en el espacio definido por el primer fuste (4; 104; 204), caracterizado porque el primer fuste (4;104; 204) es solidario de una brida (10; 110; 210) en una segunda extremidad y porque el segundo fuste (6; 106; 206) es solidario de la base (8; 108; 208) en una primera extremidad y de la brida (10; 110; 210) en una segunda extremidad.

Description

Mástil metálico y su procedimiento de fabricación.
La invención se refiere a un mástil metálico, para realizar un poste, y a un procedimiento de fabricación de tal mástil.
Mástiles metálicos de gran tamaño son clásicamente utilizados para formar postes, por ejemplo postes de alumbrado público o postes que soportan cables eléctricos para el transporte y/o la distribución de electricidad, como es el caso para la alimentación de tranvías.
El gran tamaño del mástil y los importantes esfuerzos que son generados en la cabeza del mismo implican la utilización de un espesor de metal consecuente, que puede ser del orden de 20 a 50 mm, incluso más, si se realiza el mástil por medio de un solo fuste.
La utilización de chapas de tal espesor para la realización de mástiles es problemática por varias razones: por una parte, la obtención de formas redondeadas, particularmente buscadas por el aspecto estético que le confieren al mástil, no es posible mediante plegado de chapas de este espesor con los medios clásicos y a un precio abordable; por otra parte, la soldadura longitudinal de tales chapas es difícil.
Por estas razones, se realizan clásicamente los mástiles metálicos que necesitan un espesor de metal consecuente en fundición moldeada. La utilización de tal técnica es no obstante cara y los mástiles obtenidos son particularmente pesados.
Con el fin de evitar estos problemas, se ha propuesto realizar el mástil mediante ensamblaje de varios fustes concéntricos, idénticos en cuanto a su forma general e insertados unos en otros, en la idea de reproducir mediante ensamblaje de diferentes fustes el espesor de metal que resulta necesario para el dimensionamiento del mástil. Así, cada fuste tiene un espesor reducido con relación al espesor necesario para el ensamblaje del mástil y puede ser realizado en la forma deseada con medios clásicos y menos caros. La solución descrita en el documento US 3 040 846 se parece a este tipo de mástil.
No obstante, por el hecho del encaje de los diferentes fustes uno en otro, la mayoría de las superficies metálicas implicadas están en contacto con otras superficies metálicas, de tal manera que éstas no son protegidas correctamente durante la etapa de galvanización. Los mástiles realizados de acuerdo con esta técnica están por consiguiente particularmente sujetos a la corrosión.
En este contexto, la invención se dirige a proponer una concepción de mástil metálico que permite realizarlo con libertad en cuanto a su forma, de acuerdo con un procedimiento práctico y poco caro que procura una buena protección contra la corrosión al conjunto de las superficies metálicas del mástil.
Así, la invención propone un mástil que comprende un primer fuste solidarizado mediante soldadura a una base con una primera extremidad y un segundo fuste recibido en el espacio definido por el primer fuste, caracterizado porque el primer fuste es solidarizado mediante soldadura a una brida en una segunda extremidad y porque el segundo fuste está solidarizado mediante soldadura a la base en una primera extremidad y mediante la brida en una segunda extremidad.
Este tipo de montaje permite principalmente reducir, incluso suprimir, las zonas de contacto entre el primer fuste y el segundo fuste. Las superficies de los fustes son así en su mayor parte accesibles al procedimiento de galvanización.
Por ejemplo, se puede prever que, en al menos una parte de la altura del mástil, el volumen transversal del segundo mástil sea estrictamente inferior al espacio transversal definido por el primer fuste de tal manera que un intersticio separe el primer fuste del segundo fuste en toda su circunferencia. Este intersticio permite un acceso a las superficies metálicas de los fustes durante la etapa de galvanización.
De acuerdo con una realización posible de la base, ésta comprende al menos una cavidad que da acceso al intersticio. De manera similar, la brida puede comprender al menos una cavidad que da acceso al intersticio.
En el mismo orden de idea, el segundo fuste puede comprender al menos una abertura que da acceso al intersticio.
Estos accesos al intersticio permiten mejorar incluso la galvanización de las superficies metálicas.
De acuerdo con un primer modo de realización posible, el segundo fuste tiene una sección poligonal, por ejemplo octogonal.
Tal forma permite la utilización de una chapa relativamente gruesa (típicamente más de 10 mm) para el segundo fuste, no obstante sin perjudicar el aspecto estético del mástil puesto que el fuste interno no es visible desde el exterior.
En este caso, se puede prever por ejemplo que el primer fuste tenga un espesor de pared inferior al espesor de pared del segundo fuste.
De acuerdo con otro modo de realización posible, el segundo fuste tiene una sección circular.
El primer fuste tiene por ejemplo una sección circular. Esta forma es en general bastante utilizada en el plano estético.
El primer fuste puede ser realizado de una chapa de espesor inferior a 10 mm. Para este tipo de espesor, pueden obtenerse formas variadas con medios clásicos y poco caros.
De acuerdo con una posible realización, un fuste intermedio es recibido en el fuste extremo y recibe al fuste interno. Se reparten así los esfuerzos entre los diferentes fustes.
La invención propone igualmente un procedimiento de realización de un mástil, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- solidarización de un fuste interno a una base mediante soldadura;
- montaje de un fuste externo de manera que reciba el fuste interno y fijación de éste a la base mediante soldadura;
- colocación de una brida y fijación de ésta mediante soldadura por una parte al fuste interno y por otra parte al fuste externo.
Otras características y ventajas de la invención resultaran evidentes con la descripción que sigue hecha con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:
- la figura 1 representa un mástil de acuerdo con un primer modo de realización de la invención;
- la figura 2 es una vista en corte del mástil de la figura 1 de acuerdo con la línea A-A de la figura 1;
- la figura 3 es una vista de la cabeza del mástil de la figura 1 según la flecha F;
- la figura 4 es una vista desde arriba del mástil de la figura 1;
- la figura 5 representa un mástil de acuerdo con un segundo modo de realización de la invención;
- la figura 6 es una vista en corte de la figura 5 según la línea A-A de la figura 5;
- la figura 7 es una vista desde arriba del mástil de la figura 5;
- la figura 8 representa un mástil de acuerdo con una variante del segundo modo de realización de la invención;
- la figura 9 es una vista en corte de la figura 8 según la línea B-B.
La figura 1 presenta la forma general de un mástil metálico 2 de acuerdo con un primer modo de realización de la invención.
El mástil 2 comprende principalmente un fuste externo 4 de forma troncocónica de base circular (es decir de forma cilindro-cónica), un fuste interno 6 situado en el espacio definido por el fuste externo 4 y de forma troncocónica de base octogonal (es decir de forma octo-cónica), una base 8 situada en la extremidad inferior de los fustes 4, 6 y una brida 10 situada en la extremidad superior de los fustes 4, 6.
El fuste externo 4 se extiende principalmente según su eje de simetría vertical. Su altura según este eje es del orden de 10 a 20 veces su diámetro en la base, es decir en su extremidad inferior. Por otra parte, el diámetro del fuste externo 4 evoluciona poco en función de la altura, de tal manera que el diámetro en su extremidad superior es del orden de la mitad de su diámetro en la extremidad inferior, y de manera general está comprendido entre 0,4 veces y 0,7 veces su diámetro en la extremidad inferior.
Como resulta bien visible en la figura 1, la superficie exterior del fuste externo 4 define esencialmente la forma externa del mástil 2 y así la forma estética general de éste.
El fuste externo 4 está aquí realizado mediante plegado de una chapa de acero de 5 mm de espesor.
El fuste externo 4 está fijado a la base 8 mediante soldadura, por medio de una soldadura circular 5 exterior al fuste externo 4. El fuste externo 4 está igualmente fijado a la brida 10 mediante soldadura en el exterior del fuste externo 4.
En una parte limitada de su altura, el fuste externo 4 presenta una abertura 12 en una pequeña parte de su circunferencia, por ejemplo del orden de una treintena de grados. Esta abertura 12 se denomina generalmente "puerta" y permite el acceso al interior del mástil 2 para operaciones de mantenimiento en aparatos eventualmente situados en el interior del mástil 2.
La base 8 tiene la forma general de un disco de eje común con el eje vertical del mástil 2 y el diámetro netamente superior al diámetro de la base del mástil externo 4, del orden del doble del diámetro del fuste externo 4.
El fuste externo 4 está soldado sobre la base 8 de manera concéntrica en ésta y define así en la base 8 una corona 9 atravesada por un conjunto de agujeros cilíndricos 7 repartidos en toda la circunferencia de la base 8. Los agujeros cilíndricos 7 permiten la fijación del mástil al suelo, por ejemplo por medio de pernos.
La figura 2, que presenta un corte transversal del mástil, muestra de manera particularmente clara la disposición relativa del fuste externo 4 y del fuste interno 6.
El fuste interno 6 está situado en el espacio definido por el fuste externo 4; sus dimensiones transversales relativas dejan subsistir un intersticio 11 entre el fuste interno 6 y el fuste externo 4, es decir una región 11 situada en el exterior del tubo interno 6 en el interior del tubo externo 4.
Precisamente, y aquí en toda la altura del mástil, el volumen transversal del segundo fuste es estrictamente inferior al espacio transversal definido por el primer fuste de tal manera que un intersticio separa el primer fuste del segundo fuste en toda su circunferencia.
Este intersticio 11 permite la circulación de los flujos de ácido y de cinc durante la etapa de galvanización y asegura así una buena protección del conjunto de las superficies metálicas contra la corrosión.
Este intersticio 11 permite la circulación de los flujos de ácido y de cinc durante la etapa de galvanización y asegura así una buena protección del conjunto de las superficies metálicas contra la corrosión.
El fuste interno 6 se extiende igualmente principalmente de acuerdo con la dirección vertical, aquí en toda la altura del mástil, es decir con una altura igual a la del fuste externo 4.
Como para el fuste externo 4, el fuste interno 6 es igualmente troncocónico de tal manera que su volumen en su extremidad superior es ligeramente inferior a su volumen en la extremidad inferior, por ejemplo en las mismas proporciones que las mencionadas precedentemente para el fuste externo 4.
En variante, el fuste interno 6 podría ser realizado en forma de cilindro de base octogonal, es decir con una sección octogonal constante. Se puede observar que esta modificación no tendría consecuencias en el aspecto estético del mástil 2 definido por el fuste externo 4 como se ha indicado precedentemente.
El fuste interno 6 está realizado mediante el ensamblaje de dos semi-mástiles 14 por medio de soldaduras longitudinales 16 bien visibles en la figura 2. Cada semi-fuste se extiende por consiguiente en toda la altura del mástil 2.
Los semi-fustes 14 (y por consiguiente el fuste interno 6 que componen) están realizados de chapas de acero de espesor 15 mm mediante plegado. La obtención de la forma octo-cónica de los semi-fustes 14, que poseen por consiguiente aristas, es fácilmente realizable con medios clásicos, incluso para espesores relativamente importantes como el que acaba de mencionarse.
El fuste interno 6 está fijado a la base 8 en la base inferior de éste, aquí por medio de una soldadura exterior al fuste interno 6, y a la brida 10 en la extremidad superior de ésta, aquí por medio de una soldadura interior al mástil interno 6.
El fuste interno 6 está aquí por consiguiente ensamblado a la base y a la brida 10 mediante fijaciones independientes de las del fuste externo 4. En el presente ejemplo, no hay por otra parte una conexión directa entre el fuste interno 6 y el fuste externo 4.
El fuste interno 6 presenta igualmente una abertura 18 a la derecho a de la puerta 12 dispuesta en el fuste externo 6 en una altura ligeramente superior a la de la abertura 18, permitiendo asegurar un buen mantenimiento mecánico de la estructura a pesar de la presencia de la abertura 18,
La base 8 posee una abertura central 13 cuyo diámetro está inscrito en la base octogonal del fuste interno 6 con el fin de que la base 8 reciba la base del fuste interno 6 como se ha mencionado anteriormente. El espacio situado en el interior del fuste interno 6 se comunica por consiguiente con el exterior por medio de la abertura central 13 cuando el mástil está ensamblado pero no está todavía montado sobre el suelo.
La base comprende además cuatro cavidades 15 repartidas regularmente sobre la circunferencia de la abertura central 13. Estas cavidades 15 aumentan localmente el diámetro de la abertura central 13 de manera que éste sea esencialmente igual al del fuste externo 4.
Las cavidades 15 permiten así la comunicación entre la abertura central 13 y el intersticio 11 definido entre el fuste externo 4 y el fuste interno 6, y por allí incluso entre el intersticio 11 y el exterior cuando el mástil está ensamblado pero todavía no está montado sobre el suelo. Se hace así posible la entrada de los flujos de ácido y de cinc en el intersticio 11 durante la etapa de galvanización mencionada precedentemente.
La figura 3 muestra uno de las dos cartelas 22 fijadas mediante soldadura a la parte superior del mástil 2, y, precisamente, soldada a la brida 10 y a la parte superior del fuste externo 4.
La cartela 22 comprende una orejeta lateral 23 provista de un agujero pasante 24 particularmente al montaje y el paso de un cable.
La figura 4, que presenta el mástil 2 en vista desde arriba, hace aparecer claramente las dos cartelas 22.
La presencia de las cartelas 22 no es naturalmente más que un modo posible de realización de la cabeza del mástil 2. Se podría prever en variante de que la cabeza del mástil 2 comprenda un obturador (o cofia), o un tubo que forme alza, por ejemplo soldado sobre la brida 10.
La brida 10 tiene la forma general de una corona, con un diámetro externo superior al diámetro exterior del fuste externo 4 en la parte superior y un diámetro interno inscrito en la sección octogonal del fuste interno 6 en la parte superior.
La brida 10 forma además cuatro cavidades 25 regularmente repartidas sobre su diámetro interno y que comunica con el exterior localmente el fuste interno 6 y el intersticio 11, como resulta bien visible en la figura 4.
Como para las cavidades 15, las cavidades 25 de la brida 11 permiten hacer comunicar el intersticio 11 entre el fuste externo 4 y el fuste interno 6 con el exterior, con el fin de permitir un acceso a todas las superficies metálicas durante la etapa de galvanización.
Como se ha visto ya, la utilización de un fuste interno 6 en la base poligonal propuesta en este primer modo de realización hace posible el empleo de una chapa relativamente gruesa (típicamente superior a 10 mm) para el fuste interno 6, lo que permite no utilizar en total más que dos fustes 4, 6.
El mástil 2 que acaba de ser descrito puede por ejemplo ser montado de acuerdo con el procedimiento siguiente:
- fijación del fuste interno 6 a la base 8 mediante soldadura;
- montaje del fuste externo 4 alrededor del fuste interno 6 y fijación de éste sobre la base 8 mediante soldadura;
- colocación de la brida 10 y fijación de ésta mediante soldadura por una parte al fuste interno 6 y por otra parte al fuste externo 4; y
- montaje y fijación mediante soldadura de las cartelas 22 sobre la cabeza del mástil 2.
El conjunto del mástil 2 así constituido puede entonces ser sometido a un procedimiento de galvanización.
La figura 5 representa un mástil de acuerdo con un segundo modo de realización de la invención.
El mástil 100 está formado por tres fustes troncocónicos de base circular 102, 104, 106 tienen secciones circulares concéntricas y disjuntas, como resulta bien visible en la figura 6.
El fuste externo 104 recibe por consiguiente en su espacio interior el fuste intermedio 102, que recibe a su vez en su espacio interior al fuste interno 106.
En cada plano horizontal (es decir en cada plano perpendicular al eje vertical del mástil 100), el diámetro interior del fuste externo 104 es estrictamente superior al diámetro exterior del fuste intermedio 102 de tal manera que un primer intersticio 111 está dispuesto sobre toda la periferia de los fustes 102, 104. De manera similar, el diámetro interior del fuste intermedio 102 es estrictamente superior al diámetro exterior del fuste interno 106, de manera que un segundo intersticio 113 está dispuesto entre el fuste intermedio 102 y el fuste interno 106.
El fuste externo 104 y el fuste interno 106 están cada uno fijados en su extremidad inferior a una base 108 y en su extremidad superior a una brida 110. Las fijaciones están aquí realizadas mediante soldadura; las soldaduras en las extremidades inferiores de cada fuste 104, 106 están dispuestas en el exterior de éste. La soldadura del fuste externo 104 a la brida 110 es igualmente realizada en el exterior del fuste externo 104, mientras que la soldadura que conecta el fuste interno 106 a la brida 110 está realizada sobre el interior del fuste interno 106.
El fuste intermedio 103 está fijado mediante soldadura a la base 108 inferior de éste. Al nivel de la cabeza del mástil 100, el fuste intermedio está por ejemplo soldado a uno de los otros vástagos.
Cada fuste 102, 104, 106 está realizado mediante plegado de una chapa de 6 mm de espesor con cierre por medio de una soldadura longitudinal 120.
El mástil 100 posee una puerta 112 del mismo tipo que la puerta descrita particularmente al primer modo de realización y que no será por consiguiente descrito aquí con detalle. La puerta 112 está realizada mediante aberturas enfrentadas en cada uno de los fustes 102, 104, 106.
La base 108 es globalmente idéntica a la base del primer modo de realización y no se describirá por consiguiente con detalle aquí. Se puede no obstante observar que la base 108 posee una abertura central 114 que permite la comunicación del espacio interior del mástil 100 hacia abajo cuando el mástil 100 está ensamblado pero no montado al suelo. Por otra parte, la abertura central 114 está localmente agrandada por cuatro cavidades 115 repartidas en toda la circunferencia de la abertura central 114 y que permiten un acceso en cada uno de los intersticios primero 111 y segundo 113 desde la abertura central 114.
Como para el primer modo de realización, se facilita así el acceso del flujo de ácido y de cinc en el interior del primer intersticio 111 y del segundo intersticio 113 durante la etapa de galvanización, con el fin de proteger eficazmente al conjunto de las superficies metálicas de los tres fustes 102, 104, 106.
Como para el primer modo de realización, la brida 110 está realizada en forma de una corona cuyo diámetro exterior permite la fijación del fuste externo 104 y cuyo diámetro interior permite la fijación del fuste interno 106.
La brida 110 comprende igualmente cuatro cavidades 116 regularmente repartidas sobre la circunferencia de ésta que comunican con el exterior particularmente al fuste interno 106, al segundo intersticio 113, al fuste intermedio 102 y al primer intersticio 111. Cada cavidad 116 permite así un acceso al primer intersticio 111 y al segundo intersticio 113 desde el exterior del mástil, como resulta bien visible en la figura 7. Este acceso será principalmente aprovechado durante la etapa de galvanización como ya se ha explicado precedentemente.
Como para el primer modo de realización, el mástil posee dos cartelas 118 montadas en la parte superior de éste para la recepción y soporte de cables eléctricos.
Las figuras 8 y 9 representan una variante del segundo modo de realización.
De acuerdo con esta variante, un mástil 200 comprende un fuste interno 206, un fuste intermedio 202 y un fuste externo 204 troncocónico de base circular, disjuntos unos de otros y montados de manera concéntrica entre una base 208 y una brida 210.
El fuste externo 204 y el fuste interno 206 principalmente están fijados a la base 208 por una parte y a la brida 210 por otra parte mediante soldadura.
Como resulta bien visible en la figura 9, que representa el mástil según el corte B-B indicado en la figura 8, vástagos macizos de secciones circulares 212 (aquí de diámetro 5 mm) están insertados en los intersticios creados entre los diferentes fustes.
Los vástagos 212 están por ejemplo soldados al fuste inmediatamente interior al intersticio que los contiene a cada uno. Estos vástagos 212 pueden permitir en ciertos casos mejorar la estabilidad mecánica del mástil 200. Sin embargo, gracias a las fijaciones independientes una con relación a otra del fuste externo 204 y del fuste interno 206 en sus dos extremidades cada uno, es posible no prever vástagos 212 más que sobre una parte de la altura del mástil 200.
Se puede además observar que, de acuerdo con esta variante, el fuste intermedio 202 y el fuste interno 206 comprenden cada uno aberturas 214 enfrentadas con el fin de permitir la circulación del ácido, y después del cinc, durante la etapa de galvanización, a pesar de la presencia de los vástagos 212.
De manera similar, aberturas 216 son practicadas en el fuste interno 206 y el fuste intermedio 202 enfrentadas en la parte inferior del mástil como se ha representado en la figura 8.
La invención no se limita a los modos de realización que acaban de ser descritos, que no representan más que ejemplos de puesta en práctica de ésta.

Claims (13)

1. Mástil que comprende un primer fuste (4; 104; 204) solidario de una base (8; 108; 208) en una primera extremidad y un segundo fuste (6; 106; 206) recibido en el espacio definido por el primer fuste (4; 104; 204), caracterizado porque el primer fuste (4; 104; 2 04) es solidario de una brida (10; 110; 210) en una segunda extremidad y porque el segundo fuste (6; 106; 206) es solidario de la base (8; 108; 208) en una primera extremidad y de la brida (10; 110; 210) en una segunda extremidad.
2. Mástil de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en al menos una parte de la altura del mástil, el volumen transversal del segundo fuste (6; 106; 206) es estrictamente inferior al espacio transversal definido por el primer fuste (4; 104; 204) de tal forma que un intersticio (11; 111; 113) separa el primer fuste del segundo fuste en toda su circunferencia.
3. Mástil de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la base (8; 108; 208) comprende al menos una cavidad (15; 115) que da acceso al intersticio (11; 111; 113).
4. Mástil de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la brida (10; 110; 210) comprende al menos una cavidad (25; 116) que da acceso al intersticio (11; 111; 113).
5. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el segundo fuste (6; 106; 206) comprende al menos una abertura (214, 216) que da acceso al intersticio.
6. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el segundo fuste (6) tiene una sección poligonal.
7. Mástil de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el primer fuste (4) tiene un espesor de pared inferior al espesor de pared del segundo fuste (6).
8. Mástil de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el segundo fuste (6) está realizado de una chapa de espesor superior a 10 mm.
9. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el segundo fuste (106; 206) tiene una sección circular.
10. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el primer fuste (4; 104; 204) tiene una sección circular.
11. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el primer fuste (4; 104; 204) está realizado de una chapa de espesor inferior a 10 ml.
12. Mástil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque un fuste intermedio (102; 202) está recibido en el fuste externo (104; 204) y recibe al fuste interno (106; 206).
13. Procedimiento de realización de un mástil caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
-
solidarización de un fuste interno (6; 106; 206) a la base (8; 108; 208) por soldadura;
-
montaje de un fuste externo (4; 104; 204) de manera que el fuste externo (4; 104; 204) recibe al fuste interno (6; 106; 206) y solidarización del fuste externo (4; 104; 204) sobre la base (8; 108; 208) por soldadura;
-
solidarización de una brida (10; 110; 210) por soldadura al fuste interno (6; 106; 206) y al fuste externo (4; 104; 204).
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