SECTOR TÉCNICO.

La presente solicitud de Patente de Invención se refiere a una Máquina para el ensamble o producción de paneles tipo sándwich, para ser utilizados en la industria de la construcción, los cuales no tienen problemas de oxidación y utilizan conectores de silla de soporte de cierre metálico.

TÉCNICA ANTERIOR.

Los paneles estructurales aislados tipo sándwich se han venido utilizando desde hace varios años, tal como se describe a continuación : En las Patentes US 3.305.991, US 3. 555. 131, US 3. 838. 241 y US 4. 120. 330, Weismann, desarrolla el proceso de conformación de celosías tridimensionales soldadas eléctricamente elaborando el alma aislante de espuma dentro de la ce ! osía.

Rockstead y Fahrenbach con su patente de los Estados Unidos US 4.104. 842 trabajan el mismo principio pero prevén los

efectos corrosivos del concreto. Artzer en su patente americana US 4. 226. 067 crea una celosía tridimensional soldada eléctricamente y el aislante en forma de paralelepípedos de rectángulos rectos se introducen a lo largo de la celosía. Dickens y Nanny en su patente americana US 4. 241. 555, a un alma de material aislante fijan una malla soldada eléctricamente, por una sola cara, mediante tornillos unidos a un separador que va sobre las laminas pegadas al alma aislante. Chun en su patente americana US 4.253. 288 hace su desarrollo para trabajar in situ paneles de entramado de tela y alambre en zigzag proyectando el aislante sobre la tela en la misma obra, para luego lanzar el concreto. Deinzer en su patente US 4. 505. 019 conforma el panel atravesando el aislante con alambres inclinados que luego suelda y coda a mallas soldadas eléctricamente en ambas caras, y, Stevenson en su patente US 4. 614. 13 configura cerchas triangulares invertidas, eléctricamente soldadas, una sí, y otra no, soldando alambres perpendiculares y paralelos en ambas caras para luego colocar el aislante.

En todas tas patentes anteriores, a excepción la de Chun, se trabajan alambres soldados eléctricamente. En todas las patentes anteriores la conexión entre las caras las hace los alambres soldados eléctricamente de las cerchas o alambres en zigzag a excepción de la de Dickens y Nanny donde no hay conexión.

Se ha desarrollado otro sistema para conectar los planos de refuerzo de las superficies exteriors que son los conectores o conectores al corte.

Long en su patente americana US 4.829. 733 diseña conectores de plástico o compuesto para conformar muros tipo sandwich para construcción de una o dos capas de concreto, pero los conectores son sencillos ; no interactúan directamente con el refuerzo.

Conectores que si interactúan con el refuerzo, en la forma de varillas pasando por huecos, son los de Fricker en la patente americana US 4. 283. 896, Haussier en la patente U$ 3. 757. 482 y US 3.996. 713 y la patente de Garret US 4. 541. 211, donde ei conector también interactúa con la formaleta.

En una forma sencilla y elegante, pero con el inconveniente de pasar la varilla por un hueco, está la patente US 4.974. 381 de Marks, además, se aplica el concepto de silla de soporte, para las barras de acero, en cada extremo del conector. Este mismo concepto lo aplica Kleinschmidt en la patente US 6. 202. 375 B1 con conectores en plástico que en cada extremo lleva un tipo de silla de soporte, las cuales soportan mallas soldadas eléctricamente de alambres de igual diámetro, para que las mallas. no se salgan se sujetan por medio de tapas corona a presión.

Innumerable ha sido el desarrollo de dispositivos para sujetar las varillas y las mallas. En la patente US 1. 637.742 de 1927 a nombre de W. S. Edge y Russell C. Olmsted, para sujetar dos capas de varillas entrecruzadas y el conector actúa en el cruce de las varitlas. Menzel en su patente US 3.255. 565 diseña sillas de soporte donde las varillas se fuerzan a entrar y se sujetan fuertemente usando la propiedad elástica del material y también utiliza el concepto de cabezas de silla de soporte intercambiables.

Un sistema muy práctico y sencillo de sujeción en sillas de soporte metálicas, para que las varillas no se salgan o se suelten, es el de doblar las alas ; este concepto lo encontramos en la patente US 3. 693. 310 de Middleton y en el diseño de J.

M. Hornes en la patente US 3. 378. 981. Otra manera práctica es la de doblar las alas de dos en dos, una enfrente de la otra, como la utilizada por H. S. Johns en su patente US 1. 882. 499 de 1932. En las tres patentes descritas anteriormente ninguno menciona cómo doblan las alas, si manualmente (alicates), o con algún dispositivo especial para hacerlo.

OBJETO DE LA INVENCI#N.

La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto, una Máquina para el ensamblaje de paneles, donde se doblan las alas de las sillas de soporte para cerrarlas, se forma todo el

panel. Además, cuando los conectores son metálicos el proceso es sólo mecánico y para el caso de los conectores plásticos térmicamente deformables, el proceso es mecánico y con calor.

Otro objeto de la presente invención se relaciona con el ! diseño de paneles estructurales aislados tipo sandwich para la construcción de muros, placas y techos en la construcción de casas y edificios.

XAS.

Figura 1. Vista en perspectiva de la Máquina ensambladora de paneles.

Figura 2. Vista frontal de la Máquina ensambladora de paneles.

Figura 3. Vista lateral de ! a Máquina ensambtadora de paneles.

Figura 4. Vista superior de) a Máquina ensambtadora de paneles.

Figura 5. Vista en corte transversal del accionador 7.

Figura 6. Vista en perspectiva y corte del accionador 7.

Figura 7. Vista en perspectiva del cuerpo 22.

Figura 8. Vista en perspectiva y corte del cuerpo 23.

Figura 9. Vista en perspectiva y corte de cuerpo 17.

Figura 10. Vista en perspectiva y corte de cuerpo 18 Figura 11. Vista en perspectiva y corte de un panel sencillo.

Figura 12. Vista superior de un panel sencillo a lo largo de la finea A-A'de la Figura 16.

Figura 13. Vista en perspectiva del conector 11.

Figura 14. Vista en perspectiva del conector 11, varillas 8 y 9.

Figura 15. Vista en corte transversal de un panel sencillo con el conector 11, varillas 8 y 9.

Figura 16. Vista en corte transversal a lo largo de la línea B- B'de la Figura 12 de cuatro accionadores 7 en la Máquina ensambladora de paneles, con un panel sencillo en posición de cierre.

Figura 17. Vista en corte transversal del accionador 37 con calefacción.

Figura 18. Vista en perspectiva y corte de ! accionador 37 con calefacción.

Figura 19. Vista en perspectiva y corte de cuerpo 38.

Figura 20. Vista en corte transversal a lo largo de la línea B- B'de la Figura 12 de cuatro accionadores 37 con calefacción en Máquina ensambladora de paneles, con un panel sencillo en posición de cierre.

Figura 21. Vista en corte transversal del panel doble.

Figura 22. Vista en perspectiva y corte de panel doble.

Figura 23. Vista en perspectiva de ! separador centra) 35.

DIVOLGACIÓN DE LA INVENCIÓN.

La presente solicitud de Patente de Invención se refiere a una Máquina para el ensamble o producción de paneles tipo sandwich, tal como se aprecia en la Figura 1, la cual está constituida por : a) una serie de marcos metálicos fijos : un marco en la parte superior 1 y un marco inferior al piso 6, unidos por columnas 4; b) un piano intermedio 3, el cual se encuentra entre los marcos superior 1 y el marco inferior 6 y se desliza por las columnas 4 ; c) dos gatos hidráulicos 5, los cuales suben y bajan el marco 3; d) unas vigas 2, las cuales van unidas a los marcos 1 y 3, respectivamente ; e) los accionadores 7, los cuales se apoyan sobre las vigas 2.

En las Figuras 2, 3 y 4, se puede apreciar las vistas frontal, lateral y superior de la Máquina ensambiadora de paneles, con sus diferentes partes.

Cada accionador 7, como se observa en la Figura 5, está conformado y ensamblado así : Un cuerpo 22 cilíndrico con cuatro ranuras 31 hacia la parte inferior (las cuales se aprecian en la Figura 7), de igual profundidad, se desplaza a la largo de la camisa 23 que contiene el resorte 24; además, en la parte inferior del cuerpo del accionador 7 propiamente dicho, se encuentran unas ranuras 27 (ver Figura 6) y el accionador 7 en su interior aloja al expulsor 13 con su resorte 14 e interiormente el expulsor 13 aloja al pistón 16 con su resorte

15. El accionador 7 sostiene la camisa 23 con dos tornillos que pasan por los orificios 28 (ver Figura 6) y los orificios 32 (según Figura 8) de la camisa 23. El conjunto anterior va enroscado al cuerpo 17 (ver Figura 9) quedando conformada una unidad independiente e intercambiable. El cuerpo 17 encaja con su vástago cuadrado en et cuerpo 18 (ver Figura 10) que se aprisiona mediante el sistema de tornillo 19, resorte 21, esfera 20, que sobresale al orificio 30.

El panel tipo sándwich, tal como se aprecia en las Figuras 11, 12 y 22, está conformado por : a) un alma 10 o almas, de material rígido o semi rígido, el cual puede ser poliestireno, poliuretano, madera prensada, mortero espumado, etc., el cual debe soportar las fuerzas que se inducen durante la proyección y vaciado de los materiales de cementación ; además, que funcione como separador o aislante ; b) una serie de conectores de sillas de soporte 11 de cierre mecánico, a to largo y ancho del panel, que pasan por orificios perpendiculares en un alma 10; c) unas varillas 8 y 9, cuerdas o lazos de material metálico o compuesto ; d) unos separadores externos 12 y e) unos separadores centrales 35. El panel se recubre o llena con materiales de cementación.

Los materiales de cementación se colocan sobre las caras o por dentro de ellas cuando el panel consta de dos almas, es así que eI material de cementación de las caras externas se proyectan y el de las caras interiors se aplica vaciado.

Los materiales de cementación pueden ser concretos, morteros, morteros aligerados, morteros espumados, yesos de alta resistencia o concretos reforzados con fibra de vidrio resistente a los álcalis, éstos últimos de gran utilidad hoy en día ya que los cementos Pórtiand junto con la fibra de vidrio y mezclados con polímeros acrílicos fraguan en muy pocas horas haciendo más práctico y versátil el uso de los paneles tipo sandwich producto de la presente invención.

Las varillas, cables o lazos, se colocan, tanto longitudinales como transversales, individualmente en las cabezas de las sillas de soporte de los conectores 11. El mercado ofrece varillas y cables metálicos a prueba de oxidación con recubrimientos metálicos y no metálicos ; una vez cortadas las varillas o los cables a la longitud requerida los extremos expuestos se sellarán con materiales que cubran su superficie; los cables y lazos compuestos de por sí no presentan problemas de oxidación.

Los separadores externos 12 y los separadores centrales 35 pueden ser metálicos, de plástico, madera seca, mortero, yeso o compuesto.

Los separadores externos 12 son independientes o integrales al alma 10 del panel.

Los paneles tipo sándwich funcionan especialmente en ambientes corrosivos sin necesidad que los materiales de cementación de recubrimiento y vaciado tengan products químicos para evitar la corrosión y son transparentes en forma electromagnética.

El conector 11 tiene unas ranuras 25 en los extremos, tal como se muestra en la Figura 13, que sirven para encajar las varillas 8 y 9, cuerdas o lazos de material metálico o compuesto ; mediante un dispositivo de cierre, las alas 26 entre las ranuras 25 se cierran para aprisionar las varillas 8 y 9 (ver Figuras 14 y 15).

Los conectores 11 pueden ser metálicos libres de oxidación como de acero galvanizado y acero inoxidable ; o conectores de plástico los cuales están libres de oxidación. Además, los conectores 11 tienen una longitud que depende del espesor de los paneles.

Como material compuesto se debe entender aquellos materiales que se hacen con dos materiales : un material (matriz o pegante) envolviendo a otro que son fibras, hilos, hebras o fragmentos de alta resistencia (el refuerzo). La fibra de vidrio desarrollada en los años 40 (1940) fue et primer compuesto moderno, y hoy en día el 65% de todos los compuestos están fabricados con fibra de vidrio. Compuestos de muy alta resistencia son los producidos con fibras de

carbón, y fibras especiales : Kevlar#, Nomex@, Teflóne son de amplio uso en el mercado.

El proceso de fabricación de los paneles es muy sencillo, económico y rápido, consiste en armar el panel en la máquina ensambladora, descrita anteriormente, entre los marcos superior 1 y marco intermedio 3 y sobre las vigas 2, se distribuyen los accionadores 7, o dispositivo individual que hace el cierre.

Se pueden obtener paneles sencillos con conectores metálicos ó termo deformables ; ó paneles dobles con conectores metálicos o termo deformables.

Los paneles se recubren o llenan con materiales de cementación, plástico o elastoplástico.

Los paneles sencillos tienen accionadores (7) con conectores (11) metálicos, tal como se observa en la Figura 5, su ensamble, se inicia cuando los dos gatos 5 están recogidos : a) El cuerpo 22 de los accionadores 7 recibe las varillas 8 y 9 en las ranuras 31 que las guía y orienta para que entrecruzadas queden dispuestas en los accionadores 7, luego se coloca el conector 11 metálico en el entrecruce de ias warillas haciendo que encajen las ranuras 25 de los conectores 11, el cilindro interior de los accionadores 7

hace que la posición de los conectores sea vertical, luego se coloca el separador externo 12 con su cara plana hacia arriba, tuego el alma 10 del panel, después el separador externo 12 con su cara plana hacia abajo, luego la varilla interior 9 y por úttimo la varilla exterior 8; b) una vez ensamblado se accionan los gatos hidráulicos 5 para presentar todo el conjunto al plano superior y que todos los conectores 11 metálicos encajen en los accionadores 7 de plano superior ; c) al incrementar la fuerza en los gatos hidráulicos 5 se inicia el proceso de cierre de las alas 26 de los conectores 11 metálicos, las alas 26 se doblan cuando se deslizan a lo largo del cono 29 (ver Figura 6) del accionador 7; el accionador 7 induce fuerzas de ajuste y de flexion sobre las varillas 8 y 9 y los conectores 11 metálicos, tal como puede observarse en la Figura 7 ; la primera fuerza se transmite por la presión del cuerpo 16 mediante la acción del resorte 15 (ver Figura 5), y otra que es la componente de la fuerza de flexión que se induce al doblarse las alas 26 sobre la varilla exterior 9 en cada accionador 7 (ver Figuras 14 y 15); la varilla 9 queda separada de fondo de la ranura 25 a una distancia igual al diámetro de la varilla interior 8.

Para todos los efectos la palabra varilla se amplía a varillas, cables o lazos de material metálico o compuesto.

Los paneles sencillos tienen accionadores (37) con conectores (11) termo deformables, los cuales se observan en las Figuras 17, 18 y 19, donde se obtiene la transmisión de calor a través de resistencias (39) que se encuentran en las perforaciones (45), a las alas (26) de los conectores (11) termo deformables, en el proceso de cierre y en el instante en que los pianos se sparen, se inyecta el aire por el suministro (46) en el cuerpo (38), que al salir por el orificio (47) del pistón (43), solidifia las alas (26) ; y se reviste con cuatro aisladores : (40), (41), (42) y (44).

Las Figuras 16 y 20 son las vistas en corte transversal a lo largo de la línea B-B'de la Figura 12 de los cuatro accionadores 7 sin calefacción y con cuatro accionadores 37 con calefacción, en la Máquina ensambiadora de paneles, para un panel sencillo en posición de cierre.

Los paneles dobles (ver Figuras 21 y 22) constat de un alma adicional 10 con conectores 33 metálicos, se ensamblan así : el cuerpo 22 de los accionadores 7 recibe las varillas 8 y 9 en las ranuras 31 que las guía y orienta para que entrecruzadas queden dispuestas en el accionador 7, luego se colocan los conectores 33 metáticos, en el entrecruce de las varillas haciendo que encajen las ranuras 25 de los conectores 33 metálico, el cilindro interior del accionador 7 hace que la posición de los conectores sea vertical, luego se coloca et separador externo 12 con su cara plana hacia arriba, luego el

alma 10 del panel, después el separador central 35, luego se coloca el alma adicional 10, luego se coloca un segundo separador externo 12 con su cara plana hacia abajo, la varilla interior 9 y por último la varilla exterior 8.

El separador central 35 (ver Figura 23), el cual tiene cuatro aberturas 36 para que pase por ellas el material de cementación y fragüe sobre las ondulaciones 34 de adherencia del conector 33.

En los paneles dobles con conectadores 33 termo deformables, se obtiene la transmisión de calor a través de resistencias 39 que se encuentran en las perforaciones 45, a las alas 26 de los conectores 33 termo deformables en el proceso de cierre y en el instante en que los planos se sparen, se inyecta el aire por et suministro 46 en el cuerpo 38, que al salir por el orificio 47 del pistón 43 y solidifia las alas 26; y se reviste con cuatro aisladores : 40, 41, 42 y 44.

Los pasos operativos para conectores metálicos, para panel de alma sendtta, son los siguientes : a) Colocación de las varillas, cables o lazos, 8 y 9. b) Colocación del conector 11, c) Colocación del separador externo 12, d) Colocación del alma 10, e) Colocación det segundo separador externo 12,

D Colocación de los refuerzos, y, g) Cierre.

Los pasos operativos para conectores metálicos, para panel de aIma doble, son los siguientes : a) Colocación de las varillas, cables o lazos, 8 y 9. b) Colocación de conector 33, c) Colocación del separador externo 12, d) Colocación de alma 10, e) Colocación del separador central 35, Colocación del alma 10, g) Colocación de segundo separador externo 12, h) Colocación de los refuerzos, y, i) Cierre.

Los pasos operativos para conectores plásticos varían en el proceso de cierre. Se define como cierre ei recorrido que debe seguir el accionador para lograr que las alas del conector se junten. Cuando el conector es metálico ei proceso es solamente mecánico. Cuando el conector es de plástico, el cuerpo doblador está cliente a una temperatura predeterminada, y cuando termina su recorrido para el cierre, opera una corriente de aire frío a presión que endurece el plástico.

Los paneles se pueden elaborar de todos los espesores, materiales y alidades, dependiendo del diseño estructural para cada tipo de aplicación ; así como el calibre de las varillas, cables o lazos que se utilicen, así como la longitud y diámetro de los conectores y e l diámetro y altura de los separadores externos y centrales.

RELACION DE SIGNOS DE REFERENCIA UTILIZADOS.

1 Marco superior.

2 Vigas.

3 Plano intermedio.

4 Columns.

5 Gatos hidráulicos.

6 Marco inferior.

7 Accionadores.

8 Varillas 9 Varillas 10 Alma del panel.

11 Conectores para panel sencillo <BR> <BR> <BR> <BR> 12 Separadores externos.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>13 Expulsor.

14 Resorte del expulsor 13.

15 Resorte del pistón 16.

16 Pistón Cuerpo 18 Cuerpo 19 Tornillo del cuerpo 18 20 Esfera det cuerpo 17.

21 Resorte de cuerpo 17.

22 Cuerpo 23 Camisa 24 Resorte de la camisa 23 25 Ranuras de los conectores

26 Alas de los conectores 27 Ranuras de los accionadores 7 28 Orificio de la camisa 23 29 Cono de los accionadores 7 30 Orificio del cuerpo 17 31 Ranuras del cuerpo 22.

32 Orificio de la camisa 23.

33 Conectores para panel de alma doble.

34 Ondulaciones.

35 Separador central.

36 Aberturas del separador central.

37 Accionadores 38 Cuerpo 39 Resistencia 40 Aisladores 41 Aisladores 42 Aisladores 43 Pistón 44 Aisladores 45 Perforación de los accionadores 37.

46 Suministro de aire.

47 Orificio de pistón 43.