ES2693200T3 - Carcasa con cordón de soldadura rotativa por fricción - Google Patents

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ES2693200T3 ES14702858.3T ES14702858T ES2693200T3 ES 2693200 T3 ES2693200 T3 ES 2693200T3 ES 14702858 T ES14702858 T ES 14702858T ES 2693200 T3 ES2693200 T3 ES 2693200T3
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Abstract

Carcasa (10) para equipos eléctricos (12), con una primera parte (14) con una primera pared (22) que presenta una superficie de pared exterior (28) y con una segunda parte (18) con una segunda pared (24) que presenta una superficie de pared interior (30), en la que la primera pared (22) y la segunda pared (24) presentan una zona de solapamiento (26) y en la que la primera parte (14) y la segunda parte (18) están conectadas a lo largo del perímetro de las superficies de pared (28, 30) por medio de un cordón de soldadura rotativa por fricción (32) dispuesto en la zona de solapamiento (26), caracterizada porque el cordón de soldadura rotativa por fricción (32) presenta al menos una zona compacta (48) y una zona mixta (44), en la que la zona compacta (48) se produce con material completamente fundido, en la que la zona mixta (44) está dispuesta en o junto a un borde axial (46) de la zona de solapamiento (26), es decir, a lo largo del eje de rotación (R), en el punto de transición entre la zona de solapamiento (26) y la primera parte (14) o la segunda parte (18), en la que la zona mixta (44) contiene material parcialmente fundido, en la que la zona mixta (44) presenta una mayor flexibilidad que la zona compacta (48) y en la que la carcasa está diseñada a prueba de explosiones conforme al tipo de protección envolvente antideflagrante (Ex-d) y/o conforme al tipo de protección seguridad aumentada (Ex-e).

Description

DESCRIPCION
Carcasa con cordon de soldadura rotativa por friccion
5 El objeto de la invencion es una carcasa, en particular para equipos electricos, que presenta un cordon de soldadura rotativa por friccion y un procedimiento de fabricacion de dicha carcasa.
Para la fabricacion de carcasas tubulares, en particular de carcasas resistentes a la presion, a menudo se utilizan estructuras de tirantes o cierres con compuestos de sellado para cerrar el extremo final, para cuyo montaje se 10 requiere una preparacion mecanica especial. El documento EP 1 255 072 A2 describe, por ejemplo, un dispositivo de iluminacion a prueba de explosiones con una carcasa tubular translucida cuyas piezas estan conectadas mediante dos tirantes. Sin embargo, la fabricacion y el montaje de este tipo de construcciones son laboriosos.
Ademas, para unir materiales termoplasticos, se conoce el procedimiento de soldadura rotativa por friccion. En este 15 caso, el calor necesario para la fusion de los materiales se aplica mediante la rotacion relativa de las piezas que se desea unir. Dado que un procedimiento de soldadura por friccion dura como maximo unos segundos, este procedimiento permite producir objetos con un alto ritmo de trabajo.
El documento KR 10 2011 0 128 765 A describe un modulo de filtrado con una carcasa y una tapa. La unidad de 20 filtrado esta disenada para filtrar el agua que se introduce en la carcasa del filtro. En uno de los extremos de la carcasa del filtro se encuentra un cordon de soldadura que se inserta en una ranura de soldadura formada en la tapa de la carcasa. A continuacion, la carcasa y la tapa se sueldan mediante soldadura por friccion.
El documento DE 38 53 951 T2 describe un recipiente de plastico resistente a la presion que presenta una pieza de 25 cuerpo tubular y varias piezas de cierre, en el que una escotadura anular esta dispuesta en el borde de una de las piezas de cierre. El extremo de la pieza de cuerpo tubular se introduce en la escotadura. A continuacion, la pieza de cierre y la pieza de cuerpo tubular se unen mediante soldadura rotativa por friccion, fundiendo el extremo de la pieza de cuerpo tubular. Esto se facilita mediante una muesca situada en la entalladura, hacia la cual fluye el material fundido del extremo. De este modo, la carcasa se cierra hermeticamente y se configura para alojar fluidos a presion 30 estatica, por ejemplo, pudiendo ejercerse presiones de aproximadamente 10 bar sobre el cuerpo del recipiente.
El documento DE 199 11 284 A1 describe un procedimiento para formar una union por manguito entre dos tuberias. El manguito, que se estrecha ligeramente hacia el centro formando un cono, se somete a un movimiento de rotacion. Los tubos montados a prueba de rotacion se insertan en el manguito a lo largo del eje de rotacion del manguito, con 35 lo que se consigue fundir el manguito con el material del tubo y formar un cordon de soldadura rotativa por friccion. El manguito y los tubos presentan una elasticidad radial comparable. Al conectar una tapa o cubierta relativamente rigida de una carcasa a un cuerpo base cilindrico elastico con relacion a la misma ocurre algo distinto. Si se produce un estres termico alterno, existe riesgo de agrietamiento, sobre todo en la transicion axial entre la tapa y el tubo. Ademas, si se produce una explosion en el exterior o el interior de la carcasa, es decir, si se ejerce una carga de 40 presion similar a un impacto, en particular en la transicion entre la tapa o entre un manguito y el tubo, puede producirse el cizallamiento del cuerpo base.
El objetivo de la invencion es crear una carcasa mejorada, en particular para equipos electricos, y un procedimiento de fabricacion de dicha carcasa.
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Segun la invencion, este objetivo se consigue mediante una carcasa con las caracteristicas segun la reivindicacion 1 y un procedimiento segun la reivindicacion 13.
Aunque la carcasa esta disenada particularmente para alojar equipos electricos, tambien puede utilizarse como 50 carcasa para otros dispositivos. La carcasa comprende una primera parte con una primera pared que presenta, por ejemplo, una superficie de pared exterior cilindrica. Una segunda parte de la carcasa con una segunda pared presenta una superficie de pared interior que puede ser, por ejemplo, cilindrica. La primera pared y la segunda pared se superponen en una zona de solapamiento y estan unidas, dentro de dicha zona de solapamiento, por un cordon de soldadura rotativa por friccion a lo largo del perimetro de las superficies de las paredes. El cordon de soldadura 55 rotativa por friccion forma un anillo circular cerrado. El cordon de soldadura rotativa por friccion se fija de forma concentrica al eje central de la carcasa, que al mismo tiempo, forma el eje rotacional de la carcasa.
La carcasa esta disenada a prueba de explosiones conforme al tipo de proteccion envolvente antideflagrante (Ex-d) y/o conforme al tipo de proteccion seguridad aumentada (Ex-e).
El cordon de soldadura rotativa por friccion presenta al menos una zona compacta y una zona mixta. La zona compacta presenta preferiblemente una distribucion homogenea del material. La zona mixta presenta preferiblemente una distribucion no homogenea del material. La zona compacta se produce con material completamente fundido. La zona mixta contiene material parcialmente fundido. El cordon de soldadura rotativa por 5 friccion puede presentar una o mas zonas mixtas y una o mas zonas compactas. Gracias a la zona compacta y la zona mixta, pueden crearse zonas de distinta elasticidad. En particular, la zona mixta puede actuar como zona de transicion radial entre una primera parte y una segunda parte con distinta elasticidad, en particular en sentido transversal al eje de rotacion. Por ejemplo, una zona mixta puede contener poros u otras cavidades, serrin de cuerpos solidos y/o fragmentos de cuerpos solidos y/o estrias y/o laminas de masa fundida solidificada. La zona 10 mixta presenta propiedades mecanicas que difieren de las propiedades mecanicas de la zona compacta. En particular, la zona mixta presenta una mayor flexibilidad que la zona compacta, es decir, la zona mixta presenta una menor resistencia a la deformacion.
La zona mixta esta situada preferiblemente en un extremo axial del cordon de soldadura rotativa por friccion. A 15 ambos extremos axiales del cordon de soldadura rotativa por friccion pueden encontrarse sendas zonas mixtas separadas axialmente por una zona compacta. Preferiblemente, una zona mixta esta situada en un borde axial de la zona de solapamiento, es decir, a lo largo del eje de rotacion, en el punto de transicion entre la zona de solapamiento y la primera parte o la segunda parte. La zona compacta puede estar situada, por ejemplo, axialmente en el centro del cordon de soldadura rotativa por friccion. Asimismo, la zona compacta puede extenderse desde una 20 zona situada en el centro axial del cordon de soldadura rotativa por friccion hasta un extremo axial del cordon de soldadura rotativa por friccion.
Puede crearse una transicion uniforme o abrupta entre la zona compacta y la zona mixta en paralelo al eje de rotacion. La transicion entre la zona compacta y la zona mixta puede seguir el perimetro de una linea recta o ser 25 curvilinea u ondulada, es decir, la zona compacta puede intersectar, por ejemplo, la zona mixta en paralelo al eje de rotacion. La zona compacta puede presentar una mayor extension (longitud) en paralelo al eje de rotacion que la zona mixta.
Las zonas compactas y las zonas mixtas pueden disponerse alternativamente a lo largo del perimetro del cordon de 30 soldadura rotativa por friccion y extenderse, por ejemplo, en paralelo al eje de rotacion. Pueden formarse una o mas zonas mixtas a modo de puntos o islas en una zona compacta, en las que la zona compacta puede ser, por ejemplo, contigua. Tambien pueden formarse una o mas zonas compactas a modo de puntos o islas en una zona mixta, en las que la zona mixta puede ser, por ejemplo, contigua. Los puntos formados por zonas compactas o mixtas pueden disponerse de manera regular o formar un patron irregular. Del mismo modo, los puntos formados por zonas 35 compactas y zonas mixtas pueden disponerse alternativamente en sentido perimetral y/o en direccion al eje de rotacion.
Preferiblemente, el material fundido y nuevamente solidificado que forma la zona compacta es mas denso que el material de la zona mixta. Por ejemplo, puede presentar menos poros, serrin de cuerpos solidos o similares. La zona 40 compacta esta disenada para garantizar la cohesion de la carcasa, especialmente si se ejercen fuerzas paralelas al eje de rotacion. Gracias a la zona compacta, se consigue, en particular, la estanqueidad de la carcasa. La zona mixta esta disenada en particular para garantizar mecanicamente la transicion entre la primera y la segunda parte y puede actuar como zona de amortiguacion. Debido a la falta de homogeneidad de la zona mixta, esta puede tener un aspecto turbio o incluso opaco, aunque se utilice plastico transparente.
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Preferiblemente, el cordon de soldadura rotativa por friccion se extiende axialmente a lo largo de toda la zona de solapamiento. La extension del cordon de soldadura rotativa por friccion en paralelo al eje de rotacion se limita preferiblemente a la zona de solapamiento. No obstante, el cordon de soldadura rotativa por friccion tambien puede extenderse mas alla de la zona de solapamiento en al menos uno de sus lados. Por ejemplo, la masa fundida 50 solidificada tambien puede disponerse fuera de la zona de solapamiento, donde contribuye, por ejemplo, a la estabilidad mecanica y/o a la estanqueidad del cordon de soldadura por friccion. Preferiblemente, la primera parte y la segunda parte estan conectadas a las superficies de las paredes a lo largo de todo su perimetro, es decir, sin interrupciones a lo largo del perimetro.
55 Las longitudes (axiales) de la zona compacta y de la zona mixta pueden ser distintas y depender, por ejemplo, de los parametros de material y forma de la primera y segunda parte, asi como de los parametros del proceso de fabricacion. Por ejemplo, la longitud de la zona mixta puede ser de unos milimetros. Sin embargo, la longitud de la zona mixta tambien puede ser, por ejemplo, de pocas centesimas de milimetro. La zona compacta es preferiblemente mas larga que la zona mixta. La longitud de la zona compacta puede ser, por ejemplo, de al menos 60 10 mm. El grosor de la zona compacta puede ser distinto del grosor de la zona mixta de un cordon de soldadura
rotativa por friccion en direccion radial transversal al eje de rotacion. La zona mixta puede ser radialmente mas gruesa que la zona compacta. Esto favorece su deformabilidad y flexibilidad elastica y/o plasticas.
La carcasa puede presentar otras partes, ademas de la primera y la segunda parte. Las uniones entre las distintas 5 partes de la carcasa pueden disenarse como cordones de soldadura rotativa por friccion o conectarse entre si de otro modo. La carcasa o parte de la misma puede ser transparente o translucida. La carcasa es preferiblemente impermeable. Resulta ventajoso que la carcasa este disenada a prueba de explosiones conforme al tipo de proteccion envolvente antideflagrante Ex-d. Se prefiere particularmente que la carcasa (especialmente las uniones entre las distintas partes de la carcasa) cumpla con los requisitos de la norma DIN EN 60079-1. La carcasa tambien 10 puede estar disenada conforme a la clase de proteccion Ex-e. Puede utilizarse, por ejemplo, como carcasa de un dispositivo de iluminacion, como carcasa para generadores de senales o para proteger la instalacion de cables, por ejemplo, como paso de cables, o para contener sensores opticos.
La carcasa presenta preferiblemente un cuerpo cilindrico o tubular. Ademas, la carcasa puede presentar, por 15 ejemplo, una tapa disenada para cerrar el cuerpo tubular por uno de sus lados. Para ello, la tapa se coloca sobre el cuerpo tubular y forma la zona de solapamiento con este. De esta manera, se crea la zona de solapamiento entre la primera parte (por ejemplo, el cuerpo tubular) y la segunda parte (por ejemplo, la tapa). La zona de solapamiento del cuerpo tubular con la tapa puede presentar un cordon de soldadura rotativa por friccion con una zona compacta y una zona mixta. Asimismo, una carcasa puede presentar un cuerpo tubular que disponga de un tapon de cierre en al 20 menos uno de sus lados. Por ejemplo, en una carcasa de este tipo, la primera parte esta formada por el tapon y la segunda parte, por el cuerpo tubular. A su vez, el tapon y el cuerpo pueden estar unidos por el cordon de soldadura rotativa por friccion anteriormente descrito.
La carcasa puede presentar al menos una parte tubular conectada a una zona compacta mediante un cordon de 25 soldadura rotativa por friccion y a una zona mixta mediante un manguito o boquilla. Tambien es posible conectar dos piezas tubulares con cordones de soldadura rotativa por friccion mediante un manguito, una boquilla o directamente entre si. Un manguito es una pieza de conexion en forma de collarin que se coloca alrededor de las secciones finales de ambas partes tubulares para unirlas. Una boquilla es una pieza de conexion que se coloca en el interior de las secciones finales de ambas partes tubulares.
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Tanto la primera como la segunda parte presentan una pared con una superficie de pared que rodea la pared por dentro o por fuera. Dicha superficie de pared puede ser lisa y redonda o angular, ser una superficie poligonal o presentar facetas. La superficie de la pared puede ser circular, eliptica o poligonal en seccion transversal, es decir, en transversal al eje de rotacion. Una de las partes con la superficie de pared puede tener forma, por ejemplo, de 35 tubo y este puede ser un tubo redondo cilindrico, poligonal o prismatico. La superficie de la pared puede discurrir en paralelo al eje de rotacion y presentar un diametro o perimetro constante a lo largo del eje de rotacion. Las superficies de las paredes presentan una forma concava. Esto incluye las superficies de pared con forma cilindrica recta, por ejemplo, las superficies de pared conicas o superficies de pared curvas que rodean un cuerpo. Por ejemplo, una superficie de pared puede desviarse de la forma conica o cilindrica recta y ser redonda u ondulada, al 40 menos en parte. La superficie concava de la pared tambien puede expandirse o estrecharse, al menos en algunas secciones, en direccion al eje de rotacion, formando por ejemplo, un cono. Ademas, una superficie de pared concava puede presentar un escalon, es decir, un cambio brusco en su diametro. Una superficie de pared concava puede presentar una o mas ranuras o hendiduras, por ejemplo, en sentido axial. Asi, la superficie de la pared puede quedar interrumpida a lo largo de su perimetro. Las formas de las superficies de la primera y segunda pared pueden ser 45 complementarias entre si. Preferiblemente, una forma conica o una forma que se desvie de una forma cilindrica estricta se caracterizaran, al menos en algunas secciones, por un angulo que determina la inclinacion de una superficie de pared en relacion con y en direccion al eje de rotacion. Preferiblemente, el angulo que caracteriza la inclinacion presenta entre 1° y 3°.
50 Las superficies de las paredes de la primera y/o segunda parte pueden presentar escotaduras como hendiduras, ranuras o muescas. Dichas escotaduras pueden utilizarse, por ejemplo, para alojar la masa fundida, para transferir o dirigir el flujo de masa fundida o para controlar la formacion de la masa fundida durante la produccion del cordon de soldadura por friccion. Las escotaduras estan dispuestas preferiblemente en la zona de solapamiento y se limitan a esta zona. Las secciones de una escotadura pueden extenderse mas alla de la zona de solapamiento o sobresalir 55 por al menos uno de los lados de la zona de solapamiento. Las escotaduras pueden discurrir en longitudinal y/o en transversal al eje de rotacion. Las escotaduras, en particular las ranuras o hendiduras, pueden discurrir a lo largo del sentido perimetral de una superficie de pared concava. De esta manera, una escotadura puede seguir una linea helicoidal en la superficie de la pared. Una hendidura puede discurrir a lo largo del eje de rotacion. Preferiblemente, una pieza presenta varias ranuras que discurren en sentido perimetral. Una superficie de pared de una de las partes, 60 por ejemplo, de la primera parte, puede presentar escotaduras, mientras que la superficie de pared de la otra parte
puede no presentar escotaduras. La primera y segunda parte pueden presentar canales, por ejemplo, para controlar la formacion de la masa fundida o el flujo de masa fundida.
En una realizacion, ni la primera ni la segunda superficie de pared presentan escotaduras en la zona de 5 solapamiento, exceptuando la rugosidad de la superficie. De esta forma, el cordon de soldadura rotativa por friccion puede no presentar muescas.
El diametro de una primera o segunda parte puede ser de, por ejemplo, de entre 10 mm y 70 mm en relacion con la superficie de la pared. El grosor de la pared de una parte dependera preferiblemente del diametro de la parte y 10 podra ser de, por ejemplo, entre 1 mm y 5 mm.
Una pared y su superficie pueden estar hechas del mismo material o presentar materiales diferentes. Las paredes de la primera y la segunda parte pueden estar hechas de los mismos materiales o de materiales diferentes o presentar materiales parcialmente diferentes. Preferiblemente, la primera pared y la segunda pared estan hechas de 15 plastico o presentan plastico. Se prefiere un material termoplastico amorfo como material de pared. Una pared puede estar hecha, por ejemplo, de policarbonato. No obstante, tambien es posible que, de la primera y segunda parte, por ejemplo, solo la pared de una de las partes este hecha de plastico o presente plastico, mientras que la otra pared esta hecha, por ejemplo, de vidrio, metal o material compuesto.
20 La zona compacta homogenea y/o la zona mixta no homogenea del cordon de soldadura por friccion pueden contener un unico tipo de plastico, por ejemplo policarbonato, o varios tipos de plastico. En particular, tanto la zona compacta como la zona mixta pueden contener materiales, mezclados o no, procedentes de la primera y segunda pared.
25 Preferiblemente, tanto la primera como la segunda parte presentan una superficie frontal. Una superficie frontal puede estar orientada en sentido transversal hacia una superficie de pared. Por ejemplo, en una realizacion con una tapa y un tubo cilindrico se crea, por un lado, una superficie frontal mediante una superficie de cubierta axial en un extremo del tubo y, por otro, la tapa presenta una superficie frontal que cierra el tubo en sentido axial. Ademas de la conexion mediante el cordon de soldadura rotativa por friccion, la primera y segunda parte pueden estar conectadas 30 por un cordon axial de soldadura rotativa por friccion situado en las superficies frontales de la primera y la segunda parte. Por ejemplo, un manguito puede contener un anillo con dos superficies frontales, en el que un tubo situado en el interior del manguito puede conectarse al manguito mediante un cordon de soldadura rotativa por friccion que lo une al perimetro y un cordon axial de soldadura rotativa por friccion que lo une a una superficie frontal.
35 En una realizacion, la primera y la segunda parte pueden no presentar un cordon de soldadura por friccion en una superficie frontal separada de una superficie de pared y, por lo tanto, pueden conectarse exclusivamente al perimetro de las superficies de pared concavas interiores y exteriores mediante un cordon de soldadura por friccion.
El procedimiento de fabricacion segun la invencion de una carcasa a prueba de explosiones conforme al tipo de 40 proteccion envolvente antideflagrante (Ex-d) y/o conforme al tipo de proteccion seguridad aumentada (Ex-e) esta disenado para formar un cordon de soldadura por friccion con una zona compacta y una zona mixta. Se utiliza para fabricar una carcasa que puede utilizarse para equipos electricos y que determina un eje de rotacion y presenta una primera parte con una primera pared y una segunda parte con una segunda pared. La primera pared presenta una superficie de pared exterior concava y la segunda pared presenta una superficie de pared interior concava. Para la 45 fabricacion, la primera parte y la segunda parte se someten a un movimiento giratorio una en relacion a la otra en torno al eje de rotacion. La primera y la segunda parte pueden desplazarse una hacia la otra en un movimiento de avance relativo. Si las superficies frontales y/o las superficies perifericas de la primera y segunda parte entran en contacto, se fundira el material de al menos una parte de la superficie de contacto. Finalmente, la masa fundida nuevamente solidificada forma un cordon de soldadura por friccion sobre las superficies de las paredes, que 50 presenta una zona compacta con una distribucion homogenea del material y una zona mixta con una distribucion no homogenea del material, en el que la zona mixta presenta una mayor flexibilidad que la zona compacta, en el que la zona compacta se produce con material completamente fundido, en el que la zona mixta esta dispuesta en o junto a un borde axial de la zona de solapamiento, es decir, a lo largo del eje de rotacion, en el punto de transicion entre la zona de solapamiento y la primera parte o la segunda parte y en el que la zona mixta contiene material parcialmente 55 fundido. La formacion de la zona compacta y de la zona mixta y sus propiedades, por ejemplo, la longitud de las zonas en direccion al eje de rotacion, pueden controlarse por medio de los parametros de material, forma y proceso. Por ejemplo, el diametro de la primera parte y de la segunda parte juega un papel importante como parametro de forma en este caso, por lo que se selecciona preferiblemente un ajuste de interferencia entre la primera y la segunda parte. Preferiblemente, una parte presenta una seccion que se estrecha formando un cono en la direccion de avance 60 seguida de una seccion con un perimetro constante a lo largo del eje de rotacion. De esta manera, se consigue
formar un chaflan de arranque en la parte. La otra parte puede presentar un ajuste de holgura con respecto a la seccion que se estrecha formando un cono y un ajuste de interferencia en la seccion con un perimetro constante. Las propiedades de la zona compacta y de la zona mixta, por ejemplo sus longitudes, su estructura y similares, tambien pueden controlarse mediante las longitudes de la seccion conica, el angulo de la seccion conica y la 5 longitud de la seccion con un perimetro constante, asi como por medio del ajuste de interferencia.
Para controlar la formacion de la zona compacta y de la zona mixta, tambien pueden disponerse en la primera y/o segunda parte escotaduras, por ejemplo, ranuras, que pueden alojar y/o transportar, al menos parcialmente, la masa fundida resultante. Las escotaduras pueden ser, por ejemplo, circulares, rectangulares o cuadradas. Ademas, en la 10 primera y/o segunda parte pueden disponerse elevaciones, como nudos o elevaciones alargadas. Los parametros que influyen en las zonas compacta y mixta son, por ejemplo, las dimensiones de las escotaduras o elevaciones, la orientacion en relacion al eje de rotacion, la trayectoria en relacion a la direccion de rotacion y la disposicion en el area del cordon de soldadura rotativa por friccion. Otras posibilidades de control se derivan de la velocidad relativa de las superficies de la primera y segunda parte, de la velocidad de avance, de la fuerza de avance y tambien, del 15 curso temporal de las cantidades mencionadas a lo largo del proceso de soldadura por friccion, asi como de la duracion total del proceso, desde la fusion del material de la pared hasta la solidificacion de la masa fundida. Durante la realizacion del proceso, la fusion se limita preferiblemente solo a las zonas superficiales de las paredes de la primera y segunda parte para garantizar la estabilidad de la primera y segunda parte. Esto puede conseguirse, por ejemplo, con una duracion de proceso relativamente breve.
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Configuraciones ventajosas de la invencion se deducen de las reivindicaciones dependientes y de la descripcion. Se obtienen perfeccionamientos ventajosos combinando al menos una de las reivindicaciones independientes con las caracteristicas de una o mas de las reivindicaciones secundarias. La ilustracion complementa la descripcion. Las figuras muestran una representacion esquematica de:
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La figura 1, una carcasa segun la invencion con un equipo electrico,
La figura 2, una vista de seccion con una parte de la zona de solapamiento de la carcasa de la figura 1,
La figura 3, otra realizacion de una carcasa segun la invencion,
La figura 4, una representacion del procedimiento segun la invencion mediante un dispositivo de fabricacion.
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La carcasa segun la invencion 10 que se muestra en la figura 1 contiene una lampara 12 y esta disenada a prueba de explosiones conforme al tipo de proteccion Ex-d envolvente antideflagrante y ademas, es hermetica al agua. La carcasa 10 establece, por su forma cilindrica, un eje de rotacion R. La carcasa 10 presenta una primera parte 14, que es tubular o cilindrica y presenta una base 16. La primera parte 14 presenta un diametro externo A de 35 aproximadamente 60 mm. Una segunda parte 18 en forma de tapa esta soldada a la primera parte 14. Tanto la primera parte 14 como la segunda parte 18 se fabrican mediante moldeo por inyeccion y estan hechas de policarbonato transparente amorfo. No obstante, la primera parte 14 y la segunda parte 18 pueden estar hechas de materiales diferentes. Por ejemplo, una de las partes puede estar hecha de vidrio, acero o de un plastico que no sea policarbonato.
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La tapa 18 presenta una superficie frontal 20 orientada en sentido transversal al eje de rotacion R. Una seccion de la primera pared 22 de la primera parte 14 se solapa con una segunda pared 24 de la tapa 18 que rodea la primera parte 14. La primera pared 22 presenta una superficie de pared exterior de forma concava cilindrica 28. Esta esta conectada a una superficie de pared interior de forma concava cilindrica 30 de la segunda parte 18 mediante un 45 cordon de soldadura rotativa por friccion 32. La superficie de pared exterior 28 y/o la superficie de pared interior 30 tambien pueden presentar una forma concava no cilindrica. Por ejemplo, las superficies de las paredes pueden terminar en forma de cono y/o presentar facetas y estar disenadas como superficies poligonales. En el extremo de la primera pared 22 de la primera parte 14 dispuesto en la segunda parte 18, la primera parte 14 presenta una superficie frontal anular 34. Entre la superficie frontal anular 34 que se extiende en sentido perimetral y la superficie 50 frontal 36 de la pared frontal 20 de la segunda parte 18 hay una zona de soldadura 38 con masa fundida solidificada. La masa fundida solidificada en la zona de soldadura 38 se creo debido a la friccion de la superficie de cubierta 34 contra la superficie de la pared frontal 36. La masa fundida tambien puede ser material fundido proveniente de la superficie de la pared exterior 28 o de la superficie de la pared interior 30 que ha alcanzado el area de la zona de soldadura 38 por accion capilar o por propulsion del material, donde forma una union termoadhesiva.
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La figura 2 muestra una vista de seccion S de la carcasa. La segunda pared 24 de la segunda parte 18 forma un cono en direccion a la pared frontal 20 en una primera seccion 40 alejada de la pared frontal 20. En una segunda seccion 42 mas cercana a la pared frontal 20 a lo largo del eje de rotacion R, la superficie de pared interior de la segunda pared 24 presenta un diametro constante. El cordon de soldadura rotativa por friccion 32 presenta una zona 60 mixta 44 con una distribucion de material no homogenea en un borde 46 de la zona de solapamiento 26 situado en
la transicion entre la zona de solapamiento y la primera parte 14 a lo largo del eje de rotacion R. En el ejemplo de la figura, la zona mixta 44 presenta particularmente una espuma de poros finos. Esta proporciona proteccion mecanica en la zona del borde 46. De este modo, puede crearse, por ejemplo, una zona de amortiguacion que ceda particularmente frente a las fuerzas que podria provocar una explosion en el interior de la carcasa 10. De lo 5 contrario, estas fuerzas podrian provocar el cizallamiento de la primera parte 14 por encima del canto de la segunda parte 18 en el borde 46.
El cordon de soldadura rotativa por friccion 32 presenta, ademas, una zona compacta 48 dispuesta en una seccion del cordon de soldadura rotativa por friccion 32 mas cercana a la pared frontal 20 a lo largo del eje de rotacion R. El 10 cordon de soldadura rotativa por friccion tambien puede presentar una zona mixta adicional separada axialmente de la zona mixta 44 por la zona compacta 48. En comparacion con la zona mixta 44, la zona compacta 48 presenta una distribucion de material mas homogenea con una mayor densidad. El cordon de soldadura rotativa por friccion 32 presenta un espesor radial d, que puede adoptar distintos valores a lo largo del eje de rotacion R debido a la terminacion conica, en algunas secciones, de la superficie de pared interior 30, por lo demas de forma concava 15 cilindrica. Ademas, la carcasa 10 que se muestra presenta ranuras 50 dispuestas en la segunda pared 24, que la rodean a lo largo de su perimetro. Las ranuras 50 sirven para alojar la masa fundida, controlar el flujo de masa fundida y como muescas que proporcionan proteccion mecanica a la carcasa. La primera pared 22 y la segunda pared 24 estan conectadas a lo largo de todo de su perimetro por el cordon de soldadura rotativa por friccion. Las escotaduras o ranuras 50 tambien pueden disenarse como hendiduras dispuestas de forma regular o irregular en 20 algunos puntos a lo largo del perimetro y que sirven, por ejemplo, para alojar el exceso de masa fundida o para proporcionar proteccion mecanica.
La figura 3 muestra otra carcasa segun la invencion 10 que contiene un equipo electrico 12. La primera parte 14 esta disenada como un tapon macizo que cierra la segunda parte 18 Al mismo tiempo, el equipo electrico 12 esta fijado al 25 tapon. La primera parte 12 presenta una primera pared 22 que presenta una superficie de pared exterior de forma concava cilindrica 28. La primera parte 14 y la segunda parte 18 estan conectadas exclusivamente por un cordon de soldadura rotativa por friccion 32 entre la superficie de pared exterior de forma concava cilindrica 28 y la superficie de pared interior de forma concava cilindrica 30 de la segunda parte 18.
30 El cordon de soldadura rotativa por friccion 32 presenta una zona mixta 44 dispuesta junto a un borde 46 de la zona de solapamiento 26 a lo largo de la direccion del eje de rotacion, en la transicion entre la primera parte 14 y la zona de solapamiento 26. El modulo de elasticidad de la zona mixta 44 es mayor que el de la zona compacta 48, que esta dispuesto junto a la zona mixta 44, alejado del borde 46. En este punto, la zona mixta 44 reduce el riesgo de que la segunda pared 24 se desprenda en caso de producirse una explosion en el interior de la carcasa 10. La zona 35 compacta 48 del cordon de soldadura rotativa por friccion 32 presenta una distribucion homogenea del material y sirve para sellar la carcasa 10. En la zona de solapamiento 26 no esta dispuesta ninguna escotadura, de forma que el cordon de soldadura rotativa por friccion no presenta ninguna muesca.
La figura 4 muestra el procedimiento segun la invencion mediante un dispositivo 52 de fabricacion de una carcasa 40 con un cordon de soldadura rotativa por friccion.
El dispositivo de fabricacion 52 de la figura 4 presenta un primer soporte 54, en el que una primera parte 14 de policarbonato esta fijada a prueba de rotacion en relacion al primer soporte 54. Sobre el primer soporte 54 esta dispuesto un arbol 56 que permite utilizar un accionamiento giratorio para hacer girar el soporte en torno a un eje de 45 rotacion R. Ademas, el primer soporte 54 puede acercarse o alejarse de un segundo soporte 58 del dispositivo 52 mediante un movimiento de traslacion a lo largo de un eje de avance Z.
Una segunda parte 18 de policarbonato en forma de tapa cilindrica se sujeta al segundo soporte 58 del dispositivo 52. El segundo soporte 58 presenta un cojinete giratorio 60 que puede protegerse contra rotacion. La segunda parte 50 18 presenta una segunda pared 24 cuya superficie de pared interior concava 30 inicialmente tiene una forma cilindrica en forma y se extiende conicamente hacia un extremo 62 de la segunda pared 24 alejado de la pared frontal 20. Por lo demas, la segunda pared 24 presenta una forma concava cilindrica y recta. La segunda superficie de pared interior concava cilindrica 30 de la segunda pared 24 presenta un primer diametro interno I1 en la zona concava cilindrica recta de la segunda pared 24. En el extremo que termina en forma conica 62, la segunda pared 55 24 presenta un segundo diametro interno I2, siendo el segundo diametro interno I2 mayor que el primer diametro interno I1 de la zona concava cilindrica recta debido a la forma conica de la pared en el extremo 62. Debido al segundo diametro interno I2, que es mayor que el diametro externo A de la primera parte, y a la forma conica de la segunda parte, puede crearse un chaflan de arranque con un angulo a. El angulo a es preferiblemente de un maximo de 3°. En la segunda parte 18 puede disponerse, por ejemplo, una lampara, cuyo alojamiento se indica en la 60 figura 4.
La primera parte 14 y la segunda parte 18 estan dispuestas preferiblemente de forma concentrica entre si. Entre los ejes longitudinales de la primera parte L1 y de la segunda parte L2, que coinciden con el eje de rotacion R en el ejemplo de realizacion, tambien puede existir un desplazamiento del eje en paralelo o los ejes longitudinales L1 y L2 5 pueden no discurrir en paralelo entre si. La primera parte 14 presenta una primera pared 22 con una superficie de pared exterior de forma concava cilindrica 28 que presenta un diametro exterior A. El diametro exterior A es preferiblemente mayor que el primer diametro interno I1, es decir, la primera parte se conecta a la segunda parte mediante un ajuste de interferencia.
10 El procedimiento de fabricacion de la carcasa 10 puede realizarse, por ejemplo, con un dispositivo de fabricacion de 52 como se muestra en la figura 4 y como se describe a continuacion:
El cojinete giratorio 60 esta protegido contra rotacion y la primera parte gira a una determinada velocidad de rotacion por medio del primer soporte 54, del arbol 56 y del motor de accionamiento. La primera parte 14 se desplaza a lo largo de un eje de avance Z, que en el ejemplo de realizacion, discurre en paralelo al eje de rotacion R, en direccion 15 a la segunda pieza 18 a una determinada velocidad de avance. La velocidad de avance y la velocidad de rotacion pueden mantenerse constantes o variar mediante el proceso de soldadura por friccion. A partir de una determinada distancia entre la primera parte 14 y la segunda parte 18, la primera pared 22 y la segunda pared 24 entran en contacto y las fuerzas de friccion provocan que se funda el material de la superficie de pared interior 30 y de la superficie de pared exterior 28. El movimiento de avance se realiza hasta alcanzar la distancia deseada entre la 20 base 16 y la pared frontal 20. A continuacion, se frena el movimiento de rotacion del primer soporte 54 y puede eliminarse la proteccion contra rotacion del cojinete giratorio 60, de forma que el segundo soporte 58 tambien gire, mientras que la rotacion se detiene por completo.
Se crea una carcasa 10 compuesta por una primera parte 14 con una primera pared 22 y una superficie de pared 25 exterior 28 y por una segunda parte 18 con una segunda pared 24 y una superficie de pared interior 30. Las superficies de las paredes pueden presentar, por ejemplo, una forma concava cilindrica, al menos en algunas secciones. Las secciones de la primera pared 22 y de la segunda pared 24 se solapan en una zona de solapamiento 26. La primera pared 22 y la segunda pared 24 estan conectadas por un cordon de soldadura rotativa por friccion 32 dispuesto en la zona de solapamiento 26 a lo largo del perimetro de las superficies de pared 28, 30. El cordon de 30 soldadura rotativa por friccion 32 presenta una zona compacta 48 con un primer modulo de elasticidad y una zona mixta 44 con un segundo modulo de elasticidad distinto.
Referencias:
35 10
Carcasa
12
Equipo electrico/ lampara
14
Primera parte
16
Base
18
Segunda parte
40 20
Pared frontal
22
Primera pared
24
Segunda pared
26
Zona de solapamiento
28
Superficie de pared exterior
45 30
Superficie de pared interior
32
Cordon de soldadura rotativa por friccion
34
Superficie frontal perimetral
36
Superficie frontal de la pared frontal
38
Zona de soldadura
50 40
Primera seccion
42
Segunda seccion
44
Zona mixta
46
Borde axial
48
Zona compacta
55 50
Escotadura/ ranura/ hendidura
52
Dispositivo de fabricacion
54
Primer soporte
56
Arbol
58
Segundo soporte
60 60
Cojinete giratorio
62
A
D
I1
5 I2 L1 L2 R S
10 Z A
Extremo
Diametro externo
Grosor radial
Primer diametro interior
Segundo diametro interior
Eje longitudinal de la primera parte
Eje longitudinal de la segunda parte
Eje de rotacion
Vista de seccion
Eje de avance
Angulo

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Carcasa (10) para equipos electricos (12),
    5 con una primera parte (14) con una primera pared (22) que presenta una superficie de pared exterior (28) y con una segunda parte (18) con una segunda pared (24) que presenta una superficie de pared interior (30), en la que la primera pared (22) y la segunda pared (24) presentan una zona de solapamiento (26) y
    10
    en la que la primera parte (14) y la segunda parte (18) estan conectadas a lo largo del perimetro de las superficies de pared (28, 30) por medio de un cordon de soldadura rotativa por friccion (32) dispuesto en la zona de solapamiento (26), caracterizada porque el cordon de soldadura rotativa por friccion (32) presenta al menos una zona compacta (48) y una zona mixta (44), en la que la zona compacta (48) se produce con material completamente 15 fundido,
    en la que la zona mixta (44) esta dispuesta en o junto a un borde axial (46) de la zona de solapamiento (26), es decir, a lo largo del eje de rotacion (R), en el punto de transicion entre la zona de solapamiento (26) y la primera parte (14) o la segunda parte (18), en la que la zona mixta (44) contiene material parcialmente fundido,
    20
    en la que la zona mixta (44) presenta una mayor flexibilidad que la zona compacta (48) y
    en la que la carcasa esta disenada a prueba de explosiones conforme al tipo de proteccion envolvente antideflagrante (Ex-d) y/o conforme al tipo de proteccion seguridad aumentada (Ex-e).
    25
  2. 2. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cordon de soldadura rotativa por friccion (32) presenta dos zonas mixtas (44) separadas a lo largo del eje de rotacion (R) por una zona compacta (48).
    30 3. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera parte (14) y/o la
    segunda parte (18) presentan ranuras (50) o hendiduras (50) en una superficie de pared (28, 30).
  3. 4. Carcasa (10) segun la reivindicacion 3, caracterizada porque las ranuras (50) o hendiduras (50) de la primera parte (14) y/o de la segunda parte (18) estan dispuestas circunferencialmente a lo largo del perimetro de las
    35 superficies de las paredes (28, 30) en la zona de solapamiento (26).
  4. 5. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera parte (14) o la segunda parte (18) es una tapa o tapon.
    40 6. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera pared (22) y/o
    la segunda pared (24) esta hecha de un plastico amorfo.
  5. 7. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera pared (22) y la segunda pared (24) estan hechas de materiales diferentes.
    45
  6. 8. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera pared (22) y/o la segunda pared (24) estan hechas de policarbonato.
  7. 9. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una superficie de pared 50 (28, 30) de la primera pared (22) y/o de la segunda pared (24) presenta una forma conica, al menos en algunas
    secciones, al menos en algunas secciones y al menos en el interior de la zona de solapamiento (26).
  8. 10. Carcasa (10) segun la reivindicacion 9, caracterizada porque la forma conica se caracteriza por un angulo (a) de menos de 3°.
    55
  9. 11. Carcasa (10) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera parte (14) y la segunda parte (18) tambien estan soldadas entre si en una superficie frontal (34, 36) de la primera parte y una superficie frontal (34, 36) de la segunda parte.
    60 12. Carcasa (10) segun una de las reivindicaciones 1 - 10, en la que la primera parte (14) y la segunda
    parte (18) estan conectadas exclusivamente por un cordon de soldadura rotativa por friccion (32) a lo largo del perimetro de las superficies de pared concavas (28, 30).
  10. 13. Procedimiento de fabricacion de una carcasa (10) a prueba de explosiones conforme al tipo de
    5 proteccion envolvente antideflagrante (Ex-d) y/o conforme al tipo de proteccion seguridad aumentada (Ex-e), en particular para equipos electricos (12), en el que la carcasa (l0) establece un eje de rotacion (R) y presenta una primera parte (14) con una primera pared (22) que presenta una superficie de pared exterior (28) y
    una segunda parte (18) con una segunda pared (24) que presenta una superficie de pared interior (30)
    10
    y en el que la primera pared (22) y la segunda pared (24) estan conectadas por un cordon de soldadura rotativa por friccion a lo largo del perimetro de las superficies de pared (28, 30), en el que se forma un cordon de soldadura rotativa por friccion (32) con una zona compacta (48) y una zona mixta (44), en el que la zona mixta (44) presenta una mayor flexibilidad que la zona compacta (48) y en el que la zona compacta (48) se produce con material 15 completamente fundido, en el que la zona mixta (44) esta dispuesta en o junto a un borde axial (46) de la zona de solapamiento (26), es decir, a lo largo del eje de rotacion (R), en el punto de transicion entre la zona de solapamiento (26) y la primera parte (14) o la segunda parte (18), en el que la zona mixta (44) contiene material parcialmente fundido.
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