ES2370666A1 - Herramienta y método de aplicación automática remota de tiras de cinta frp con adhesivo epóxico. - Google Patents
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Abstract
Herramienta (1) y método para la aplicación automática y remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FPR), de las que carecen de adhesivo en el recubrimiento de superficies planas y/o curvas de elementos de construcción. Esta herramienta comprende un bastidor en la que se acoplan un rodillo de cinta FRP, un medio de dispensación de cinta FRP mediante rodillos de guía, un rodillo motriz, un medio de compresión para embeber dicha cinta en un adhesivo, y al desplazar la herramienta (1) sobre la superficie proporciona potencia transmitida a un medio de dispensación de cinta FRP ajustada de forma que la velocidad de dispensación de cinta FRP es sustancialmente similar a la de desplazamiento de la herramienta (1), y permite un método de aplicación automático y remoto.
Description
Herramienta y método de aplicación automática
remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP) con
adhesivo epóxico.
La invención proporciona una herramienta y un
método de aplicación automática remota de tiras de cinta con
polímero reforzado con fibra (FPR) con adhesivo epóxico, del tipo de
las que carecen de adhesivo en el recubrimiento de superficies
planas y/o curvas de elementos de construcción como bóvedas de
túneles, arcos parabólicos, catenarios y otros antifuniculares
característicos de puentes y gran cantidad de construcciones
modernas.
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La presente invención se refiere a técnicas para
el recubrimiento de elementos en construcciones con polímero
reforzado con fibra. Estos plásticos (FRP,
Fibre-Reinforced Polymer, polímero reforzado
con fibra) están fabricados de un material compuesto de una matriz
de un polímero reforzado con fibras como la fibra de vidrio, la
fibra de de carbono, aramid o similar, y permiten proteger las
superficies en construcciones o elementos que componen dichas
construcciones.
En el estado de la técnica son conocidos
aplicadores de cinta FRP manuales, que implican una inversión de
recursos ineficiente, cara y lenta; es decir, para aplicar una cinta
FRP un operario dispone de ambos trozos de una barra lisa y
cilíndrica de madera a la que se le ha realizado una sección
transversal que atraviesa el eje de rotación. El operario sostiene
el fin del rollo comercial de FRP entre ambos trozos, y la enrolla
alrededor de la barra ya completa. Al cortar la fibra se utilizan
medios de corte como tijeras industriales, lo que eventualmente hace
que durante el corte el FRP se degrade, deshilachándose
eventualmente.
El operario esparce resina epóxica en la
superficie a tratar ayudado por un útil como una brocha. Después, el
operario apoya la barra en esta superficie y desenrolla, haciendo
presión con la propia barra hasta que la cinta FRP quedar totalmente
adherida, tras lo cual retira la barra, y pasa un rodillo manual,
limitándose la presión ejercida sobre la cinta a la determinada por
la superficie del rodillo y la fuerza del operario. Las operaciones
anteriores ralentizan considerablemente el proceso puesto que son
necesarias varias pasadas.
El procedimiento de aplicación utilizando cinta
FRP preimpregnada es llevado a cabo, de forma similar, por un
operario. Entre sus desventajas se cuentan que no sólo las molestias
derivadas de la impregnación por parte de dicho operario por la
resina, sino que estas cintas deben conservarse en condiciones que
impidan el fraguado de la resina, por ejemplo manteniendo las cintas
preimpregnadas a temperaturas superiores a las de fraguado de la
resina.
Existe por tanto una demanda de automatizar la
aplicación de cinta FRP minimizándose el desperdicio de material.
Cuando se automatiza este proceso, una opción presente en el estado
de la técnica comprende montar la herramienta sobre un medio de
manipulación que proporcione la capacidad de situar y mover dicho
aplicador, como un brazo robótico o similar (e.g. robots Kuka para
colocar cristal en techos: C. Han, Design of a Ceiling Glass
Installation Robot,
http://www.iaarc.org/external/isarc2007-cd/www/PDF/2.4_5_076.pdf).
Por tanto, cuanto mayor masa y dimensiones tenga la herramienta,
mayores esfuerzos y momentos habrán de soportar las partes de estos
medios de manipulación. Además la manipulación de esta herramienta a
distancia implica que se ha de suministrar al operador del brazo
información del brazo en función de parámetros tales como la
distancia a la superficie y el recubrimiento logrado.
Para permitir la aplicación de los medios
adhesivos la superficie debe de estar desprovista de contaminación,
como aquellos que utilizan agua o arena. Además, las fisuras y
discontinuidades en una superficie de unos elementos de
construcción, presentes como consecuencia de los distintos procesos
tras el fraguado de hormigones, movimientos de terrenos heterogéneos
y similares, hacen que estas superficies presenten fisuras y
discontinuidades que reducen la adhesión de los elementos de
recubrimiento y en especial las tiras de FRP. Por tanto es deseable
que se proporcione una superficie que reduzca y más preferiblemente,
que carezca de, estas fisuras y discontinuidades. Típicamente estas
fisuras tienen espesores entre 2 y 20 mm, con longitudes de hasta 1
m, presentando además zonas que aparentemente no superan un tamaño
típico de hasta 10 mm pero que ocultan cavidades de tamaño muy
superior a éste. Estas últimas estructuras no son bien tratadas por
aquellas aplicaciones manuales.
Es posible minimizar estos problemas recubriendo
la superficie, y en especial las fisuras presentes en el elemento de
construcción mediante la aplicación de un medio para la preparación
como una resina. En la aplicación de aquellas cintas FRP que carecen
de adhesivo es necesario dispensar dicho adhesivo (generalmente una
resina epóxica o "epoxy" conocidos en el estado de la técnica
para cada FRP) antes de la dispensación de la cinta. En tanto
aumente el intervalo entre la dispensación de la resina epóxica y la
cinta FRP se degrada la adherencia química y se aumenta la
exposición de la resina a contaminantes.
Un problema presente en el estado de la técnica
es el relacionado con la aplicación óptima de la cinta para que la
adhesión sea óptima, como por ejemplo la corrugación de la cinta
aplicada en la superficie. Esto no permite una dispensación uniforme
de la cinta de FRP para que las propiedades mecánicas del conjunto
elemento de construcción-recubrimiento sean
óptimas. Para ello la herramienta debe ser capaz de colocar una tira
de cinta de FRP sobre una capa de una resina (generalmente tipo
epoxy) previamente depositada de una forma uniforme sin aplicar
sobre la cinta tensiones que eventualmente despeguen dicha cinta,
como por ejemplo cuando la velocidad de desplazamiento de la
herramienta sobre la superficie del elemento de construcción es
mayor que la velocidad de dispensación de la cinta. Por otro lado,
si la velocidad de desplazamiento de la herramienta sobre la
superficie del elemento de construcción es mucho menor que la de
dispensación de la cinta, se forman pliegues en la cinta, de forma
que el recubrimiento presenta corrugaciones. Estas corrugaciones
serán las que se replieguen si la superficie debilitada trata de
expandirse. Además, estas corrugaciones contienen regiones
(similares a burbujas) de aire que degradan la adhesión a la
superficie del elemento de construcción.
Si la herramienta no fuera capaz de proporcionar
una tira de cinta (cortando dicha cinta) sería necesario cortar la
cinta manualmente, lo que ralentiza el procedimiento y disminuye la
eficiencia de la aplicación de un recubrimiento.
Además, para su uso de forma automatizada y
remota se necesita que el operador reciba información tanto de la
posición de la herramienta respecto a la superficie del elemento de
construcción -pues el recubrimiento ha de dispensar la cinta
siguiendo a la superficie del elemento de construcción (curvatura,
accidentes, etc.)- como de una inspección del estado de la misma de
forma remota evitando impactos de la herramienta contra la
superficie.
Por tanto, es necesario proporcionar una
herramienta que permita la aplicación de un recubrimiento sobre las
superficies de elementos de construcción con cinta FRP,
comprendiendo la dispensación de tiras de cinta de FRP, embebida en
una resina epoxídica, que no presente corrugaciones indebidas en el
recubrimiento, y sin provocar tensiones que despeguen cinta ya
pegada, consiguiendo así una superficie recubierta en donde se
combinan las propiedades de la cinta FRP y de la superficie de la
estructura, mejorando así sensiblemente las propiedades mecánicas
(e.g. la elasticidad) del recubrimiento de dicha estructura.
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Éstos y otros problemas son solucionados en la
presente invención mediante una herramienta que permite la
preparación de la superficie de un elemento de construcción para la
dispensación, embebido y corte de una tira de FRP del tipo no
preimpregnado de adhesivo, de forma automática y remota según la
reivindicación 1 independiente. Además, se describe un procedimiento
según la reivindicación 14 independiente para la aplicación remota y
automatizada de cintas de FRP. Otros aspectos de la invención y
realizaciones particularmente ventajosas de la misma se encuentran
definidos en las reivindicaciones dependientes.
En un primer aspecto se proporciona una
herramienta conectable a un medio de manipulación como un brazo
robótico, fabricada de aluminio y/o nylon para minimizar los
esfuerzos y momentos que se ejercen sobre el medio de manipulación
(e.g. las articulaciones de un brazo robótico). Esta herramienta
comprende una estructura o bastidor para la aplicación de esta cinta
FRP. Entre estos elementos hay medios de almacenamiento, tales como
un rodillo de cinta FRP, que suministran una cinta a un medio de
dispensación de cinta FRP, tales como unos rodillos de guía, que a
su vez comprende un conjunto de elementos de corte para proporcionar
tiras de cinta FRP. También comprende un medio motriz, comprendiendo
preferentemente un rodillo motriz, conectado mecánicamente mediante
un medio de transmisión al medio de dispensación de cinta FRP así
como un medio de compresión para embeber dicha cinta en un adhesivo,
de forma que ventajosamente el movimiento proporcionado por el medio
de manipulación, desplazando la herramienta sobre la superficie
definiendo una dirección de aplicación y un sentido de la marcha,
proporciona potencia transmitida a un medio de dispensación de cinta
FRP ajustada de forma que la velocidad de dispensación de cinta FRP
es sustancialmente similar a la de desplazamiento de la
herramienta.
La herramienta está inscrita preferentemente en
un paralelepípedo con unas dimensiones de una anchura entre 0.15 y
1.5 m, de una longitud de 0.15 m y de un altura de 0.10 m. Estas
dimensiones permiten que la herramienta presente además una mayor
maniobrabilidad para permitir el recubrimiento automático en un
amplio rango de radios de curvatura, especialmente aquellos
presentes en bóvedas de túneles.
La herramienta no presenta ningún medio motriz
autónomo como motores para reducir el peso de la misma a un mínimo.
Al contrario, el medio motriz que guía la cinta permite seguir la
curvatura de la superficie del elemento de construcción y aprovechar
la carga proporcionada por el medio de manipulación. Para ello
presenta una superficie de tracción adaptada para adherirse a la
superficie del elemento de construcción.
Dependiendo de la superficie sobre la que se
desplaza el medio motriz es posible seleccionar ventajosamente
aquellos materiales para fabricar la superficie de tracción buscando
una mejora de la adhesión, lo que permite obtener mejores resultados
en la aplicación de la cinta. Ventajosamente, la herramienta
incorpora medios para unir de forma desmontable distintas
superficies de tracción al medio motriz por lo que para unas mismas
características del medio manipulador son susceptibles de
recubrimiento distintos tipos de materiales de las superficies de
los elementos de construcción.
La herramienta utiliza elementos de transmisión
que permiten una relación sustancialmente 1:1 entre la velocidad de
dispensación de la cinta y la de avance de la herramienta como
conjunto de engranajes o un conjunto correa-polea,
de dimensiones adaptadas para compensar las dimensiones relativas de
los rodillos motriz y de dispensación. Preferentemente mediante un
juego poleas y engranajes que conectan el rodillo del medio motriz o
con el medio de dispensación. Particularmente se encuentra entre
rodillo del medio motriz y rodillo del medio de dispensación
compensada con una relación 1:1.
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La cooperación entre el medio de manipulación,
el medio motriz y el medio de transmisión hace que la velocidad de
dispensación de la cinta FRP sea sustancialmente igual a la
velocidad con la que se desplaza la herramienta sobre la superficie
a recubrir del elemento de construcción, evitando tensiones en la
cinta FRP y que al dispensar la cinta FRP sobre la superficie del
elemento de construcción presente pliegues y dé lugar a
corrugaciones. Además, el conjunto de elementos de corte del medio
de dispensación adaptado para guiar la cinta desde el medio de
almacenamiento (preferentemente mediante un conjunto de rodillos del
conjunto de elementos de corte o de guía), que está en contacto con
la cinta FRP e impide su retroceso por lo que proporciona cinta FRP
tras el corte de la cinta, permite proporcionar tiras de cinta FRP
de forma automatizada.
Además, la herramienta presenta un medio de
compresión que permite embeber y empapar la cinta con la resina
epóxica que previamente se ha extendido sobre la superficie. Para
ello cuenta con un medio de compresión que tras la dispensación de
la cinta sobre la superficie del elemento de construcción ejerce una
presión, embebiendo la cinta FRP en el medio adhesivo, que impregna
las fibras de la cinta FRP.
La herramienta cuenta con medios adaptados para
canalizar un chorro de un gas hacia la superficie, preferentemente,
tomando como referencia el sentido de la marcha, orientado hacia una
región anterior al rodillo motriz, siendo preferentemente aire a
presión para realizar procesos de limpieza superficial del elemento
de construcción lo que simplifica el sistema de limpieza frente a
aquellos que, como los de arena o por hidrodemolición, implican la
presencia de válvulas y depósitos, causando menos incidentes con los
transeúntes debido a que evita la presencia de líquidos.
También incorpora medios de dispensación de
adhesivos y resinas para el recubrimiento de fisuras y
discontinuidades en la superficie a recubrir. Para ello hay una zona
adaptada para alojar de forma desmontable un dispensador de resina
en la herramienta que permite tanto rellenar fisuras, así como
proporcionar un adhesivo en el que embeber la tira de cinta FRP. El
dispensador de resina es susceptible de ser accionado para dispensar
resina, preferentemente de forma remota, y se encuentra orientado
para dispensar la resina epóxica en una región posterior el rodillo
motriz y anterior al rodillo de dispensación en el sentido de la
marcha, permitiendo así una dispensación del epoxy anterior a la
dispensación de la cinta FRP.
Además, tanto para automatizar como para
permitir un control de la herramienta, ésta incorpora ventajosamente
medios de control de la distancia a la superficie del elemento de
construcción con información de la posición de la herramienta
respecto a la superficie del elemento de construcción.
También incorpora ventajosamente sensores tales
como medios telemáticos para determinar la distancia a la superficie
de la herramienta tales como medios optoelectrónicos que permiten la
inspección del estado de la superficie del elemento de construcción
de forma remota.
En un segundo aspecto se proporciona un método
para el recubrimiento automático y remoto mediante tira de cintas de
FRP que comprende utilizar la herramienta descrita en el primer
aspecto inventivo de forma remota, mediante el medio de
manipulación, sobre superficies, curvas o planas, de elementos de
construcción tales como bóvedas de túneles según la reivindicación
14 que comprende:
- a)
- proporcionar una herramienta para la aplicación de cinta FRP como la citada en el primer aspecto inventivo;
- b)
- desplazar la herramienta sobre la superficie del elemento de construcción:
- c)
- accionar la dispensación de resina del medio de dispensación de resina;
- d)
- accionar de forma remota el medio de corte.
\vskip1.000000\baselineskip
En unas variantes de realización se recubren en
una etapa anterior las fisuras de la superficie del elemento de
construcción con una resina epóxica. Lo que permite mejorar la
adhesión de la cinta FRP, y completado en otra variante de
realización por la limpieza de la superficie del elemento de
construcción mediante los medios de limpieza y particularmente
mediante aire comprimido, lo que repercute en una mejor adhesión de
la cinta FRP.
\vskip1.000000\baselineskip
- Figura 1: Vista esquemática en perspectiva de
una realización preferida de la invención.
- Figura 2: Otra vista esquemática en
perspectiva de una realización preferida de la invención.
- Figura 3: Vista esquemática en planta y corte
transversal según la línea A-A de la vista en planta
de una realización preferida de la invención.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Una realización preferente la invención
proporciona una herramienta (1) para la aplicación automática de
cinta FRP y un adhesivo epóxico, conectable a un medio de
manipulación. En una variante de realización el medio de
manipulación es un brazo robótico (no mostrado) que puede ser
conectado a la invención preferentemente mediante una brida, dotando
a la zona adaptada para conectar con el medio de manipulación
conectado y su brida de alojamientos para medios de fijación
desmontables y particularmente tornillo, tornillo/tuerca.
La herramienta está preferentemente inscrita en
un paralelepípedo con unas dimensiones preferentemente de una
anchura entre 0.15 y 1.5 m, de una longitud de 0.15 m y de un altura
de 0.10 m. Los elementos de la herramienta (1) están soportados
sobre un bastidor (15).
En una variante de realización, este bastidor
(15) presenta una zona adaptada para conectar con el brazo robótico
y su brida mediante una serie de alojamientos de medios de fijación
desmontables, preferentemente tornillos. En la cara opuesta a dicha
zona adaptada para conectar con el brazo robótico y su brida se
sitúa un rodillo motriz (5), que sobresale del bastidor (15), y
proporciona la tracción cuando el brazo desplaza la herramienta
sobre la superficie a recubrir (20). El rodillo motriz (5) se
engancha en un primer extremo del bastidor (15), de forma que en una
variante de realización es el único medio de contacto de la
herramienta con la superficie constructiva.
Preferentemente el rodillo motriz (5) tiene un
diámetro de 0.05 m, y más preferentemente tiene una anchura de 0.15
m.
La tracción de este rodillo motriz (5) también
depende de la adherencia del material que lo recubre.
Preferentemente este rodillo comprende partes fabricadas de
materiales deformables como una goma (Módulo de Young \sim
0.01-0.1 GPa). En una realización aún más preferida
la superficie de tracción, i.e. la que parte del rodillo motriz (5)
en contacto con la superficie a recubrir, está fabricada de
materiales que permiten aumentar la adhesión a la superficie
escogidos dependiendo de la superficie sobre la que se desplaza la
herramienta (1), y comprenden acabados en goma, tachuela o silicona
o cualquier medio que se adapte a la tracción requerida. Se ha
encontrado que la lija proporciona excelentes cualidades para esta
aplicación, así como juntas tóricas con acabados como granallado, o
similar. Más preferentemente, no sólo la superficie del rodillo
motriz (5), sino todo el rodillo motriz (5) está fabricado de estos
materiales.
En una realización preferida estos materiales se
pueden fijar a la superficie de tracción del rodillo mediante medios
de unión separables. En una realización aún más preferida estos
medios utilizan velcro® para unir estos recubrimientos de forma
separable al rodillo motriz (5) permitiendo un intercambio y
recambio más rápido.
El medio de dispensación de tiras de cinta FRP
comprende un rodillo de dispensación de cinta (3) y un conjunto de
elementos de corte (6). El conjunto de elementos de corte a su vez
comprende un conjunto de rodillos de guía (6a-6b)
para facilitar la dispensación de la cinta tras el corte situados
junto a un elemento de corte (7). El número de rodillos de este
conjunto de rodillos es preferentemente cuatro rodillos de guía
(6a-6d). El elemento de corte (7) es preferentemente
una cuchilla. Un medio de accionamiento permite actuar de forma
remota sobre el elemento de corte (7). Preferentemente este medio de
accionamiento es un conjunto de accionadores lineales, y más
preferentemente mini-cilindros neumáticos.
Además el medio de dispensación de tiras de
cinta cuenta con un medio (9) para almacenar la cinta de FRP en la
herramienta (1). Preferentemente, este medio es un rollo. La cinta
se introduce en el conjunto de elementos de corte (6) y de ahí va al
rodillo de dispensación (3). El rodillo de dispensación sobresale
del bastidor (15) en el mismo sentido que el rodillo motriz (5) y se
encuentra a continuación del rodillo motriz (5) en el sentido de la
marcha. Unos medios de transmisión, preferentemente un conjunto
correa (11a) - polea (25a, 25b), transmiten movimiento del rodillo
de dispensación (3) al rodillo motriz (5). En una variante de
realización una primera polea (25a) está unida al rodillo motriz (5)
y una segunda polea (25b) está unida al rodillo de dispensación
(3).
Para ello se ajusta el tamaño de las poleas
(25a, 25b) de forma que se compense una diferencia en el diámetro de
los rodillos (5, 3). Particularmente, estos medios de transmisión
están adaptados para que la velocidad de dispensación de cinta FRP
sea sustancialmente igual a la velocidad de avance de la
herramienta, de forma que la relación entre el radio de la primera y
segunda polea sea inversa a la relación entre el radio del rodillo
motriz (5) y el radio del rodillo de dispensación (3).
Preferentemente el ajuste de la tensión de la
correa (11a) se lleva a cabo por al menos un tensor (21).
Preferentemente al menos uno de los dos rodillos
de guía inferiores (6a, 6b) se encuentran conectados a su vez
mediante un medio de transmisión al rodillo de dispensación (3)
(preferentemente mediante una tercera polea (25c) y una correa de
transmisión (11b) a la segunda polea (25b) del rodillo de
dispensación (3)). Aún de forma más preferente, los rodillos de guía
(6a, 6b) junto al elemento de corte están en contacto con la misma
correa (11a) que va del rodillo de dispensación (3) al rodillo
motriz (5). A su vez la polea (25c) de estos rodillos está adaptada
para compensar el tamaño de las poleas de forma que compense una
diferencia en el diámetro de los rodillos (6a, 6b, 3).
Preferentemente la relación entre los diámetros del rodillo motriz
(5) y de los rodillos de guía (6a, 6b) es 1:3 y el de la tercera
polea (25c) y la segunda polea (25b) es 3:1.
En una realización preferente se utiliza un
segundo tensor (14) entre el rodillo de dispensación (3) y los
rodillos de guía (6a, 6b) para ajustar la tensión en la correa (11b)
y mejorar la transmisión de potencia.
En otra variante de realización los medios de
corte (6) de la herramienta comprenden preferentemente una cuchilla
con forma de guillotina en contacto con el conjunto de accionadores
que permiten cortar la tira de cinta FRP. Aún más preferentemente,
la cuchilla está montada sobre un soporte de cuchilla, unido a los
accionadores. El conjunto de cuatro rodillos y la cuchilla (6)
cooperan para que, tras el corte realizado por la cuchilla, se siga
dispensando cinta.
Es el rodillo motriz (5) quien a través del
medio de transmisión acciona (da motricidad) a dichos rodillos de
guía y de dispensación (3, 6a, 6b).
Además, un rodillo (2), situado a continuación
del rodillo de dispensación (3) en el sentido de la marcha y unido
por un medio elástico como un resorte que comprime la cinta FRP
contra la superficie.
Preferentemente la herramienta (1) comprende una
zona adaptada para alojar de forma desmontable un medio dispensador
de resina (8) que comprende un medio de dispensación de resina (17)
como un cartucho. Cuando se carga una resina destinada a rellenar
fisuras puede incorporar ventajosamente un saliente (18) que permite
la inyección de la resina a mayor presión, permitiendo rellenar las
fisuras y cavidades presentes en el substrato, obteniendo una
superficie continua que permite aplicar posteriormente resina
epóxicas de forma uniforme. Esto mejora las propiedades mecánicas
del conjunto que comprende un elemento constructivo y la cinta FRP.
En otra variante de realización, la boquilla de aplicación de la
resina está orientada tras el rodillo tractor y en una dirección
hacia la superficie (20) contraria al sentido de aplicación de
marcha de la herramienta. Así, la resina se dispensa sin afectar al
rozamiento del recu-
brimiento del rodillo tractor con la superficie (20) y asegura la motricidad necesaria para la aplicación de la cinta FRP.
brimiento del rodillo tractor con la superficie (20) y asegura la motricidad necesaria para la aplicación de la cinta FRP.
En una variante de realización los medios de
dispensación de resina (17) tienen una salida de resina ubicada
entre el rodillo motriz (5) y el rodillo de dispensación (3), lo que
permite la tracción del rodillo motriz al rodar sobre la superficie
limpia. Preferentemente estos medios de dispensación de resina (17)
están preferentemente adaptados para dispensar resina epóxica
utilizando medios de inyección de un gas comprimido (no
mostrados).
En otra variante de realización la herramienta
(1) presenta un saliente (13), preferentemente rectangular, para
actuar como espátula durante el prensando la cinta FRP recogiendo la
resina que rezuma, situado entre el rodillo de dispensación (3) y el
rodillo prensor (2).
En una realización la herramienta (1) comprende
medios telemáticos como medios de telemetría de distancias.
Particularmente, la herramienta (1) comprende un medio de
adquisición de imágenes (16), preferentemente una cámara digital, y
aún más preferentemente inalámbrica. Este medio de adquisición de
imágenes se encuentra orientado para recoger la imagen en el sentido
de avance de la herramienta (1). En una realización preferida se
sitúa en un extremo del bastidor (15). Estos medios permiten
inspeccionar y dirigir los trabajos de preparación y dispensación de
forma remota lo que permite una inspección de las distintas etapas
del recubrimiento.
En otra variante de realización la herramienta
incorpora un soporte para alojar un medio para limpiar la
superficie, situado antes del rodillo motriz (5) en el sentido de la
marcha. Preferentemente es un medio dispensador de aire comprimido,
lo que permite obtener una superficie (20) limpia con un mínimo
aumento de peso.
Preferentemente las piezas de esta estructura
están fabricadas en nylon o en aluminio.
En una variante de realización las piezas de la
herramienta (1) son de un material ligero como titanio. Estos
materiales permiten una mejor manipulación por parte del brazo
robótico.
Se proporciona además un método para el
recubrimiento automático mediante tira de cintas de FRP, del tipo no
impregnado de adhesivo, y un adhesivo epóxico sobre superficies
(20), curvas o planas, de elementos de construcción tales como
bóvedas de túneles que comprende:
- a)
- proporcionar una herramienta (1) según cualquiera de las variantes de realización, conectada al medio de manipulación;
- b)
- desplazar la herramienta (1) sobre la superficie (20) del elemento de construcción;
- c)
- accionar la dispensación de resina del medio de dispensación de resina (8);
- d)
- accionar de forma remota del medio de corte (6).
\vskip1.000000\baselineskip
En una variante de realización se recubren en
una etapa anterior las fisuras de la superficie (20) del elemento de
construcción una resina epóxica, lo que permite mejorar la adhesión
de la cinta FRP.
En una variante de realización se limpia la
superficie (20) del elemento de construcción mediante los medios de
limpieza y particularmente mediante aire comprimido lo que
repercuten en una mejor adhesión de la cinta FRP.
Claims (16)
1. Herramienta (1) conectable a un medio de
manipulación de aplicación automática remota de tiras de cinta con
polímero reforzado con fibra (FRP), del tipo no impregnado de
adhesivo, y un adhesivo epóxico sobre superficies (20), curvas o
planas, de elementos de construcción tales como bóvedas de túneles,
caracterizada porque comprende:
- -
- un rodillo prensor (2);
- -
- un medio motriz que comprende un rodillo motriz (5);
- -
- un medio de transmisión de potencia;
- -
- un medio dispensador de resina (8);
- -
- un medio de dispensación de tiras de FRP que a su vez comprende:
- -
- un rodillo de dispensación (3);
- -
- un medio de corte (6);
- -
- al menos dos rodillos de guía (6a, 6b); y
- -
- un medio de almacenamiento de cinta de FRP (9);
- \quad
- en donde el rodillo de dispensación (3) y el rodillo motriz (5) están conectados mediante el medio de transmisión de potencia con dimensiones adaptadas para proporcionar una relación de transmisión tal que la velocidad de dispensación de cinta FRP es sustancialmente similar a la velocidad de avance al desplazar la herramienta (1) sobre la superficie (20).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Herramienta (1) según la reivindicación 1 en
el que el medio de transmisión de potencia comprende al menos un
primera polea (25a), una segunda polea (25b) y una correa (11a), en
donde
- la primera polea (25a) está unida al rodillo motriz (5) y la segunda polea (25b) está unida al rodillo de dispensación (3),
- guardando los diámetros de la primera y segunda polea (25a, 25b) una relación inversa a la relación de diámetros entre el rodillo motriz (5) y el rodillo de dispensación (3),
- y particularmente una relación 1:1.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Herramienta (1) según la reivindicación 2 que
comprende una tercera polea (25c) y una segunda correa (11b) unida
al menos a un rodillo de guía (6a),
- guardando una relación entre los diámetros de dicha tercera polea (25c) y la segunda polea (25b) una relación inversa a la relación de diámetros entre el rodillo de dispensación (3) y el al menos un rodillo de guía (6a),
- y particularmente una relación entre los diámetros de dicha tercera polea (25c) y la segunda polea (25b) de 3:1.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 en donde el rodillo motriz (5) está fabricado
o recubierto de goma, tachuela o silicona, lija, particularmente de
juntas tóricas con acabados en granallado.
5. Herramienta (1) según la reivindicación 4 en
donde el recubrimiento de la superficie del rodillo motriz (5) se
une de forma desmontable al rodillo motriz (5), y más
particularmente mediante velcro.
6. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 que comprende un soporte cuchilla y un
conjunto de accionadores, particularmente microactuadores
neumáticos.
7. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 que comprende un saliente (13) situado entre
el rodillo de dispensación (3) y el rodillo prensor (2).
8. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 que comprende una zona adaptada para recibir
medios de limpieza de la superficie (20), en particular para alojar
un medio dispensador de aire comprimido.
\newpage
9. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 que comprende una zona adaptada para conectar
con el medio de manipulación conectado y su brida, alojando medios
de fijación desmontables, y particularmente tornillo,
tornillo/tuerca.
10. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9 que está inscrita en un paralelepípedo de
dimensiones; anchura de 0.15 a 1.5 m; altura de 0.10 m; longitud de
0.15 m, y en particular de anchura 0.15 m.
11. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 que comprende un medio telemático para
determinar la distancia a la superficie (20) de la herramienta (1) ,
particularmente un medio de adquisición de imágenes inalámbrico.
12. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 en donde las piezas de la herramientas son
de aluminio y/o nylon.
13. Herramienta (1) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 en donde la boquilla de aplicación de la
resina está orientada tras el rodillo tractor y en una dirección
hacia la superficie (20) contraria al sentido de aplicación de
marcha de la herramienta.
14. Método para el recubrimiento automático y
remoto mediante tiras de cinta con polímero reforzado con fibra
(FRP), del tipo no impregnado de adhesivo, y un adhesivo epóxico
sobre superficies (20), curvas o planas, de elementos de
construcción tales como bóvedas de túneles caracterizado
porque comprende:
- a)
- proporcionar una herramienta (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en conexión con un medio de manipulación;
- b)
- desplazar la herramienta (1) sobre la superficie (20) del elemento de construcción;
- c)
- accionar la dispensación de resina del medio de dispensación de resina (8)
- d)
- accionamiento remoto del medio de corte (6) de la herramienta.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Método para el recubrimiento automático
mediante tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP),
según la reivindicación 14 que comprende además
- aplicar en una etapa anterior un recubrimiento de la superficie (20) del elementos de construcción mediante una resina epóxica.
\vskip1.000000\baselineskip
16. Método para el recubrimiento automático
mediante tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP),
según la reivindicación 14 que comprende además
- en una etapa anterior limpiar de la superficie (20) del elemento de construcción mediante el medio dispensador de aire comprimido.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030654A ES2370666B1 (es) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Herramienta y método de aplicación automática remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP) con adhesivo epóxico. |
| PCT/ES2011/000145 WO2011138481A1 (es) | 2010-05-03 | 2011-04-28 | Herramienta y método de aplicación automática remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibras, con dispensación de adhesivo epóxico |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030654A ES2370666B1 (es) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Herramienta y método de aplicación automática remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP) con adhesivo epóxico. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2370666A1 true ES2370666A1 (es) | 2011-12-21 |
| ES2370666B1 ES2370666B1 (es) | 2012-10-18 |
Family
ID=44903648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201030654A Active ES2370666B1 (es) | 2010-05-03 | 2010-05-03 | Herramienta y método de aplicación automática remota de tiras de cinta con polímero reforzado con fibra (FRP) con adhesivo epóxico. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2370666B1 (es) |
| WO (1) | WO2011138481A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190160761A1 (en) * | 2016-04-07 | 2019-05-30 | Addcomposites Oy | Tape laying and cutting system for fiber reinforced plastic manufacturing |
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| US3577297A (en) * | 1969-01-27 | 1971-05-04 | Rohr Corp | Taping apparatus and method |
| WO1997015442A1 (en) * | 1995-10-23 | 1997-05-01 | Clopay Plastic Products Company, Inc. | Product, apparatus and process for strip lamination of a polymer film and nonwoven or woven webs |
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2010
- 2010-05-03 ES ES201030654A patent/ES2370666B1/es active Active
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2011
- 2011-04-28 WO PCT/ES2011/000145 patent/WO2011138481A1/es active Application Filing
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| US20190160761A1 (en) * | 2016-04-07 | 2019-05-30 | Addcomposites Oy | Tape laying and cutting system for fiber reinforced plastic manufacturing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2370666B1 (es) | 2012-10-18 |
| WO2011138481A1 (es) | 2011-11-10 |
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