ES2331502B1 - Cabezal para la colocacion automatica de mantas de fibra. - Google Patents
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Abstract
Cabezal para la colocación automática de mantas
de fibra, el cual determina un recorrido de la manta de fibra (2) a
colocar, hasta una zona (5) de colocación, pasando por una zona (4)
de impregnación con resina y por una zona de corte (3), incluyendo
por delante y por detrás de dichas zonas (3 y 4) sendos conjuntos
de rodillos (6-7) que conducen a la manta de fibra
(2) y controlan su tensión.
Description
Cabezal para la colocación automática de mantas
de fibra.
La presente invención está relacionada con las
instalaciones y procedimientos que permiten la construcción de todo
tipo de piezas y preferentemente de grandes piezas estructurales,
mediante la aplicación de sucesivas mantas de fibra, que se van
depositando una sobre otra hasta alcanzar el grosor requerido. La
invención propone un cabezal para la colocación, de manera
automática, de tales mantas de fibra, salvando los inconvenientes
de las soluciones convencionales que recurrían a procesos
básicamente manuales.
En diferentes campos, tales como el de la
construcción, se utilizan grandes piezas estructurales
prefabricadas, las cuales se construyen convencionalmente de
hormigón armado, pretensado, acero y/o similar, resultando así
dichas piezas de un peso que hace complicado el transporte y la
manipulación de las mismas.
Por ello, se han empezado a utilizar otro tipo
de materiales en la construcción de estas estructuras
prefabricadas, como es el caso de composites de fibras y resinas,
resultando unas piezas de menor peso y más manejables que las de
hormigón y acero.
Sin embargo la utilización de este tipo de
materiales en la construcción de estructuras prefabricadas, carece
de los medios suficientes para realizar unas piezas de calidad,
siendo los procesos de de aplicación básicamente manuales, por lo
que no se pueden garantizar en los resultados una uniformidad en
las características de diseño de las piezas que se fabrican.
De acuerdo con la presente invención se describe
un cabezal para la colocación automática de mantas de fibra, sobre
grandes superficies, pudiendo utilizarse este cabezal tanto para la
fabricación de grandes piezas estructurales, como de cualquier otro
tipo de piezas, si bien es en aquellas en donde el cabezal aporta
unas mayores ventajas en su uso. Esta colocación automática resulta
realmente ventajosa frente a las soluciones manuales
convencionales, tanto por la ma-
yor sencillez y rapidez de fabricación, como por la calidad de los acabados y la uniformidad de las piezas así obtenidas.
yor sencillez y rapidez de fabricación, como por la calidad de los acabados y la uniformidad de las piezas así obtenidas.
El cabezal objeto de la presente invención posee
tres zonas diferenciadas; una de corte, una de impregnación y la
otra de colocación de las mantas de fibra. El cabezal realiza la
aplicación de dichas mantas de fibra de forma automática sobre los
correspondientes moldes o mandriles, garantizando la calidad y la
uniformidad de las piezas obtenidas. Además esto se consigue con un
proceso repetitivo, mucho más rápido y sencillo que los procesos
manuales hasta ahora conocidos.
La manta de fibra es suministrada desde la
correspondiente bobina y para su correcta entrada en el cabezal,
este incorpora una estructura de embocadura que dispone a la manta
en la entrada de un conjunto superior de rodillos que tiran de
ella, haciéndola pasar hacia la zona de corte y de impregnación.
Desde esta zona la manta pasa hasta otro conjunto inferior de
rodillos, que se encuentran a continuación de esta zona de corte e
impregnación. Este segundo conjunto de rodillos mantiene a la manta
de fibra con la adecuada tensión de trabajo.
En la zona de impregnación el cabezal incorpora
unas boquillas de spray a presión para impregnar resina en la manta
de fibra.
En la zona de corte va dispuesta una herramienta
de corte, como por ejemplo un sistema de cuchilla alternativa o
giratoria, un sistema de corte por ultrasonido o solución análoga,
que realiza el corte de la manta en sentido transversal.
Una vez que ha sido impregnada la manta de
fibra, ésta pasa por el conjunto inferior de rodillos hasta llegar
a la zona de colocación, que consta de, al menos, un rodillo de
presión. Se ha previsto que, según una posible realización
práctica, existan dos rodillos de presión montados en un balancín;
de manera que, dependiendo de la posición que ocupe este balancín,
actúa uno u otro de estos dos rodillos. De esta forma, cuando el
cabezal se desplaza en el sentido de avance, actúa uno de los
rodillos y al retroceder actúa el otro, permitiendo la colocación
de la manta de fibra tanto en el avance, como en el retroceso del
cabezal. El cambio de uno a otro rodillo se verifica de forma
automática, sin necesidad de una intervención del operario.
La bobina de alimentación de la manta de fibra
va dispuesta en el correspondiente porta-bobinas
que incorpora un controlador para regular la velocidad de
desbobinado.
Con este cabezal objeto de la invención, se
puede realizar por lo tanto, de manera automática, la formación de
piezas a partir de mantas de fibra, permitiendo aprovechar las
características de ligereza y resistencia de dicho material. Es
más, mediante este cabezal se pueden fabricar piezas estructurales
de grandes dimensiones, obteniendo por ello las ventajas que en
cuanto a transporte y manipulación ofrecen las piezas estructurales
así formadas.
La figura 1 muestra una perspectiva del cabezal
de colocación automática de mantas de fibra objeto de la
invención.
La figura 2 muestra una sección transversal del
cabezal objeto de la invención
La figura 3 muestra una sección transversal en
detalle de la zona de corte del objeto de la invención.
La figura 4 muestra una sección transversal en
detalle de la zona de impregnación del cabezal.
La figura 5 muestra una sección en detalle de la
zona de colocación del cabezal.
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De acuerdo con la presente invención se propone
un cabezal (1) para la colocación de mantas (2) de fibra en la
fabricación de todo tipo de piezas y entre ellas en la fabricación
de grandes piezas estructurales. El cabezal (1) permite realizar un
proceso automatizado, ganando en rapidez, precisión, calidad y
homogeneidad frente a las soluciones manuales convencionales.
El cabezal (1) comprende una zona de
impregnación (4) en la que se impregna la manta (2) con la resina
necesaria para su aplicación, una zona de colocación (5) de las
mantas de fibra sobre la superficie del molde o mandril y una zona
de corte (3) que permite cortar la manta (2) en los extremos de las
extensiones de la manta (2) una vez colocada.
Además el cabezal (1) incorpora sendos conjuntos
de rodillos (A y B) que conducen y controlan la tensión de la
manta (2) de fibra en diferentes puntos del recorrido desde su
alimentación en el cabezal (1) hasta su salida hacia la zona de
colocación sobre la correspondiente superficie del molde o
mandril.
Los dos conjuntos (A) y (B) de rodillos se
sitúan antes y después de la zona de corte (3) y de la zona de
impregnación (4). Cada conjunto (A) o (B) se constituye por dos
rodillos enfrentados (6 y 7), en los que el rodillo (6) va acoplado
a un cilindro (8) de empuje, mientras que el otro rodillo (7) es
conductor y para ello dispone de un motor (9) con control de
velocidad.
El conjunto de rodillos (6 y 7) situado en la
parte superior e identificado como (A) conduce la manta (2) hacia
la zona de corte (3) y de impregnación (4); mientras que el
conjunto de rodillos (6 y 7) situado en la parte inferior e
identificado como (B) mantiene la adecuada tensión en la manta (2).
Estos conjuntos de rodillos (A y B) permiten así regular la
velocidad de la manta (2) de fibra en su circulación hacia la zona
de colocación (5) a voluntad del operador.
La zona de corte (3) incluye una herramienta de
corte (10), como por ejemplo un sistema de cuchilla alternativa o
giratoria, un sistema de corte por ultrasonidos o solución análoga,
que se desplaza en sentido transversal gracias a un mecanismo de
desplazamiento lineal (11).
Por delante y por detrás de esta herramienta de
corte (10) van dispuestos unos elementos de bloqueo de la manta
(2), formados por unos pisadores (12) acoplados a unos cilindros
(13) de empuje, que presionan la manta (2) contra una estructura
fija (14), bloqueándola para realizar el corte; de forma que estos
pisadores (12) ocupan una posición de avance cuando está en
funcionamiento la herramienta de corte (10) y una posición de
retroceso cuando se encuentra en reposo. La estructura fija (14)
incorpora la correspondiente pieza que cumple funciones de
sufridera, para la herramienta de corte (10).
La zona de impregnación (4) consta de una
cámara, provista de tapas (15) en sus paredes laterales y dispone
de unas unidades impregnadoras (16) cuyas boquillas (17) se
encuentran orientadas hacia la zona por la que pasa la manta (2).
Estas boquillas (17) van conectadas a unos grupos de bombas (18),
que suministran una resina y un catalizador, para impregnar a la
manta (2) mediante proyección a través de las boquillas (17).La
resina y el catalizador son mezclados y homogeneizados en su
correspondiente mezclador.
En la parte inferior de la precitada cámara se
sitúan unas bandejas (19), con un sistema de desagüe. Estas
bandejas (19) presentan una cierta inclinación respecto del plano
horizontal y su función es la de recoger el sobrante de resina y de
catalizador proyectado sobre la manta (2).
A estas bandejas (19) se accede a través de las
tapas (15) laterales de la cámara, facilitándose así la limpieza
del cabezal (1).
En la zona de colocación (5) de la manta (2) de
fibra, el cabezal (1) incorpora, al menos, un rodillo (21), mediante
el cual se ejerce una presión de la manta (2) de fibra sobre la
superficie de aplicación, disponiendo para ello este rodillo (21)
de unos cilindros de empuje (20) que actúan sobre los extremos 1
del mismo. De esta forma se puede regular la altura de dicho
rodillo de presión (21) y la fuerza ejercida por él durante la
colocación de la manta (2) sobre la superficie del molde o
mandril.
Se prevé, según una posible realización práctica
alternativa, que existan dos rodillos (21) de presión, montados
sobre un balancín (22); de manera que, dependiendo de la posición
que ocupe este balancín (22), actúa uno u otro de estos dos rodillos
(21). De esta forma, cuando el cabezal (1) se desplaza en el
sentido de avance, actúa uno de los rodillos (21) y al retroceder
actúa el otro, permitiendo la colocación de la manta (2) de fibra
tanto en el avance, como en el retroceso del cabezal (1). El cambio
de uno a otro rodillo se verifica de forma automática, a través de
un control externo, sin necesidad de una intervención del
operario.
En relación con la entrada del cabezal (1), se
prevé la disposición de un porta-bobinas (no
representado por tratarse de medios convencionales en la aplicación
de mantas o láminas) que dispone de un
moto-reductor de accionamiento giratorio, de manera
que en dicho porta-bobinas se incorpora, al menos,
una bobina suministradora de la manta (2) de fibra.
Para el control del suministro de la manta (2)
de fibra desde el porta-bobinas al cabezal (1), de
manera que la tensión de la manta (2) de fibra se mantenga
constante, se prevé la incorporación en el
porta-bobinas de un sistema de medición del diámetro
de la bobina suministradora de la manta (2) y un control del
número de revoluciones del motor de desbobinado, si bien pudiera
utilizarse cualquier otro medio de control convencional que realice
la misma función.
Claims (9)
1. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, caracterizado porque comprende: una zona de
impregnación (4) en la que, la manta (2) de fibra que se desea
colocar, se impregna con la resina necesaria para su aplicación,
una zona de colocación (5) de la manta (2) de fibra sobre la
correspondiente superficie del molde o mandril y una zona de corte
(3) que permite cortar la manta (2) en los extremos de las
extensiones de esta última una vez colocada, incluyendo además
sendos conjuntos de rodillos conductores y de presión (A y B) que
conducen a la manta (2) y controlan su tensión en diferentes puntos
del recorrido, desde su alimentación hasta su salida hacia la zona
(5) de colocación.
2. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera reivindicación,
caracterizado porque las zonas de corte (3) y de
impregnación (4) se sitúan contiguas y los dos conjuntos de
rodillos (A) y (B) se sitúan respectivamente antes y después de las
zonas de corte (3) y de impregnación (4).
3. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera y segunda reivindicaciones,
caracterizado porque cada conjunto de rodillos (A) y (B) se
constituye por dos rodillos enfrentados (6 y 7), en los que el
rodillo (6) va acoplado a un cilindro (8) de empuje, mientras que
el rodillo (7) es conductor y para ello dispone de un motor (9)
con control de velocidad, para regular la velocidad de la manta (2)
en su circulación hacia la zona de colocación (5).
4. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera reivindicación,
caracterizado porque la zona de corte (3) incluye una
herramienta de corte (10), tal como un dispositivo de cuchilla, de
corte por ultrasonidos o similar que se desplaza en sentido
transversal mediante a un mecanismo de desplazamiento lineal
(11).
5. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera y cuarta reivindicaciones,
caracterizado porque por delante y por detrás de la
herramienta de corte (10) van dispuestos unos elementos de bloqueo
de la manta (2), formados por unos pisadores (12) acoplados a unos
cilindros (13) de empuje, que presionan la manta (2) contra una
correspondiente estructura fija(14), bloqueándola para
realizar el corte, ocupando dichos pisadores (12) una posición de
avance cuando está en funcionamiento la herramienta de corte (10) y
una posición de retroceso cuando se encuentra en reposo.
6. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera reivindicación,
caracterizado porque la zona de impregnación (4) consta de
una cámara provista con tapas (15) en los laterales y que dispone
de unas unidades impregnadoras (16) cuyas boquillas (17) se
encuentran orientadas hacia la zona por la que pasa la manta (2),
estando conectadas dichas boquillas (17) a unos grupos de bombas
(18) que suministran una resina y un catalizador para impregnar la
manta (2).
7. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera y sexta reivindicaciones,
caracterizado porque en la parte inferior de la cámara de la
zona de impregnación (4) van dispuestas unas bandejas (19), con su
correspondiente desagüe; estas bandejas (19) se sitúan, con una
cierta inclinación respecto del plano horizontal y en ellas se
recoge el sobrante de resina y de catalizador proyectado sobre la
manta (2).
8. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera reivindicación,
caracterizado porque la zona de colocación (5) comprende al
menos un rodillo (21), mediante el cual se ejerce una presión sobre
la manta (2), disponiendo este rodillo de presión (21) de unos
cilindros de empuje (20) que actúan sobre los extremos del mismo
para regular su altura y la fuerza de la presión sobre la manta
(2).
9. Cabezal para la colocación automática de
mantas de fibra, según la primera y octava reivindicaciones,
caracterizado porque se prevé que en la zona de colocación
(5) haya dos rodillos de presión (21), montados sobre un balancín
(22) con control externo, de modo que, dependiendo de la posición
que ocupe dicho balancín (22), uno u otro de estos dos rodillos
(21), es el que presiona sobre la manta (2); y por que en el
desplazamiento del cabezal (1) en el sentido de avance presiona un
rodillo (21) y en el de retroceso actúa el otro rodillo (21).
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