11 kn. de publicación: ES kint. Cl. 6 : B23K 33/00

PATENTES Y MARCAS ESPA ˜NA N. de publicaci´on:

ES 2 096 890

k 51_{Int. Cl.}6_:

_{B23K 33/00}

B23K 31/02

B23K 15/00

B23K 26/00

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12

_{TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA}

_T3

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86 _{N´umero de solicitud europea: 93402769.9} k

86 _{Fecha de presentaci´on : 16.11.93} k

87 _{N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 601 903} k

87 _{Fecha de publicaci´on de la solicitud: 15.06.94}

k

54 _{T´ıtulo: Procedimiento de fabricaci´on de una estructura mecanosoldada, estructura obtenida y su}

aplicaci´on para la realizaci´on de un nudo de una estructura entramada.

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30 _{Prioridad: 17.11.92 FR 92 13792} k

73 _{Titular/es: Giat Industries}

13, Route de la Mini`ere 78000 Versailles, FR

k

45 _{Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:}

16.03.97

k

72 _{Inventor/es: Chambefort, Jean-Claude;}

Hubsch, Alain; Vengeon, Bernard; Lipnick, Michel y Tachon, Daniel

k

45 _{Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:}

16.03.97

k

74 _{Agente: Polo Flores, Carlos}

Aviso:

En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).

ES

2

096

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DESCRIPCION

Procedimiento de fabricaci´on de una estruc-tura mecanosoldada, estrucestruc-tura obtenida y su aplicaci´on para la realizaci´on de un nudo de una estructura entramada.

La invenci´on se refiere a la fabricaci´on de es-tructuras mecanosoldadas que tienen la forma de un poliedro.

Las estructuras mecanosoldadas poli´edricas se fabrican cortando piezas de chapa, mecanizando el borde de las piezas, ensamblando las mismas, manteni´endolas ensambladas en forma de una es-tructura poli´edrica, con ayuda de un ´util conce-bido especialmente para cada tipo de estructura a realizar, y soldando las aristas de la estructura, por ejemplo mediante arco voltaico.

Esta t´ecnica presenta inconvenientes: es nece-sario realizar un ´util adaptado para el manteni-miento de las piezas ensambladas y la soldadura induce tensiones importantes que pueden perju-dicar la estabilidad dimensional de la estructura. La falta de estabilidad dimensional es un grave inconveniente cuando las estructuras mecanosol-dadas son subconjuntos de estructuras mucho m´as importantes para las que se busca una gran estabilidad dimensional de conjunto. Este es el caso, por ejemplo, cuando las estructuras mecano-soldadas constituyen los nudos de un entramado destinado a ser el lecho de soporte de un instru-mento de gran precisi´on, tal como un telescopio. La patente DE-A-4 023 393 describe la fa-bricaci´on de un montante para un veh´ıculo au-tom´ovil, destinado a soportar una luna del mismo. Este montante es una estructura mecano-soldada que comprende dos placas plegadas, cada una con una forma particular, y ensambladas en-tre s´ı siguiendo dos bordes. En un borde, hay pre-vistos medios de encaje, pero el otro borde nece-sita sujetarse mediante dos ´utiles muy espec´ıficos. Adem´as, la estructura no constituye una estruc-tura poli´edrica propiamente dicha. Este docu-mento no describe encajes sobre las partes de las piezas a ensamblar, el encaje anterior a la eje-cuci´on de la soldadura para constituir un con-junto tiene la forma de poliedro (sin emplear un ´

util espec´ıfico), la soldadura sigue las aristas del conjunto.

El documento japon´es JP-A-61-33765 puede ilustrar el pre´ambulo de la reivindicaci´on 1, con excepci´on del hecho de que las piezas no se sueldan entre s´ı en posici´on de montaje. En efecto, este documento japon´es describe probable-mente un dep´osito realizado mediante soldadura, partiendo de placas hexagonales y pentagonales. Para este fin, se cortan las placas y se construye la estructura soldando las placas entre si.

El objeto de la presente invenci´on es supe-rar estos inconvenientes, proponiendo un proce-dimiento de fabricaci´on de una estructura meca-nosoldada que permita aplicar un ´util espec´ıfico para el mantenimiento de las piezas ensambladas

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tituida por piezas de chapa met´alica ensambladas entre s´ı y en la que al menos una parte constituye caras del poliedro soldadas siguiendo bordes que se hacen coincidir dos a dos, que constituyen aris-tas del poliedro, procedimiento que consiste en cortar las piezas de chapa met´alica y en soldarlas entre s´ı en una posici´on de montaje, caracterizado porque:

- en la operaci´on de cortado de las piezas, se realizan medios de encaje complementarios en las partes de las piezas destinadas a ensamblarse en-tre s´ı, dos a dos,

- se colocan las piezas en una posici´on de mon-taje y los medios de encaje complementarios se colocan en una disposici´on de ajuste mutuo, de forma que constituyen un montaje que tiene la forma del poliedro que se mantiene ensamblado por dichos medios complementarios, y

- se sueldan las piezas entre s´ı siguiendo las aristas del montaje que tienen la forma del polie-dro.

Preferentemente, mediante corte de una chapa met´alica, se realiza al menos una pieza que cons-tituye un travesa˜no, que tiene medios de encaje complementarios de los medios de encaje de las piezas de la estructura, y el travesa˜no se coloca entre al menos dos piezas de la estructura y los medios de encaje del travesa˜no se colocan en una disposici´on de ajuste con los medios de encaje de las dos piezas, cuando se constituye el montaje en forma de poliedro.

Generalmente, no es necesario realizar una uni´on mediante soldadura entre el travesa˜no y las piezas entre las que est´a colocado dicho travesa˜no. Los medios de encaje pueden ser particular-mente salientes macho y muescas o dientes.

La chapa met´alica se puede cortar en una di-recci´on inclinada con respecto a la direcci´on per-pendicular a las caras de la chapa, para obtener chaflanes inclinados, al menos en una parte de los bordes de las piezas.

Preferentemente, las piezas se cortan con l´aser o con chorro de agua.

Preferentemente tambi´en, las piezas se suel-dan mediante l´aser o mediante un haz de electro-nes.

La invenci´on tambi´en concierne a una estruc-tura mecanosoldada con forma de poliedro que lleva piezas de chapa met´alica, en la que al menos una parte constituye caras del poliedro ensambla-das entre s´ı y soldaensambla-das siguiendo bordes que cons-tituyen aristas del poliedro, caracterizada porque dicha estructura tiene medios de encaje comple-mentarios en partes de uni´on de las piezas, en una disposici´on de ajuste mutuo, para mantener la estructura montada antes de la soldadura de dichos bordes, estando realizados los medios com-plementarios de encaje por corte de las partes de las piezas destinadas a ser ensambladas entre s´ı, dos a dos.

Adem´as, la estructura mecanosoldada puede llevar al menos un travesa˜no de chapa met´alica intercalado entre al menos dos piezas y

presen-para una estructura met´alica entramada, consti-tuida por una estructura mecanosoldada poli´ edri-ca seg´un la invenci´on.

A continuaci´on, la invenci´on se describe m´as detalladamente, en relaci´on con las figuras adjun-tas en las que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva con una parte cortada de un nudo de una estructura met´alica entramada constituida por una estruc-tura mecanosoldada poli´edrica seg´un la invenci´on, - la figura 2 es una vista en perspectiva es-quem´atica con una parte cortada de una zona de arista de una estructura seg´un la invenci´on que lleva medios de encaje constituidos por dientes.

El nudo de la estructura met´alica, designado generalmente con el n´umero 1 de la figura 1, es una estructura poli´edrica mecanosoldada consti-tuida por:

- dos piezas externas, 2 y 3, id´enticas, en forma de T, perforadas con agujeros rectangulares o muescas 4, 5 y 6 y con agujeros 7, 8, 9, que pue-den ser circulares, el´ıpticos o poligonales, estando achaflanados un borde 10 de la pieza externa 3 y un borde 11 de la pieza externa 2;

- una pieza externa rectangular 12, de longitud igual a la longitud de la arista m´as larga 10 de la pieza externa 3 y perforada con dos muescas 13 (de las que solamente una es visible en la figura 1);

- cuatro piezas externas rectangulares 14, 15, 16, 17, perforadas con muescas 18, 19, 20 (de las que solamente tres son visibles en la figura 1);

- tres travesa˜nos 21, 22 (de los que solamente dos son visibles en la figura 1) de forma rectan-gular y que en cada uno de sus lados tienen un saliente macho 23, 24, 25, 26, 27, 28 (de los que ´

unicamente seis son visible en la figura 1). Las piezas externas se obtienen mediante corte de una chapa de acero de espesor adecuado. Los chaflanes de las piezas externas 2 y 3 se obtienen mediante corte de la chapa en direcci´on inclinada con respecto a la perpendicular a las caras de la chapa, siguiendo los bordes 10 y 11, correspon-dientes.

Las piezas externas se ensamblan de forma tal que los salientes macho 23, 24, 25, 26, 27, 28, de los travesa˜nos 21, 22, se encajan en las muescas 4, 5, 6, 13, 18, 19, 20, de las piezas externas 2, 3, 12, 14, 15, 17.

Mediante el montaje de las piezas externas y de los travesa˜nos, se realiza una estructura poli´edrica que se mantiene ensamblada mediante los salientes macho y muescas. Por lo tanto, se puede efectuar la soldadura de la estructura sin emplear ´utiles de mantenimiento.

Las piezas externas se sueldan entre s´ı a lo largo de sus l´ıneas de contacto 10, 11, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, preferentemente mediante un procedimiento de soldadura de alta energ´ıa sin metal de aportaci´on.

Cuando se integra en una estructura met´alica, el nudo as´ı constituido se suelda por sus extremos

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rectangulares (o cuadrados) 37, 38, 39, a vigas principales o largueros de secci´on rectangular (o cuadrada) y en los agujeros 7, 8, 9, se acoplan y sueldan vigas secundarias de secci´on circular.

Preferentemente, para fabricar este nudo se efect´uan las operaciones siguientes:

- se cortan mediante l´aser las diferentes pie-zas (piepie-zas externas y travesa˜nos); obteni´endose con este procedimiento un corte extremadamente preciso;

- se ensamblan las piezas encajando los salien-tes macho en las muescas; la calidad del corte es tal que el encaje conduce a una estructura r´ıgida con una gran precisi´on geom´etrica, que se ensam-bla sin intervenci´on de ´utiles especiales;

- las piezas externas se sueldan entre s´ı, me-diante l´aser; como la soldadura mediante l´aser no provoca un calentamiento notable de las piezas externas, no se crean tensiones en la estructura, lo que da lugar a una excelente estabilidad dimen-sional.

En lugar de salientes macho y muescas, tambi´en se pueden utilizar, como se representa en la figura 2, dientes 40, 41, mecanizados sobre los bordes de las piezas que constituyen las caras del poliedro. Los dientes 40 y 41 se cortan a lo largo de los bordes de dos piezas externas 42, 43 que, de esta forma se pueden encajar entre s´ı, a lo largo de los bordes de las piezas externas que forman entre s´ı un ´angulo de 90◦.

Cortando los salientes macho y las muescas, o los dientes, con cortes sesgados se pueden efectuar montajes en los que los ´angulos entre dos piezas externas contiguas son diferentes de 90◦.

Esta t´ecnica permite realizar cualquier estruc-tura mecanosoldada poli´edrica.

Para aplicar este procedimiento, se pueden utilizar instalaciones de corte y de soldadura con l´aser robotizadas, dotadas de ordenadores de mando y control.

Entonces, se puede dise˜nar la estructura y las piezas que la componen mediante un dispositivo de concepci´on ayudado por ordenador que pro-porciona autom´aticamente programas de corte y de soldadura. Los programas se introducen en or-denadores de mando y control de las instalaciones de corte y de soldadura por l´aser.

Tambi´en se pueden cortar las piezas externas mediante chorro de agua o mediante otro proce-dimiento cualquiera que permita obtener un corte muy preciso.

Se puede realizar la soldadura utilizando un haz de electrones u otro haz cualquiera de alta energ´ıa que permita soldar sin calentamiento no-table de las piezas soldadas.

Hay que observar que las piezas de chapa que sirven de travesa˜nos se pueden disponer en lu-gares particularmente elegidos con el fin de que sirvan para proporcionar rigidez a la estructura poli´edrica. Estos travesa˜nos se pueden soldar o no soldar a las piezas externas en las que se en-cajan.

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricaci´on de una es-tructura mecanosoldada (1) con forma de polie-dro, que est´a constituida por piezas (2, 3, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 42, 43), de chapa met´alica, en-sambladas entre s´ı y en la que al menos una parte constituye caras del poliedro soldadas siguiendo los bordes (10, 11, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36), puestos en coincidencia dos a dos, constituyendo aristas del poliedro, procedimiento que consiste en cortar las piezas de chapa met´alica y en sol-dar dichas piezas entre s´ı, en posici´on de montaje,

caracterizadoporque:

- en la operaci´on de cortado de las piezas, se realizan medios de encaje complementarios (4, 5, 6, 13, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 40, 41), sobre algunas partes de las piezas destinadas a ensamblarse entre s´ı, dos a dos,

- se colocan las piezas en una posici´on de mon-taje y los medios de encaje complementarios se colocan en una disposici´on de ajuste mutuo, de forma que constituyen un montaje que tiene la forma del poliedro que se mantiene ensamblado mediante dichos medios complementarios, y

- se sueldan las piezas entre s´ı siguiendo las aristas del montaje que tiene la forma del polie-dro.

2. Procedimiento de fabricaci´on seg´un la rei-vindicaci´on 1, caracterizado porque, mediante corte de una chapa met´alica, se realiza una pieza que constituye al menos un travesa˜no (21, 22) que lleva medios de encaje (23, 24, 25, 26, 27, 28), complementarios de los medios de encaje (4, 5, 6, 13, 18, 19, 20), de las piezas de la estructura, y porque dicho travesa˜no se coloca entre al menos dos piezas de la estructura y los medios de encaje del travesa˜no se colocan en disposici´on de ajuste con los medios de encaje de las dos piezas, cuando se constituye el montaje en forma de poliedro.

3. Procedimiento de fabricaci´on seg´un la rei-vindicaci´on 2,caracterizadopor el hecho de que no se realiza uni´on alguna por soldadura entre el travesa˜no (21, 22) y las piezas entre las que se coloca dicho travesa˜no.

4. Procedimiento seg´un una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizadoporque los medios de encaje (4, 5, 6, 13, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 40, 41) pertenecen a al menos uno de los tipos de medios de encaje siguientes: Salientes macho y muescas, dientes.

5. Procedimiento seg´un una de las reivindi-caciones 1 a 4, caracterizado porque la chapa met´alica se corta en una direcci´on inclinada con respecto a la direcci´on perpendicular a las caras de la chapa, para obtener chaflanes inclinados so-bre al menos una parte de los bordes (10, 11) de las piezas.

6. Procedimiento seg´un una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizadoporque las piezas se cortan mediante uno de los procedimien-tos siguientes: cortado con l´aser, cortado con

cho-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

8. Procedimiento seg´un una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizadoporque:

- se dise˜nan las diferentes piezas de la estruc-tura mecanosoldada con ayuda de medios de Con-cepci´on Asistida por Ordenador, y se generan pro-gramas de corte y de soldadura;

- se transfieren los programa de corte y de sol-dadura a ordenadores de mando y de control de las instalaciones de corte y de soldadura;

- se efect´ua el corte y la soldadura de forma autom´atica, estando gobernadas las instalaciones de corte y de soldadura por ordenadores de mando y control.

9. Estructura mecanosoldada con forma de poliedro, que tiene piezas de chapa met´alica, en la que al menos una parte constituye caras del po-liedro ensambladas entre s´ı y soldadas siguiendo bordes que constituyen aristas del poliedro,

ca-racterizadaporque tiene medios

complementa-rios (4, 5, 6, 13, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 40, 41) sobre unas partes de uni´on de las piezas (2, 3, 12, 14, 15, 16, 17, 21, 22, 42, 43), en una disposici´on de ajuste mutuo, para mantener la es-tructura montada antes de la soldadura de dichos bordes, estando realizados los medios de encaje complementarios mediante corte sobre las partes de las piezas destinadas a estar ensambladas entre s´ı, dos a dos.

10. Estructura mecanosoldada seg´un la rei-vindicaci´on 9, caracterizada porque adem´as tiene al menos un travesa˜no (21, 22) de chapa met´alica que puede servir para proporcionar rigi-dez, que est´a intercalado entre al menos dos pie-zas y que presenta medios de encaje (23, 24, 25, 26, 27, 28) ajustados en medios de encaje com-plementarios (4, 5, 6, 13, 18, 19, 20) de las dos piezas.

11. Nudo para una estructura met´alica en-tramada,caracterizadoporque est´a constituido por una estructura mecanosoldada (1) que tiene la forma de un poliedro, seg´un una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10.

NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Euro-peas (CPE) y a la Disposici´on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´on del Convenio de Patente Europea, las patentes euro-peas que designen a Espa˜na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´an ning´un efecto en Espa˜na