MXPA04002893A

MXPA04002893A - Sistema para soldadura centrifuga de alta velocidad.

Info

Publication number: MXPA04002893A
Application number: MXPA04002893A
Authority: MX
Inventors: E Hoffman Steve
Original assignee: Mikronite Technologies Group I
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2005-06-20
Also published as: WO2003026829A2; US20030060136A1; US6863207B2; CA2461897A1; EP1509363A4; EP1509363A2; WO2003026829A3; AU2002343435A1

Abstract

Se describe un aparato para llevar a cabo la soldadura a alta velocidad de dos o mas materiales; el aparato incluye un recipiente externo que cuenta con una superficie interna y un eje central; por lo menos un recipiente interno que esta posicionado dentro del recipiente externo y esta adaptado para recibir por lo menos dos materiales a ser sometidos a un procedimiento de union o soldadura; un sistema de impulso ocasiona que el recipiente interno gire con respecto al recipiente externo; el aparato esta disenado para inhibir la formacion de una capa de oxidacion en los materiales durante la rotacion; en una modalidad, la capa de oxidacion se inhibe al crear un vacio dentro del recipiente interno; en otra modalidad, el recipiente interno esta lleno con un gas el cual inhibe la formacion de una capa de oxido en los materiales; tambien se describe un metodo para soldadura de alta velocidad.

Description

SISTEMA PARA SOLDADURA CENTRIFUGA DE ALTA VELOCIDAD CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un aparato para proveer procesamiento de materiales, y en lo particular, para proveer la unión centrífuga a alta velocidad de materiales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Se han logrado numerosos avances en años recientes en el campo de procesamiento de materiales a alta velocidad, incluyendo el desarrollo de aparatos y procedimientos para proveer un acabado centrífugo a alta velocidad. Un dispositivo de dicho tipo se describe en la patente de los E.U.A. No. 5,355,638, que se incorpora en la presente mediante referencia en su totalidad. La acabadora centrífuga que se describe en la patente de E.U.A. No. 5,355,638 tiene un recipiente externo girable y por lo menos un recipiente interno ubicado dentro de un recipiente externo y que da vueltas alrededor de la superficie interior del recipiente externo mientras gira de manera concomitante alrededor de su propio eje. Existe una superficie de tracción entre la superficie interior del recipiente externo y la superficie externa del recipiente interno. La superficie de tracción permite al recipiente externo restringir al recipiente interno mientras el recipiente interno experimenta fuerzas centrífugas. El movimiento de rotación del recipiente interno que se genera en esta máquina transfiere de manera simultánea impulso a partir del recipiente externo al recipiente interno, ya que el recipiente externo gira a una velocidad diferente y en una dirección potencialmente diferente que el movimiento de rotación del recipiente interno. El movimiento resultante del recipiente interno se transfiere a artículos y medios de acabado contenidos dentro del recipiente interno, lo que provee un pulido de alta velocidad de los artículos. Se describe en la patente de E.U.A. No. 5,848,929, que se incorpora en la presente mediante referencia en su totalidad, un dispositivo mejorado. El aparato descrito en la patente de E.U.A. No. 5,848,929 incluye un recipiente externo fijo, un recipiente interno para alojar el artículo que va recibir acabado y uno o más rodillos intermedios. Un sistema de impulso gira a los recipientes internos y/o los rodillos intermedios alrededor del eje central del recipiente externo. El contacto entre el recipiente interno y los rodillos intermedios ocasionan que el recipiente interno también gire alrededor de su propio eje, sujetando así los contenidos del recipiente interno a un movimiento tanto centrífugo como de rotación. Las velocidades a las que estos dispositivos de la técnica anterior operan son extremadamente altas. En particular, el dispositivo que se muestra en la patente de E.U.A. No. 5,848,929 actualmente funciona y ha logrado velocidades a las que somete los objetos que se les va a dar acabado aceleraciones superiores a 120 g. Estas altas velocidades son muy benéficas en un procedimiento de acabado ya que permiten al medio de acabado utilizado llevar a cabo el acabado eficiente del área de superficie. El inventor de la presente invención ha determinado que las altas velocidades provistas mediante el aparato de acabado que se discutió anteriormente también pueden ser benéficas para otras operaciones de procesamiento de material. En particular, se ha determinado que las operaciones de soldadura actuales pueden ser mejoradas con el uso de procesamiento centrífugo de alta velocidad. Por ejemplo, las grandes fuerzas generadas por un aparato centrífugo se pueden combinar con un ambiente de vacío para producir la soldadura de materiales. Un ejemplo es el mezclado de cobalto fundido con carburo de tungsteno que se utiliza para hacer insertos para herramientas. En la actualidad, esta combinación puede lograrse únicamente cuando se somete a altas temperaturas y alta presión. La maquinaria necesaria para producir temperaturas y presión suficientemente altas son extremadamente costosas y el procedimiento consume un tiempo relativamente largo. Existe la necesidad de un aparato y procedimiento mejorados para proveer una soldadura de alta velocidad.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un dispositivo centrífugo de alta velocidad que utiliza la fuerza generada por las altas velocidades para unir dos materiales. El dispositivo incluye un recipiente externo que cuenta con una superficie interna y un eje central. Por lo menos un recipiente interno se coloca dentro del recipiente externo y se adapta para recibir por lo menos dos materiales que van hacer sometidos a un procedimiento de unión. Un sistema de impulso ocasiona que el recipiente interno gire con respecto al recipiente externo. El dispositivo también incluye componentes que están diseñados para inhibir la formación de una capa de oxidación sobre los materiales durante la rotación. En una modalidad la capa de oxidación se inhibe al crear un vacío dentro del recipiente interno. Esto se logra al conectar un vacío al dispositivo para que se genere una presión negativa dentro del recipiente interno. En otra modalidad, el recipiente interno se llena con un gas que inhibe la formación de una capa de óxido sobre los materiales. Ejemplos de gases adecuados incluyen argón y dióxido de silicio. El gas puede ser gas de argón o de hidrógeno. También se describe un método para la unión a altas velocidades.

Lo anterior y otras características y ventajas de la presente invención serán más evidentes a la luz de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la misma, como se ilustra en las figuras adjuntas. Como podrá observarse, la invención puede ser modificada en diversos sentidos, todas ellas sin desviarse de la invención. En consecuencia, no se debe considerar a los dibujos y la descripción como de naturaleza ilustrativa ni tampoco como restrictiva.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Con el propósito de ilustrar la invención, los dibujos muestran una forma de la invención que se prefiere en la actualidad. Sin embargo, debe entenderse que esta invención no se limita a las disposiciones precisas e instrumentaciones que se muestran en los dibujos. La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra una modalidad de un aparato de conformidad con la presente invención, el cual produce soldadura mediante el uso de movimiento centrífugo y de rotación de alta velocidad en un ambiente de vacío. La figura 2 es una vista transversal del aparato de la figura 1. La figura 3 es una vista en perspectiva de otra modalidad de un aparato de conformidad con la presente invención, el cual produce soldadura mediante el uso de movimiento centrífugo y de rotación de alta velocidad en un ambiente de vacío.

La figura 4 es una vista superior del aparato que se muestra en la figura 3. La figura 5 es una vista lateral parcial del aparato que se muestra en la figura 3. La figura 6 es una vista en perspectiva de otra modalidad adicional de un aparato de conformidad con la presente invención, el cual produce soldadura mediante el uso de movimiento centrífugo y de rotación a alta velocidad en un ambiente de vacío. La figura 7 es una vista superior esquemática del aparato de la figura 6. La figura 8 es una vista transversal de una modalidad del recipiente interno. La figura 9 es un esquema de una configuración de un aparato de conformidad con una modalidad de la soldadura centrífuga que se muestra en la figura 6. La figura 10 es una vista esquemática transversal parcial de la configuración de un aparato que se muestra en la figura 9.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Ahora en referencia a los dibujos, en los cuales números de referencia similares ilustran elementos correspondientes o similares en las diversas vistas, la figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad del aparato centrífugo de alta velocidad 10 de conformidad con la presente invención. El aparato en esta modalidad de la invención es similar al dispositivo que se describe en la patente de E.U.A No. 5,355,638, que se ha incorporado a la presente mediante referencia en su totalidad. El aparato 10 incluye un alojamiento 12 que aloja y/o da soporte a un recipiente externo 14 en cualquier manera convencional. Como será evidente a partir de la discusión a continuación, el recipiente externo 14 puede estar montado para que gire dentro del alojamiento 12. Alternativamente, el recipiente externo 14 puede estar fijo al alojamiento 12 y/o al piso. El recipiente externo 14 preferiblemente está hecho de material de alta resistencia, como acero, para adaptarse a las grandes cargas bajo las cuales operará. Una cubierta 16 está preferiblemente montada de manera removible o articulada al alojamiento 12 para permitir acceso al recipiente externo 14 contenido dentro del mismo. El alojamiento 12 y cubierta 16 preferiblemente están hechos de un material que sea impermeable al aire. El montaje de la cubierta 16 al alojamiento 12 preferiblemente está diseñado para proveer un sello sustancialmente impermeable cuando está cerrado. Como se discute en mayor detalle a continuación, el sello impermeable permite la generación de un vacío dentro del recipiente extemo 14. Uno o más recipientes internos 18 están adaptados para ser colocados dentro del recipiente externo 14. Cada recipiente interno 18 está adaptado para contener objetos que van a ser sometidos a un procedimiento de soldadura de conformidad con la presente invención. Como se muestra en la figura 2, el recipiente interno 18 está montado a un sistema de impulso 20 el cual incluye un motor 22 y una transmisión o caja de engranes 24. En la modalidad ¡lustrada, la caja de engranes 24 incluye una pluralidad de engranes o poleas. Se puede utilizar en la presente invención cualquier motor convencional 20 y una disposición de engranaje adecuados. Como se muestra en una modalidad de la invención existen 4 recipientes internos montados a una flecha de impulso común 26. La flecha de impulso 26 está acoplada con la caja de engranes 24 para ser impulsada de manera girable por el motor 22. La flecha de impulso 26 está adaptada para hacer girar los recipientes internos 18 alrededor de la periferia interna del recipiente externo 14 (que parece estar alrededor del eje central 28 del recipiente exterior cuando el recipiente exterior tiene una forma cilindrica como se muestra en la figura 2). Como se ha descrito en mayor detalle en la patente de E.U.A. No. 5,355,638, el montaje de cada recipiente interno 18 a la flecha e impulso 26 es tal que el recipiente interno 18 puede girar alrededor de su propio eje central 30 mientras es impulsado de manera concomitante alrededor de la superficie interna del recipiente externo 14. Se utiliza un controlador 29, como un procesador de señal, controlador electrónico o digital, u otro tipo de control para motor para controlar la velocidad y dirección de rotación del motor y/o controlar el acoplamiento, cambio o desacoplamiento de la caja de engranes. Los expertos en la técnica conocen bien los controladores y por ellos no se necesita una discusión adicional.

Se ubica una superficie de tracción 32 entre una superficie exterior del recipiente interno 18 y una superficie interior del recipiente externo 14. La superficie de tracción 32 puede ser montada en el recipiente interno 18 (como se muestra) o, alternativamente, ser montada al recipiente externo 14. La superficie de tracción 32 provee una interfaz de fricción entre el recipiente interno 18 y el recipiente externo 14, de manera que la rotación del recipiente interno 18 alrededor de la periferia interior del recipiente produce la rotación del recipiente interno 18 alrededor de su eje central 30. Es decir, a medida que el sistema de impulso hace la transición del recipiente interno 18 alrededor de la superficie interior del recipiente externo 14, la fricción de la superficie de tracción 32 ocasiona que el recipiente interno gire alrededor de su eje 30. Como tal, los objetos contenidos dentro del recipiente interno 18 son sometidos a fuerzas tanto centrífugas como de rotación. Se encuentran los detalles generales de la operación del aparato de esta primera modalidad en la patente de los E.U.A. No 5,355,638. Por ello no se requiere una discusión adicional. Se ha determinado que la soldadura o unión de muchos materiales es inhibida por la existencia de una capa de óxido sobre uno o ambos materiales. Por ejemplo, la capa de óxido sobre la superficie de hierro tiende a inhibir la unión del material con el cobre. Dispositivos de la técnica antecedente (es decir, procedimientos que someten al material a presión y temperatura) logran la soldadura al estirar la capa de óxido (debido a la expansión térmica), creando así espacios que permiten a los materiales subyacentes soldarse uno con otro. La presente invención logra la unión de los materiales al remover la capa de óxido. Esto se logra al someter los materiales a medios abrasivos en combinación con movimiento centrífugo y de rotación, como se describe por ejemplo en las patentes de los E.U.A. No. 5,355,638 y 5,848,929. Sin embargo, bajo operaciones de pulido normales el material dentro de un recipiente está expuesto al aire. Como tal, la capa de óxido se formará nuevamente. Para prevenir la nueva formación de la capa de óxido, la presente invención somete los materiales que están siendo procesados a un vacío. De manera más particular y como se discutió anteriormente, el alojamiento 12 y cubiertas 16 proveen un sello sustancialmente impermeable. Se adjunta al alojamiento 12 una fuente de vacío o presión negativa 34. La fuente de vacío 34 está adaptada, cuando se activa, a remover el aire de dentro del alojamiento 12, creando así un vacío sustancial dentro del alojamiento 12. Los recipientes internos 18 están ya sea completamente abiertos o tienen aberturas formadas en los mismos, de manera que los objetos que están siendo sometidos a las fuerzas centrifugas y de rotación también son sometidos a la presión negativa o vacío. Se puede generar el vacío dentro del alojamiento 12 incluso antes de que el aparato esté en operación o después de que ha iniciado la rotación. Se pueden utilizar varios tipos de fuentes de vacío convencionales en la presente invención. La cantidad de vacío extraída hacia el recipiente debe ser suficiente para prevenir la formación de la capa de óxido en el material durante la operación de procesamiento. También se contempla que, en vez de extraer un vacío de los materiales, se puede llevar a cabo el procedimiento en un ambiente lleno con un gas que inhibe la oxidación, como gas de argón o de hidrógeno. Sin embargo, el uso de un vacío se prefiere ya que permite un período mayor para la unión de los materiales. Como se muestra en la figura 2, el alojamiento 12 preferiblemente rodea al recipiente externo 14, así como al sistema de impulso 20. Como tal, el dispositivo centrífugo completo es sometido a la presión negativa, limitando así las preocupaciones de fuga. También se contempla que el sistema de impulso 20 puede ser ubicado de manera externa al alojamiento 12. En tal configuración alternativa, serían necesario sellos entre el sistema de impulso 20 y los componentes impulsados internos. Además se contempla que, en vez de montar el recipiente externo 14 dentro del alojamiento de vacío 12, los recipientes internos 18 podrían estar diseñados para que cada recipiente interno pueda ser sometido individualmente a la presión negativa (o una presión negativa diferente). El sistema de vacío en un aparato de tales características necesitaría adaptarse al movimiento de rotación de los recipientes internos. Los expertos en la técnica serán capaces de modificar los sistemas ilustrados para incorporar dichas recipientes presurizados individualmente. Una modalidad contemplada se muestra en la figura 8, la cual ¡lustra un recipiente interno presurizado individualmente 18 dentro del cual están contenidos los materiales M a ser unidos. Una cubierta de recipiente 19 descansa sobre el extremo superior del recipiente 18 para proveer un buen sello. Un puerto de vacío 70 se extiende fuera de la cubierta de recipiente 19. Se une una válvula 72 al extremo del puerto de vacío 70 y se conecta con una fuente de vacío 34. La válvula 72 controla el escape de gases fuera del puerto de vacío 70. Preferiblemente la fuente de vacío puede ser desconectada de la válvula, permitiendo así al recipiente interno ser evacuado y posteriormente ser colocado dentro del recipiente externo. Debe ser evidente que, si se va a extraer vacío del recipiente y/o alojamiento, la presión automática podría sellar automáticamente la cubierta 16 del alojamiento 12. Si se utiliza un gas para la inhibición de oxidación, como gas de argón o hidrógeno, se puede añadir un segundo puerto 76 y válvula 78 (se muestran translúcidos) para permitir al gas ser canalizado en el recipiente interno 18 a partir de una fuente de gas (que no se muestra), mientras que el oxígeno adentro escapa a través del puerto de vacío 70. Se puede utilizar cualquier válvula convencional 74, 78 en la presente invención para controlar el flujo de aire dentro y fuera del recipiente 18. Al someter los artículos a un vacío y a una gran fuerza, es posible producir la soldadura de los materiales. Por ejemplo, la presente invención se puede utilizar para formar una capa soldada encima de o a través de la superficie de una parte que está siendo procesada, como al formar una capa de película encima de un microcircuito de silicio. Dichas capas de películas se utilizan para disipar el calor del microcircuito. La presente invención se puede utilizar para formar una capa lo suficientemente gruesa para que cuando se termine el microcircuito, exista una suficiente capacidad en la capa para disipar el calor generado durante el uso de microcircuito. Ejemplos de tales capas incluyen carburos de silicio y cobre. El material preferiblemente sería añadido durante una fase prescrita de la operación de procesamiento, como por ejemplo después de la etapa de preparación de pre-soldadura en donde la superficie del metal se pule de manera abrasiva. También se puede utilizar la presente invención para formar materiales compuestos utilizando metales, cerámicas y plásticos. Se contempla que cualquier medio no soldable dispersable se puede unir con un medio soldable dispersable utilizando la presente invención. También se puede utilizar la presente invención para separar los materiales para facilitar la unión. Un beneficio provisto mediante la presente invención es que el movimiento a alta velocidad del aparato generará una capa sustancialmente uniforme de material soldado que se forma a lo largo de la superficie del artículo. Además, se puede utilizar el aparato para proveer un acabado pre-soldado sobre la superficie del artículo para facilitar el procedimiento de soldadura, y/o podría ser utilizado para proveer un acabado posterior a la soldadura sobre la capa soldada. La patente de E.U.A No. 5,355,638 provee detalles de cómo la presente invención se puede utilizar para dar acabado de superficie a un artículo. Las patentes de E.U.A Nos. 5,140,783 y 5,507,685 describe medios de acabado y métodos asociados que son útiles para dar acabados de superficie a diversos artículos. Estas patentes se incorporan a la presente mediante referencia en su totalidad. Dependiendo de cuándo se va a llevar a cabo la operación de acabado, el medio tendría que sea añadido antes o después de la operación de soldadura. Se muestra una segunda modalidad de la invención en las figuras 3, 4 y 5. En esta modalidad, el aparato centrífugo es esencialmente el mismo como el dispositivo que se muestra en la patente de E.U.A No. 5,848,929 e incluye un recipiente externo fijo 14, por lo menos un recipiente interno 18 y uno o más rodillos intermedios 40. Los rodillos intermedios 40 están configurados para hacer contacto con una superficie interna en el recipiente externo 14 y una superficie externa del recipiente interno 18. De manera más particular, el rodillo intermedio 40 está montado de manera que pueda rodar a lo largo de la superficie interior del recipiente externo 14. El recipiente interno 18 está diseñado para hacer contacto con una porción del rodillo intermedio 40 para que el movimiento de rotación se transmita entre el recipiente 18 y el rodillo 40. Como se describe en la Patente de E.U.A. No. 5,848,929, en una modalidad de la presente invención, el rodillo intermedio 40 es impulsado alrededor de la superficie interior del recipiente externo 14 mediante el sistema de impulso 20. A medida que el rodillo intermedio 40 rueda a lo largo de la superficie interna en el recipiente externo 14, hace que el recipiente interno lo siga, imponiendo así, en el caso del recipiente externo cilindrico, fuerzas centrífugas sobre los artículos a los se les están dando acabado dentro del recipiente interno 18 a medida que el recipiente interno 18 hace la transición alrededor del eje central 28 del recipiente externo 14. Además, ya que el rodillo intermedio 40 rueda alrededor de su propio eje central 42, ocasiona que el recipiente interno 18 gire alrededor de su propio eje central 30, impartiendo así un movimiento de rotación en los artículos alojados del recipiente interno 18. En la modalidad ilustrada, existen dos rodillos intermedios montados de manera rotacional a una ménsula de soporte 46. La ménsula, a su vez, está montada sobre una barra transversal 48 que está acoplada a una flecha de impulso 26. La flecha de impulso 26 es impulsada por un motor 22 mediante una transmisión o caja de engrane 24. La modalidad ilustrada también incluye tres brazos de rotor 50 que están adjuntos a la flecha de impulsos26, y cada brazo incluye un rodillo de impulsos 52 que está diseñado para hacer contacto con un recipiente interno 18 para impulsar al recipiente interno 8 a que entre en contacto con los rodillos intermedios 40. El número de brazos de rotor 50 y rodillos de impulso 52 puede ser modificado para adaptarse al número de recipientes internos 18. También se contempla que los brazos de rotor 50 pueden ser eliminados del aparato, ya que la operación normal de dispositivo impulsará a los recipientes internos a entrar en contacto con los rodillos intermedios 40. Se describe en más detalle el ensamble de impulso, incluyendo los rotores, en la patentes de los Estados Unidos No. 5,848,929. Como con la modalidad previa, la presente invención contempla que los artículos dentro de los recipientes internos 18 sean sometidos a una presión negativa o vacío. Esto se logra de manera sustancialmente igual como se discutió anteriormente. Es decir, el dispositivo centrífugo global 10 puede estar ubicado dentro de un espacio o alojamiento (que se muestra de manera translúcida y que se identifica como 12) que está adjunta a una fuente de vacío 34 de manera que el alojamiento 12 puede ser evacuado para exponer a los artículos al ambiente de vacío. Alternativamente, se puede adjuntar una fuente de vacío 34 al recipiente interno 18 para evacuar directamente el recipiente 18. Se muestra otra modalidad de la invención en las figuras 6 y 7. Esta modalidad incluye un recipiente externo 14, preferiblemente fijo, con una superficie interna. Se monta un recipiente intermedio 60 de manera girable dentro del recipiente externo 14 con su superficie externa en contacto con la superficie interna del recipiente externo 14. Se ubica un recipiente interno 18 dentro de, y preferiblemente montado de manera fija al centro del, recipiente intermedio 60 para gire en conjunción con el recipiente intermedio 60. Como en las modalidades previas, el aparato en esta modalidad incluye un sistema de impulso 20 con un motor 22 que impulsa de manera girable una flecha de impulso 26 a través de un ensamble de caja de engranes o transmisión 24. La flecha de impulso 26 se adjunta al recipiente intermedio 60. En referencia a la figura 7, se muestra una vista esquemática superior de la modalidad de la invención que se ilustra en la figura 6. No se muestran las partes específicas del montaje de los recipientes por motivos de claridad. Como se discutió anteriormente, el recipiente externo 14 preferiblemente está fijo y, por ello no gira, aunque la presente invención contempla y puede ser modificada fácilmente para que incluya un recipiente externo 14 que si lo haga. El recipiente intermedio 60 es impulsado por un motor 20 alrededor de una superficie interna del recipiente externo 14. En la modalidad ilustrada la superficie interna del recipiente extemo tiene una forma cilindrica. Como tal, el recipiente intermedio 60, el cual también es preferiblemente cilindrico, es impulsado por un motor 20 alrededor de la circunferencia interna del recipiente externo 14 (es decir, rueda a lo largo de la superficie interna) y, así, gira alrededor del eje central 28 del recipiente externo 14. Aunque se muestra en la modalidad ilustrada un recipiente intermedio 60, se contempla que se puede utilizar más de un recipiente intermedio 60. Si se utiliza más de un recipiente intermedio 60 en la presente invención, su diámetro debe ser menor que el radio del recipiente externo 14. Por lo menos se posiciona un recipiente interno 18 dentro del recipiente intermedio 60 y está adaptado para contener por lo menos un objeto al que se le va a dar acabado. El recipiente interno 18 preferiblemente está fijo al recipiente intermedio 60 para que el recipiente interno 18 gire en combinación con el recipiente intermedio 60. Sin embargo, también se contempla que pueden haber muchas situaciones en las que se desee que el recipiente interno 18 gire por sí solo dentro del recipiente intermedio 60. Ya que en la modalidad ilustrada el recipiente interno 18 está fijo al recipiente intermedio 60, su forma no es crítica y se puede seleccionar para que se adapte a los objetos a los se les va dar acabado dentro del recipiente 18. El recipiente interno 18 está montado a o está posicionado dentro del recipiente intermedio 60 en una ubicación que está espaciada del eje central 28 del recipiente externo 14. En la modalidad ilustrada, la distancia entre el eje central 30 del recipiente interno 18 y el eje central 28 del recipiente externo 14 se identifica mediante la letra D. Preferiblemente, el recipiente interno 18 está montado de manera que su eje central 30 sea colineal con el eje central del recipiente intermedio 60. Si el recipiente interno no está localizado sobre el eje central del recipiente 60, entonces el recipiente interno 18 debe estar ubicado de manera que siempre exista un espacio entre el eje central 28 del recipiente externo 14 y el eje central 30 del recipiente interno 18. Se muestran las figuras 9 y 10 otra modalidad del dispositivo centrifugo de las figuras 6 y 7. En esta modalidad se montan dos recipientes intermedios 60 a una flecha de impulso común pero que están ubicados dentro de dos recipientes externos separados, orientados verticalmente 14. La flecha de impulso 26 está adjunta a uno o más brazos de impulso 82, los cuales, a su vez, son impulsados por un ensamble de transmisión 24 (y accionado por un motor, que no se muestra). La transmisión gira el brazo de impulso 82 alrededor de un eje de impulso 85. Se monta un contrapeso 84 al extremo opuesto del brazo de impulso 84 desde el cual el brazo de impulso se adjunta a la flecha de impulso 26. El contrapeso 84 está diseñado para balancear las cargas excéntricas ocasionadas por el impulso de los recipientes intermedio e interno. El contrapeso preferiblemente es ajustable/reemplazable para que se puedan adjuntar los pesos apropiados para que se adapten a los productos a los que se les dando acabado. Preferiblemente se ubican los cojinetes 86 entre la flecha de impulso 26 y el brazo de impulso 82 para permitir a la flecha de impulso 26 girar dentro del brazo de impulso 82 a medida que el recipiente intermedio 60 es impulsado alrededor del recipiente externo 14. Estas modalidades del dispositivo centrífugo se discuten a mayor detalle en la solicitud co-pendiente titulada "High Speed Centrifugal Processor", (No. de caso 9436-15US), presentada de manera concurrente con la presente, y que se incorpora en la presente mediante referencia en su totalidad. Como se discute tal solicitud, el espaciado D entre el eje central del recipiente externo 14 y el eje central del recipiente interno 18, en combinación con la rotación del recipiente intermedio 60, induce altas fuerzas centrifugas y de rotación sobre objetos colocados dentro del recipiente interno 18. Como con las modalidades que se discutieron anteriormente, el aparato centrífugo 10 en esta modalidad preferiblemente está montado dentro de un alojamiento 12 que permite la generación de un vacío dentro del recipiente interno 18. De manera alternativa, la fuente de vacío 34 puede estar adjunta al recipiente interno para generar de manera directa un vacío dentro del recipiente interno 18.

Para poder adaptarse a la alta carga a la que se hace referencia en la presente invención, los recipientes preferiblemente deben estar hechos de material de una gran resistencia, como acero. El sistema de impulso (es decir, el motor 22, la fecha de impulso 26 y la transmisión 24) también deben estar diseñados para adaptarse a las altas cargas anticipadas. Los expertos en la técnica podrán ser capaces de seleccionar los materiales y componentes apropiados para dar soporte a las velocidades y cargas anticipadas relacionadas con la presente invención. Las altas velocidades producidas mediante la presente invención imponen fuerzas significativas sobre los objetos contenidos dentro del recipiente interno 18. Se anticipa que se pueden lograr cargas tan alta como 300 g utilizando la presente invención. Estas cargas son lo suficientemente grandes como para producir la soldadura de materiales apropiados cuando estos materiales están sujetos a un ambiente de vacío como se discutió anteriormente. Se puede modalizar la presente invención en otras formas específicas sin desviarse de la esencia o atributos esenciales de la misma y, en consecuencia, se debe hacer referencia a las reivindicaciones adjuntas, en vez de la descripción anterior, para indicar el alcance de la invención.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un aparato para llevar a cabo la soldadura a alta velocidad de materiales que comprende: un recipiente extemo que cuenta con una superficie interna y un eje central; por lo menos un recipiente interno posicionado dentro del recipiente externo y que está adaptado para recibir por lo menos dos objetos que van hacer sometidos a un procedimiento de soldadura; un medio para hacer girar el recipiente interno respecto al recipiente externo; y una fuente de vacío que se comunica con el recipiente interno, y la fuente de vacío está adaptada para generar un vacío dentro del recipiente interno mientras que el recipiente interno gira en relación con el recipiente externo.

2.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un alojamiento dispuesto alrededor del recipiente externo, y en donde la fuente de vacío se monta al alojamiento y está adaptada para evacuar el alojamiento.

3.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el medio para hacer girar el recipiente interno respecto al recipiente externo incluye un sistema de impulso que cuenta con una flecha de impulso girable, y la flecha de impulso girable está acoplada con el por lo menos un recipiente interno para hacer girar al recipiente interno alrededor de un eje central que está colineal con un eje central del recipiente externo, y una superficie de tracción formada entre el recipiente interno y el recipiente externo, y la superficie de tracción provee una interfaz de fricción que facilita la rotación del recipiente interno respecto al recipiente externo.

4.- El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque también comprende un alojamiento dispuesto alrededor del recipiente externo, y en donde la fuente de vacío se monta al alojamiento y está adaptada para evacuar el alojamiento.

5.- El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el recipiente interno tiene una cubierta, un puerto de vacío y una válvula, en donde la fuente de vacío está adaptada para conectarse al puerto en el recipiente interno para evacuar el recipiente interno después de que los dos objetos han sido colocados dentro del recipiente interno.

6.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el medio para hacer girar el recipiente interno con respecto al recipiente externo incluye por lo menos un rodillo intermedio montado por lo menos a un recipiente interno y el recipiente externo, y el rodillo intermedio tiene una porción que está acoplada con una superficie interna del recipiente externo y una porción que está acoplada con una superficie externa del recipiente interno, un sistema de impulso que cuenta con una flecha de impulso girable, y la fecha de impulso girable está acoplada con el rodillo intermedio para ocasionar que el rodillo ruede a lo largo de la superficie interna del recipiente extemo, y en donde el recipiente interno gira mediante el rodillo intermedio a medida que el rodillo intermedio rueda a lo largo de la superficie interna del recipiente externo. 7 - El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la porción del rodillo intermedio que se acopla con la superficie externa del recipiente interno tiene un diámetro que es menor que el diámetro de la porción del rodillo intermedio que se acopla con la superficie interna del recipiente externo. 8. - El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque también comprende un alojamiento dispuesto alrededor de un recipiente externo, y en donde la fuente de vacío se monta al alojamiento y está adaptada para evacuar el alojamiento. 9. - El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el recipiente interno tiene una cubierta, un puerto de vacío y una válvula, y en donde la fuente de vacío está adaptada para conectarse al puerto en el recipiente interno para evacuar el recipiente interno después de que los dos objetos han sido colocados dentro del recipiente interno. 10. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el recipiente externo gira, y en donde el medio para hacer girar el recipiente interno con respecto al recipiente externo incluye por lo menos un recipiente intermedio ubicado dentro del recipiente externo, y el recipiente interno cuenta con una superficie externa que hace contacto con una superficie interna del recipiente externo, y un sistema de impulso acoplado con el recipiente intermedio y adaptado para hacer rodar el recipiente intermedio a lo largo de la superficie interna del recipiente externo, y en donde el recipiente interno está montado dentro del recipiente intermedio y tiene un eje central, y el recipiente interno está posicionado dentro del recipiente intermedio de manera que el eje central del recipiente interno esté espaciado del eje central de recipiente externo. 11. - El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque también comprende un alojamiento dispuesto alrededor del recipiente externo, y en donde la fuente de vacío se monta al alojamiento y está adaptada para evacuar el alojamiento. 12. - El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el recipiente interno tiene una cubierta, un puerto de vacío y una válvula, y en donde la fuente de vacío está adaptada para conectarse al puerto en el recipiente interno para evacuar el recipiente interno después de que los dos objetos han sido colocados dentro del recipiente interno. 13 - Un aparato para llevar a cabo la soldadura a alta velocidad de materiales que comprende: un recipiente externo que cuenta con una superficie interna y un eje central; por lo menos un recipiente interno posicionado dentro del recipiente externo y que está adaptado para recibir por lo menos dos materiales a ser soldados; un medio para hacer girar el recipiente interno respecto al recipiente externo; y medios para la remoción de oxígeno del recipiente interno. 14. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque los medios para remoción del oxígeno del recipiente interno es una fuente de vacío en comunicación con el recipiente interno y que está adaptado para remover el oxígeno del recipiente interno. 15. - El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el recipiente interno tiene una cubierta, un puerto de vacío y una válvula, y en donde la fuente de vacío está adaptada para conectarse al puerto en el recipiente interno para evacuar el recipiente interno después de que los dos objetos han sido colocados dentro del recipiente interno. 16 - El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque los medios para remoción de oxígeno del recipiente interno incluyen un puerto de escape y un suministro de gas en comunicación con el recipiente interno, y el suministro de gas está adaptado para suministrar un gas dentro del recipiente interno que fuerza la salida del oxígeno del puerto de escape. 1

7.- El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el medio para hacer girar el recipiente interno con respecto al recipiente externo incluye por lo menos un rodillo intermedio montado entre por lo menos un recipiente interno y el recipiente externo, y el rodillo intermedio tiene una porción que está acoplada con una superficie interna del recipiente externo y una porción de la cual está acoplada con una superficie externa del recipiente interno, un sistema de impulso que cuenta con una flecha de impulso girable, y la flecha de impulso girable está acoplada con el rodillo intermedio para ocasionar que el rodillo ruede a lo largo de la superficie interna del recipiente externo, y en donde el recipiente interno gira mediante el rodillo intermedio a medida que el rodillo intermedio ruede a lo largo de la superficie interna del recipiente externo. 1

8. - El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque la porción del rodillo intermedio que se acopla con la superficie externa del recipiente interno tiene un diámetro que es menor que el diámetro de la porción del rodillo intermedio que se acopla con la superficie interna del rodillo externo. 1

9. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el medio para hacer girar el rodillo interno respecto al rodillo externo incluye un sistema de impulso que cuenta con una flecha de impulso girable, y la flecha de impulso girable está acoplada con por lo menos un recipiente interno para hacer girar el recipiente interno alrededor de un eje central que está colineal con un eje central de recipiente externo, y una superficie de tracción formada entre el recipiente interno y el recipiente externo, y la superficie de tracción provee una interfaz de fricción que facilita la rotación del recipiente interno respecto al recipiente externo. 20. - El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el recipiente externo no gira, en donde el medio para hacer girar al recipiente interno con respecto al recipiente externo incluye por lo menos un recipiente intermedio ubicado dentro del recipiente externo y el recipiente intermedio cuenta con una superficie externa que hace contacto con una superficie interna del recipiente externo, y un sistema de impulso acoplado con el recipiente intermedio y está adaptado para rodar el rodillo intermedio a lo largo de la superficie interna del recipiente externo, y en donde el recipiente interno está montado dentro del recipiente intermedio y tiene un eje central, y el recipiente interno está posicionado dentro del recipiente intermedio para que el eje central de recipiente interno esté espaciado del eje central de recipiente externo. 21. - Un método para unir materiales utilizando movimiento centrífugo de alta velocidad que comprende los pasos de: proveer un recipiente extemo, un recipiente interno adaptado para ser montado dentro del recipiente externo, y un sistema de impulso para hacer girar el recipiente interno en relación con el recipiente externo; colocar por lo menos dos materiales a ser unidos en el recipiente interno; colocar el recipiente interno dentro del recipiente externo; hacer girar el recipiente interno en relación con el recipiente externo; inhibir la formación de una capa de oxidación sobre los materiales en el recipiente interno durante la rotación del recipiente interno; y permitir a los materiales que entren en contacto uno con otro. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque también comprende el paso de remover una capa de oxidación de por lo menos una porción de los materiales en el recipiente interno. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el paso de remover una capa de oxidación involucra someter los materiales dentro del recipiente interno a un procedimiento de acabado de superficie que utiliza medio abrasivo para remover la capa de óxido de la superficie de por lo menos una porción de los materiales. 24. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el paso de inhibir la formación de una capa de oxidación involucra llenar el recipiente interno con un gas el cual inhibe la formación de una capa de oxidación antes del paso de remover la capa de oxidación. 25. - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el paso de inhibir la formación de una capa de oxidación involucra evacuar aire fuera del recipiente interno antes del paso de remover la capa de oxidación. 26. - Un método para unir materiales utilizando movimiento centrífugo de alta velocidad que comprende los pasos de: proveer un recipiente externo, un recipiente interno adaptado para ser montado dentro del recipiente externo, y un sistema de impulso para hacer girar el recipiente interno en relación con el recipiente externo; colocar por lo menos dos materiales a ser unidos en el recipiente interno; crear un vacío dentro del recipiente interno; colocar el recipiente interno dentro del recipiente externo; hacer girar el recipiente interno en relación con el recipiente externo; y permitir a los materiales entrar en contacto uno con otro.