Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de unión entre piezas de una estructura y más concretamente de piezas de una estructura que concurren entre sí en una zona de intersección, especialmente piezas o componentes de naturaleza rígida o semi rígida, por ejemplo que entrar a formar parte de la estructura de una edificación, de un chasis de un vehículo o bicicleta, de cualquier otra armadura, y que pueden conformar una estructura plana o tridimensional.

El procedimiento de la invención permite ¡levar a cabo de un modo sencillo y económico la unión de componentes de una estructura que concurren entre sí, al mismo tiempo que permite obtener un recubrimiento de la zona de unión y, en caso deseado, de las superficies adyacentes a dicha zona, recubrimiento que puede estar destinado a aportar propiedades mecánicas o embellecedoras a! conjunto y/o a definir la superficie vista correspondiente.

Antecedentes de la invención

Tradicionalmente la unión entre piezas o componentes de una estructura que concurren entre sí se ha llevado a cabo por diferentes sistemas, dependiendo de la naturaleza de los componentes a unir. Cuando se ha tratado de unir piezas de naturaleza metálica, los sistemas clásicos de unión son la soldadura, atornillado y roblonado. Sistemas similares son utilizados para las uniones de piezas de plástico.

Todas estas técnicas tienen como denominador común la necesidad de elevada mano de obra, con alta especialización, lo cual incide considerablemente en los costos finales del producto.

En determinados casos, como es la industria del automóvil, se ha conseguido la automatización de las operaciones de unión mediante robots que requieren instalaciones muy costosas y aunque permiten niveles de producción importantes, requieren grandes inversiones que ¡imitan su uso.

Cuando ¡os componentes a unir son de tipo Composite, tal como las fibras de carbono,

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) los procesos de unión son complicados y también costosos. Descripción de ja invención

La presente invención tiene por objeto un procedimiento para unir componentes de una estructura que concurren entre sí, que es independiente de la naturaleza de los componentes a unir y también de la posición relativa en que concurren las piezas o componentes para formar una estructura plana o tridimensional.

El procedimiento de unión de la invención comprende las siguientes etapas:

a) a) Dotar a las piezas que se desean unir, a partir de las superficies de las zonas o áreas de unión de las mismas, de conformaciones que modifican la topografía de dichas superficies;. b) Preparar un molde que reproduzca, en negativo, el volumen de las zonas de la estructura correspondiente a la unión de dichas piezas;

b) c) Disponer dentro de dicho molde las zonas de las piezas a unir que incluyen las conformaciones citadas , en la posición relativa que deberán ocupar en la estructura a formar;

c) d) Inyectar en el molde un plástico adhesivo o resina en estado fundido en condiciones de fluidez y presión que aseguren el recubrimiento de las zonas o áreas de unión de ¡as piezas a unir y su adaptación y adherencia sobre dichas zonas o áreas y sobre las conformaciones realizadas sobre las mísmas;e) Proceder al enfriado del conjunto hasta la solidificación o curado del plástico o resina para proceder a la apertura del molde y extracción del conjunto de piezas unidas.

Las conformaciones citadas pueden consistir en canales, rehundidos o taladros practicados sobre las zonas o áreas de unión que quedarán también situados dentro del molde y se llenarán con el plástico o resina inyectada. Preferentemente estas conformaciones estarán practicadas en las piezas a unir en dirección perpendicular a la de las fuerzas que deban soportar dichas piezas.

También las conformaciones comentadas pueden consistir en resaltes o nervios formados sobre la superficie externa de las zonas o áreas de unión de las piezas a unir.

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Las piezas a unir pueden ser de estructura laminar, en cuyo caso los taladros atravesarán las piezas. En el caso de que las piezas a unir sean de estructura tubular, los taladros atravesarán la pared de las piezas y la estructura tubular se cerrará inmediatamente por detrás de la sección ocupada por dichos taladros, para limitar la penetración del plástico o resina fundidos en la operación de inyección.

Alrededor de la zona de unión entre las piezas que conforman la estructura pueden conformarse un recubrimiento de plástico o resina, mediante la misma operación de inyección llevada a cabo para la unión de las piezas o bien mediante una operación posterior de inyección con un plástico o resina diferente.

Con el procedimiento de la invención se pueden llevar a cabo uniones entre piezas, mediante la inyección de un plástico adhesivo o resina, en estado fundido, que actúan como una doble unión mecánica: a modo de soldadura, (por la adherencia del plástico inyectado, una vez solidificado, a ¡as superficies de ¡as zonas ocupadas) y a modo de tornillo o remaches, por el núcleo de plástico solidificado que ocupa los taladros o rehundidos.

El procedimiento de unión de la invención permite también obtener, sobre la zona de unión entre piezas, un recubrimiento a base del mismo plástico inyectado para llevar a cabo la unión o con otro diferente, compatible con el primero. Cuando el plástico utilizado para lograr el recubrimiento es el mismo que el utilizado para la unión entre piezas, la operación completa, unión y recubrimiento, pueden conseguirse con un solo molde, en el que se colocarán las piezas a unir, y en una sola operación de inyección. Cuando el plástico utilizado para el recubrimiento es diferente del utilizado para ¡a unión entre piezas, se utilizarán dos moldes y dos operaciones de inyección, una para llevar a cabo la unión entre piezas, en el que se posicionan dichas piezas a unir y se efectúa la inyección del plástico o resina correspondiente, y otro de mayor volumen y con la forma del recubrimiento, en el que se posicionan ¡as piezas ya unidas y se efectúa una segunda inyección, con el plástico o resina que conformará el recubrimiento. El material de recubrimiento utilizado en ¡a segunda inyección puede ser de tipo expandido, por ¡igereza y resistencia contra impactos

En e¡ segundo caso se dispondrá de un segundo molde en el que se colocará ¡a estructura previamente formada mediante ¡a primera inyección, delimitando entre este segundo molde y dicha estructura el espacio que se llenará con la segunda inyección y

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) mmeeddiiaannttee llaa ccuuaall ppuueeddee oobbtteenneerrssee uunn rreeccuubbririmmiieennttoo ssoobbrree ddeetteerrmmiinnaaddaass zzoonnaass oo ssuuppeerrffiicciieess ddee llaa eessttrruuccttuurraa..

CCuuaannddoo ssee uuttiilliizzaa uunn sseegguunnddoo mmoollddee ppaarraa ¡laa sseegguunnddaa iinnyyeecccciióónn,, ppaarraa llaa oobbtteenncciióónn ddee uunn rreeccuubbrriimmiieennttoo,, ddiicchhoo sseegguunnddoo mmoollddee ppuueeddee ddiisseeññaarrssee ccoonn ccaavviiddaaddeess oo ccoonnffiigguurraacciioonneess ddeessttiinnaaddaass aa llaa ccoollooccaacciióónn ddee iinnsseerrttooss oo ppiieezzaass qquuee ppuueeddeenn lluueeggoo ffoorrmmaarr ppaarrttee ddeell rreeccuubbririmmiieennttoo,, ppoorr eejjeemmpplloo ccoommoo ppiieell eexxtteerrnnaa ddeeccoorraattiivvaa,, eelleemmeennttooss rreeffoorrzzaanntteess ddee nnaattuurraalleezzaa mmeettáálliiccaa,, eettcc..

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En los dibujos adjuntos se representa un ejemplo de realización, no limitativo, siendo:

La figura 1 una vista en planta de los componentes o piezas a unir, de configuración tubular, para la formación de una estructura.

La figura 2 corresponde ai detalle A de la figura 1 , en sección diametral y a mayor escala.

La figura 3 muestra la pieza de la figura 1 dentro del molde en el que se llevará a cabo la unión de las mismas.

La figura 4 muestra las mismas piezas, ya unidas.

La figura 5 es una sección de la unión, tomada según la línea de corte V-V de

HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) la figura 4,

La figura 6 es una vista similar a la figura 3, mostrando una vanante de ejecución.

La figura 7 muestra en sección la unión entre piezas de configuración plana o laminar.

La figura 8 muestra en perspectiva una segunda variante de ejecución.

Descripción detallada de un modo de realización

En la figura 1 se representan cuatro piezas o componentes (1 , 2, 3 y 4) tubulares, que deben ser unidos para formar una estructura, plana en el ejemplo descrito, representándose dichos componentes en las posiciones que deberán ocupar en la estructura a formar.

De acuerdo con la invención se dota a las piezas (1 , 2, 3 y 4) a unir, cerca de las zonas de unión, de conformaciones que en el ejemplo representado consisten en taladros (5) que atraviesan las paredes de dichas piezas , según puede apreciarse mejor en la figura 2. En el caso de que las paredes sean muy gruesas o de que las piezas a unir sean macizas, los taladros (5) pueden atravesar solo parcialmente dichas paredes o piezas, a partir de una de sus superficies.

En cualquier caso los taladros (5) se practicarán en dirección perpendicular a la dirección en la que actúen las fuerzas en cada una de las piezas, dentro de la estructura de la que formarán parte.

Las piezas tubulares se cierran, en una sección posterior y próxima a la sección en la que están situadas los taladros (5), mediante un tabique (6) transversal.

El conjunto de piezas (1 , 2, 3 y 4), con ios taladros (5) y tabiques (8), se posicionan dentro de un molde (7), figura 3, que cubre el volumen de la zona de la estructura formada por la unión de las cuatro piezas. En este molde se inyecta una resina o plástico adhesivo en estado fundido. La inyección se lleva a cabo a una presión y grado de fluidez del plástico o resina suficiente para lograr que llene el espacio (8) limitado entre las piezas (1 , 2, 3 y 4), el volumen interno (9) de las cuatro piezas limitado por el tabique (6) y además penetre y llene ios taladros (5).

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) En las figuras 4 y 5 se muestran las piezas (1 , 2, 3 y 4) ya unidas, una vez curada la resina o plástico inyectado y extraído el conjunto del molde (7), con un núcleo (10) intermedio de resina o plástico, un cilindro (1 1) que llena el interior de las piezas tubulares, hasta el tabique (6) y está adherido a la superficie interna de la pared de dichas piezas, y tapones (12) que actúan a modo de remaches o elementos de unión mecánica.

Los taladros (5) se practicarán en las piezas a unir en dirección perpendicular a la dirección en la que actúan las fuerzas que deba soportar la estructura a través de cada pieza.

Mediante el procedimiento de la invención, para cada una de las piezas la unión lograda actúa con un doble efecto: a) Por la adherencia de la resina inyectada sobre las paredes de la pieza a unir, y b) por la acción mecánica de los tapones (12) dentro de los taladros (5),

En la zona de unión puede obtenerse además un recubrimiento (12), dimensionando adecuadamente las cavidades o huecos del molde (7), a base del mismo plástico o resina utilizado para la unión entre piezas, o mediante una segunda inyección con un plástico o resina diferente.

Según se muestra en la figura 5, en el espacio (8) delimitado entre las piezas a unir dentro del molde (7), pueden disponerse fibras (13) de naturaleza resistente, por ejemplo fibras de carbono, que pueden o no penetrar en las piezas tubulares y que quedarían ocluidas en la resina o plástico inyectado, aumentando o reforzando su efecto.

En la figura 7 se muestra la unión a tope entre dos piezas (14 y 15) sensiblemente planas, en la que se practican, cerca de la unión, taladros (16). Mediante el correspondiente molde, no representado, se inyecta un plástico adhesivo o resina que conformará tapones (17) que llenan los taladros (18), así como un recubrimiento (18) sobre las piezas (14 y 15), que actúa con los tapones (17) a modo de remaches.

El sistema de unión de la invención es aplicable en la unión de piezas de cualquier naturaleza y configuración que entren a formar parte de un conjunto estructura plana o espacial.

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26) Las zonas de las piezas a unir pueden ser sometidas, antes de su disposición en el molde, a tratamientos encadenados a asegurar el pegado o unión entre el materia! inyectado y las piezas a unir.

El modelo (7) puede además presentar cavidades que, al llenarse del material inyectado, proporcionen elementos de refuerzo o decorativos. En la figura 8 se muestra una variante de ejecución en la que las conformaciones de que se dota a las piezas a unir (1 , 2, 3, 4) consisten en nervios (19) que pueden discurrir sobre las superficies de las zonas o áreas de las piezas a unir en dirección longitudinal, transversa! o inclinada. Estas conformaciones, asi como el posible recubrimiento de las zonas a unir, se obtendrá mediante dos semi moldes (20-21) que reproducen en negativo, por sus superficies enfrentables, e! volumen y forma de la estructura a obtener.

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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)